《4.5 牛顿运动定律的应用公开课.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4.5 牛顿运动定律的应用公开课.docx（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、4.5牛顿运动定律的应用1 .水平路面上有一质量为30 kg的小车，在60 N水平推力的作用下由静止开始以1. 5 ni/sz的加速度做匀 加速直线运动。2 s后撤去该推力，以下说法正确的选项是()A.小车2 s末的速度是4 m/sB.小车受到的阻力大小是15 NC.撤去推力后小车的加速度大小是1 m/s2 D.小车运动的总时间为6 s.某步枪子弹的出口速度达100 m/s,枪膛的长度为0.5 m,子弹的质量为20 g,假设把子弹在枪膛内的运 动看作匀变速直线运动，那么高压气体对子弹的平均作用力是()A. 1X102 N B. 2X102 N C. 2X105 N D. 2X104 N.汽车正
2、在走进千家万户，在给人们的出行带来方便的同时也带来了平安隐患。行车过程中，如果车距较小，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引起的伤害，人们设 计了平安带，假定乘客质量为70 kg,汽车车速为90 km/h,从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s,平安带对乘客的作用力大小约是(不计人与座椅间的摩擦)()A. 450 N B. 400 N C. 350 N D. 300 N. 一个滑雪者从静止开始沿山坡自然滑下，坡的倾角。=30。，滑雪板与雪地 的动摩擦因数是0.04。10 m/s2,结果均保存三位有效数字)求：(1)滑雪者加速度的大小；(2)滑雪者5 s内滑下
3、的位移的大小；(3)滑雪者5 s末速度的大小。2 .质量为2X1()5 kg的机车从停车场出发，匀加速行驶225 m后，速度到达 54 km/h,此时，司机关闭发动机让机车进站，机车又匀减速行驶了 125 hi才 停在站上，设运动过程中阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力。3 .如下图，有一足够长的斜面，倾角。=37。，一质量为勿的小物块从斜面顶端/处由静止沿斜面下滑，到8处后，受到一与物块重力大小相等的水平向右的恒力作用， 开始减速，到斜面底端。时速度刚好降为3假设/夕长xi = 2.25m,物 块与斜面间动摩擦因数=0.5。(sin 37 =0. 6, cos 37 =0. 8, g
4、 取 10 m/s?)求:(1)物块到达夕点的速度匕(2)斜面长度Zo.如下图为某快递公司的分件传送带装置，可等效为水平传送带模型。绷紧的传送带水平局部/3的长度=5 m,并以r=2 m/s的速度向右运动。现将一个可视为质点的旅行包轻轻地无初速度地放在传送带 的左端，旅行包与皮带之间的动摩擦因数 =0.2。(g取10N/kg)求：(1)旅行包在传送带上加速时的加速度大小2(2)旅行包在传送带上从左端运动到夕端所用的时间t。8. 一质量加=40 kg的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从 计示数月的变化如下图，此过程中，小孩与电梯相对静止。8. 一质量加=40 kg的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从
5、 计示数月的变化如下图，此过程中，小孩与电梯相对静止。方=0时刻由睁止开始上升，在06 s内体重 求这段时间内电梯上升的高度。（g取10 N/kg）A 二- 7 oo O /b40 2 F44 3003 4 5 6 /.科研人员乘热气球进行科学考察。气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为900 kg,在空中停留一 段时间后，科研人员发现气球因漏气而下降，及时采取措施，堵住漏洞。堵住时气球下降速度为1 m/s, 且做匀加速运动，4 s内下降了 12 mo假设空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略。求至少抛掉多重的压舱物 才能阻止气球加速下降。（g取10 N/kg）9 .如下图，一质量为1 kg的小球套
6、在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角。=30。，现小球在9 =20 N的竖直向上的拉力作用下，从/点静止出发向上运动，杆与球间的动摩擦因数=手。（g取N/kg）求:（1）小球运动的加速度大小；（2）假设分作用1.2 s后撤去，小球上滑过程中距/点的最大距离。10 .我国将于2022年举办冬季奥运会，跳台滑雪是其中极具观赏性的工程之一。滑雪运动中，当滑雪板压 在雪地上时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑 雪板的摩擦。然而当滑雪板相对雪地的速度较小时，与雪地接触时间超过某值就会陷下去，使得它们间的 摩擦力增大。假设滑雪者的速度超过4 m/s时，滑雪板
7、与雪地间的动摩擦因数就会由m= 0.25变为0. 125o 一滑雪者从倾角9=37。的坡顶/处由静止开始自由下滑，滑至坡底6处（6处为一光滑小圆弧） 后又滑上以段水平雪地，最后停在。处，如下图，不计空气阻力，坡长45=26嗅（g取10m/s2, sin 37 =0.6, cos 37 =0.8）求：从坡顶由静止开始下滑到动摩擦因数发生变化所经历的时间;到达处的速度大小；在水平雪地上运动的最大距离。参考答案LB【解析】由速度公式得2 s末的速度v=ati = 3 m/s, A错误；由牛顿第二定律得分一六侬，解得f=15 N, B正确；撤去推力后由牛顿第二定律得=-=0.5 m/s2, C错误；撤
8、去推力后运动的时间t2=； ina=6 s,小车运动的总时间为Ci+益=8 s, D错误。2V2.B【解析】把子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动，那么由匀变速运动规律可知加速度为己=T， 2xa=10 000 m/s2,由牛顿第二定律可得分合=侬=200 N, B正确，A、C、D错误。3 .C【解析】90 km/h = 25 m/s,运动过程中的平均加速度大小为0=卜一5=5 m/s2,故根据牛顿第二 定律可得尸 =侬，代入解得b =350 N, C正确。4 .【答案】(1)4.65 m/s?； (2)58. 1 m； (3)23. 3 m/so【解析】(1)以滑雪者为研究对象：A%geos
9、 0 =0, 侬sin 9 f=ma,又因为f=由以上三式可得d=g(sin 0 /cos 。)，a= 10X 巳-0. 04X乎 m/s?74. 65 m/s20(2) 5 s内滑下来的位移为1田。(3)5 s 末的速度为 v=at=4. 65X5 m/s23. 3 m/so.【答案】2.8X105 N【解析】在匀加速阶段有声一0 = 2句小，即 152=2aiX225,解得 = 0.5 m/s2,由牛顿第二定律得F f=ma,在减速阶段有 = 15 m/s,末速度为吸=0,位移为X2=125 m,由谒一日=2包入2,得一15?=2(一4) X 125,解得加速度大小为4=0. 9 m/s2
10、,由牛顿第二定律得f=皿 /=2X105X0.9 N=1.8X105 N,由9 =/a + 得机车的牵引力为分 =2.8X105 N。5 .【答案】(1)3 m/s； (2)2.75 mo【解析】(1)物块在力8段受重力、斜面弹力及摩擦力的作用，设加速度为国，由牛顿第二定律得/像in 37 侬cos 37 =m&,解得a = 2 m/s2,方向沿斜面向下，又由声=2a为得物块到达夕点速度r=3 m/so同理设物块在笈段的加速度大小为如 由牛顿第二定律得凡os 37 + jjN mgsin 37 =加,而 N=Fsin 37 -mgcos 37 ,解得/=9 m/s2,方向沿斜面向上，0- v/
11、夕。的长度X2z，解得入2=0.5 m,2a2所以斜面长度为=矛1 +用=(2. 25 + 0. 5)m=2. 75 m。6 .【答案】(1)2 m/s2； (2)3 s。【解析】(1)由牛顿第二定律得 仁侬，f 口 mg,解得 a2 m/s%设旅行包在传送带上匀加速运动在后到达与传送带共速，通过的位移为必那么才=系解得x=l m5 m,所以物体先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动。设匀速直线运动的时间为办 那么 L X vti,方=11+方2, 联立解得方=3 S。7 .【答案】9 m【解析】在02 s内，电梯做匀加速运动，加速度为Fmg 440 - 4002_231 . n m/ s 1
12、m/ s ,m 40上升高度为力1 X2? m=2 m, 乙乙2 s 末速度为 r= ai ti = 1X2 m/s = 2 m/s,在中间3 s内，电梯加速度为0,做匀速运动，上升高度为力2= “2=2X3 m=6 m, 最后Is内做匀减速运动，加速度为320 400224=-m/s = 2 m/s ,m 40在第6 s末恰好停止，上升高度为11/?3=-rt3=-X2X 1 m=l m, 乙乙故在这段时间内电梯上升高度为力=力1 +力2+分3=2 m+6 m+1 m=9 mo.【答案】900 N【解析】设漏气后气球所受浮力为凡匀加速下降的加速度为必由*=的力+)35, 得 a=2(X 的方
13、)=m/s2, 乙L由牛顿第二定律得mg F= ma,F=mga) =8 100 N,要阻止气球加速下降，抛掉压舱物后至少要使气球受到的合力为零。后来气球重G =F=8 100 N,可知 抛出的物体重量为 G=mgG =900 No.【答案】(l)2.5m/s2； (2)2.4 m。【解析】(1)在力少撤去前小球的受力情况：重力、拉力、杆的支持力和滑动摩擦力，由牛顿第二定律得 Fmg) sin 30 n Fmg) cos 30 max, 解得 ai = 2. 5 m/s2o刚撤去分时，小球的速度- = a1i = 3ni/s,小球的位移E=三二,解得小=1.8 m,撤去力分后，小球上滑时有in
14、gsin 30 + Pinffcos 30 =ni%,解得色=7.5 m/s2,0 v小球上滑位移为入2=,2(32解得入2=0.6 m,那么小球上滑的最大距离为右=沟+X2 = 2.4 mo.【答案】 61s； (2)16 m/s； (3)99.2 mo【解析】(1)设滑雪者质量为勿，滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度-=4 m/s期间，由牛顿第二定 律有mgs in 37 一 加奥 os 37 =勿句,解得 31 = 4 m/s2,又有 = aZ,故由静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间t=l So根据牛顿第二定律和运动学公式有x尸 乙mgs in 37 H 2mgeos 37 =小出,X2=L - X,代入数据解得=16 m/so设滑雪者速度由厮=16 m/s减速到匕=4 m/s期间运动的位移为的 速度由匕=4 m/s减速到0期间运动的位移为刘，那么由牛顿第二定律和运动学公式有2侬=力桀，解得吊=96 m,同理一i侬=/&,解得荀=3.2 m,所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为牙=用+为=99.2 mo