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1、不及时,汽车撞引起的伤汽车车速为为5s,平安带m1111oFD.m0m-m/图3挂钩吊着一质直线运动,那4.6用牛顿运动定律解决问题(一)1 .如图1所示,在行驶过程中,如果车距不够,刹车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害。为了尽可能地减少碰害,人们设计了平安带及平安气囊。假定乘客质量为70kg,108kmh(即30ms),从踩下刹车到车完全停止需要的时间及安图1全气囊对乘客的作用力大约为()A.420NB.600NC.800ND.1OOON解析:从踩下刹车到车完全停止的5s内,人的速度由30ms减小到0,视为匀减速运动,那么有0=巧”=Ums2=-6ms2根据牛顿第二定律知平安带及平安弋费对乘
2、客的作用力F=ma=70(-6)N=-420N,负号表示力的方向跟初速度方向相反。所以选项A正确。答案:A2 .一间新房要盖屋顶,为了使下落的雨滴能够以最短的时间淌离屋屋顶的顶角应为(设雨滴沿屋顶下淌时,可看成在光滑的斜坡上下J滑)()图2A.60oB.90C.120oD.150解析:由题意知,雨滴沿屋顶的运动过程中受重力和支持力作用,设其运动的加速度为明屋项的顶角为2口,那么由牛顿第二定律得=gcos又因房屋的前后间距已定,设为2瓦那么雨滴下滑经过的屋顶面长度由X=JW2得f=那么当=45。时,对应的时间/最小,那么屋顶sindXPSiii乙a的顶角应取90。,B正确。答案:B3 .如图3所
3、示,弹簧测力计外壳质量为机。,弹簧及挂钩的质量忽略不计,量为小的重物。现用一竖直向上的外力尸拉着弹簧测力计,使其向下做匀加速么弹簧测力计的读数为()A.mgB.F的质量为Mf速度为由,当解析:设弹摄测力计的读数为,运用整体法得运用隔离法,以重物为研究对象有吆一尸=ma,整理得尸F,C正确。答案:C4 .如图4所示,不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦,物体4水平面光滑,当在绳的4端挂一质量为机的物体时,物体4的加在绳的B端施加一个大小为F=mg的竖直向下的拉力时,物体A的加速度为。2,那么出与。2的大小关系图4为()A.i=02B.2C.1a2D.无法确定解析:当在绳的B端挂一质量为机的物体时,物体
4、A和机一起运动,它们的加速度相同,根据牛顿第二定律,对物体A和组成的整体有Ig=(A/+帆)凿,即Qi=当在绳的6端施加一个大小为b=zg的拉力时,根据牛顿第二定律有尸=mg=M2,即2=修,故Va2,选项C正确。答案:C5 .雨滴从空中由静止落下,假设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5所示的图像能正确反映雨滴下落运动情况的是()图5解析:对雨滴受力分析,由牛顿第二定律得:mg-F=ma雨满加速下落,速度增大,阻力增大,故加速度减小,在己一,图像中其斜率变小,应选项C正确。答案:C6 .水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行平安检查。如图6所示为一水
5、平传送带装置示意图,紧绷的传送带4始终保持。=1m/s的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在4处,设行李与传送带之间的动摩擦因数=0.1,AA间的距离为2m,g取IOmA?。假设乘客把行李放到传送带的同时也以V=m/s的恒定速度平行于传送带运动去取行李,那么()图6A.乘客与行李同时到达8B.乘客提前0.5s到达BC,行李提前0.5s到达BD.假设传送带速度足够大,行李最快也要2s才能到达B解析:行李放在传送带上,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,Ia后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。行李加速运动的加速度为=g=lms2,历时A=?=1S到达共同速度,位移x=05
6、m,此后匀速运动f2=-1=1.5s到达8,共用2.5s。乘客到达B,历时=W=2s,故B正确。假设传送带速度足够大,行李一直加速运动,时间最短,最短时间Zmin=q爷=2So答案:BD7 .一物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图7;-:所示。在AJl点,物体开始与弹簧接触,到8点时,物体速度为零,然后被弹回。那么A以下说法中gB正确的选项是()A.物体在A点的速率最大B.物体由A点到B点做的是匀减速运动C.物体在8点时所受合力为零图7D.物体从A下降到8,以及从B上升到A的过程中,速率都是先增大后减小解析:物体在A点时只受重力,仍向下加速,A错;从A点向下运动到5点过程中,
7、怦黄弹力增大,合力方向先是向下,逐渐减小,后又变为向上,逐渐增大,所以物体先加速后减速,B错;从B上升到A过程中,合力是先向上后向下,方向与运动方向先相同后相反,也是先加速后减速,D对;物体能从6点被弹回,说明在6点物体受到的合力不为零,C错。答案:D8 .如图8所示,小球P、。的质量相等,其间用轻弹簧相连,光滑斜面的倾角为仇系统静止时,弹簧与轻绳均与斜面平行,那么在轻绳被突然剪断的瞬间,以下说法正确的选项是()彳IA.两球的加速度大小均为gsin图8B.。球的加速度为零C.P球的加速度大小为2gsinI).尸球的加速度方向沿斜面向上,。球的加速度方向沿斜面向下解析:在轻绳被突然剪断的瞬间,弹
8、箕的弹力不变,Q球所受的合力不变,加速度为零,选项B正确;但绳子的拉力(2/gsin)立刻变为零,P球所受的合力(弹黄的拉力和重力沿斜面向下的分力)的大小为2gsin。,故尸球的加速度大小为2gsint选项C正确。答案:BC9.如图9所示,固定光滑细杆与地面成一定倾角为“,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力尸作用下向上运动,推力尸与小环I速度。随时间变化规律如图10所不,取重力加速度g=10m/s?。求:图9,图10(1)小环的质量in;(2)细杆与地面间的倾角心解析:由题图得:V1,=2ms2=0.5ms2,根据牛顿第二定律可得:前2s有F-zzgsinamat2s后有Fz=Wgs
9、inat代入数据可解得:利=1kg,=30o答案:(I)Ikg(2)3010.一架军用直升机悬停在距离地面高64m处,将一箱军用物资由静止开始投下,如果不翻开物资上的自动减速伞,物资经4s落地。为了防止物资与地面剧烈撞击,必须在物资距离地面一定高度时将物资携带的自动减速伞翻开。物资接触地面时的平安速度为2ms,减速伞翻开后物资所受空气阻力是翻开前的18倍。减速伞翻开前空气阻力的大小恒定,忽略减速伞翻开的时间,取g=10ms2,求:(1)减速伞翻开时物资离地面的高度至少为多少?(2)物资运动的时间至少为多少?解析:(1)设物资的质量为股,减速伞翻开前物资所受的空气阻力为尸f,物资的加速度大小为由,减速伞翻开后物资的加速度大小为。2。不稠开减速伞的情况下,物资经=4s落地,由牛顿第二定律和运动学公式得mg-Ft=ma,H=at2解得=8ms2,Ff=0.2ng物资的落地速度恰为。=2m/s时,减速伞翻开时物资的商度最小,设为/】,制开减速伞时物资的速度设为如,由牛顿第二定律和运动学公式得v(r18Ff-mg=m2,H-h,Ii=劭)2-Iai解得。2=26ms2,=15m(2)由前面的求解过程可得翻开减速伞时物资的速度如=28m/s翻开减速伞前物资的运动时间*35s翻开减速伞后物资的运动时间打=2匚E=IS2故物资运动的时间至少为/1+/2=4.5S.答案:(1)15m(2)4.5s