牛顿运动定律好题集锦.doc

牛顿运动定律好题集锦21.（2010安徽蚌埠二中高三期中）如图所示，传送带的水平部分ab=2 m,斜面部分bc=4 m,bc与水平面的夹角=37。一个小物体A与传送带的动摩擦因素=025，传送带沿图示的方向运动，速率v=2 m/s。若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c点，此过程中物体A不会脱离传送带。求物体A从a点被传送到c点所用的时间。（g=10 m/s2）答案: 22.（2010安徽池州市高三12月）完整的撑杆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。在第二十九届北京奥运会比赛中，俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩打破世界纪录。设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a=1.25m/s2匀加速助跑，速度达到v=9.0m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h2=4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90s。已知伊辛巴耶娃的质量m=65kg，重力加速度g取10 m/s2，不计空气的阻力。求：（1）伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离；（2）假设伊辛巴耶娃从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对她的作用力大小。答案: （1）设助跑距离为x，由运动学公式v2=2ax -2分 解得 x=32.4m -1分（2）运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v，由运动学公式有 v2=2gh2 -1分 设软垫对运动员的作用力为F，由牛顿第二定律得 F-mg =ma -2分 由运动学公式a= -1分 解得 F=1300 N -1分23.（2010湖南长沙一中高三月考）已知水平面上A、B两点间的距离，质量kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行停在B点，物块与水平面间的动摩擦因数，求恒力F为多大（重力加速度g取10m/s2）答案:解析：设撤去力F前物块的位移为，加速度为，撤去力F时物块速度为，物块受到的滑动摩擦力，撤去力F后物块的加速度大小为，运动时间为，则： 由牛顿第二定律：由以上各式得 代入数据解得F=5N24.（2010江苏金陵中学高三期中）某校课外活动小组，自制一枚土火箭，火箭离开地面时的质量。设火箭发射实验时，始终在垂直于底面的方向上运动。火箭点火后可认为作匀加速运动，经过到达离地面高处燃料恰好用完，取。求：（1）燃料恰好用完时火箭的速度v为多大；（2）火箭上升离地面的最大高度H是多大；（3）火箭上升时受到的最大推力F是多大。答案:（1），m/s=20m/s （2）火箭能够继续上升的时间：火箭能够继续升上的高度：m=20m火箭离地的最大高度：40+20=60m1分 （3）火箭在飞行中质量不断减小。所以在点火起飞的最初，其推力最大。=5m/s22分2分1分25.（2010江苏金陵中学高三期中）如图所示，质量M=8kg的长木板放在光滑水平面上，在长木板的右端施加以水平恒力F=8N，当长木板向右的运动速率达到v1=10m/s时，在其右端有一质量m=2kg的小物块（可视为质点）以水平向左的速率v2=2m/s滑上木板，物块与长木板间的动摩擦因数=0.2，小物块始终没离开长木板，g取10m/s2。求：（1）经过多长时间小物块与长木板相对静止；（2）长木板至少要多长才能保证小物块不滑离长木板；（3）上述过程中长木板对小物块摩擦力做的功。答案: 解：（1）小物块的加速度为2m/s2，水平向右1分长木板的加速度为： m/s2 水平向右1分令刚相对静止时他们的共同速度为v，以木板运动的方向为正方向对小物块有：1分对木板有：1分解得：；m/s2分 （2）此过程中小物块的位移为：2分长木板的位移为：2分所以长木板的长度至少为：m1分 （3）长木板对小物块摩擦力做的功为：（J）26.（2010江苏无锡一中高三期中）如图（a）所示，质量为M=10kg的滑块放在水平地面上，滑块上固定一个轻细杆ABC，。在A端固定一个质量为m=2kg的小球，滑块与地面间的动摩擦因数为。现对滑块施加一个水平向右推力F1=84N，使滑块做匀速运动。求此时轻杆对小球的作用力F2的大小和方向。（取g=10m/s2） 有位同学是这样解的小球受到得力及杆的作用力F2，因为是轻杆，所以F2方向沿杆向上，受力情况如图（b）所示。根据所画的平行四边形，可以求得 你认为上述解法是否正确？如果不正确，请说明理由，并给出正确的解答。答案：解：结果不正确杆AB对球的作用力方向不一定沿着杆的方向（2分）由牛顿第二定律，对整体有（2分）解得（2分）（2分）轻杆对小球的作用力F2与水平方向夹角斜向右上。（2分）26.（2010江苏无锡一中高三期中）如图所示，质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数，在木板的左端放置一个质量为m=1kg、大小可忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数，取g=10m/s2，试求： （1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板右端？ （2）若在铁块上的右端加一个大小从零开始连续地加的水平向左的力F，通过分析和计算后，请在图中画出铁块受到木板的摩擦力随拉力F大小变化的图像。（设木板足够长）答案：解：（1）木块的加速度大小（2分）铁块的加速度大小（2分）设经过时间t铁块运动到木板的右端，则有（2分）解得：t=s（1分） （2）当时，A、B相对静止且对地静止，（2分）设F=F1时，A、B恰保持相对静止，此时系统的加速度以系统为研究对象，根据牛顿第二定律有解得：F1=6N所以，当时，M、m相对静止，系统向右做匀加速运动，其加速度以M为研究对象，根据牛顿第二定律有解得：（共4分）当，A、B发生相对运动，画出随拉力F大小变化 的图像如右（共3分） 无过程只有图不给分。27.（2010山东青州市高三期中）一物块在粗糙水平面上，受到的水平拉力F随时间t变化如图（a）所示，速度v随时间t变化如图（b）所示（g=10m/s2）。求：（1）1秒末物块所受摩擦力f的大小。（2）物块质量m。（3）物块与水平面间的动摩擦因数。答案：解：（1）从图（a）中可以读出，当t=1s时，（2）从图（b）中可以看出，当t=2s至t=4s过程中，物块做匀加速运动，加速度大小为由牛顿第二定律，有所以 （3）由得，28.（2010江苏镇江市高三12月调研）如图9所示，一轻质弹簧的一端固定于倾角为=300的光滑斜面上端，另一端系质量m=05kg的小球，小球被一垂直于斜面的挡板挡住，此时弹簧恰好为自然长度现使挡板以恒定加速度a=2ms2匀加速沿斜面向下运动(斜面足够长)，己知弹簧的劲度系数k=50Nm求：(1)小球开始运动时挡板A对小球提供的弹力 (2)小球从开始运动到与档板分离时弹簧的伸长量(3)试问小球与档板分离后能否回到出发点?请简述理由答案：解：（1）设小球受弹簧的力为，因为开始时弹簧对小球无力，由（2分）得：N （1分）(2)设小球受弹簧的拉力为，因为分离时档板对小球的力为0，（2分）得： N （1分）由 （1分）cm （1分）(3) 小球与档板分离后不能回到出发点（2分）因为整个过程中挡板对小球的力沿斜面向上，小球位移沿斜面向下，所以挡板小球做负功，小球和弹簧系统的机械能减少（3分）29.（2010江苏镇江市高三12月调研）如图所示，一根弹性细绳原长为，劲度系数为k，将其一端穿过一个光滑小孔（其在水平地面上的投影点为），系在一个质量为m的滑块A上，A放在水平地面上小孔离绳固定端的竖直距离为，离水平地面高度为，滑块A与水平地面间的最大静摩擦力为正压力的倍问：（1）当滑块与点距离为时，弹性细绳对滑块A的拉力 为多大？（2）滑块处于怎样的区域内时可以保持静止状态？答案：解：(1) （2分）（1分）(2)设A静止时离O的距离为r，此位置处A将受到四个力的作用，有（2分） （2分）而 （2分） （1分） 即（2分）这表明，滑块可以静止在以O为圆心，为半径的圆内任一位置（3分）4.（广东省徐闻中学2010届高三第六次周考）某电视台娱乐节目组在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动，比赛规则是：向行驶中的小车上搬放砖块，且每次只能将一块砖无初速的放到车上，车停止时立即停止搬放，以车上砖块多少决定胜负已知每块砖质量m=08kg，小车上表面光滑且足够长，比赛过程中车始终受恒定牵引力F=25N作用，未放砖块时车以 =2.5ms匀速前进某家庭上场比赛时每隔T=1s搬放一块，图中仅画出了比赛开始1s内车运动的v一t图像(g取10ms2)求： (1)小车的质量及车与地面间的动摩擦因数(2)车停止时车上放有多少砖块答案：（18分）解：(1)开始比赛前车匀速运动，由F=Mg （2分） 放上第一块砖后车减速运动，加速度大小为a1，由图象得 （2分） 对小车由牛顿第二定律 （2分） 由式联立解得M=10kg （1分） =0.25 （1分） (2)放上第一块砖后ls，车的速度为，加速度为=T （1分） 放上第二块砖作用1s后小车的速度为v2 同理放上第n块砖作用1s后小车的速度为vn，加速度为an （2分） （2分）由以上各式可得（2分）将a1，a2，an代入得： （2分）令vn =0，由式解得n=4.5，故小车停前最多可以放5块。（1分）7.（贵州省2010届高三10月月考）如图15所示，质量为m = lkg的小球穿在斜杆上， 斜杆与水平方向的夹角为=37，球恰好能在杆上匀速滑动若球受到一大小为F =40N的水平推力作用，可使小球沿杆向上加速滑动（g取10m/s2），求：（1）小球与斜杆间的动摩擦因数的大小；（2）小球沿杆向上加速滑动的加速度大小图15Fm答案：（1）对小球受力分析，由平衡条件可知：mgsin=f1N1=mgcos f1=N1 解得=tan37=0.75 （6分）（2）水平推力作用后，由牛顿第二定律：Fcosmgsinf2=ma f2=N2=(Fsin+mgcos) 解得 a = 2 m/s2 （6分）8.（湖北省黄冈中学2010届高三10月月考）如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随x变化的图象如图乙所示其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，以下关系式正确的是Oxh甲OxvABC乙A，B，C，D，答案：ABDABC9.（湖北省黄冈中学2010届高三10月月考）（10分）如图所示，在倾角=37的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板AB平板的上表面光滑，其下端B与斜面底端C的距离为7m在平板的上端A处放一质量m=0.6kg的滑块，开始时使平板和滑块都静止，之后将它们无初速释放设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为m=0.5，求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差t（sin370=0.6，cos370=0.8，g=10m/s2）答案：对薄板，由于Mgsin37m（M+m）gcos37，故滑块在薄板上滑动时，薄板静止不动对滑块：在薄板上滑行时加速度a1=gsin37=6m/s2，到达B点时速度（3分）滑块由B至C时的加速度a2=gsin37mgcos37=2m/s2，设滑块由B至C所用时间为t，则，解得t=1s（3分）对薄板，滑块滑离后才开始运动，加速度a=gsin37mgcos37=2m/s2，滑至C端所用时间为t，则，解得（3分）滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为（1分）图1034（2009年吉林一中高一期中）如图10所示，在固定的、倾角为的斜面上有一个10kg的物体，它与斜面间的动摩擦因数为0.30。水平力作用于物体上，欲使物体沿斜面以的加速度上升，推力应为多大？（g=10m/s2）解析:物体受力情况如图13所示.由牛顿第二定律列出,图13,还有。三式联立并整理得，将有关数值代入得。35（2009年吉林一中高一期中）汽车在平直公路上以10 m/s的速度做匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，若获得的加速度大小为2 m/s2，则经10 s时汽车的速度有多大？ 解析：以汽车初速度的方向为正方向，汽车刹车后做减速运动，故加速度为负值，即a-2 m/s2设汽车从刹车到停下所用的时间为t，则由加速度的定义式：a= ， 可得：t=s5 s 这就是说，汽车刹车后经5 s时就停下了，则经10 s时汽车的速度仍为0图1636（2009年吉林一中高一期中）如图12所示，轻绳一端系在质量为mA30kg的物体A上，另一端系在一个质量为m2kg套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点，使物体A从如图所示实线位置O缓慢下降到虚线位置O/、530时，圆环恰好要下滑，求杆与环间动摩擦因数。(sin37=0.6，cos37=0.8)图12解析：解：对物体m在O/点分析受力如图16，物体B处于平衡状态有：在水平方向：Tsin570=F ，在竖直方向：Tcos570=mg ，由上两式解得：F=4mg/3 。 对系统整体分析受力如图16，系统处于平衡状态有：在水平方向： N=F ，在竖直方向： f=mg+mAg ，另：环A恰好要滑动，有 f=N ，由上各式解