4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（好學(xué)案）（原卷版）

第5節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用一、兩類基本問題1.從受力確定運(yùn)動(dòng)情況：如果已知物體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。2.從運(yùn)動(dòng)情況確定受力：如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出物體的加速度，結(jié)合受力分析，再根據(jù)牛頓第二定律求出力。二、解決動(dòng)力學(xué)兩類問題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)1.把握“兩個(gè)分析”“一個(gè)橋梁”2.找到不同過程之間的“聯(lián)系”,如第一個(gè)過程的末速度就是下一個(gè)過程的初速度,若過程較為復(fù)雜,可畫位置示意圖確定位移之間的聯(lián)系。三、兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題步驟【例1】在交通事故的分析中，剎車線的長(zhǎng)度是很重要的依據(jù)。剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上滑動(dòng)時(shí)留下的痕跡。在某次交通事故中，汽車的剎車線長(zhǎng)度是14m。假設(shè)汽車輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.7，g=10m/s2。則汽車開始剎車時(shí)的速度為（）A．7m/s B．10m/s C．14m/s D．20m/s【針對(duì)訓(xùn)練1】如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度為10m/s時(shí)，給物體施加一個(gè)與速度方向相反的大小為F＝2N的恒力，在此恒力作用下（g取10m/s2)（）A．物體經(jīng)10s速度減為零B．物體經(jīng)2s速度減為零C．物體速度減為零后將保持靜止D．物體速度減為零后將向右運(yùn)動(dòng)【例2】一質(zhì)量為3kg的小車靜止在水平地面上。從某時(shí)刻開始，對(duì)小車施加一個(gè)21N的水平拉力，使小車做直線運(yùn)動(dòng)。已知小車在前3s內(nèi)前進(jìn)了9m，在此過程中（g取10m/s2）（）A．小車加速度的大小是1m/s2B．小車加速度的大小是2m/s2C．動(dòng)摩擦因數(shù)是0.6D．摩擦力的大小是21N【針對(duì)訓(xùn)練2】公安機(jī)關(guān)使用無人機(jī)對(duì)城區(qū)主要街行巡控、管理和宣傳。一架無人機(jī)質(zhì)量為2kg，從地面由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后關(guān)閉動(dòng)力，其v－t圖象如圖所示，運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力大小恒定，g取10m/s2，下列判斷正確的是（）A．無人機(jī)上升的最大高度為24m B．3~4s內(nèi)無人機(jī)在下降C．無人機(jī)的升力大小為16N D．無人機(jī)所受阻力大小為4N1．靜止在水平地面上的小車，質(zhì)量為5kg。在水平拉力50N的作用下做直線運(yùn)動(dòng)，2s內(nèi)勻加速前進(jìn)了4m，在這個(gè)過程中（g?。ǎ〢．小車加速度的大小是 B．小車加速度的大小是C．動(dòng)摩擦因數(shù)是0.4 D．摩擦力的大小是10N2．如圖所示給滑塊一初速度v0使它沿傾角30°的光滑斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，若重力加速度為g，則當(dāng)滑塊速度大小減為時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能是（）A． B． C． D．3．C919大型客機(jī)是我國自行研制、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機(jī)，航程可達(dá)4075-5555公里，于2017年5月5日成功首飛．質(zhì)量為7.2×104kg的某型飛機(jī)，起飛時(shí)滑行的距離為2.1×103m，離地的速度為70m/s，若該過程可視為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)飛機(jī)受到的阻力恒為飛機(jī)重力的0.05倍，重力加速度g取10m/s2．飛機(jī)在起飛過程中，下列說法正確的是A．平均速度為45m/sB．加速度大小為1.5m/s2C．在跑道上滑行的時(shí)間為60sD．發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力為8.4×104N4．為了備戰(zhàn)2020年東京奧運(yùn)會(huì)，我國羽毛球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了如圖所示的原地縱跳摸高訓(xùn)練。已知質(zhì)量m＝60kg的運(yùn)動(dòng)員原地靜止站立(不起跳)摸高為2.10m，比賽過程中，該運(yùn)動(dòng)員先下蹲，重心下降0.5m，經(jīng)過充分調(diào)整后，發(fā)力跳起摸到了2.90m的高度。若運(yùn)動(dòng)員起跳過程視為勻加速運(yùn)動(dòng)，忽略空氣阻力影響，g取10m/s2。則(

)A．運(yùn)動(dòng)員起跳過程處于超重狀態(tài)B．起跳過程的平均速度比離地上升到最高點(diǎn)過程的平均速度大C．起跳過程中運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力為960ND．從開始起跳到雙腳落地需要1.05s5．航空母艦上的彈射器可以使艦載戰(zhàn)斗機(jī)在較短距離內(nèi)獲得較大的發(fā)射速度。一架質(zhì)量為3×104kg的戰(zhàn)斗機(jī)在蒸汽式彈射器牽引下加速，設(shè)彈射器對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)的牽引力恒定，且彈射器有效作用距離為100m，加速過程中戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力恒為1.0×105N。要求戰(zhàn)斗機(jī)在水平彈射過程結(jié)束時(shí)速度大小達(dá)到80m/s。彈射過程中戰(zhàn)斗機(jī)所受總推力為彈射器牽引力和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，g取10m/s2。求：（1）戰(zhàn)斗機(jī)在彈射過程中的加速度大??；（2）戰(zhàn)斗機(jī)加速過程所用的時(shí)間；（3）彈射器對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)的牽引力大小。6．如圖所示，小孩與冰車的總質(zhì)量為30kg，靜止在冰面上。大人用與水平方向夾角為θ＝37°、F＝60N的恒定拉力，使其沿水平冰面由靜止開始移動(dòng)。已知冰車與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.05，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：（1）小孩與冰車的加速度的大??；（2）冰車運(yùn)動(dòng)3s時(shí)的位移的大??；（3）冰車運(yùn)動(dòng)5s時(shí)的速度大小。7．如圖所示，工人師傅為了將地面上一批規(guī)格相同的貨物運(yùn)送到高處的平臺(tái)處，在水平地面和平臺(tái)之間安裝了一個(gè)斜面軌道，斜面的頂端和平臺(tái)在同一水平面內(nèi)。某次工人在運(yùn)送一件貨物時(shí)對(duì)其施加沿斜面向上的恒力F=250N，使貨物從斜面底端由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離x0后，撤去力F，而后貨物恰好到達(dá)斜面頂端，被平臺(tái)上的工人接到。已知斜面軌道長(zhǎng)度為l=3m，軌道傾角為θ=37°，該貨物的質(zhì)量m=10kg，貨物與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8。g取10m/s2，貨物可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力忽略不計(jì)。求x0和貨物在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。8．如圖所示，質(zhì)量m=40kg木箱靜止于水平地面上，用大小為480N、方向與水平方向成θ=37°的斜向下推力F推木箱，使