最新高考物理牛顿运动定律练习题

1、最新高考物理牛顿运动定律练习题一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如下图,质量M2kg的木板静止在光滑水平地面上,一质量m1kg的滑块(可视为质点)以V03m/s的初速度从左侧滑上木板水平地面右侧距离足够远处有一小型固定挡板,木板与挡板碰后速度立即减为零并与挡板粘连,最终滑块恰好未从木板外表滑落.滑块与木板之间动摩擦因数为0.2,重力加速度g10m/s2,求：(1)木板与挡板碰撞前瞬间的速度v?(2)木板与挡板碰撞后滑块的位移s?(3)木板的长度L?【答案】(1)1m/s(2)0.25m(3)1.75m【解析】【详解】(1)滑块与小车动量守恒mv0(mM)v可得v1m/s12(2)木板静止

2、后,滑块匀减速运动,根据动能te理有：mgs0mv2解得s0.25m(3)从滑块滑上木板到共速时,由能量守恒得：1mv21(mM)v2mgs122故木板的长度Ls81.75m2.如图,光滑固定斜面上有一楔形物体AoA的上外表水平,A上放置一物块Bo斜面足够长、倾角为aA的质量为M,B的质量为m,A、B间动摩擦因数为一不),sinfl最大静擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平推力.求:(1)物体A、B保持静止时,水平推力的大小F1；(2)水平推力大小为F2时,物体A、B一起沿斜面向上运动,运动距离x后撒去推力,A、B一起沿斜面上滑,整个过程中物体上滑的最大距离L；(3)为使A、B

3、在推力作用下能一起沿斜面上滑,推力F应满足的条件.【答案】(川四+那么蛇叫而金孺而(M+F一网n日【解析】【分析】先以AB组成的整体为研究的对象,得出共同的加速度,然后以B为研究的对象,结合牛顿第二定律和运动学公式联合求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.【详解】(1) A和B整体处于平衡状态,那么Ficosfl三疝4解得：乱=+明;(2) A和B整体上滑过程由动能定理有|F2XCTsff-(m+M)ffLsm0=0解得：冒即时(3) A和B间恰好不滑动时,设推力为F0,上滑的加速度为a,A对B的弹力为N对A和B整体有Focosff-(m+=(m+M)a对B有：fiu=阳=macostf解

4、得:朴-mg=masinf?cos0-附nH那么为使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑,推力应满足的条件(m+AJ)(sinO+口cosO)gcnsfi-sinJ3.水平面上固定着倾角.二37的斜面,将质量m=lkg的物块A从斜面上无初速度释放,其加速度a=3m/s2.经过一段时间,物块A与静止在斜面上的质量M=2kg的物块B发生完全非弹性碰撞,之后一起沿斜面匀速下滑.重力加速度大小g=10m/s2,sin37=0.6,(1)A与斜面之间的动摩擦因数也；(2)B与斜面之间的动摩擦因数必.315【答案】(1)()(2卢=闩；7臼(丁-)【解析】【分析】A与斜面之间的动摩擦因物块A沿斜面加速下滑,

5、由滑动摩擦力公式和力的平衡条件求解A、B一起沿斜面下匀速下滑,以整体为研究对象,由滑动摩擦力公式和力的平衡条件求解B与斜面之间的动摩擦因数.【详解】(1)物块A沿斜面加速下滑,由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得：N=m5cosf?由牛顿第二定律得：mgsnO-/i=ma解得：%=0,375；(2)A、B一起沿斜面下匀速下滑,以整体为研究对象,由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得：fa-四酒工N?=mffcosOmgsn(l+MgsinG-fi解得：=09375.4 .如图是利用传送带装运煤块的示意图.其中,传送带的从动轮与主动轮圆心之间的距离为s3m,传送带与水平方向间的夹角37,煤块与传送带间的动

6、摩擦因数0.8,传送带的主动轮和从动轮半径相等,主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H1.8m,与运煤车车箱中央的水平距离x0.6m,现在传送带底端由静止释放一煤块(可视为质点),煤块恰好在轮的最高点水平抛出并落在车箱中央,取g10m/s2,sin370.6,cos370,8,求：(1)主动轮的半径；(2)传送带匀速运动的速度；(3)煤块在传送带上直线局部运动的时间.【答案】(1)0.1m(2)1m/s；(3)4.25s【解析】【分析】(1)要使煤块在轮的最高点做平抛运动,那么煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零,根据平抛运动的规律求出离开传送带最高点的速度,结合牛顿第二定律求出半径的大小.(2

7、)根据牛顿第二定律,结合运动学公式确定传送带的速度.(3)煤块在传送带经历了匀加速运动和匀速运动,根据运动学公式分别求出两段时间,从而得出煤块在传送带上直线局部运动的时间.【详解】一_,12(1)由平抛运动的公式,得xvt,H-gt2代入数据解得v=1m/s要使煤块在轮的最高点做平抛运动,那么煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零,由牛顿第二定律,得2vmgm,代入数据得R=0.1m(2)由牛顿第二定律得mgcosmgsinma,代入数据解得2a=0.4m/s2由siv-得s1=1.25mvs,即煤块到达顶端之前已与传送带取得共同速度,故传送带的速度为1m/s.(3)由v=at1解得煤块加速运动的

8、时间t1=2.5s煤块匀速运动的位移为s2=s-s1=1.75m,可求得煤块匀速运动的时间t2=1.75s煤块在传送带上直线局部运动的时间t=t1+t2代入数据解得t=4.25s5 .如下图,斜面体ABC放在粗糙的水平地面上,滑块在斜面地端以初速度0,沿斜面上滑.斜面倾角37,滑块与斜面的动摩擦因数.整个过程斜面体保持静止不动,小滑块的质量m=1kg,sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2.试求：(1)假设.8,012.4m/s,求滑块从C点开始在2s内的位移.(2)假设0.45,o9.6m/s,求滑块回到出发点时的速度大小.【答案】(1)x6.2m(2)v=4.8m/s【解

9、析】【详解】假设0.8,滑块上滑过程中,由牛顿第二定律有：mgsin+mgcos=ma0,2解得滑块上滑过程的加速度大小a0=12.4m/s,上滑时间1.=91s,a.1 2上滑位移为xa0to6.2m2(2)假设0.45,滑块沿斜面上滑过程,由牛顿第二定律：mgsin+mgcos=ma1,解得a1=9.6m/s22设滑块上滑位移大小为L,那么由V0=2a1L,解得L=4.8m滑块沿斜面下滑过程,由牛顿第二定律：mgsinmgcos=ma2,2解得a2=2.4m/s2根据v=2a2L,解得滑块回到出发点处的速度大小为v=4.8m/s6. 一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人

10、的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.座舱开始下落时的高度为75m,当落到离地面30m的位置时开始制动座舱均匀减速.重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力.(1)求座舱下落的最大速度；(2)求座舱下落的总时间；(3)假设座舱中某人用手托着重30N的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力.【答案】(1)30m/s(2)5s.(3)75N.【解析】试题分析：(1)v2=2gh;vm=30m/s1 2座舱在自由下落阶段所用时间为：hgtiti=3s2h座舱在匀减速下落阶段所用的时间为：t2=y=2s2所以座舱下落的总时

11、间为：t+t2=5smg对球,受重力mg和手的支持力N作用,在座舱自由下落阶段,根据牛顿第二定律有N=mg解得：N=0根据牛顿第三定律有：N=N=0,即球对手的压力为零在座舱匀减速下落阶段,卞据牛顿第二定律有mg-N=ma根据匀变速直线运动规律有：a=0v-=15m/s22h2解得：N=75N(2分)根据牛顿第三定律有：N=N=75N,即球对手的压力为75N考点：牛顿第二及第三定律的应用7 .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

12、,经测试,该列车启动时能在时间t内将速度提升到v,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,假设仍要保持列车的匀速运动状态,那么第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大？【答案】(1)；m(*+kg)(2)kmg【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v_a=一t对整个列车,由牛顿第二定律得：F-k7mg=7ma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,水平方向受力如下图,由牛顿第二定律得OOOO2F+T-k2mg=2ma,6联立得T=-m(-+kg)3

13、t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-k7mg=0设第六节车厢有动力时,第五、六节车厢间的作用力为Ti,那么有:2F+Ti-k2mg=06第六节车厢失去动力时,仍保持列车匀速运动,那么总牵引力不变,设此时第五、六节车厢间的作用力为丁2,那么有：F+T2-k2mg=0,5联立得1Ti=-kmg3T2=-kmg因此作用力变化14ZT=T2-Ti=kmg8 .木块A、B质量分别为mA5kg和mB7kg,与原长为lo20cm、劲度系数为k100N/m轻弹簧相连接,A、B系统置于水平地面上静止不动,此时弹簧被压缩了5crm.A、B与水平地面之

14、间的动摩擦因数均为0.2,可认为最大静摩擦力等于滑,-动摩擦力,现用水平推力F=2N作用在木块A上,如下图(g取10m/s2),(1)求此时A,B受到的摩擦力的大小和方向；(2)当水平推力不断增大,求B即将开始滑动时,A、B之间的距离1(3)假设水平推力随时间变化满足以下一关系F2-t(N),求A、B都仍能保持静止状态2的时间,并作出在A开始滑动前A受到的摩擦力图像.(规定向左为正方向)【答案】(1)fA3N,向右,fB3N,向左；(2)11cm,(3)试题分析：(1)分析A、B的最大静摩擦力大小关系,根据平衡条件进行求解；(2)当B要开始滑动时弹簧弹力不变,那么AB的距离等于原长减去压缩量；

15、(3)A开始滑动时B静止,那么弹簧弹力不变,求出此时的时间,在A没有滑动前,根据平衡条件求出fAt的表达式,并作出图象.(1)由：fA静maxf动mAg10N,fe静maxf动mB914N此时假设A、B均仍保持静止状态由题得：F弹kx5N对A有：F弹FfAfA3NfAmax方向向右；对B有：F弹fBfB5NfBmax方向向左那么假设成立(2)当B要开始滑动时,此时,F弹f静max由f静maxf动mBg那么：kxmBgmBgx0.14m14cmkA、B间距离：sI.x11cm(3)在A没有开始滑动前,A处于静止状态,弹簧弹力不变那么有：F弹fAFL,1得：fAFF弹t3(N)2设t时刻A开始滑动

16、,此时B静止,弹簧弹力不变对A：F弹fAmaxF代入数据解得：t=26s作出在A开始滑动前A受到的摩擦力fAt图象如下图9.一质量为0.25kg的物块静止在水平地面上,从t=0s时刻开始受到一个竖直向上的力F的作用,F随时间t的变化规律如图乙所示,重力加速度g取10m/s2求：(1)t=2s时,物块速度的大小：(2)t=0至ijt=3s的过程中,物块上升的高度.伊【答案】(1)2m/s(2)6m【解析】【分析】在0-1s内拉力小于重力,物块静止不动,根据牛顿第二定律求出1-2s内的加速度,结合速度时间公式求出t=2s时,物块速度的大小；根据牛顿第二定律求出2-3s内的加速度,根据位移时间公式分

17、别求出1-2s内和2-3s内的位移,从而求出物块上升的高度；【详解】解：(1)01s内,F1mg,物块静止1s2s物块做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得：F2mgma1F2mg2解得：ai22m/sm那么t=2s时,物块的速度：v21m/s2m/s1,2(2) 1s2s物块匀加速运动：X1-a1t1?n2s3s物块匀加速运动,根据牛顿第二定律得：F3mgma?F3mg2斛得：a26m/s12一那么有：x2vt2a2t5?m2那么物块上升的高度：hx1x21m5m6m10.如下图,小孩子与冰车的总质量为m20kg.大人用大小为20N,方向与水平面的夹角37o的恒力F使冰车由静止开始沿水平冰面运动.冰车与冰面间的动摩擦因数为0.05,取sin370.6,cos37o0.8.求：(1)小孩与冰车受到冰面支持力的大小；(2)小孩子与冰车运动的加速度的大小；(3)假设拉力F作用8s时间后撤去,最终小孩和冰车将停下来,那么小孩和冰车在此运动过程中的总位移的大小(结果保存2位有效数字).【答案】(1)188N;(2)0.33m/s2；(3)17.53m【解析】【分析】(1)对小孩和冰车受力分析,抓住竖直方向上平衡求出支持力的大小.(2)结合水平方向上所受的合力,根据牛顿第