2006届高三毕业班牛顿运动定律练习题
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高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,质量为M=0.5kg 的物体B 和质量为m=0.2kg 的物体C ,用劲度系数为k=100N/m 的竖直轻弹簧连在一起.物体B 放在水平地面上,物体C 在轻弹簧的上方静止不动.现将物体C 竖直向下缓慢压下一段距离后释放,物体C 就上下做简谐运动,且当物体C 运动到最高点时,物体B 刚好对地面的压力为0.已知重力加速度大小为g=10m/s 2.试求:①物体C 做简谐运动的振幅;②当物体C 运动到最低点时,物体C 的加速度大小和此时物体B 对地面的压力大小. 【答案】①0.07m ②35m/s 2 14N 【解析】 【详解】①物体C 放上之后静止时:设弹簧的压缩量为0x . 对物体C ,有:0mg kx = 解得:0x =0.02m设当物体C 从静止向下压缩x 后释放,物体C 就以原来的静止位置为平衡位置上下做简谐运动,振幅A =x当物体C 运动到最高点时,对物体B ,有:0()Mg k A x =- 解得:A =0.07m②当物体C 运动到最低点时,设地面对物体B 的支持力大小为F ,物体C 的加速度大小为a .对物体C ,有:0()k A x mg ma +-= 解得:a =35m/s 2对物体B ,有:0()F Mg k A x =++ 解得:F =14N所以物体B 对地面的压力大小为14N2.如图,质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 的A 、B 两滑块放在水平面上,处于场强大小E=3×105N/C 、方向水平向右的匀强电场中,A 不带电,B 带正电、电荷量q=2×10-5C .零时刻,A 、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着,从静止同时开始运动,2s 末细绳断开.已知A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1,重力加速度大小g=10m/s 2.求:(1)前2s 内,A 的位移大小; (2)6s 末,电场力的瞬时功率. 【答案】(1) 2m (2) 60W 【解析】 【分析】 【详解】(1)B 所受电场力为F=Eq=6N ;绳断之前,对系统由牛顿第二定律:F-μ(m A +m B )g=(m A +m B )a 1 可得系统的加速度a 1=1m/s 2; 由运动规律:x=12a 1t 12 解得A 在2s 内的位移为x=2m ;(2)设绳断瞬间,AB 的速度大小为v 1,t 2=6s 时刻,B 的速度大小为v 2,则v 1=a 1t 1=2m/s ;绳断后,对B 由牛顿第二定律:F-μm B g=m B a 2 解得a 2=2m/s 2;由运动规律可知:v 2=v 1+a 2(t 2-t 1) 解得v 2=10m/s电场力的功率P=Fv ,解得P=60W3.如图所示,水平地面上固定着一个高为h 的三角形斜面体,质量为M 的小物块甲和质量为m 的小物块乙均静止在斜面体的顶端.现同时释放甲、乙两小物块,使其分别从倾角为α、θ的斜面下滑,且分别在图中P 处和Q 处停下.甲、乙两小物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ.设两小物块在转弯处均不弹起且不损耗机械能,重力加速度取g.求:小物块(1)甲沿斜面下滑的加速度; (2)乙从顶端滑到底端所用的时间;(3)甲、乙在整个运动过程发生的位移大小之比. 【答案】(1) g(sin α-()2sin sin cos hg θθμθ-【解析】 【详解】(1) 由牛顿第二定律可得F 合=Ma 甲Mg sin α-μ·Mg cos α=Ma 甲 a 甲=g(sin α-μcos α)(2) 设小物块乙沿斜面下滑到底端时的速度为v ,根据动能定理得W 合=ΔE k mgh -μmgcos θ·θsin h=212mv v=cos 21sin gh θμθ⎛⎫- ⎪⎝⎭a 乙=g (sin θ-μcos θ) t =()2sin sin cos hg θθμθ-(3) 如图,由动能定理得Mgh -μ·Mg cos α·sin hα-μ·Mg (OP -cos sin h αα)=0mgh -μmg cos θ·θsin h-μmg (OQ -cos sin h θθ)=0 OP=OQ根据几何关系得222211x h OP x h OQ ++甲乙4.高铁的开通给出行的人们带来了全新的旅行感受,大大方便了人们的工作与生活.高铁每列车组由七节车厢组成,除第四节车厢为无动力车厢外,其余六节车厢均具有动力系统,设每节车厢的质量均为m ,各动力车厢产生的动力相同,经测试,该列车启动时能在时间t 内将速度提高到v ,已知运动阻力是车重的k 倍.求: (1)列车在启动过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力;(2)列车在匀速行驶时,第六节车厢失去了动力,若仍要保持列车的匀速运动状态,则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大? 【答案】(1)13m (v t +kg ) (2)1415kmg 【解析】 【详解】(1)列车启动时做初速度为零的匀加速直线运动,启动加速度为a =vt① 对整个列车,由牛顿第二定律得:F -k ·7mg =7ma ②设第五节对第六节车厢的作用力为T ,对第六、七两节车厢进行受力分析,水平方向受力如图所示,由牛顿第二定律得26F+T -k ·2mg =2ma , ③ 联立①②③得T =-13m (vt+kg ) ④ 其中“-”表示实际作用力与图示方向相反,即与列车运动相反. (2)列车匀速运动时,对整体由平衡条件得F ′-k ·7mg =0 ⑤设第六节车厢有动力时,第五、六节车厢间的作用力为T 1,则有:26F '+T 1-k ·2mg =0 ⑥ 第六节车厢失去动力时,仍保持列车匀速运动,则总牵引力不变,设此时第五、六节车厢间的作用力为T 2, 则有:5F '+T 2-k ·2mg =0, ⑦ 联立⑤⑥⑦得T 1=-13kmg T 2=35kmg 因此作用力变化ΔT =T 2-T 1=1415kmg5.在水平长直的轨道上,有一长度为L 的平板车在外力控制下始终保持速度v 0做匀速直线运动.某时刻将一质量为m 的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数为μ,此时调节外力,使平板车仍做速度为v 0的匀速直线运动.(1)若滑块最终停在小车上,滑块和车之间因为摩擦产生的内能为多少?(结果用m ,v 0表示)(2)已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2,滑块质量m =1kg ,车长L =2m ,车速v 0=4m/s ,取g =10m/s 2,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F ,要保证滑块不能从车的左端掉下,恒力F 大小应该满足什么条件? 【答案】(1)2012m v (2)6F N ≥【解析】解:根据牛顿第二定律,滑块相对车滑动时的加速度mga g mμμ==滑块相对车滑动的时间:0v t a=滑块相对车滑动的距离2002v s v t g=-滑块与车摩擦产生的内能Q mgs μ= 由上述各式解得2012Q mv =(与动摩擦因数μ无关的定值) (2)设恒力F 取最小值为1F ,滑块加速度为1a ,此时滑块恰好达到车的左端,则: 滑块运动到车左端的时间011v t a = 由几何关系有:010122v t Lv t -= 由牛顿定律有:11F mg ma μ+= 联立可以得到:10.5s t=,16F N =则恒力F 大小应该满足条件是:6F N ≥.6.某天,张叔叔在上班途中沿人行道向一公交车站走去,发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过,此时,张叔叔的速度是1m/s ,公交车的速度是15m/s ,他们距车站的距离为50m .假设公交车在行驶到距车站25m 处开始刹车.刚好到车站停下,停车10s 后公交车又启动向前开去.张叔叔的最大速度是6m/s ,最大起跑加速度为2.5m/s 2,为了安全乘上该公交车,他用力向前跑去,求:(1)公交车刹车过程视为匀减速运动,其加速度大小是多少. (2)分析张叔叔能否在该公交车停在车站时安全上车. 【答案】(1)4.5m/s 2 (2)能 【解析】试题分析:(1)公交车的加速度221110 4.5/2v a m s x -==- 所以其加速度大小为24.5/m s (2)汽车从相遇处到开始刹车时用时:11153x x t s v -==汽车刹车过程中用时:1210103v t s a -== 张叔叔以最大加速度达到最大速度用时:32322v v t s a -== 张叔叔加速过程中的位移:2323·72v v x t m +== 以最大速度跑到车站的时间243437.26x x t s s v -==≈ 因341210t t t t s +<++,张叔叔可以在汽车还停在车站时安全上车. 考点:本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律.7.2019年1月3日10时26分.中国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。
高考物理牛顿运动定律解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动,推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图所示,取重力加速度g =10m/s 2.求:(1)小环的质量m ; (2)细杆与地面间的倾角a . 【答案】(1)m =1kg ,(2)a =30°. 【解析】 【详解】由图得:0-2s 内环的加速度a=vt=0.5m/s 2 前2s ,环受到重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有:1sin F mg ma α-= 2s 后物体做匀速运动,根据共点力平衡条件,有:2sin F mg α= 由图读出F 1=5.5N ,F 2=5N联立两式,代入数据可解得:m =1kg ,sinα=0.5,即α=30°2.如图1所示,在水平面上有一质量为m 1=1kg 的足够长的木板,其上叠放一质量为m 2=2kg 的木块,木块和木板之间的动摩擦因数μ1=0.3,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等・现给木块施加随时间t 增大的水平拉力F =3t (N ),重力加速度大小g =10m/s 2(1)求木块和木板保持相对静止的时间t 1; (2)t =10s 时,两物体的加速度各为多大;(3)在如图2画出木块的加速度随时间変化的图象(取水平拉カF 的方向为正方向,只要求画图,不要求写出理由及演算过程)【答案】(1)木块和木板保持相对静止的时间是4s ;(2)t =10s 时,两物体的加速度各为3m/s2,12m/s2;(3)【解析】【详解】(1)当F<μ2(m1+m2)g=3N时,木块和木板都没有拉动,处于静止状态,当木块和木板一起运动时,对m1:f max﹣μ2(m1+m2)g=m1a max,f max=μ1m2g解得:a max=3m/s2对整体有:F max﹣μ2(m1+m2)g=(m1+m2)a max解得:F max=12N由F max=3t 得:t=4s(2)t=10s时,两物体已相对运动,则有:对m1:μ1m2g﹣μ2(m1+m2)g=m1a1解得:a1=3m/s2对m2:F﹣μ1m2g=m2a2 F=3t=30N解得:a2=12m/s2(3)图象过(1、0),(4.3),(10、12)图象如图所示.3.如图所示.在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B,桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动,经过时间t=0.80s与B发生碰撞,碰后两木块都落到地面上,木块B离开桌面后落到地面上的D点.设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m,木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度取g =10m/s 2.求:(1)木块B 离开桌面时的速度大小; (2)两木块碰撞前瞬间,木块A 的速度大小; (3)两木块碰撞后瞬间,木块A 的速度大小. 【答案】(1) 1.5m/s (2) 2.0m/s (3) 0.80m/s 【解析】 【详解】(1)木块离开桌面后均做平抛运动,设木块B 离开桌面时的速度大小为2v ,在空中飞行的时间为t ′.根据平抛运动规律有:212h gt =,2s v t '= 解得:2 1.5m/s 2gv sh== (2)木块A 在桌面上受到滑动摩擦力作用做匀减速运动,根据牛顿第二定律,木块A 的加速度:22.5m/s Mga Mμ==设两木块碰撞前A 的速度大小为v ,根据运动学公式,得0 2.0m/s v v at =-=(3)设两木块碰撞后木块A 的速度大小为1v ,根据动量守恒定律有:2Mv Mv mv =+1解得:210.80m/s Mv mv v M-==.4.如图所示,传送带水平部分x ab =0.2m ,斜面部分x bc =5.5m ,bc 与水平方向夹角α=37°,一个小物体A 与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,传送带沿图示方向以速率v =3m/s 运动,若把物体A 轻放到a 处,它将被传送带送到c 点,且物体A 不脱离传送带,经b 点时速率不变.(取g =10m/s 2,sin37°=0.6)求:(1)物块从a 运动到b 的时间; (2)物块从b 运动到c 的时间. 【答案】(1)0.4s ;(2)1.25s . 【解析】 【分析】根据牛顿第二定律求出在ab 段做匀加速直线运动的加速度,结合运动学公式求出a 到b 的运动时间.到达b 点的速度小于传送带的速度,根据牛顿第二定律求出在bc 段匀加速运动的加速度,求出速度相等经历的时间,以及位移的大小,根据牛顿第二定律求出速度相等后的加速度,结合位移时间公式求出速度相等后匀加速运动的时间,从而得出b 到c 的时间. 【详解】(1)物体A 轻放在a 处瞬间,受力分析由牛顿第二定律得:1mg ma μ=解得:21 2.5m/s a =A 与皮带共速需要发生位移:219 1.8m 0.2m 25v x m a ===>共故根据运动学公式,物体A 从a 运动到b :21112ab x a t =代入数据解得:10.4s t =(2)到达b 点的速度:111m/s 3m/s b v a t ==<由牛顿第二定律得:22sin 37mg f ma ︒+= 2cos37N mg =︒且22f N μ=代入数据解得:228m/s a =物块在斜面上与传送带共速的位移是:2222b v v s a -=共代入数据解得:0.5m 5.5m s =<共时间为:2231s 0.25s 8b v v t a --=== 因为22sin 376m/s cos372m/s g g μ︒=︒=>,物块继续加速下滑 由牛顿第二定律得:23sin 37mg f ma ︒-= 2cos37N mg =︒,且22f N μ=代入数据解得:234m/s a =设从共速到下滑至c 的时间为t 3,由23331 2bc x s vt a t -=+共,得: 31s t =综上,物块从b 运动到c 的时间为:23 1.25s t t +=5.某种弹射装置的示意图如图所示,光滑的水平导轨MN 右端N 处于倾斜传送带理想连接,传送带长度L=15.0m ,皮带以恒定速率v=5m/s 顺时针转动,三个质量均为m=1.0kg 的滑块A 、B 、C 置于水平导轨上,B 、C 之间有一段轻弹簧刚好处于原长,滑块B 与轻弹簧连接,C 未连接弹簧,B 、C 处于静止状态且离N 点足够远,现让滑块A 以初速度v 0=6m/s 沿B 、C 连线方向向B 运动,A 与B 碰撞后粘合在一起.碰撞时间极短,滑块C 脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带,并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上,已知滑块C 与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8,重力加速度g=10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)滑块A 、B 碰撞时损失的机械能; (2)滑块C 在传送带上因摩擦产生的热量Q ;(3)若每次实验开始时滑块A 的初速度v 0大小不相同,要使滑块C 滑离传送带后总能落至地面上的同一位置,则v 0的取值范围是什么?(结果可用根号表示) 【答案】(1)9J E ∆= (2)8J Q =03313m/s 397m/s 22v ≤≤ 【解析】试题分析:(1)A 、B 碰撞过程水平方向的动量守恒,由此求出二者的共同速度;由功能关系即可求出损失的机械能;(2)A 、B 碰撞后与C 作用的过程中ABC 组成的系统动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出C 与AB 分开后的速度,C 在传送带上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律求出加速度,然后应用匀变速直线运动规律求出C 相对于传送带运动时的相对位移,由功能关系即可求出摩擦产生的热量.(3)应用动量守恒定律、能量守恒定律与运动学公式可以求出滑块A 的最大速度和最小速度.(1)A 与B 位于光滑的水平面上,系统在水平方向的动量守恒,设A 与B 碰撞后共同速度为1v ,选取向右为正方向,对A 、B 有:012mv mv = 碰撞时损失机械能()220111222E mv m v ∆=- 解得:9E J ∆=(2)设A 、B 碰撞后,弹簧第一次恢复原长时AB 的速度为B v ,C 的速度为C v 由动量守恒得:122B C mv mv mv =+ 由机械能守恒得:()()222111122222B C m v m v mv =+ 解得:4/c v m s =C 以c v 滑上传送带,假设匀加速的直线运动位移为x 时与传送带共速由牛顿第二定律得:210.4/a gcos gsin m s μθθ=-= 由速度位移公式得:2212C v v a x -=联立解得:x=11.25m <L 加速运动的时间为t ,有:12.5Cv v t s a -== 所以相对位移x vt x ∆=- 代入数据得: 1.25x m ∆=摩擦生热·8Q mgcos x J μθ=∆= (3)设A 的最大速度为max v ,滑块C 与弹簧分离时C 的速度为1c v ,AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直做加速度为2a 的匀减速直线运动直到P 点与传送带共速则有:22212c v v a L -=根据牛顿第二定律得:2212.4/a gsin gcos m s θμθ=--=-联立解得:1/c v s =设A 的最小速度为min v ,滑块C 与弹簧分离时C 的速度为2C v ,AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直做加速度为1a 的匀加速直线运动直到P 点与传送带共速则有:22112c v v a L -=解得:2/c v s =对A 、B 、C 和弹簧组成的系统从AB 碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中 系统动量守恒,则有:112max B C mv mv mc =+由机械能守恒得:()()22211111122222B C m v m v mv =+ 解得:133397/22max c v v m s == 同理得:313/2min v m s = 所以03313/397/22m s v m s ≤≤6.如图,光滑固定斜面上有一楔形物体A 。
A B C DF2F 专题三 牛顿运动定律2011年高考题组1.(2011 全国课标)如图,在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板,其上叠放一质量为m 2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t 增大的水平力F=kt (k 是常数),木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2,下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是( )2.(2011 天津)如图所示,A 、B 两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B 受到的摩擦力( )A .方向向左,大小不变B .方向向左,逐渐减小C .方向向右,大小不变D .方向向右,逐渐减小3.(2011 天津)如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是( )A .甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B .甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C .若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D .若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利 4.(2011 北京)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示.将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g .据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为 A .g B .2g C .3g D .4g5.(2011 上海单科)如图,质量m =2 kg 的物体静止于水平地面的A 处,A 、B 间距L =20 m .用大小为30 N ,沿水平方向的外力拉此物体,经t 0=2 s 拉至B 处.(已知cos37°=0. 8,sin37°=0. 6.取g =10 m/s 2)(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;(2)用大小为30 N ,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A 处由静止开始运动并能到达B 处,求该力作用的最短时间t .A B缓冲火箭6. (2011 四川)如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则( )A .火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B .返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力C .返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D .返回舱在喷气过程中处于失重状态 7.(2011 江苏单科)如图所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦.现将质量分别为M 、m (M >m )的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上.两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.在α角取不同值的情况下,下列说法正确的有( )A .两物块所受摩擦力的大小总是相等B .两物块不可能同时相对绸带静止C .M 不可能相对绸带发生滑动D .m 不可能相对斜面向上滑动 8.(2011 福建)如图,一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后,两端分别悬挂质量为m 1和m 2的物体A 和B .若滑轮有一定大小,质量为m且分布均匀,滑轮转动时与绳之间无相对滑动,不计滑轮与轴之间的磨擦.设细绳对A 和B 的拉力大小分别为T 1和T 2,已知下列四个关于T 1的表达式中有一个是正确的,请你根据所学的物理知识,通过一定的分析判断正确的表达式是( ) A .21112(2)2()m m m g T m m m +=++ B. 12112(2)4()m m m gT m m m +=++C. 21112(4)2()m m m g T m m m +=++ D. 12112(4)4()m m m gT m m m +=++9.(2011 四川)随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显.分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命.一货车严重超载后的总质量为49 t ,以54 km/h 的速率匀速行驶.发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为 2. 5 m/s 2(不超载时则为5 m/s 2).(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?(2)若超载货车刹车时正前方25m 处停着质量为1t 的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1s 后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?10. (2011 山东)如图所示,在高出水平地面h =1. 8 m 的光滑平台上放置一质量M =2 kg 、由两种不同材料连接成一体的薄板A ,其右段长度l 1=0. 2 m 且表面光滑,左段表面粗糙.在A 最右端放有可视为质点的物块B ,其质量m =1 kg .B 与A 左段间动摩擦因数μ=0. 4.开始时二者均静止,现对A 施加F =20 N 水平向右的恒力,待B 脱离A (A 尚未露出平台)后,将A 取走.B 离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x =1. 2 m .(取g =9. 8 m/s 2)求:(1)B 离开平台时的速度v B .(2)B 从开始运动到刚脱离A 时,B 运动的时间t B 和位移x B (3)A 左端的长度l 2M2006—2010年高考题组1.(2010全国Ⅰ)如右图,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木坂上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a 1、a 2,重力加速度大小为g .则有( )A .a 1=0,a 2=gB .a 1=g ,a 2=gC .a 1=0,g M Mm a +=2 D .a 1=g ,g MMm a +=2 2.(2010 福建)质量为2 kg 的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0. 2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等.从t =0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F 的作用,F 随时间t 的变化规律如图所示.重力加速度g 取10 m/s 2,则物体在t =0到t =12 s 这段时间内的位移大小为( )A .18 mB .54 mC .72 mD .198 m 3.(2010 安徽)伽利略曾设计如图所示的一个实验,将摆球拉至M 点放开,摆球会达到同一水平高度上的N 点.如果在E 或F 处钉子,摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点;反过来,如果让摆球从这些点下落,它同样会达到原水平高度上的M 点.这个实验可以说明,物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时,其末速度的大小( )A .只与斜面的倾角有关B .只与斜面的长度有关C .只与下滑的高度有关D .只与物体的质量有关左右θ4.(2008全国Ⅰ)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 .向左做减速运动5.(2009 北京)如图所示,将质量为m 的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,则( )A .将滑块由静止释放,如果μ>tan θ,滑块将下滑B .给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tan θ,滑块将减速下滑C .用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tan θ,拉力大小应是2mg sin θD .用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tan θ,拉力大小应是mg sin θ 6.(2006 北京)木块A 、B 分别重50 N 和60 N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0. 25.夹在A 、B 之间的轻弹簧被压缩了2 crn ,弹簧的劲度系数为400 N/m .系统置于水平地面上静止不动.现用F =1 N 的水平拉力作用在木块B 上,如图所示.力F 作用后( )A .木块A 所受摩擦力大小是12. 5 NB .木块A 所受摩擦力大小是11. 5 NC .木块B 所受摩擦力大小是9 ND .木块B 所受摩擦力大小是7 N7.(2008 全国Ⅱ)如图,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a 和b .a 球质量为m ,静置于地面;b 球质量为3m , 用手托住,高度为h ,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b 后,a 可能达到的最大高度为A .hB .l .5hC .2hD .2.5h 8.(2007 江苏单科)如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg .现用水平拉力F 拉其中一个质量为2m 的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m 的最大拉力为( )t/st/st/st/s甲乙乙丙A .5mg 3μ B .4mg 3μ C .2mg3μ D .mg 3μ 9.(2008 宁夏)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N ,细绳对小球的拉力为T ,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是A .若小车向左运动,N 可能为零B .若小车向左运动,T 可能为零C .若小车向右运动,N 不可能为零D .若小车向右运动,T 不可能为零 10.(2008 海南)如图,水平地面上有一楔形物体b ,b 的斜面上有一小物块a ;a 与b之间、b与地面之间均存在摩擦.已知楔形物体b 静止时,a 静止在b 的斜面上.现给a 和b 一个共同的向左的初速度,与a 和b A .a 与b 之间的压力减少,且a 相对b 向下滑动B .a 与b 之间的压力增大,且a 相对b 向上滑动C .a 与b 之间的压力增大,且a 相对b 静止不动D .b 与地面之间的压力不变,且a 相对b 向上滑动 11.(2007 全国Ⅰ)如图所示,在倾角为30°的足够长的斜面上有一质量为m 的物体,它受到沿斜面方向的力F 的作用.力F 可按图甲、乙、丙、丁所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F 与mg 的比值,为沿斜面向上为正)已知此物体在t =0时速度为零,若用v 1、v 2、v 3、v 4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最大的是( )A .v 1B .v 2C .v 3D .v 412.(2010 安徽)质量为2 kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F ,其运动的v -t 图像如图所示.g 取10 m/s 2,求:(1)物体与水平面间的运动摩擦系数μ; (2)水平推力F 的大小;(3)0~10 s 内物体运动位移的大小.A BC D图甲图乙13. (2010 浙江)如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力14.(2010 上海单科)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,则物体()A.刚抛出时的速度最大B.在最高点的加速度为零C.上升时间大于下落时间D.上升时的加速度等于下落时的加速度15.(2009 全国Ⅱ)以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块.假定物块所受的空气阻力f大小不变.已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为()A.22(1vfgmg+和v B.22(1)vfgmg+和vC.222(1vfgmg+和v D.222(1)vfgmg+和v16.(2008 江苏单科)如图所示,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°,质量分别为2 m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由静止释放,则在上述两种情形中正确的有()A.质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用B.质量为m的滑块均沿斜面向上运动C.绳对质量为m滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D.系统在运动中机械能均守恒17.(2010 山东)如图所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接.图乙中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.图乙中正确的是(C)vvA B C D图甲图乙-18.(2009 山东)某物体做直线运动的v-t 图象如图甲所示,据此判断图乙(F 表示物体所受合力,x 表示物体的位移)四个选项中正确的是( B )19.(2008 山东)直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图所示.设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中,下列说法正确的是A .箱内物体对箱子底部始终没有压力B .箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大C .箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大D .若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 20.(2008 天津)一个静止的质点,在0~4 s 时间内受到力F 的作用,力的方向始终在同一直线上,力F 随时间t 的变化如图所示,则质点在( )A .第2 s 末速度改变方向B .第2 s 末位移改变方向C .第4 s 末回到原出发点D .第4 s 末运动速度为零21.(2008 北京)有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断.例如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性.举例如下:如图所示.质量为M 、倾角为θ的滑块A 放于水平地面上.把质量为m 的滑块B 放在A 的斜面上.忽略一切摩擦,有人求得B 相对地面的加速度a =2sin sin M mg M m θθ++,式中g 为重力加速度. 对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题.他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断,所得结论都是“解可能是对的”.但是,其中有一项是错误..的.请你指出该项. A .当θ=0°时,该解给出a =0,这符合常识,说明该解可能是对的 B .当θ=90°时,该解给出a =g ,这符合实验结论,说明该解可能是对的5.θC .当M ≥m 时,该解给出a =g sin θ,这符合预期的结果,说明该解可能是对的D .当m ≥M 时,该解给出a =sin Bθ,这符合预期的结果,说明该解可能是对的 22.(2010 四川)质量为M 的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t 内前进的距离为s .耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F ,受到地面的阻力为自重的k 倍,把所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变.求:(1)拖拉机的加速度大小. (2)拖拉机对连接杆的拉力大小. (3)时间t 内拖拉机对耙做的功.23.(2007 上海)固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动,推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图所示,取重力加速度g =10 m/s 2.求:(1)小环的质量m ; (2)细杆与地面间的倾角α.24.(2007 宁夏)倾斜雪道的长为25 m ,顶端高为15 m ,下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接,如图所示.一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v 0=8 m/s 飞出.在落到倾斜雪道上时,运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起.除缓冲外运动员可视为质点,过渡轨道光滑,其长度可忽略.设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ=0.2,求运动员在水平雪道上滑行的距离(取g =10 m/s 2)25.(2009 宁夏)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图.比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O .为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2=0.004.在某次比赛中,运动员使冰壶C 在投掷线中点处以2 m/s 的速度沿虚线滑出.为使冰壶C 能够沿虚线恰好到达圆心O 点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少?(g 取10 m/s 2)26.(2009 安徽)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神.为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员的质量为65 kg ,吊椅的质量为15 kg ,不计定滑轮与绳子间的摩擦.重力加速度取g =10 m/s 2.当运动员与吊椅一起正以加速度a =1 m/s 2上升时.试求: (1)运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力.27.(2009 海南)一卡车拖挂一相同质量的车厢,在水平直道上以v 0=12 m/s 的速度匀速行驶,其所受阻力可视为与车重成正比,与速度无关.某时刻,车厢脱落,并以大小为a =2 m/s 2的加速度减速滑行.在车厢脱落t =3 s 后,司机才发觉并紧急刹车,刹车时阻力为正常行驶时的3倍.假设刹车前牵引力不变,求卡车和车厢都停下后两者之间的距离.28.(2009 江苏)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m =2 kg,动力系统提供的恒定升力F =28 N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10 m/s2.(1)第一次试飞,飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H= 64 m.求飞行器所阻力f的大小;(2)第二次试飞,飞行器飞行t2= 6 s 时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h;(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.29.(2008 上海)总质量为80 kg的跳伞运动员从离地500 m的直升机上跳下,经过2 s 拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图像求:(g取10 m/s2)(1)t=1 s时运动员的加速度和所受阻力的大小.(2)估算14 s内运动员下落的高度及克服阻力做的功.(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.30. (2005 全国Ⅲ)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B.它们的质量分别为m A、m B,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d.重力加速度为g.ABθ31.(2007 上海)如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.每隔0.2秒钟通过速度传感专题3—牛顿定律 第 11 页(共11页)甲 乙5αBCA器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.(重力加速度g =10m/s 2)求:(1)斜面的倾角α;(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ; (3)t =0.6 s 时的瞬时速度v .32.(2009 上海)如图甲所示,质量m =1 kg 的物体沿倾角θ=37︒的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v 成正比,比例系数用k 表示,物体加速度a 与风速v 的关系如图乙所示.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g =10 m /s 2)(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ; (2)比例系数k .33.(2006 全国)一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.起始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动,当其速度达到v 0后,便以此速度匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动.求此黑色痕迹的长度.。
(物理)物理牛顿运动定律练习题20篇一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图甲所示,一倾角为37°,长L=3.75 m的斜面AB上端和一个竖直圆弧形光滑轨道BC 相连,斜面与圆轨道相切于B处,C为圆弧轨道的最高点。
t=0时刻有一质量m=1 kg的物块沿斜面上滑,其在斜面上运动的v式图象如图乙所示。
已知圆轨道的半径R=0.5 m。
(取g=10 m/s2, sin 37=0.6, cos 37=0:8)求:甲(1)物块与斜面间的动摩擦因数工(2)物块到达C点时对轨道的压力 F N的大小;(3)试通过计算分析是否可能存在物块以一定的初速度从A点滑上轨道,通过C点后恰好能落在A点。
如果能,请计算出物块从A点滑出的初速度;如不能请说明理由。
vi二【答案】(1)户0.5 (2) F'N=4 N (3)【解析】【分析】由图乙的斜率求出物块在斜面上滑时的加速度,由牛顿第二定律求动摩擦因数;由动能定理得物块到达C点时的速度,根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小;物块从C到A,做平抛运动,根据平抛运动求出物块到达C点时的速度,物块从A到C,由动能定律可求物块从A点滑出的初速度;【详解】解:(1)由图乙可知物块上滑时的加速度大小为& = 10m"'根据牛顿第二定律有:解得(2)设物块到达C点时的速度大小为VC,由动能定理得1 1 ―-mg(Lsirt37° 4- L8R) - fAmgLcosl70 =mg +F.%在最高点,根据牛顿第二定律则有:•解得:尸N = 4 N由根据牛顿第三定律得:『用=八=你物体在C点对轨道的压力大小为4 N(3)设物块以初速度V I上滑,最后恰好落到物块从C到A,做平抛运动,竖直方向:水平方向:口照37。
-而加37° n 吧2.如图所示,在光滑水平面上有一段质量不计,长为 6m 的绸带,在绸带的中点放有两个 紧靠着可视为质点的小滑块A 、B,现同时对A 、B 两滑块施加方向相反,大小均为F=12N的水平拉力,并开始计时.已知 A 滑块的质量 mA=2kg, B 滑块的质量mB=4kg, A 、B 滑块与绸带之间的动摩擦因素均为 科=0.5 A 、B 两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计绸带的伸长,求:(1) t=0时刻,A 、B 两滑块加速度的大小;【解析】 【详解】(1)A 滑块在绸带上水平向右滑动,受到的滑动摩擦力为f A,水平运动,则竖直方向平衡:N A mg , f A N A;解得:f Amg ①A 滑块在绸带上水平向右滑动, 0时刻的加速度为a i ,由牛顿第二定律得:F f A m A a i ——②B 滑块和绸带一起向左滑动, 0时刻的加速度为a 2由牛顿第二定律得:F f B m B a 2 ——③;联立①②③解得:a 1 1m/s 2, a 2 0.5m/s 2;(2)A 滑块经t 滑离绸带,此时 A 、B 滑块发生的位移分别为 为和X 2LX I X 2 一21 2 x 1a 1t 2 1 .2,所以能通过C 点落到A 点物块从A 到C,由动能定律可得: 1 1 -+ L8R) - ^mgLcos370 - -mv^-〉 \然二百附/s解得 解得:(2) 0到3s 时间内,滑块与绸带摩擦产生的热量.F【答案】(1)a i 1吸2e2 0.5ms 2 ; (2)30Jx2a2t2代入数据解得:x1 2m , x2 1m, t 2s2秒时A滑块离开绸带,离开绸带后A在光滑水平面上运动,B和绸带也在光滑水平面上运动,不产生热量,3秒时间内因摩擦产生的热量为:Q f A X i X2代入数据解得:Q 30J .3.滑雪者为什么能在软绵绵的雪地中高速奔驰呢?其原因是白雪内有很多小孔,小孔内充满空气.当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的气垫”,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦.然而当滑雪板对雪地速度较小时,与雪地接触时间超过某一值就会陷下去,使得它们间的摩擦力增大.假设滑雪者的速度超过 4 m/s 时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由因=0.25变为展=0.125. 一滑雪者从倾角为9= 37。
高考物理牛顿运动定律答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。
某时刻速度为v 0=2m/s ,此时一质量与木板相等的小滑块(可视为质点)以v 1=4m/s 的速度从右侧滑上木板,经过1s 两者速度恰好相同,速度大小为v 2=1m/s ,方向向左。
重力加速度g =10m/s 2,试求:(1)木板与滑块间的动摩擦因数μ1 (2)木板与地面间的动摩擦因数μ2(3)从滑块滑上木板,到最终两者静止的过程中,滑块相对木板的位移大小。
【答案】(1)0.3(2)120(3)2.75m 【解析】 【分析】(1)对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解; (2)对木板分析,先向右减速后向左加速,分过程进行分析即可; (3)分别求出二者相对地面位移,然后求解二者相对位移; 【详解】(1)对小滑块分析:其加速度为:2221114/3/1v v a m s m s t --===-,方向向右 对小滑块根据牛顿第二定律有:11mg ma μ-=,可以得到:10.3μ=;(2)对木板分析,其先向右减速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:1212v mg mg mt μμ+⋅= 然后向左加速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:21222v mg mg mt μμ-⋅= 而且121t t t s +== 联立可以得到:2120μ=,10.5s t =,20.5t s =; (3)在10.5s t=时间内,木板向右减速运动,其向右运动的位移为:1100.52v x t m +=⋅=,方向向右; 在20.5t s =时间内,木板向左加速运动,其向左加速运动的位移为:22200.252v x t m +=⋅=,方向向左; 在整个1t s =时间内,小滑块向左减速运动,其位移为:122.52v v x t m +=⋅=,方向向左 则整个过程中滑块相对木板的位移大小为:12 2.75x x x x m ∆=+-=。
高中物理牛顿运动定律的技巧及练习题及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。
某时刻速度为v 0=2m/s ,此时一质量与木板相等的小滑块(可视为质点)以v 1=4m/s 的速度从右侧滑上木板,经过1s 两者速度恰好相同,速度大小为v 2=1m/s ,方向向左。
重力加速度g =10m/s 2,试求:(1)木板与滑块间的动摩擦因数μ1 (2)木板与地面间的动摩擦因数μ2(3)从滑块滑上木板,到最终两者静止的过程中,滑块相对木板的位移大小。
【答案】(1)0.3(2)120(3)2.75m 【解析】 【分析】(1)对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解; (2)对木板分析,先向右减速后向左加速,分过程进行分析即可; (3)分别求出二者相对地面位移,然后求解二者相对位移; 【详解】(1)对小滑块分析:其加速度为:2221114/3/1v v a m s m s t --===-,方向向右 对小滑块根据牛顿第二定律有:11mg ma μ-=,可以得到:10.3μ=;(2)对木板分析,其先向右减速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:1212v mg mg mt μμ+⋅= 然后向左加速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:21222v mg mg mt μμ-⋅= 而且121t t t s +== 联立可以得到:2120μ=,10.5s t =,20.5t s =; (3)在10.5s t=时间内,木板向右减速运动,其向右运动的位移为:1100.52v x t m +=⋅=,方向向右; 在20.5t s =时间内,木板向左加速运动,其向左加速运动的位移为:22200.252v x t m +=⋅=,方向向左; 在整个1t s =时间内,小滑块向左减速运动,其位移为:122.52v v x t m +=⋅=,方向向左 则整个过程中滑块相对木板的位移大小为:12 2.75x x x x m ∆=+-=。
高考物理牛顿运动定律的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。
如图所示,传送带与水平方向成37度角,顺时针匀速运动的速度v =4m/s 。
B 、C 分别是传送带与两轮的切点,相距L =6.4m 。
倾角也是37︒的斜面固定于地面且与传送带上的B 点良好对接。
一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置,下端固定在斜面底端,上端放一质量m =1kg 的工件(可视为质点)。
用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0=8m/s ,A 、B 间的距离x =1m ,工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同,均为μ=0.5,工件到达C 点即为运送过程结束。
g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求: (1)弹簧压缩至A 点时的弹性势能;(2)工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间;(3)工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中,工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。
【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J 【解析】 【详解】(1)由能量守恒定律得,弹簧的最大弹性势能为:2P 01sin 37cos372E mgx mgx mv μ︒︒=++解得:E p =42J(2)工件在减速到与传送带速度相等的过程中,加速度为a 1,由牛顿第二定律得:1sin 37cos37mg mg ma μ︒︒+=解得:a 1=10m/s 2工件与传送带共速需要时间为:011v vt a -= 解得:t 1=0.4s工件滑行位移大小为:220112v v x a -=解得:1 2.4x m L =<因为tan 37μ︒<,所以工件将沿传送带继续减速上滑,在继续上滑过程中加速度为a 2,则有:2sin 37cos37mg mg ma μ︒︒-=解得:a 2=2m/s 2假设工件速度减为0时,工件未从传送带上滑落,则运动时间为:22vt a =解得:t 2=2s工件滑行位移大小为:23?1n n n n n 解得:x 2=4m工件运动到C 点时速度恰好为零,故假设成立。
2.(96)一物块从倾角为θ、长为s的斜面的项端由静止开始下滑,物块与斜面的滑动摩擦系数为μ,求物块滑到斜面底端所需的时间。
3.(97)质量为M的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a。
当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为a',则()(A)a'=a (B)a'<2a (C)a'>2a (D)a'=2a5、(99)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离,已知某高速公路的最高限速为120 km/h假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况;经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.50s,刹车时汽车受到阻力的大小f 为汽车重力的0.40倍该高速公路上汽车间的距离至少应为多少?取重力加速度g=10m/s26、(00上海)匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧,弹簧下端挂有一小球。
若升降机突然停止,在地面上的观察者看来,小球在继续上升的过程中(A)速度逐渐减小(B)速度先增大后减小(C)加速度逐渐增大(D)加速度逐渐减小7、(00上海)风洞实验中可产生水平方向的,大小可调节的风力。
现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室。
小球孔径略大于细杆直径。
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数。
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为370并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少?(sin370=0.6,cos370=0.8)8.(01上海)如图所示,光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平极光滑相接,平板长为2L,L=1m,其中心C固定在高为R的竖直支架上,R=1m,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转.问:(l)在外面上离平板高度为h0处放置一滑块A,使其由静止滑下,滑块与平板间的动摩擦因数μ=0.2,为使平板不翻转,h0最大为多少?(2)如果斜面上的滑块离平板的高度为h1=0.45 m,并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A、B,时间间隔为Δt=0.2s,则B滑块滑上平板后多少时间,平板恰好翻转。
高中物理牛顿运动定律的应用解题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.质量为m =0.5 kg 、长L =1 m 的平板车B 静止在光滑水平面上,某时刻质量M =l kg 的物体A (视为质点)以v 0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车B 的上表面,在A 滑上B 的同时,给B 施加一个水平向右的拉力.已知A 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g 取10 m/s 2.试求:(1)如果要使A 不至于从B 上滑落,拉力F 大小应满足的条件; (2)若F =5 N ,物体A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离. 【答案】(1)1N 3N F ≤≤ (2)0.5m x ∆= 【解析】 【分析】物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度,结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值.另一种临界情况是A 、B 速度相同后,一起做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出拉力的最大值,从而得出拉力F 的大小范围. 【详解】(1)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度v 1,则:222011-22A Bv v v L a a =+ 又: 011-=A Bv v v a a 解得:a B =6m/s 2再代入F +μMg =ma B 得:F =1N若F <1N ,则A 滑到B 的右端时,速度仍大于B 的速度,于是将从B 上滑落,所以F 必须大于等于1N当F 较大时,在A 到达B 的右端之前,就与B 具有相同的速度,之后,A 必须相对B 静止,才不会从B 的左端滑落,则由牛顿第二定律得: 对整体:F =(m +M )a 对物体A :μMg =Ma 解得:F =3N若F 大于3N ,A 就会相对B 向左滑下 综上所述,力F 应满足的条件是1N≤F ≤3N(2)物体A 滑上平板车B 以后,做匀减速运动,由牛顿第二定律得:μMg =Ma A 解得:a A =μg =2m/s 2平板车B 做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F +μMg =ma B 解得:a B =14m/s 2两者速度相同时物体相对小车滑行最远,有:v 0-a A t =a B t 解得:t =0.25s A 滑行距离 x A =v 0t -12a A t 2=1516m B 滑行距离:x B =12a B t 2=716m 最大距离:Δx =x A -x B =0.5m 【点睛】解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况,抓住临界状态,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.2.如图所示为某种弹射装置的示意图,该装置由三部分组成,传送带左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量M =6.0kg 的物块A 。
高中物理牛顿运动定律的技巧及练习题及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。
如图所示,传送带与水平方向成37度角,顺时针匀速运动的速度v =4m/s 。
B 、C 分别是传送带与两轮的切点,相距L =6.4m 。
倾角也是37︒的斜面固定于地面且与传送带上的B 点良好对接。
一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置,下端固定在斜面底端,上端放一质量m =1kg 的工件(可视为质点)。
用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0=8m/s ,A 、B 间的距离x =1m ,工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同,均为μ=0.5,工件到达C 点即为运送过程结束。
g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求: (1)弹簧压缩至A 点时的弹性势能;(2)工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间;(3)工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中,工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。
【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J 【解析】 【详解】(1)由能量守恒定律得,弹簧的最大弹性势能为:2P 01sin 37cos372E mgx mgx mv μ︒︒=++解得:E p =42J(2)工件在减速到与传送带速度相等的过程中,加速度为a 1,由牛顿第二定律得:1sin 37cos37mg mg ma μ︒︒+=解得:a 1=10m/s 2工件与传送带共速需要时间为:011v vt a -= 解得:t 1=0.4s工件滑行位移大小为:220112v v x a -=解得:1 2.4x m L =<因为tan 37μ︒<,所以工件将沿传送带继续减速上滑,在继续上滑过程中加速度为a 2,则有:2sin 37cos37mg mg ma μ︒︒-=解得:a 2=2m/s 2假设工件速度减为0时,工件未从传送带上滑落,则运动时间为:22v t a =解得:t 2=2s工件滑行位移大小为:23?1n n n n n 解得:x 2=4m工件运动到C 点时速度恰好为零,故假设成立。
2006届高三毕业班牛顿运动定律练习题一、选择题(只有一个答案正确)1.设洒水车的牵引力不变,所受阻力跟车重成正比,洒水车在平直路面上行驶,原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将()A.继续做匀速运动B.变为做匀加速运动C.变为做变加速运动D.变为做匀减速运动2.如图,物体m原来以加速度a沿斜面匀加速下滑,现在物体上施加一竖直向下的恒力F,则下列说法中正确的是()①物体m受到的摩擦力增大②物体m受到的摩擦力不变③物体m下滑的加速度不变④物体m下滑的加速度增大A.①③B.①④C.②③D.②④3.一个物体受到的合力F如图所示,该力的大小不变,方向随时间t周期性变化,正力表示力的方向向东,负力表示力的方向向西,力的总作用时间足够长,将物体在下面哪个时刻由静止释放,物体可以运动到出发点的西边且离出发点很远的地方()A.t=0时 B. t=t1时C.t=t2时D.t=t3时4.如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量m的小球,小球上下振动时框架始终没有跳起,当框架对地面压力为零的瞬间,小球的加速大小为()A.g B.mM/(-)gmC.m)M/(+gMg/D.mm5.如图所示,物块A 、B 叠放在水平桌面上,装砂的小桶C 通过细线牵引A 、B 一起在水平桌面上向右加速运动,设A 、B 间的摩擦力为1f ,B 与桌面间的摩擦力为2f ,若增大C 桶 内砂的质量,而A 、B 仍一起向右运动,则摩擦力1f 和2f 的大小关系是( )A .1f 不变,2f 变大B .1f 变大,2f 不变C .1f 和2f 都变大D .1f 和2f 都不变6.如图所示,又一箱装的很满的土豆,以一定的安装速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动,不计其他外力及空气阻力,则中间一质量为m 的土豆A 受到其他土豆对它的作用力大小应该是( )A .mgB .mg μC .12+μmgD .21μ-mg7.如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2,中间用一原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连结起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为μ,现用一水平力向右位木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 ( )A .g m kl 1μ+B .g m m kl )(21++μC .g m kl 2μ+D .g m m m m k l )(2121++μ8.如图所示,传送带与地面间的夹角为37°, AB 间传动带长度为16m ,传送带以10m/s 的速度逆时针匀速转动,在传送带顶端A 无初速地释放一个质量为0.5kg 的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,则物体由A 运动到B 所需时间为(g=10m/s 2 ,sin37°=0.6)( )A .1sB .2sC .4sD .s 5549.如图所示,倾角为30°的光滑杆上套有一个小球和两根轻质弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别用销钉M 、N 固定与杆上,小球处于静止状态,设拔去销钉M (撤去弹簧a )瞬间,小球加速度大小为6m/s 2,若不拔去销钉M ,而拔去销钉N (撤去弹簧b )瞬间,小球的加速度可能为(g 取10m/s 2)( )①11 m/s 2,沿杆向上 ②11 m/s 2,沿杆向下 ③1 m/s 2,沿杆向上 ④1 m/s 2,沿杆向下 A .①③B .①④C .②③D .②④10.如图所示,一质量为M 的木板静止在光滑水平地面上,现有一质量为m 的小滑块以一定的初速度0v 从木板的左端开始向木板的右端滑行,滑块和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图乙所示,根据图象作出如下判断①滑块始终与木板存在相对运动 ②滑块未能滑出木板③滑块的质量m 大于木板的质量M ④在1t 时刻滑块从木板上滑出 正确的是( ) A .①③④ B .②③④C .②③D .②④二、填空题11.如图所示,3根轻绳一端分别系住质量为m 1,m 2,m 3的物体,它们的另一端分别通过光滑定滑轮系于O 点,整个装置处于平衡状态时,Oa 与竖直方向成30°Ob 处于水平状态,则321::m m m = _______. 12.匀速上升的气球总质量为kg 24,当它抛下一物体后,气球以2/2s m 的加速度上升,则抛下质量为 kg.(设气球浮力不变,g=10m/s 2)13.一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间的变化图象如图所示,图中时刻t 1、t 2、t 3、t 4、t 5、t 6为已知,oa 段和cd 段为直线,则根据此图象可知,小孩和蹦床相接触的时间为 .14.如图所示,质量分别为M 和m 的物体用细绳连接, 悬挂在定滑轮下,已知M >m ,不计滑轮质量及一切摩擦,则它们的加速度大小为a = ,天棚对滑轮的拉力为F .15.一质量为1kg 的小球放在正方形盒内,正方形的内边长恰好等于小球的直径,现将盒子如图所示的状态竖直向上抛出,盒子在上升过程中因为受到空气阻力,其加速度大小为112/s m ,则在上升过程中,小球对盒底的压力为F 1= N ,小球对盒顶的压力F 2= N (g 取10m/s 2) 三、计算题16.(10分)竖立在地面上的一支玩具火箭,质量kg m 20.0=,火药点燃后在喷气的2秒内使火箭以g a 5.1=的加速度加速上升,不计空气阻力及喷出的气体质量,求:(1)火箭受到的推力是多大?(2)火箭从飞离地面到落回地面共经历多长时间?(保留两位有效数字、g 取10m/s 2)17.(10分)某中学生身高1.80m,质量70kg,他站立举臂70kg。
他站立举臂,手指摸到的高度为2.25m。
如果他先下蹲,再用力蹬地向上跳起,同时举臂,手指摸到的高度为2.70m。
设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.3s。
求:(1)他刚离地跳起时的速度大小;(2)他与地面间的平均作用力的大小。
(取g=10m/s2)18.(12分)两个人要一直将质量kg=的小车沿一较长的水平轨道推上长为L=5m、高h=1mm1000的斜坡轨道顶端,小车在任何情况下所受的阻力恒为车重的0.12倍,两人的最大推力各为800N,两个人一直都用最大推力沿前进方向推车,将小车刚好推到坡顶(末速为零),小车应在距坡底多远处起动才行?所用时间是多少?(2g=)m/10s19.(12分)如图所示,风洞实验室中可产生水平方向的,大小可以调节的风力,现将一根套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径。
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的滑动摩擦因数.(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下m s 15=的距离所用时间为多少?(8.037cos 6.037sin =︒=︒,2/10s m g =)20.(14分)已知人和雪橇的总质量m=75kg ,沿倾角 37=θ且足够长的斜坡向下滑动,滑动时雪橇所受的空气阻力1f 与速度υ成正比,比例系数(即空气阻力系数)k 未知。
从某时刻开始计时,测得雪橇运动的υ—t 图线如图中的曲线AC 所示,图中BC 是不行于Ot 轴的直线,AD 是过A 点所作的曲线AC 的切线,且A 点的坐标为(0,5),D 点的坐标为(4,15),由υ—t 图的物理意义可知:υ—t 图线上每点所对应的物体运动的加速度在数值上等于通过该点切线的斜率。
已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,g 取10m/s 2。
(1)试说明雪橇的运动情况。
(先做什么运动?加速度的大小怎样变化?速度的大小怎样变化?后来做什么运动) (2)当雪橇的速度υ=5m/s 时,它的加速度为多大? (3)求空气阻力系数k 和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ。
21.在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小C65=,方向与x轴正方向相同,在O处放一个带电量C⨯10NE/-=,质量⨯10q85-m=10g的绝缘物块。
物块与水平面间的动摩擦因数2.0μ,沿x轴正方向给物块一个初速=度s2m=,如图所示,求物块最终停止时的位置。
(g取10m/s2)v/22.如图19-18所示,质量M=10千克的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,滑动摩擦系数μ=0、02。
在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1、0千克的物块由静止开始沿斜面下滑。
当滑行路程s=1、4米时,其速度v=1、4米/秒。
在这过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。
(重力加速度取g=10米/秒2)23.为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离,已知某高速公路的最高限速为120 km/h 假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况;经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t =0.50s ,刹车时汽车受到阻力的大小f 为汽车重力的0.40倍该高速公路上汽车间的距离厅至少应为多少?取重力加速度g =10m/s 224.(18分)质量kg m 5.1=的物块(可视为质点)在水平恒力F 作用下,从水平面上A 点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行s t 0.2=停在B 点,已知A 、B 两点间的距离m s 0.5=,物块与水平面间的动摩擦因数20.0=μ,求恒力F 多大。
(2/10s m g =)2006届高三毕业班牛顿运动定律练习题试题参考答案一、选择题二、填空题11.1:3:2::321=m m m 12.kg 4 13.15t t - 14.m M g m M a +-=/)( m M M m g F +=/4 15.F 1=0N F 2=1N 三、计算题 16.5N 8.9S17.解:(1)中学生跳起后重心升高: h=2.70-2.25m=0.45m……………①根据机械能守恒定律: mgh mv=221……………………………………②解得: s m gh v /32==………………………………………………③(2)根据牛顿定律: F -mg=ma………………………………………④ 运动学规律: at v =…………………………………………………… 解得: N tv g m F 1400)(=+=………………………………………⑥评分标准:本题共11分,其中①②③④⑥式各2分,⑤式1分。
18.0.5 2S 19.20m 12.5S20.解:(1)雪橇先做加速运动,加速度逐渐减小,速度逐渐增大,然后做匀速运动。