5　牛顿运动定律的应用

1、如图所示，质量为m＝3 kg的木块放在倾角为θ＝30°的足够长的固定斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑．若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t＝2 s时间木块沿斜面上升4 m的距离，则推力F的大小为(g取10 m/s2)(　　)

A．42 N　　　B．6 N　　　C．21 N　　　D．36 N

答案　D

解析　因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mgsin θ＝μmgcos θ，所以μ＝tan θ；当在推力作用下加速上滑时，由运动学公式x＝at2得a＝2 m/s2，由牛顿第二定律得：F－mgsin θ－μmgcos θ＝ma，得F＝36 N，D正确．

2、一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F＝6 N的作用从静止开始运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2(g取10 m/s2)，则(　　)

A．2 s末物体的速度为2 m/s

B．2 s内物体的位移为6 m

C．2 s内物体的位移为2 m

D．2 s内物体的平均速度为2 m/s

答案　AC

解析　物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力f，则根据牛顿第二定律得F－f＝ma，又f＝μmg，联立解得，a＝1 m/s2.所以2 s末物体的速度为vt＝at＝1×2 m/s＝2 m/s，A正确；2 s内物体的位移为x＝at2＝2 m，B错误，C正确；2 s内物体的平均速度＝＝ m/s＝1 m/s，D错误．

3、某气枪子弹的出口速度达100 m/s，若气枪的枪膛长0.5 m，子弹的质量为20 g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为(　　)

A．1×102 N B．2×102 N C．2×105 N D．2×104 N

答案　B

解析　根据v2＝2ax，得a＝＝ m/s2＝1×104 m/s2，从而得高压气体对子弹的平均作用力F＝ma＝20×10－3×1×104 N＝2×102 N.

4、总质量为m＝75 kg的滑雪者以初速度v0＝8 m/s沿倾角为θ＝37°的斜面向上自由滑行