第四章
牛顿运动定律(人教新课标)
第6节
用牛顿运动定律解决问题(一)
【思维导图】
【微试题】
1.
(全国高考)如图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是( )
A.向右做加速运动
B.向右做减速运动
C.向左做加速运动
D.向左做匀速运动
【答案】A
2.
在光滑水平面上的木块受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用时,木块将作
[
]
【答案】D
3.
如图,质量为M的凹形槽沿斜面匀速下滑,现将质量为m的砝码轻轻放入槽中,下列说法中正确的是
[
]
A.M和m一起加速下滑
B.M和m一起减速下滑
C.M和m仍一起匀速下滑
D.以上选项均有可能
【答案】C
4.
蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目,一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s,若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小(g取10m/s2)。
【答案】1.5×103N
【解析】:
将运动员看作质量为m的质点,从h1高处下落,刚接触网时速度的大小为
(向下);
弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度的大小为
(向上)。
速度的改变量
Δv=v1+v2(向上)。
以a表示加速度,Δ
t表示运动员与网接触的时间,则
Δv=a
Δ
t。
接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg,由牛顿第二定律得
F-mg=ma。
由以上各式解得
,
代入数值得
F=1.5×103N。
点悟 本题为从运动状态确定物体的受力情况的问题。求解此类问题可先由匀变速直线运动公式求出加速度a,再由牛顿第二定律求出相关的力。本题与小球落至地面再弹起的传统题属于同一物理模型,但将情景放在蹦床运动中,增加了问题的实践性和趣味性。题中将网对运动员的作用力当作恒力处理,从而可用牛顿第二定律结合匀变速运动公式求解。实际情况作用力应是变力,则求得的是接触时间内网对运动员的平均作用力。