1、6用牛顿运动定律解决问题(一)一、选择题考点一从受力确定运动情况1.雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图象可以正确反映出雨滴下落运动情况的是()答案C解析对雨滴受力分析，由牛顿第二定律得：mgFfma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度减小，在vt图象中其斜率变小，故选项C正确.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从受力情况确定运动情况2.用30 N的水平外力F，拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体，力F作用3 s后消失.则第5 s末物体的速度和加速度大小分别是()A.v4.5 m/s，a1.5 m/s2B.v7.5
2、 m/s，a1.5 m/s2C.v4.5 m/s，a0D.v7.5 m/s，a0答案C解析力F作用下a m/s21.5 m/s2，3 s末的速度vat4.5 m/s，3 s后撤去拉力后F0，a0，物体做匀速运动，故C正确.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从受力情况确定运动情况3.一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是()A.将水平恒力增加到2F，其他条件不变B.将物体质量减小一半，其他条件不变C.物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D.将时间增加到原来的2倍，其他条件不变答案D
3、解析由牛顿第二定律得Fmgma，所以ag，对比A、B、C三项，均不能满足要求，故选项A、B、C均错，由vat可得选项D对.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从受力情况确定运动情况4.物体放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经时间t通过的位移是x.如果水平恒力变为2F，物体仍由静止开始运动，经时间2t通过的位移是()A.x B.2x C.4x D.8x答案D解析当水平恒力为F时，由牛顿第二定律得，Fmaxat2.当水平恒力为2F时，由牛顿第二定律得，2Fma，xa(2t)2.联立得，x8x.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从受力情况确定运动情况5.在交通事故的分
4、析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度大小为()A.7 m/s B.14 m/s C.10 m/s D.20 m/s答案B解析设汽车刹车后滑动过程中的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：mgma，解得：ag.由匀变速直线运动的速度位移关系式得v022ax，可得汽车刹车前的速度大小为：v0 m/s14 m/s，因此B正确.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从受力情况确定运动情况考点二从运动情况确定受力
5、6.行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带.假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦，刹车过程可看做匀减速直线运动)()A.450 N B.400 N C.350 N D.300 N答案C解析汽车刹车前的速度v090 km/h25 m/s设汽车匀减速的加速度大小为a，则a5 m/s2对乘客应用牛顿第二定律可得：Fma705 N350 N，所以C正确.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从运动情况
6、确定受力情况7.(多选)如图1所示，质量为m的小球置于倾角为的斜面上，被一个竖直挡板挡住.现用一个水平力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，重力加速度为g，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()图1A.斜面对小球的弹力为B.斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为maC.若增大加速度a，斜面对小球的弹力一定增大D.若增大加速度a，竖直挡板对小球的弹力一定增大答案AD解析对小球受力分析如图所示，把斜面对小球的弹力FN2进行正交分解，竖直方向有FN2cos mg，水平方向有FN1FN2sin ma，所以斜面对小球的弹力为FN2，A正确.FN1mamgtan .由于FN2与a无关，故当增大加
7、速度a时，斜面对小球的弹力不变，挡板对小球的弹力FN1随a增大而增大，故C错误，D正确.小球受到的合力为ma，故B错误.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从运动情况确定受力情况8.(多选)如图2所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，则(物体1和物体2相对车厢静止)()图2A.车厢的加速度为gtan B.绳对物体1的拉力为C.底板对物体2的支持力为(m2m1)gD.物体2所受底板的摩擦力为m2gsin 答案AB解析对物体1进行受力分析，且把拉力FT沿水平方向、竖直方向分解，有FTc
8、os m1g，FTsin m1a得FT，agtan ，所以A、B正确.对物体2进行受力分析有FNFTm2gFf静m2a根据牛顿第三定律，FTFT解得FNm2gFf静m2gtan ，故C、D错误.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从运动情况确定受力情况考点三多过程问题分析9.竖直上抛物体受到的空气阻力Ff大小恒定，物体上升到最高点时间为t1，从最高点再落回抛出点所需时间为t2，上升时加速度大小为a1，下降时加速度大小为a2，则()A.a1a2，t1a2，t1t2C.a1a2，t1t2 D.a1t2答案A解析上升过程中，由牛顿第二定律，得mgFfma1设上升高度为h，则ha1t12下降过程
9、，由牛顿第二定律，得mgFfma2ha2t22由得，a1a2，t1a下，所以t上t下，故选项D错误.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】多过程问题分析二、非选择题11.(从运动情况确定受力)如图3所示，质量为2 kg的物体在40 N水平推力作用下，从静止开始1 s内沿足够长的竖直墙壁下滑3 m.求：(取g10 m/s2)图3(1)物体运动的加速度大小；(2)物体受到的摩擦力大小；(3)物体与墙壁间的动摩擦因数.答案(1)6 m/s2(2)8 N(3)0.2解析(1)由hat2，可得：a6 m/s2(2)分析物体受力情况如图所示：水平方向：物体所受合外力为零，FNF40 N竖直方向：取向下
10、为正方向，由牛顿第二定律得：mgFfma可得：Ffmgma8 N(3)物体与墙壁间的滑动摩擦力FfFN所以0.2.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从运动情况确定受力情况12.(从受力确定运动情况)某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力，实验装置如图4所示，已知斜面倾角为45，光滑小球的质量m3 kg，力传感器固定在竖直挡板上.求：(g10 m/s2)图4(1)当整个装置静止时，力传感器的示数；(2)当整个装置向右做匀加速直线运动时，力传感器示数为36 N，此时装置的加速度大小；(3)某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时，力传感器示数恰好为0，此时整个装置的运动方
11、向如何？加速度为多大？答案(1)30 N(2)2 m/s2(3)方向向左，加速度大小为10 m/s2解析(1)以小球为研究对象，设小球与力传感器静止时的作用力大小为F，小球与斜面间的作用力大小为FN，对小球受力分析如图所示，由几何关系可知：Fmg310 N30 N；(2)竖直方向FNcos 45mg；水平方向FFNsin 45ma；解得：a2 m/s2；(3)要使力传感器示数为0，则有：FNcos 45mg；FNsin 45ma；解得：a10 m/s2，方向向左.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】从受力情况确定运动情况13.(多过程问题分析)如图5所示，一固定足够长的粗糙斜面与水平面夹
12、角30.一个质量m1 kg的小物体(可视为质点)，在F10 N的沿斜面向上的拉力作用下，由静止开始沿斜面向上运动.已知斜面与物体间的动摩擦因数 .g取10 m/s2.则：图5(1)求物体在拉力F作用下运动的加速度大小a1；(2)若力F作用1.2 s后撤去，求物体在上滑过程中距出发点的最大距离.答案(1)2.5 m/s2(2)2.4 m解析(1)对物体受力分析，根据牛顿第二定律：物体受到斜面对它的支持力FNmgcos 5 N，物体的加速度a12.5 m/s2.(2)力F作用t01.2 s后，速度大小为va1t03 m/s，物体向上滑动的距离x1a1t021.8 m.此后它将向上匀减速运动，其加速度大小a27.5 m/s2.这一过程物体向上滑动的距离x20.6 m.整个上滑过程移动的最大距离xx1x22.4 m.【考点】用牛顿运动定律解决两类问题【题点】多过程问题分析
