5.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m后双脚着地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自己重心又下降了0.5 m,则在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为( )
A.自身所受重力的2倍
B.自身所受重力的5倍
C.自身所受重力的8倍
D.自身所受重力的10倍
解析:消防队员先自由下落h1=2 m,设脚着地时的速度为v,则h1=0①
双脚着地后减速,重心再下降h2=0.5 m停下,设消防员在减速运动过程中的加速度大小为a,则h2=0②
解①②组成的方程组得a=4g。
根据牛顿第二定律得FN-mg=ma,FN=mg+ma=5mg,故B正确。
答案:B
6.质量m=20 kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。0~2 s 内F与运动方向相反,2~4 s内F与运动方向相同。物体的速度-时间图象如图所示。g取 10 m/s2,物体与水平面间的动摩擦因数 μ= 。
解析:由图象可求出0~2 s内物体运动的加速度大小为a1=5 m/s2,由牛顿第二定律得F+μmg=ma1①,由图象可求出2~4 s内物体运动的加速度大小为 a2=1 m/s2。由牛顿第二定律得F-μmg=ma2②,
μ==0.2。
答案:0.2
题组三 综合考查
7.(多选)如图所示,质量为m2的物体,放在沿平直轨道向左行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑的定滑轮连接质量为m1的物体。当车向左匀加速运动时,与物体m1相连接的绳与竖直方向成θ角,m2与车厢相对静止。则( )
A.车厢的加速度为gsin θ
B.绳对物体m1的拉力FT为
C.底板对物体m2的支持力FN为(m2-m1)g
D.物体m2所受底板的摩擦力Ff为m2gtan θ
解析:以物体m1为研究对象,分析受力情况如图甲所示,根据牛顿第二定律得
m1gtan θ=m1a,得a=gtan θ,则车厢的加速度也为gtan θ。
则绳对物体m1的拉力FT=,故选项A错误,选项B正确。
以物体m2为研究对象,分析其受力情况如图乙所示,根据牛顿第二定律有