第四章 5 牛顿运动定律的应用 作业
A组：合格性水平训练
1．(已知运动求力)质量为m的质点，受水平恒力作用，由静止开始做匀加速直线运动，它在t内的位移为x，则合力F的大小为( )
2mx2mx2mx2mxA.t2 B. C. D.
t－12t＋1t＋1答案 A
12x
解析 由运动情况，根据公式x＝at2，可求得质点的加速度a＝2，则合力
2t2mx
F＝ma＝t2，故A正确。
2．(已知运动求力)水平面上一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t后撤去外力，又经时间3t物体停下，则物体受到的阻力为( )
FFF2FA.3 B.4 C.2 D.3 答案 B
解析 当力F作用时，设物体的加速度大小为a1，时间t后物体的速度为v，由牛顿第二定律及运动学公式得F－Ff＝ma1，v＝a1t；撤去力F后，设物体的加速度大小为a2，由牛顿第二定律及运动学公式得，Ff＝ma2，0＝v－a2·3t，解以F
上四式得：Ff＝4，B正确。
3. (已知运动求力)如图所示，在行驶过程中，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。为了尽可能地减少碰撞引起的伤害，人们设计了安全带及安全气囊。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为108 km/h(即30 m/s)，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带及安全气囊对乘客的作用力大约为( )
A．420 N C．800 N 答案 A
解析 从踩下刹车到车完全停止的5 s内，人的速度由30 m/s减小到0，视vt－v0－30
为匀减速运动，则有a＝t＝5 m/s2＝－6 m/s2。根据牛顿第二定律知安全带及安全气囊对乘客的作用力F＝ma＝70×(－6) N＝－420 N，负号表示力的方向跟初速度方向相反，A正确。
4．(已知力求运动)假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力大小与汽车所受的重力大小差不多，当汽车以20 m/s的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为( )
A．40 m B．20 m C．10 m D．5 m 答案 B
Ffmg
解析 由牛顿第二定律得a＝m＝m＝g＝10 m/s2，由v2＝2ax得汽车滑动v2202
的距离x＝2a＝ m＝20 m，B正确。
2×10
5. (已知力求运动)如图所示，水平地面上一物体以5 m/s的初速度向右滑行，若物体与地面间的动摩擦因数为0.25，取g＝10 m/s2，则物体在3 s内的位移大小为( )
B．600 N D．1000 N
A．0.5 m B．2.5 m C．3.75 m D．5 m 答案 D
解析 根据牛顿第二定律得μmg＝ma，解得a＝μg＝2.5 m/s2。物体匀减速
v5
运动的时间t＝a＝2.5 s＝2 s，即物体滑行2 s后停止运动，物体在3 s内的位移v5
大小为x＝2t＝2×2 m＝5 m，D正确。
6．(已知力求运动)在交通事故的分析中，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 设汽车刹车后滑动时的加速度为a，由牛顿第二定律得：－μmg＝ma，
2解得：a＝－μg。由匀变速直线运动速度—位移关系式得0－v0＝2ax，可得汽车
刹车前的速度为：v0＝正确。
－2ax＝2μgx＝2×0.7×10×14 m/s＝14 m/s，因此B
7．(综合)如图所示，质量为60 kg的运动员的两脚各用750 N的水平力蹬着两竖直墙壁匀速下滑，若他从离地12 m高处无初速匀加速下滑，2 s可落地，则此过程中他的两脚蹬墙的水平力均应等于(g＝10 m/s2)( )
A．150 N B．300 N C．450 N D．600 N 答案 B
解析 运动员匀速下滑时，竖直方向受重力和两个摩擦力作用，根据平衡条件，有mg－2f＝0，其中f＝μN，N＝750 N，解得μ＝0.4；运动员从离地12 m高12h处无初速匀加速下滑，2 s可落地，根据运动学公式，有h＝2at2，解得a＝t2＝2×1222
m/s＝6 m/s，根据牛顿第二定律，有mg－2μN′＝ma，解得N′＝300 N，4B正确。
人教版必修第一册 第四章 5 牛顿运动定律的应用 作业
