牛顿运动定律测试题2及解析

1、1 牛顿运动定律测试题2 及解析1.(2020武汉调研 )如图所示， a、b 两滑块的质量分别为4 kg 和 2 kg，用一轻绳将两滑块相连后分别置于两等高的光滑水平桌面上，并用手按着两滑块固定不动。现将一轻质动滑轮置于轻绳上，然后将一质量为 4 kg 的钩码 c 挂于动滑轮上。现先后按以下两种方式操作：第一种方式只释放a 而按着 b 不动；第二种方式只释放b 而按着 a 不动。则c 在以上两种释放方式中获得的加速度之比为() a11b21 c32 d35 解析： 选 d第一种方式：只释放a 而按着 b 不动，设绳子拉力为t1，c 的加速度为a1， a 的加速度为 aa，对 a 根据牛顿第二定

2、律可得t1maaa，对 c 根据牛顿第二定律可得mcg2t1mca1，根据题意可得 aa2a1，联立解得a115g；第二种方式：只释放b 而按着a 不动，设绳子拉力为t2， c 的加速度为 a2， b 的加速度为ab，对 b 根据牛顿第二定律可得t2mbab，对 c 根据牛顿第二定律可得mcg2t2mca2，根据题意可得ab2a2，联立解得a213g； c 在以上两种释放方式中获得的加速度之比为a1a235，故 d 正确， a、b、c 错误。2质量为m1 kg 的木板静止在粗糙水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为1，在木板的左端放置一个质量为m1 kg、大小可忽略的铁块。铁块与木板间的动摩擦

3、因数为2，取 g10 m/s2。若在铁块右端施加一个从0 开始增大的水平向右的力f，假设木板足够长，铁块受木板摩擦力ff随拉力 f 的变化如图所示。则两个动摩擦因数的数值为() a10.120.4 b1 0.120.2 c10.220.4 d1 0.420.4 解析： 选 a根据图线可知，当0f2 n 过程中，整体保持静止；当2 n6 n 过程中，铁块受到的摩擦力不变，说明二者发生相对滑动；所以在2 n6 n 过程中，铁块的摩擦力不变，则有2mg4 n，解得 2 0.4，故 a 正确， b、c、d 错误。3多选 (2019 广东中山一中二测)如图甲所示，在水平地面上有一长木板b，其上叠放木块a

4、，假2 定木板与地面之间、木块与木板之间的最大静摩擦力都和各自的滑动摩擦力相等。用一水平力f 作用于b 上， a、b 的加速度与f 的关系如图乙所示，重力加速度g 取 10 m/s2，则下列说法正确的是() aa 的质量为0.5 kg bb 的质量为1.5 kg cb 与地面间的动摩擦因数为0.2 da、b 间的动摩擦因数为0.2 解析： 选 ac在 f3 n 时， a、b 均保持静止；在3 nf9 n 时， a、b 保持相对静止，故地面对b 的最大静摩擦力fb3 n；在 f9 n 时，a 与 b 发生相对滑动， 故 b 对 a 的最大静摩擦力fa4ma(n)；在 3 nfa1，此时物块运动到

5、轨道b 底端的速度大于v1，且时间小于t1，则选项c 正确，d 错误；当物块运动到传送装置上时的速度大于等于传送装置的速度，物块将受到沿传送装置向上的摩擦力，加速度仍为a1，则选项b 错误。6.如图所示，传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，两者长度分别为l12.5 m 、l22 m。传送带始终以速度v 匀速运动。现将一滑块(可视为质点 )轻放到传送带的左端，然后其平稳地滑上平板。已知滑块与传送带间的动摩擦因数 0.5，滑块与平板、平板与地面间的动摩擦因数分别为10.3、 20.1，滑块、平板的质量均为m2 kg，取 g 10 m/s2。(1)若滑块恰好不从平板上掉下，求v 的大小；

6、(2)若 v6 m/s，求滑块离开平板时的速度大小。解析： (1)滑块在平板上做匀减速运动，加速度大小a11mgm3 m/s2由于 1mg22mg，故平板做匀加速运动，加速度大小a21mg22mgm1 m/s2设滑块滑上平板时的速度为v0，从滑上平板到滑至平板右端用时为t，滑块刚滑到平板右端时滑块与平板的共同速度为v，平板的位移为x，对滑块： vv0a1tl2xv0t12a1t2对平板： va2t4 x12a2t2联立并代入数据解得t1 s，v04 m/s 分析可知，传送带的速度vv04 m/s。(2)滑块在传送带上的加速度a3 mgm5 m/s2若滑块在传送带上一直加速，则获得的速度v12a

7、3l15 m/s6 m/ s 即滑块滑上平板时的速度为5 m/s 设滑块在平板上运动的时间为t，离开平板时的速度为v ，平板的位移为x则 v v1a1tl2xv1t12a1t2x12a2t2联立并代入数据解得t12s或 t2 s(不合题意，舍去) 将 t12s 代入 vv1a1t得滑块离开平板时的速度大小v3.5 m/s。答案： (1)4 m/s(2)3.5 m/ s 7.水平传送带被广泛应用于飞机场和火车站，对旅客的行李进行安全检查。如图为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带ab 始终保持v1 m/s 的恒定速度运行，一质量为m 4 kg 的行李无初速的放在a 处。已知该行李与传送带间的动摩

8、擦因数 0.1，a、b 间的距离 l2 m， g 取 10 m/ s2，求：(1)行李从 a 运送到 b 所用的时间t；(2)电动机运送该行李需多消耗的电能e；(3)如果提高传送带的运行速率，行李就能够较快的传送到b 处，求行李从a 处传送到b 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率v。解析： (1)行李轻放在传送带上，开始是静止的，行李受滑动摩擦力而向右运动，设此时行李的加速度为 a，由牛顿第二定律得mg ma， a1.0 m/s2设行李从速度为零运动至速度为1 m/s 所用的时间为t1，所通过的位移为s1，则 vat1，s112at12，解得 t11 s，s10.5 m 行李速度达到1 m

9、/s 后与皮带保持相对静止，一起做匀速运动，设所用时间为t2则 t2ls1v1.5 s 所以行李从a 运送到 b 共用时间为t t1t22.5 s。5 (2)电动机需多消耗的电能就是行李增加的动能和系统增加的内能之和，故e12mv2mg l行李与传送带的相对位移 lvt1s10.5 m，代入数据解得e4 j。(3)行李从 a 匀加速运动到b 时，传送时间最短有 l12at2代入数据得t2 s，此时传送带对应的运行速率为v atmin2 m/s 故传送带对应的最小运行速率为2 m/s。答案： (1)2.5 s(2)4 j(3)2 s2 m/s 85 个相同的木块紧挨着静止放在地面上，如图所示。每

10、块木块的质量均为m1 kg，长 l1 m。它们与地面间的动摩擦因数1 0.1，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现有一质量为m2.5 kg 的小铅块(可视为质点 )，以 v04 m/s 的初速度向右滑上左边第1 个木块的左端，它与木块间的动摩擦因数20.2。小铅块刚滑到第4 个木块时，木块开始运动，重力加速度g 取 10 m/ s2。(1)求铅块刚滑到第4 个木块时的速度大小；(2)试通过计算说明为什么小铅块滑到第4 个木块时，木块才开始运动；(3)小铅块停止运动后，离第1 个木块的左端多远？解析： (1)设小铅块在前3 个木块上运动的加速度大小为a1，刚滑到第4 个木块时的速度为v1由牛顿第二定

11、律得2mgma1由运动学公式得v12v02 2a1 3l联立解得v12 m/s。(2)设小铅块滑到第n 个木块时对木块的摩擦力为f1则 f1 2mg 5 n 未滑完的 (6n)个木块受到地面的最大静摩擦力为f2f21m(6n)mg要使木块滑动，应满足f2f1，即 1m(6n)mg3.5，故取 n4。(3)设小铅块滑上第4 个木块经过t 秒和第 4、5 个木块达到共同速度，此过程小铅块、木块的对地位移为 s1和 s2，相对位移为 s，木块运动的加速度为a2。2mg1(m 2m)g2ma2v1a1ta2ts1v1t12a1t26 s212a2t2 s s1 s2联立解得s18081m s89m 由

12、于 sl，说明小铅块没有离开第4 个木块，最后小铅块与第4、5 个木块达到共同速度，一起减速到零。设小铅块与木块达到的共同速度大小为v2，一起减速的加速度大小为a3，减速过程中所发生的位移为 s31(2mm)g(2mm)a3v2a2ts3v222a3联立解得s3281m 小铅块最终与第1 个木块左端的距离为ss3ls1s3联立解得s32581m。答案： (1)2 m/s(2)见解析(3)32581m 9(2020 河北衡水中学模拟)如图甲所示，水平地面上有一长为l 1 m，高为 h0.8 m，质量 m2 kg 的木板，木板的右侧放置一个质量为m1 kg 的木块 (可视为质点 )，已知木板与木块

13、之间的动摩擦因数为 1 0.4，木板与地面之间的动摩擦因数为20.6，初始时两者均静止。现对木板施加一水平向右的拉力 f，拉力 f 随时间的变化如图乙所示，取g10 m/s2。求：(1)前 2 s 内木板的加速度；(2)木块落地时距离木板左侧的水平距离 s。解析： (1)设木块在木板上滑行的最大加速度为a1，有1mgma1，解得 a14 m/s2，保持木块与木板一起做匀加速运动的最大拉力7 fm2(mm)g(mm)a130 n。因 f124 nfm30 n，木块和木板发生相对滑动，木块加速度为a1，木板加速度为a2，则有f1mg2(mm)gma2，解得 a26 m/s2，设经时间t2二者分离，此时由运动学知识可得，vt212a2t22vt212a1t22l，解得 t21 s，此时木块的速度v块va1t2，木板的速度v板va2t2，木块与木板分离至滑落到地面的时间设为t