【物理】 物理牛顿运动定律的应用专题练习(及答案)含解析
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 v0=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/s2.试求:
(1)木块刚滑上木板时,木块和木板的加速度大小; (2)木板长度; (3)木板在地面上运动的最大位移。 【答案】(1)5m/s2 2m/s2(2)14m(3)12m 【解析】 【分析】
(1)由题意知,冲上木板后木块做匀减速直线运动,木板由静止做匀加速度直线运动,根
据牛顿第二定律求解加速度;(2)木块恰好未从木板滑下,当木块运动到木板最右端时, 两者速度相等;根据位移关系求解木板的长度;(3)木块木板达到共同速度后将一起作匀
木板位移
x,木板
v共 2 2a3
8m
总位移 x x木板 x,木板 12m
6.如图所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为 37 ,传 送带 AB 足够长,传送带以大小为 2m/s 的恒定速率顺时针转动。一包货物以 0 12m/s 的初速度从 A 端滑上倾斜传送带,货物与传送带之间的动摩擦因数 0.5 , 且可将货物视为质点。( g 取10m/s2 ,已知 sin 37 0.6 , cos37 0.8 )
v02 -v12 v12 +L 2aA 2aB 又: v0 -v1 = v1
aA aB
解得:aB=6m/s2 再代入 F+μMg=maB 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=MaA 解得:aA=μg=2m/s2 平板车 B 做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F+μMg=maB 解得:aB=14m/s2
两种情况结合有: vc2
20(a a 0.4m / s2) (8 a 0.4m / s2)
图像如图所示:
【点睛】 解决本题的关键会根据物体的受力分析物体的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式 分析求解。
5.如图,质量 M=4kg 的长木板静止处于粗糙水平地面上,长木板与地面的动摩擦因数 μ1=0.1,现有一质量 m=3kg 的小木块以 v0=14m/s 的速度从一端滑上木板,恰好未从木板上 滑下,滑块与长木板的动摩擦因数 μ2=0.5,g 取 10m/s2,求:
(1).为使物块 A 与木板发生相对滑动,F 至少为多少?
(2).若 F=8 N,求物块 A 经过多长时间与 B 相撞,假如碰撞过程时间极短且没有机械能损
失,则碰后瞬间 A、B 的速度分别是多少?
【答案】(1)5 N (2)vA’=2m/s vB’=8m/s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)据分析物块 A 与木板恰好发生相对滑动时物块 B 和木板之间的摩擦力没有达到最大
(4)若 a 0.4m / s2 ,则包裹相对传送带静止一起做匀加速运动,
加速位移等于传送带的长度,即: vC2 2aL 即: vC2 20a
若 a 0.4m / s2 ,则包裹在传送带上有相对滑动,包裹以 a2=0.4m/s2 向上匀加速运动,
有: vC2 2a2 L 即 vC2 (8 m / s)2 ?
得 a2 0.4m / s2
当包裹 P 的速度达到传送带的速度所用时间为: t1
v a2
2s 0.4
5s
速度从零增加到等于传送带速度时通过的位移有: x v2 4 m 5m 2a2 2 0.4
因为
x<L,所以包裹先加速再匀速,匀速运动时间: t2
L v
x
10 5 2
s
2.5s
则 P 从 B 处到 C 处总时间为: t t1 t2 7.5s ;
t1
0 a1
1s
位移大小
x1
2 02 2a1
7m
。
(3)过了 t1 1s 后货物所受摩擦力沿传送带向上,设此时货物的加速度大小为 a2 ,同理
可得
a2 g sin cos 2m/s2
方向沿传送带向下。设货物再经时间 t2 ,速度减为零,则
时间为 t
即 v木块 v0 a1t v木板 a 2t
解得 t=2s
木块位移
x木块
v0t
1 2
a1t 2
18m
木板位移
x木板
1 2
a2t2
4m
木板长度 L x木块 x木板 14m
(3)木块木板达到共同速度后将一起作匀减速直线运动,分析得
v共 a2t 4m / s,a3 μ1g 1m / s2
小车的加速度大小为:
a1=
m2 m1
g
=
0.5 0.3
2
m/s2=10 3
m/s
2
根据 v=v0-a2t=a1t
得则速度相等需经历的时间为: t
a1
v0 a2
=0.24s
;
v=0.8m/s
(3)小车运动的位移
x
1 2
a1t 2
1 2
10 3
0.242 m
0.096m
(4)物块不从小车右端滑出的临界条件为物块滑到小车右端时恰好两者达到共同速度,设
【详解】
(1)包裹下滑时根据牛顿第二定律有: mg sin mg cos ma1
代入数据得: a1 0.4m / s2 ,方向:沿传送带向上;
(2)包裹
P
沿传送带由
B
到
C
过程中根据速度与位移关系可知:
L=v2ຫໍສະໝຸດ v2 02a
代入数据得: v 1m / s ;
(3)包裹 P 向上匀加速运动根据牛顿第二定律有: mg cos mg sin ma2
此速度为 v,由水平方向动量守恒得:m2 v0′=(m1+m2)v
根据能量守恒得:μm2gL= 1 m2v0′2− 1 (m1+m2)v2
2
2
代入数据,联立解得 v0′=5m/s。
4.某智能分拣装置如图所示,A 为包裹箱,BC 为传送带.传送带保持静止,包裹 P 以初 速度 v0 滑上传送带,当 P 滑至传送带底端时,该包裹经系统扫描检测,发现不应由 A 收 纳,则被拦停在 B 处,且系统启动传送带轮转动,将包裹送回 C 处.已知 v0=3m/s,包裹 P 与传送带间的动摩擦因数 μ=0.8,传送带与水平方向夹角 θ=37º,传送带 BC 长度 L=10m, 重力加速度 g=10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8,求:
(1)货物刚滑上传送带时加速度为多大? (2)当货物的速度和传送带的速度相同时用了多少时间?这时货物相对于地面沿传送带方
向运动了多远?
(3)从货物滑上传送带开始计时,到货物再次滑回 A 端共用了多少时间?
【答案】(1)10m/s2 (2)1s 7m (3) 2 2 2 s
【解析】 【分析】 由题意可知考查牛顿第二定律的应用,根据牛顿第二定律、运动学公式分析计算可得。 【详解】
2.如图所示,长木板质量 M=3 kg,放置于光滑的水平面上,其左端有一大小可忽略,质 量为 m=1 kg 的物块 A,右端放着一个质量也为 m=1 kg 的物块 B,两物块与木板间的动摩 擦因数均为 μ=0.4,AB 之间的距离 L=6 m,开始时物块与木板都处于静止状态,现对物块 A 施加方向水平向右的恒定推力 F 作用,取 g=10 m/s2.
2
2
2
2
解得:vA'=2m/s vB'=8m/s
3.如图所示,质量 m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长 L=1.5 m,现有质量 m2=0.2 kg 可视为质点的物块,以水平向右的速度 v0=2 m/s 从左端滑上小车,最后在车面 上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数 μ=0.5,取 g=10 m/s2,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 F 3N (2) x 0.5m
【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 v1,则:
(4)
vc2
20(a a 0.4m / s2) (8 a 0.4m / s2)
如图所示:
【解析】
【分析】
先根据牛顿第二定律求出包裹的加速度,再由速度时间公式求包裹加速至速度等于传送带
速度的时间,由位移公式求出匀加速的位移,再求匀速运动的时间,从而求得总时间,这
是解决传送带时间问题的基本思路,最后对加速度 a 进行讨论分析得到 vc2-a 的关系,从而 画出图像。
(1)设货物刚滑上传送带时加速度大小为 a1 ,货物相对传送带向上运动,所以货物受到
的摩擦力沿传送带向下,货物受力如图所示。
【物理】物理牛顿运动定律练习题及答案及解析
(1)释放后,小滑块的加速度 al 和薄平板的加速度 a2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间 t。
【答案】(1) 4m/s2 ,1m/s2 ;(2) t 1s
【解析】
【详解】
(1)设释放后,滑块会相对于平板向下滑动,
对滑块 m :由牛顿第二定律有: mg sin 370 f1 ma1
其中 FN1 mg cos 370 , f1 1FN1
(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= v =0.5m/s2 t
前 2s,环受到重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有: F1 mg sin ma 2s 后物体做匀速运动,根据共点力平衡条件,有: F2 mg sin
=4m/s2
解得滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间:t= =1s
(2)由静止到动摩擦因素发生变化的位移:x1= a1t2=2m
动摩擦因数变化后,由牛顿第二定律得加速度:a2=
=5m/s2
由 vB2-v2=2a2(L-x1) 解得滑雪者到达 B 处时的速度:vB=16m/s (3)设滑雪者速度由 vB=16m/s 减速到 v1=4m/s 期间运动的位移为 x3,则由动能定理有:
;解得 x3=96m
速度由 v1=4m/s 减速到零期间运动的位移为 x4,则由动能定理有:
;解得 x4=3.2m
所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为 x=x3+x4=96+ 3.2=99.2m
5.近年来,随着 AI 的迅猛发展,自动分拣装置在快递业也得到广泛的普及.如图为某自动 分拣传送装置的简化示意图,水平传送带右端与水平面相切,以 v0=2m/s 的恒定速率顺时 针运行,传送带的长度为 L=7.6m.机械手将质量为 1kg 的包裹 A 轻放在传送带的左端,经过 4s 包裹 A 离开传送带,与意外落在传送带右端质量为 3kg 的包裹 B 发生正碰,碰后包裹 B 在水平面上滑行 0.32m 后静止在分拣通道口,随即被机械手分拣.已知包裹 A、B 与水平面 间的动摩擦因数均为 0.1,取 g=10m/s2.求:
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析
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。
高中物理牛顿运动定律的应用计算题专题训练含答案
高中物理牛顿运动定律的应用计算题专题训练含答案姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、计算题(共20题)1、处于光滑水平面上的质量为2千克的物体,开始静止,先给它一个向东的6牛顿的力F1,作用2秒后,撤去F1,同时给它一个向南的8牛顿的力,又作用2秒后撤去,求此物体在这4秒内的位移是多少?2、一个质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为g.g为重力加速度,求人对电梯的压力的大小.3、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.4、放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示.取重力加速度g=10 m/s2.试利用两图线求出物块的质量及物块与地面间的动摩擦因数.5、如图所示,质量为m=1l kg的物块放在水平地面上,在与水平方向成θ=37°角斜向上、大小为50N的拉力F作用下,以大小为v0=l0m/s的速度向右做匀速直线运动,(取当地的重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求(1)物块与水平面间的动摩擦因数;(2)若撤去拉力F,物块经过3秒在水平地面上滑行的距离是多少?6、质量为2kg的物体,静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。
现对物体施加一个大小为6N的水平力,此力作用一段时间后立即改变,改变后的力与原来比较,大小不变、方向相反。
再经过一段时间,物体的速度变为零。
如果这一过程物体的总位移为15m。
求:(1)力改变前后物体加速度的大小a1、a2分别为多少?(2)在这一过程物体的最大速度;(3)全过程的总时间。
(g=10m/s2)7、直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角=45°.直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5m/s2时,悬索与竖直方向的夹角=14°.如果空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量,试求水箱中水的质量M。
(物理)物理牛顿运动定律的应用练习题含解析
(物理)物理牛顿运动定律的应用练习题含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.如图,光滑水平面上静置一长木板A ,质量M =4kg ,A 的最前端放一小物块B (可视为质点),质量m =1kg ,A 与B 间动摩擦因数μ=0.2.现对木板A 施加一水平向右的拉力F ,取g =10m/s 2.则:(1)若拉力F 1=5N ,A 、B 一起加速运动,求A 对B 的静摩擦力f 的大小和方向; (2)为保证A 、B 一起加速运动而不发生相对滑动,求拉力的最大值F m (设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等);(3)若拉力F 2=14N ,在力F 2作用t =ls 后撤去,要使物块不从木板上滑下,求木板的最小长度L【答案】(1)f = 1N ,方向水平向右;(2)F m = 10N 。
(3)木板的最小长度L 是0.7m 。
【解析】 【详解】(1)对AB 整体分析,由牛顿第二定律得:F 1=(M +m )a 1 对B ,由牛顿第二定律得:f =ma 1联立解得f =1N ,方向水平向右;(2)对AB 整体,由牛顿第二定律得:F m =(M +m )a 2对B ,有:μmg =ma 2联立解得:F m =10N(3)因为F 2>F m ,所以AB 间发生了相对滑动,木块B 加速度为:a 2=μg =2m/s 2。
木板A 加速度为a 3,则:F 2-μmg =Ma 3解得:a 3=3m/s 2。
1s 末A 的速度为:v A =a 3t =3m/s B 的速度为:v B =a 2t =2m/s 1s 末A 、B 相对位移为:△l 1=2A Bv v t -=0.5m 撤去F 2后,t ′s 后A 、B 共速 对A :-μmg =Ma 4可得:a 4=-0.5m/s 2。
共速时有:v A +a 4t ′=v B +a 2t ′可得:t ′=0.4s 撤去F 2后A 、B 相对位移为:△l 2='2A Bv v t -=0.2m 为使物块不从木板上滑下,木板的最小长度为:L =△l 1+△l 2=0.7m 。
(物理)物理牛顿运动定律的应用练习题及答案及解析
(物理)物理牛顿运动定律的应用练习题及答案及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.如图,有一质量为M=2kg的平板车静止在光滑的水平地面上,现有质量均为m=1kg的小物块A和B(均可视为质点),由车上P处开始,A以初速度=2m/s向左运动,同时B 以=4m/s向右运动,最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车,两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1,取,求:(1)开始时B离小车右端的距离;(2)从A、B开始运动计时,经t=6s小车离原位置的距离。
【答案】(1)B离右端距离(2)小车在6s内向右走的总距离:【解析】(1)设最后达到共同速度v,整个系统动量守恒,能量守恒解得:,A离左端距离,运动到左端历时,在A运动至左端前,木板静止,,解得B离右端距离(2)从开始到达共速历时,,,解得小车在前静止,在至之间以a向右加速:小车向右走位移接下来三个物体组成的系统以v共同匀速运动了小车在6s内向右走的总距离:【点睛】本题主要考查了运动学基本公式、动量守恒定律、牛顿第二定律、功能关系的直接应用,关键是正确分析物体的受力情况,从而判断物体的运动情况,过程较为复杂.2.如图所示,长木板质量M=3 kg,放置于光滑的水平面上,其左端有一大小可忽略,质量为m=1 kg的物块A,右端放着一个质量也为m=1 kg的物块B,两物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.4,AB之间的距离L=6 m,开始时物块与木板都处于静止状态,现对物块A施加方向水平向右的恒定推力F 作用,取g=10 m/s 2.(1).为使物块A 与木板发生相对滑动,F 至少为多少?(2).若F=8 N ,求物块A 经过多长时间与B 相撞,假如碰撞过程时间极短且没有机械能损失,则碰后瞬间A 、B 的速度分别是多少? 【答案】(1)5 N (2)v A’=2m/s v B’=8m/s 【解析】 【分析】 【详解】(1)据分析物块A 与木板恰好发生相对滑动时物块B 和木板之间的摩擦力没有达到最大静摩擦力.设物块A 与木板恰好发生相对滑动时,拉力为F 0,整体的加速度大小为a ,则: 对整体: F 0=(2m +M )a 对木板和B :μmg =(m +M )a 解之得: F 0=5N即为使物块与木板发生相对滑动,恒定拉力至少为5 N ; (2)物块的加速度大小为:24A F mga m s mμ-==∕ 木板和B 的加速度大小为:B mga M m=+μ=1m/s 2设物块滑到木板右端所需时间为t ,则:x A -x B =L即221122A B a t a t L -= 解之得:t =2 s v A =a A t=8m/s v B =a B t=2m/sAB 发生弹性碰撞则动量守恒:mv a +mv B =mv a '+mv B '机械能守恒:12mv a 2+12mv B 2=12mv a '2+12mv B '2 解得:v A '=2m/s v B '=8m/s3.如图所示,有1、2、3三个质量均为m =1kg 的物体,物体2与物体3通过不可伸长轻绳连接,跨过光滑的定滑轮,设长板2到定滑轮足够远,物体3离地面高H =5.75m , 物体1与长板2之间的动摩擦因数μ=O .2.长板2在光滑的桌面上从静止开始释放,同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v =4m/s 的初速度开始运动,运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下.(取g =10m/s²)求: (1)长板2开始运动时的加速度大小;(2)长板2的长度0L ;(3)当物体3落地时,物体1在长板2的位置.【答案】(1)26m /s (2)1m (3)1m 【解析】 【分析】 【详解】 设向右为正方向(1)物体1: -μmg = ma 1 a 1=–μg = -2m/s 2 物体2:T +μmg = ma 2 物体3:mg –T = ma 3 且a 2= a 3由以上两式可得:22g ga μ+==6m/s 2 (2)设经过时间t 1二者速度相等v 1=v +a 1t=a 2t 代入数据解t 1=0.5s v 1=3m/s112v v x t +==1.75m 122v tx ==0.75m 所以木板2的长度L 0=x 1-x 2=1m(3)此后,假设物体123相对静止一起加速 T =2m a mg —T =ma 即mg =3m a 得3g a =对1分析:f 静=ma =3.3N >F f =μmg =2N ,故假设不成立,物体1和物体2相对滑动 物体1: a 3=μg =2m/s 2 物体2:T —μmg = ma 4 物体3:mg –T = ma 5 且a 4= a 5 得:42g ga μ-==4m/s 2 整体下落高度h =H —x 2=5m 根据2124212h v t a t =+解得t 2=1s物体1的位移23123212x v t a t =+=4m h -x 3=1m 物体1在长木板2的最左端 【点睛】本题是牛顿第二定律和运动学公式结合,解题时要边计算边分析物理过程,抓住临界状态:速度相等是一个关键点.4.如图所示,从A 点以v 0=4m/s 的水平速度抛出一质量m =1kg 的小物块(可视为质点),当物块运动至B 点时,恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑圆弧轨道BC ,其中轨道C 端切线水平。
高考物理牛顿运动定律的应用的技巧及练习题及练习题(含答案)及解析
高考物理牛顿运动定律的应用的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的应用1.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L 1=2.5 m 、L 2=2 m .传送带始终保持以速度v 匀速运动.现将一滑块(可视为质点)轻放到传送带的左端,然后平稳地滑上平板.已知:滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,滑块与平板、平板与支持面的动摩擦因数分别为μ1=0.3、μ2=0.1,滑块、平板的质量均为m =2 kg ,g 取10 m/s 2.求:(1)若滑块恰好不从平板上掉下,求滑块刚滑上平板时的速度大小; (2)若v =6 m/s ,求滑块离开平板时的速度大小. 【答案】(1)4/m s (2)3.5/m s 【解析】 【详解】(1)滑块在平板上做匀减速运动,加速度大小:a 1=1mgmμ=3 m/s 2由于μ1mg>2μ2mg故平板做匀加速运动,加速度大小:a 2=122mg mgmμμ-⨯=1 m/s 2设滑块滑至平板右端用时为t ,共同速度为v′,平板位移为x ,对滑块: v′=v -a 1t(1分)L 2+x =vt -12a 1t 2 对平板:v′=a 2tx =12a 2t 2 联立以上各式代入数据解得:t =1 s ,v =4 m/s. (2)滑块在传送带上的加速度:a 3=mgmμ=5 m/s 2若滑块在传送带上一直加速,则获得的速度为: v 1112a L 5 m/s<6 m/s 即滑块滑上平板的速度为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″,平板位移为x′ 则v″=v 1-a 1t′ L 2+x′=v 1t′-12a 1t′2 x′=12a 2t′2联立以上各式代入数据解得:t′1=12s ,t′2=2 s(t′2>t ,不合题意,舍去) 将t′=12s 代入v″=v -a 1t′得:v″=3.5 m/s.2.如图所示,长木板B 质量为m 2=1.0 kg ,静止在粗糙的水平地面上,长木板左侧区域光滑.质量为m 3=1.0 kg 、可视为质点的物块C 放在长木板的最右端.质量m 1=0.5 kg 的物块A ,以速度v 0=9 m /s 与长木板发生正碰(时间极短),之后B 、C 发生相对运动.已知物块C 与长木板间的动摩擦因数μ1=0.1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程物块C 始终在长木板上,g 取10 m /s 2.(1)若A 、B 相撞后粘在一起,求碰撞过程损失的机械能. (2)若A 、B 发生弹性碰撞,求整个过程物块C 相对长木板的位移.【答案】(1)13.5J (2)2.67m 【解析】(1)若A 、B 相撞后粘在一起,由动量守恒定律得1012()m v m m v =+由能量守恒定律得 22101211()22E m v m m v ∆=-+ 解得损失的机械能 21201213.52()m m v E J m m ∆==+ (2)A 、B 发生完全弹性碰撞,由动量守恒定律得101122m v m v m v =+由机械能守恒定律得222101122111222m v m v m v =+ 联立解得 1210123/m m v v m s m m -==-+, 1201226/m v v m s m m ==+之后B 减速运动,C 加速运动,B 、C 达到共同速度之前,由牛顿运动定律, 对长木板: 2231321-()m m g m g m a μμ+-= 对物块C : 1332m g m a μ=设达到共同速度过程经历的时间为t ,212v a t a t += 这一过程的相对位移为22121211322x v t a t a t m ∆=+-= B 、C 达到共同速度之后,因12μμ<,二者各自减速至停下,由牛顿运动定律, 对长木板: 2231323-()m m g m g m a μμ++=对物块C :1334-m g m a μ=这一过程的相对位移为 2222243()()1223a t a t x m a a ∆=-=-- 整个过程物块与木板的相对位移为 1282.673x x x m m ∆=∆-∆== 点睛:此题是多研究对象、多过程问题,过程复杂,分析清楚物体的运动过程,应用牛顿第二定律、运动学公式、动量守恒定律、机械能守恒定律即可正确解题.3.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E=6.0×105 N/C ,方向与x 轴正方向相同,在原点O 处放一个质量m=0.01 kg带负电荷的绝缘物块,其带电荷量q = -5×10-8 C .物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,给物块一个沿x 轴正方向的初速度v 0=2 m/s.如图所示.试求:(1)物块沿x 轴正方向运动的加速度; (2)物块沿x 轴正方向运动的最远距离; (3)物体运动的总时间为多长? 【答案】(1)5 m/s 2 (2)0.4 m (3)1.74 s 【解析】 【分析】带负电的物块以初速度v 0沿x 轴正方向进入电场中,受到向左的电场力和滑动摩擦力作用,做匀减速运动,当速度为零时运动到最远处,根据动能定理列式求解;分三段进行研究:在电场中物块向右匀减速运动,向左匀加速运动,离开电场后匀减速运动.根据运动学公式和牛顿第二定律结合列式,求出各段时间,即可得到总时间. 【详解】(1)由牛顿第二定律可得mg Eq ma μ+= ,得25m/s a =(2)物块进入电场向右运动的过程,根据动能定理得:()210102mg Eq s mv μ-+=-. 代入数据,得:s 1=0.4m(3)物块先向右作匀减速直线运动,根据:00111••22t v v vs t t +==,得:t 1=0.4s 接着物块向左作匀加速直线运动:221m/s qE mg a m=μ-=. 根据:212212s a t =得220.2t s = 物块离开电场后,向左作匀减速运动:232m/s mga g mμμ=-=-=-根据:3322a t a t = 解得30.2t s =物块运动的总时间为:123 1.74t t t t s =++= 【点睛】本题首先要理清物块的运动过程,运用动能定理、牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解.4.如图甲所示,倾角为θ=37°的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一质量m =2 kg 的小物体轻轻放在传送带的A 端,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示,2 s 末物体到达B 端,取沿传送带向下为正方向,g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,求:(1)小物体在传送带A 、B 两端间运动的平均速度v ; (2)物体与传送带间的动摩擦因数μ; (3)2 s 内物体机械能的减少量ΔE . 【答案】(1)8 m/s (2)0.5 (3)48 J 【解析】 【详解】(1)由v-t 图象的面积规律可知传送带A 、B 间的距离L 即为v-t 图线与t 轴所围的面积,所以:112122v v v L t t t =++代入数值得:L =16m由平均速度的定义得:168/2L v m s t ===(2)由v-t 图象可知传送代运行速度为v 1=10m/s ,0-1s 内物体的加速度为:22110/10/1v a m s m s t V V === 则物体所受的合力为:F 合=ma 1=2×10N=20N .1-2s 内的加速度为:a 2=21=2m /s 2, 根据牛顿第二定律得:a1=mgsin mgcosmθμθ+=gsinθ+μgcosθa2=mgsin mgcosmθμθ-=gsinθ-μgcosθ联立两式解得:μ=0.5,θ=37°.(3)0-1s内,物块的位移:x1=12a1t12=12×10×1m=5m传送带的位移为:x2=vt1=10×1m=10m 则相对位移的大小为:△x1=x2-x1=5m则1-2s内,物块的位移为:x3=vt2+12a2t22=10×1+12×2×1m=11m0-2s内物块向下的位移:L=x1+x3=5+11=16m 物块下降的高度:h=L sin37°=16×0.6=9.6m 物块机械能的变化量:△E=12m v B2−mgh=12×2×122−2×10×9.6=-48J负号表示机械能减小.5..某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征,使用质量m=0.05kg的流线型人形模型进行模拟实验.实验时让模型从h=0.8m高处自由下落进入水中.假设模型入水后受到大小恒为F f=0.3N的阻力和F=1.0N的恒定浮力,模型的位移大小远大于模型长度,忽略模型在空气中运动时的阻力,试求模型(1)落到水面时速度v的大小;(2)在水中能到达的最大深度H;(3)从开始下落到返回水面所需时间t . 【答案】(1)4m/s (2)0.5m (3)1.15s 【解析】 【分析】 【详解】(1)模型人入水时的速度记为v ,自由下落的阶段加速度记为a 1,则a 1=g ;v 2=2a 1h 解得v=4m/s ;(2)模型人入水后向下运动时,设向下为正,其加速度记为a 2,则:mg-F f -F=ma 2 解得a 2=-16m/s 2所以最大深度:2200.52v H m a -== (3)自由落体阶段:1t 0.4vs g== 在水中下降2200.25vt s a -== 在水中上升:F-mg-F f =ma 3 解得a 3=4.0m/s 2 所以:3320.5Ht s a == 总时间:t=t 1+t 2+t 3=1.15s6.如图所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6m/s 的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2kg 的物体(物体可以视为质点),从h=3.2m 高处由静止沿斜面下滑,物体经过A 点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其动能损失.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g=10m/s 2,求:(1)物体第一次到达A 点时速度为多大?(2)要使物体不从传送带上滑落,传送带AB 间的距离至少多大? (3)物体随传送带向右运动,最后沿斜面上滑的最大高度为多少? 【答案】(1)8m/s (2)6.4m (3)1.8m 【解析】 【分析】(1)本题中物体由光滑斜面下滑的过程,只有重力做功,根据机械能守恒求解物体到斜面末端的速度大小;(2)当物体滑到传送带最左端速度为零时,AB 间的距离L 最小,根据动能定理列式求解;(3)物体在到达A 点前速度与传送带相等,最后以6m/s 的速度冲上斜面时沿斜面上滑达到的高度最大,根据动能定理求解即可. 【详解】(1)物体由光滑斜面下滑的过程中,只有重力做功,机械能守恒,则得:212mgh mv = 解得:2210 3.28m/s v gh ==⨯⨯=(2)当物体滑动到传送带最左端速度为零时,AB 间的距离L 最小,由动能能力得:2102mgL mv μ-=-解得:228m 6.4m 220.510v L g μ===⨯⨯ (3)因为滑上传送带的速度是8m/s 大于传送带的速度6m/s ,物体在到达A 点前速度与传送带相等,最后以6m/s v =带的速度冲上斜面,根据动能定理得:2102mgh mv '-=-带得:226m 1.8m 2210v h g '===⨯带【点睛】该题要认真分析物体的受力情况和运动情况,选择恰当的过程,运用机械能守恒和动能定理解题.7.如图,光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m 、相距为x 0的小球A 和B ,A 球所带电荷量为+q ,B 球不带电。
高考物理牛顿运动定律的应用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
高考物理牛顿运动定律的应用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.如图所示,质量为2kg 的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F 作用下由静止开始运动.已知力F 的大小为5N ,物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)物体由静止开始运动后的加速度大小;(2)8s 末物体的瞬时速度大小和8s 时间内物体通过的位移大小; (3)若8s 末撤掉拉力F ,则物体还能前进多远? 【答案】(1)a =0.3m/s 2 (2)x =9.6m (3)x ′=1.44m 【解析】(1)物体的受力情况如图所示:根据牛顿第二定律,得: F cos37°-f =ma F sin37°+F N =mg 又f =μF N联立得:a =cos37(sin 37)F mg F mμ--o o代入解得a =0.3m/s 2(2)8s 末物体的瞬时速度大小v =at =0.3×8m/s=2.4m/s 8s 时间内物体通过的位移大小219.6m 2x at == (3)8s 末撤去力F 后,物体做匀减速运动, 根据牛顿第二定律得,物体加速度大小22.0m/s f mg a g m mμμ===='' 由v 2=2a ′x ′得:21.44m 2v x a =''=【点睛】本题关键是多次根据牛顿第二定律列式求解加速度,然后根据运动学公式列式求解运动学参量.2.如图,质量M=4kg 的长木板静止处于粗糙水平地面上,长木板与地面的动摩擦因数μ1=0.1,现有一质量m=3kg 的小木块以v 0=14m/s 的速度从一端滑上木板,恰好未从木板上滑下,滑块与长木板的动摩擦因数μ2=0.5,g 取10m/s 2,求:(1)木块刚滑上木板时,木块和木板的加速度大小; (2)木板长度;(3)木板在地面上运动的最大位移。
高中物理牛顿运动定律的应用试题(有答案和解析)及解析
高中物理牛顿运动定律的应用试题(有答案和解析)及解析一、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.如图所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为37θ=︒,传送带AB 足够长,传送带以大小为2m/s υ=的恒定速率顺时针转动。
高中物理必修一 第4章第4节 牛顿运动定律的应用练习)解析版)
第四章运动和力的关系4. 5 牛顿运动定律的应用一、单选题1、航母“辽宁舰”甲板长300m,起飞跑道长100m,目前顺利完成了舰载机“歼-15”起降飞行训练。
“歼-15”降落时着舰速度大小约为70m/s,飞机尾钩钩上阻拦索后,在甲板上滑行50m左右停下,(航母静止不动)假设阻拦索给飞机的阻力恒定,则飞行员所承受的水平加速度与重力加速度的比值约为( )A.2B.5C.10D.50【答案】B【解析】根据速度和位移关系可知:v2−v02=2ax,解得:a=0−7022×50=−49m/s2,故ag=499.8=5,故B正确,A、C、D错误;故选B。
2、交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是15m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.75,该路段限速60km/h,取g=10m/s2,则汽车刹车前的速度以及是否超速的情况是( )A.速度为7.5m/s,超速B.速度为15m/s,不超速C.速度为15m/s,超速D.速度为7.5m/s,不超速【答案】B【解析】设汽车刹车后滑动时的加速度大小为a,由牛顿第二定律得:μmg=ma解得:a=μg=7.5m/s2由匀变速直线运动的速度位移关系式有:v02=2ax可得汽车刹车前的速度为:v0==15m/s=54km/h<60km/h所以不超速.A.速度为7.5m/s,超速,与结论不相符,选项A错误;B.速度为15m/s,不超速,与结论相符,选项B正确;C.速度为15m/s,超速,与结论不相符,选项C错误;D.速度为7.5m/s,不超速,与结论不相符,选项D错误;3、一物体放在光滑水平面上,初速为零,先对物体施加一向东的恒力F,历时1s,随即把此力改为向西,大小不变,历时1s;,接着又把此力改为向东,大小不变,历时1s;如此反复,只改变力的方向,共历时1min,之后撤去该力。
(物理)物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析
(物理)物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.如图,质量为m =lkg 的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上,离斜面末端B 的高度h =0. 2m ,滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失,传送带的运行速度为v 0=3m/s ,长为L =1m .今将水平力撤去,当滑块滑 到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.g 取l0m/s 2.求:(1)水平作用力F 的大小;(已知sin37°=0.6 cos37°=0.8)(2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ;(3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量.【答案】(1)7.5N (2)0.25(3)0.5J【解析】【分析】【详解】(1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态,由平衡条件可知,水平推力F=mg tan θ,代入数据得:F =7.5N.(2)设滑块从高为h 处下滑,到达斜面底端速度为v ,下滑过程机械能守恒,故有:mgh =212mv 解得v 2gh ;滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;根据动能定理有:μmgL =2201122mv mv 代入数据得:μ=0.25(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移为:x=v 0t对物体有:v 0=v −atma=μmg滑块相对传送带滑动的位移为:△x =L−x相对滑动产生的热量为:Q=μmg △x代值解得:Q =0.5J【点睛】对滑块受力分析,由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小;根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度;由动能定理可求得动摩擦因数;热量与滑块和传送带间的相对位移成正比,即Q=fs ,由运动学公式求得传送带通过的位移,即可求得相对位移.2.如图甲所示,质量为1kg m =的物体置于倾角为37θ︒=的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F ,10.5s t = 时撤去拉力,物体速度与时间v-t 的部分图象如图乙所示。
