第3章第3单元 牛顿定律的应用练习
高中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)
高中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)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m 的小物块a相连，如图所示．质量为35m 的小物块b 紧靠a 静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x 0，从t=0时开始，对b 施加沿斜面向上的外力，使b 始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a 、b 分离；再经过同样长的时间，b 距其出发点的距离恰好也为x 0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g ．求：(1)弹簧的劲度系数； (2)物块b 加速度的大小；(3)在物块a 、b 分离前，外力大小随时间变化的关系式．【答案】（1）08sin 5mg x θ （2）sin 5g θ（3）22084sin sin 2525mg F mg x θθ=+【解析】 【详解】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：kx 0=（m+35m ）gsinθ 解得：k=8 5mgsin x θ（2）由题意可知，b 经两段相等的时间位移为x 0；由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：1014x x = 说明当形变量为0010344x x x x =-=时二者分离； 对m 分析，因分离时ab 间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx 1-mgsinθ=ma 联立解得：a=15gsin θ（3）设时间为t ，则经时间t 时，ab 前进的位移x=12at 2=210gsin t θ则形变量变为：△x=x 0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k △x-（m+35m ）gsinθ=（m+35m ）a解得：F=825mgsinθ+22425mg sinxθt2因分离时位移x=04x由x=04x=12at2解得：052xtgsinθ=故应保证0≤t＜052xgsinθ，F表达式才能成立．点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．2．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示．0t=时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至1t s=时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s时间内小物块的v t-图线如图（b）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求（1）木板与地面间的动摩擦因数1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ；（2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距离．【答案】（1）10.1μ=20.4μ=（2）6m（3）6.5m【解析】（1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v4m/s=碰撞后木板速度水平向左，大小也是v4m/s=木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有24/0/1m s m sgsμ-=解得20.4μ=木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间1t s=，位移 4.5x m=，末速度v4m/s=其逆运动则为匀加速直线运动可得212x vt at=+带入可得21/a m s=木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即1g aμ=可得10.1μ=（2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有121()M m g mg Ma μμ++= 可得214/3a m s =对滑块，则有加速度224/a m s =滑块速度先减小到0，此时碰后时间为11t s = 此时，木板向左的位移为2111111023x vt a t m =-=末速度18/3v m s = 滑块向右位移214/022m s x t m +== 此后，木块开始向左加速，加速度仍为224/a m s =木块继续减速，加速度仍为214/3a m s =假设又经历2t 二者速度相等，则有22112a t v a t =- 解得20.5t s =此过程，木板位移2312121726x v t a t m =-=末速度31122/v v a t m s =-= 滑块位移24221122x a t m == 此后木块和木板一起匀减速．二者的相对位移最大为13246x x x x x m ∆=++-= 滑块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6m（3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度211/a g m s μ==位移23522v x m a==所以木板右端离墙壁最远的距离为135 6.5x x x m ++= 【考点定位】牛顿运动定律【名师点睛】分阶段分析，环环相扣，前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态，认真沉着，不急不躁3．如图所示，倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m ，质量M=0.5kg 的薄木板，木板的最右端叠放质量为m=0.3kg 的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F ，同时让传送带逆时针转动，运行速度v=1.0m/s 。
【导与练】2015届高考物理大一轮复习 第3章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用课件 新人教版必修1
(1) 做好两个分析 ——物体的受力分析和物体的运动过程分
析； 根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情 况、加速度变化情况及速度变化情况． (2) 抓住一个“桥梁” —— 物体运动的加速度是联系运动和
力的桥梁．
【典例1】 (2013·江南十校联考，22)如图3－ 3－ 2所示，倾 角为 30°的光滑斜面与粗糙平面的平滑连接．现将一滑
列方程求解，具体逻辑关系如图：
超重和失重 (考纲要求 Ⅰ)
1 ．超重 大于 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) _____ 物体所受重力的现象． 向上 的加速度． (2)产生条件：物体具有______
2．失重
小于 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) _____ 物体所受重力的现象． 向下 的加速度． (2)产生条件：物体具有_____
1 2 2mx 解析 由牛顿第二定律 F＝ma 与 x＝ at ，得出 F＝ 2 ＝ 2 t 2x . t2
答案 A
5．(单选)一个原来静止的物体，质量是7 kg，在14 N的恒力
作用下，则5 s末的速度及5 s内通过的路程为
A．8 m/s C．10 m/s
解析
(
)．Βιβλιοθήκη 25 m 25 mB．2 m/s D．10 m/s
)．
A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受
C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下
的速度时处于失重状态 D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且 不发生变化
解析
物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下
的加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力
发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 发生了变化，综上所述，A、B、C均错，D正确． 答案 D
【三年高考两年模拟】2019年高考物理新课标一轮复习习题：第3章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用(一)
第3讲牛顿运动定律的综合应用(一)A组基础题组1.如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀加速直线运动(m1在光滑地面上,m2在空中)。
已知力F与水平方向的夹角为θ。
则m1的加速度大小为( )A. B. C. D.2.(2014福建理综,15,6分)如图,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零。
对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像最能正确描述这一运动规律的是( )3.(2016福建师大附中期中)一物体静止在水平面上,物体与水平面之间的滑动摩擦力为0.5 N(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
现对物体施加一个大小变化、方向不变的水平拉力F,使物体在水平面上运动了3 s的时间。
为使物体在3 s时间内运动的位移最大,力F随时间变化情况应该为下面四个图中的哪一个(g取10 m/s2)( )4.(2015安徽合肥一模,6)如图所示,a、b两物体的质量分别为m1和m2,由轻质弹簧相连。
当用恒力F竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1,加速度大小为a1;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,加速度大小为a2。
则有( )A.a1=a2,x1=x2B.a1<a2,x1=x2C.a1=a2,x1>x2D.a1<a2,x1>x25.如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,A、B的质量均为2 kg,它们处于静止状态,若突然将一个大小为10 N、方向竖直向下的力施加在物块A上,则此瞬间,A对B的压力大小为(g取10 m/s2)( )A.10 NB.20 NC.25 ND.30 N6.(多选)如图所示,在倾角θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。
高中物理牛顿运动定律的应用的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)
高中物理牛顿运动定律的应用的基本方法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．皮带传输装置示意图的一部分如下图所示,传送带与水平地面的夹角37θ=︒，A 、B 两端相距12m,质量为M=1kg 的物体以0v =14.0m/s 的速度沿AB 方向从A 端滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带顺时针运转动的速度v =4.0m/s(g 取210/m s )，试求:(1)物体从A 点到达B 点所需的时间；(2)若物体能在传送带上留下痕迹,物体从A 点到达B 点的过程中在传送带上留下的划痕长度．【答案】（1）2s （2）5m 【解析】 【分析】（1）开始时物体的初速度大于传送带的速度，根据受力及牛顿第二定律求出物体的加速度，当物体与传送带共速时，求解时间和物体以及传送带的位移；物体与传送带共速后，物体向上做减速运动，根据牛顿第二定律求解加速度，几何运动公式求解到达B 点的时间以及传送带的位移；（2）开始时物体相对传送带上滑，后来物体相对传送带下滑，结合位移关系求解划痕长度. 【详解】（1）物体刚滑上传送带时因速度v 0=14.0m/s 大于传送带的速度v=4m/s ，则物体相对斜面向上运动，物体的加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律有：Mgsin θ+μMgcos θ=Ma 1 解得：a 1=gsin θ+μgcos θ=10m/s 2 当物体与传送带共速时：v 0-at 1=v 解得t 1=1s此过程中物体的位移01192v vx t m +==传送带的位移：214x vt m ==当物体与传送带共速后，由于μ=0.5<tan370=0.75，则物体向上做减速运动，加速度为：Mgsin θ-μMgcos θ=Ma 2 解得a 2=2m/s 2物体向上减速运动s 1=L-x 1=3m根据位移公式：s 1=vt 2-12a 2t 22 解得：t 2=1 s （t 2=3 s 舍去）则物体从A 点到达B 点所需的时间：t=t 1+t 2=2s （2）物体减速上滑时，传送带的位移：224s vt m == 则物体相对传送带向下的位移211s s s m ∆=-=因物体加速上滑时相对传送带向上的位移为：125x x x m ∆=-= 则物体从A 点到达B 点的过程中在传送带上留下的划痕长度为5m ． 【点睛】此题是牛顿第二定律在传送带问题中的应用问题；关键是分析物体的受力情况，根据牛顿第二定律求解加速度，根据运动公式求解时间和位移等；其中的关键点是共速后物体如何运动.3．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：a 1＝mgsin mgcos m θμθ+=gsinθ+μgcosθa 2＝mgsin mgcos mθμθ-=gsinθ-μgcosθ联立两式解得：μ=0.5，θ=37°．（3）0-1s 内，物块的位移：x 1＝12a 1t 12＝12×10×1m ＝5m 传送带的位移为：x 2=vt 1=10×1m=10m则相对位移的大小为：△x 1=x 2-x 1=5m则1-2s 内，物块的位移为：x 3＝vt 2+12a 2t 22=10×1+12×2×1m ＝11m 0-2s 内物块向下的位移：L =x 1+x 3=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 B 2−mgh =12×2×122−2×10×9.6=-48J 负号表示机械能减小．4．如图所示，质量为m=5kg 的长木板B 放在水平地面上，在木板的最右端放一质量也为m=5kg 的物块A （可视为质点）．木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.3，物块与木板间的动摩擦因数μ2.=0.2，现用一水平力F=60N 作用在木板上，使木板由静止开始匀加速运动，经过t=1s ，撤去拉力，设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，210/g m s =，求：（1）拉力撤去时，木板的速度v B ；（2）要使物块不从木板上掉下，木板的长度L 至少为多大； （3）在满足（2）的条件下，物块最终将停在右端多远处．【答案】(1)V B =4m/s ；(2)L=1.2m ；(3)d=0.48m 【解析】【分析】对整体运用牛顿第二定律，求出加速度，判断物块与木板是否相对滑动，对物块和系统分别运用动量定理求出拉力撤去时，长木板的速度；从撤去拉力到达到共同速度过程，对物块和长木板分别运用动量定理求出撤去拉力后到达到共同速度的时间t 1，分别求出撤去拉力前后物块相对木板的位移，从而求出木板的长度对木板和物块，根据动能定理求出物块和木板的相对位移，再由几何关系求出最终停止的位置． (1)若相对滑动，对木板有：212B F mg mg ma μμ--⋅=，得：24/B a m s =对木块有2A mg ma μ=，22/A a m s =所以木块相对木板滑动撤去拉力时，木板的速度4/B B v a t m s ==，2/A A v a t m s == (2)撤去F 后，经时间t 2达到共同速度v ；由动量定理22B mgt mv mv μ=-22122B mgt mgt mv mv μμ--=-，可得20.2t s =，v=2.4m/s在撤掉F 之前，二者的相对位移11122B A v v x t t ∆=- 撤去F 之后，二者的相对位移22222B A v v v v x t t ++∆=- 木板长度12 1.2L x x m =∆+∆=(3)获得共同速度后，对木块，有22102A mgx mv μ-=-， 对木板有()2211202B mg mg x mv μμ-=- 二者的相对位移3A B x x x ∆=-木块最终离木板右端的距离1230.48d x x x m =∆+∆-∆=【点睛】本题综合性很强，涉及到物理学中重要考点，如牛顿第二定律、动能定理、动量定理、运动学公式，关键是明确木板和木块的运动规律和受力特点．5．如图所示，一质量M=40kg、长L=2.5m的平板车静止在光滑的水平地面上. 一质量m=10kg可视为质点的滑块，以v0=5m/s的初速度从左端滑上平板车，滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.4，取g=10m/s2.（1）分别求出滑块在平板车上滑行时，滑块与平板车的加速度大小；（2）计算说明滑块能否从平板车的右端滑出.【答案】（1），（2）恰好不会从平板车的右端滑出．【解析】根据牛顿第二定律得对滑块，有，解得对平板车，有，解得．设经过t时间滑块从平板车上滑出滑块的位移为：．平板车的位移为：．而且有解得：此时，所以，滑块到达小车的右端时与小车速度相等，恰好不会从平板车的右端滑出．答：滑块与平板车的加速度大小分别为和．滑块到达小车的右端时与小车速度相等，恰好不会从平板车的右端滑出．点睛：对滑块受力分析，由牛顿第二定律可求得滑块的加速度，同理可求得平板车的加速度；由位移关系可得出两物体位移间相差L时的表达式，则可解出经过的时间，由速度公式可求得两车的速度，则可判断能否滑出．6．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示。
2022版高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第3讲牛顿运动定律的综合应用作业含解析新人教版
第3讲牛顿运动定律的综合应用[A组基础题组]一、单项选择题1．质量为m＝60 kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图象如图所示。
取g＝10 m/s2。
由图象可知( )A．t＝0.5 s时，他的加速度为3 m/s2B．t＝0.4 s时，他处于超重状态C．t＝1.1 s时，他受到单杠的作用力的大小是620 ND．t＝1.5 s时，他处于超重状态解析：根据速度图象的斜率表示加速度可知，t＝0.5 s时他的加速度为0.3 m/s2，选项A错误。
t＝0.4 s时他向上加速运动，加速度方向向上，他处于超重状态，选项B正确。
t＝1.1 s 时他的加速度为0，他受到单杠的作用力的大小等于重力600 N，选项C错误。
t＝1.5 s时他向上做减速运动，加速度方向向下，他处于失重状态，选项D错误。
答案：B2．(2020·高考江苏卷)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。
某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。
若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( )A．F B.19F 20C.F19D.F20解析：设列车的加速度为a，每节车厢的质量为m，每节车厢受的阻力为f，对后38节车厢，由牛顿第二定律得F－38f＝38ma；设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，对后2节车厢，由牛顿第二定律得F1－2f＝2ma，联立解得F1＝F19，故C正确。
答案：C3．(2021·安徽皖江名校联盟高三联考)质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内，它与槽左右两端的接触处分别为A点和B点，圆弧槽的半径为R，OA与水平线AB成60°角。
槽放在光滑的水平桌面上，通过细线和滑轮与重物C相连，细线始终处于水平状态。
通过实验知道，当槽的加速度很大时，小球将从槽中滚出，滑轮与绳质量都不计，要使小球不从槽中滚出，则重物C的最大质量为( )A.233m B．2mC．(3－1)m D．(3＋1)m解析：小球恰好能滚出圆弧槽时，圆弧槽对小球的支持力的作用点在A点，小球受到重力和A点的支持力，合力为mgtan 60°，对小球运用牛顿第二定律可得mgtan 60°＝ma，解得小球的加速度a＝gtan 60°，对整体分析可得m C g＝(m＋m＋m C)a，联立解得m C＝(3＋1)m，故D正确，A、B、C错误。
(物理)物理牛顿运动定律的应用练习题含答案含解析
（物理）物理牛顿运动定律的应用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1．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m 的小物块a相连，如图所示．质量为35m 的小物块b 紧靠a 静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x 0，从t=0时开始，对b 施加沿斜面向上的外力，使b 始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a 、b 分离；再经过同样长的时间，b 距其出发点的距离恰好也为x 0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g ．求：(1)弹簧的劲度系数； (2)物块b 加速度的大小；(3)在物块a 、b 分离前，外力大小随时间变化的关系式．【答案】（1）08sin 5mg x θ （2）sin 5g θ（3）22084sin sin 2525mg F mg x θθ=+【解析】 【详解】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：kx 0=（m+35m ）gsinθ 解得：k=8 5mgsin x θ（2）由题意可知，b 经两段相等的时间位移为x 0；由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：1014x x = 说明当形变量为0010344x x x x =-=时二者分离； 对m 分析，因分离时ab 间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx 1-mgsinθ=ma 联立解得：a=15gsin θ（3）设时间为t ，则经时间t 时，ab 前进的位移x=12at 2=210gsin t θ则形变量变为：△x=x 0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k △x-（m+35m ）gsinθ=（m+35m ）a解得：F=825mgsinθ+22425mg sinxθt2因分离时位移x=04x由x=04x=12at2解得：052xtgsinθ=故应保证0≤t＜052xgsinθ，F表达式才能成立．点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．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。
物理牛顿运动定律的应用练习全集
物理牛顿运动定律的应用练习全集一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，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 tx ma 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．2．如图，质量分别为m A=2kg、m B=4kg的A、B小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H=25m处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g=10m/s2，不计细绳与滑轮间的摩擦，求：,(1)A、B两球开始运动时的加速度．(2)A、B两球落地时的动能．(3)A、B两球损失的机械能总量．【答案】（1）25m/sAa=27.5m/sBa=（2）850JkBE=（3）250J【解析】【详解】(1)由于是轻绳,所以A、B两球对细绳的摩擦力必须等大，又A得质量小于B的质量，所以两球由静止释放后A与细绳间为滑动摩擦力，B与细绳间为静摩擦力，经过受力分析可得：对A：A A A Am g f m a-=对B：B B B Bm g f m a-=A Bf f=0.5A Af m g=联立以上方程得：25m/sAa=27.5m/sBa=(2)设A球经t s与细绳分离，此时，A、B下降的高度分别为h A、h B，速度分别为V A、V B，因为它们都做匀变速直线运动则有：212A Ah a t=212B Bh a t=A BH h h=+A AV a t=B BV a t=联立得：2st=，10mAh=，15mBh=，10m/sAV=，15m/sBV=A 、B 落地时的动能分别为kA E 、kB E ，由机械能守恒，则有：21()2kA A A A A E m v m g H h =+- 400J kA E = 21()2kB B B B B E m v m g H h =+- 850J kB E =(3)两球损失的机械能总量为E ∆，()A B kA kB E m m gH E E ∆=+-- 代入以上数据得：250J E ∆= 【点睛】(1)轻质物体两端的力相同,判断A 、B 摩擦力的性质，再结合受力分析得到． （2）根据运动性质和动能定理可得到． (3)由能量守恒定律可求出．3．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v 0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v 0=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/s 2，sin37º=0.6，cos37º=0.8，求：（1）包裹P 沿传送带下滑过程中的加速度大小和方向； （2）包裹P 到达B 时的速度大小；（3）若传送带匀速转动速度v =2m/s ，包裹P 经多长时间从B 处由静止被送回到C 处； （4）若传送带从静止开始以加速度a 加速转动，请写出包裹P 送回C 处的速度v c 与a 的关系式，并画出v c 2-a 图象．【答案】（1）0.4m/s 2 方向：沿传送带向上（2）1m/s （3）7.5s（4）222200.4/80.4/c a a m s v a m s ⎧<=⎨≥⎩（）（） 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v c 2-a 的关系，从而画出图像。
(完整版)牛顿第三定律练习题
牛顿第三定律一、选择题1．以下的各对力中，是互相作使劲的是[ B ]A ．悬绳对电灯的拉力和电灯的重力B ．电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力C．悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力D．悬绳拉天花板的力和电灯的重力2．下边说法正确的选项是[ D]A ．物体的质量不变， a 正比于 F，对 F、 a 的单位不限B ．对于同样的合外力， a 反比于 m，对 m、 a 的单位不限C．在公式 F=ma 中， F、 m、 a 三个量能够取不一样单位制中的单位D ．在公式F=ma 中，当 m 和 a 分别用千克、米每二次方秒做单位时， F 一定用牛顿做单位3．以下说法正确的选项是[AD ]A ．在国际单位制中，质量的单位是基本单位；B ．在国际单位制中，力的单位是基本单位；C．在国际单位制中，长度的单位是导出单位； D ．在国际单位单位制中，速度的单位是导出单位4．对于两个物体间作使劲与反作使劲的以下说法中，正确的选项是[ D]A．有作使劲才有反作使劲，所以先有作使劲后产生反作使劲B．只有两个物体处于均衡状态中，作使劲与反作用才大小相等C．作使劲与反作使劲只存在于互相接触的两个物体之间D ．作使劲与反作使劲的性质必定同样5．对于反作使劲在平时生活和生产技术中应用的例子，以下说法中错误的选项是[ C]A ．运动员在跳高时老是要使劲蹬地面，他才能向上弹起B ．大炮发射炮弹时，炮身会向后倒退C．农田浇灌用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里发射出来时，弯管会自动旋转D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，而后使劲把水挤出体外，乌贼会向相反方向游去6．对于牛顿第三定律，以下说法中正确的选项是[ D]A．作使劲与反作使劲作用在同一物体上。
B．作使劲与反作使劲的大小相等，方向同样，作用在不一样物体上。
C．作使劲与反作使劲大小相等，方向相反，所以作用成效能够互相抵消。
D．作使劲与反作使劲必定作用在不一样的物体上，且二力的性质必定是同样的。
牛顿第三定律在生活中应用的实例
牛顿第三定律在生活中应用的实例
牛顿第三定律指出：任何两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在两个物体之间的同一条直线上。
这个定律在生活中有许多应用，以下是其中一些例子：
1. 打击乒乓球：当球拍击打球时，球会受到球拍的作用力，同样的，球拍也会受到球的反作用力。
这就是为什么球拍会震动的原因。
2. 驾驶汽车：当您踩下油门时，车辆会向前运动。
这是因为发动机产生了向后的反作用力，使车辆向前运动。
3. 跑步：当您跑步时，您向后推动地面，地面会产生向前的反作用力，这就是您向前移动的原因。
4. 起重机：起重机的原理就是利用牛顿第三定律。
起重机的臂受到重物的作用力，反作用力使得臂能够抬起重物。
5. 滑板运动：当您在滑板上滑行时，地面向后施加力，滑板向前运动，这就是牛顿第三定律的应用。
总之，牛顿第三定律是自然界中最基本的定律之一。
它在生活中的应用是无处不在的，我们可以通过这个定律来解释和理解许多日常现象。
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高中物理第三章牛顿运动定律3.5牛顿运动定律的应用练习1含解析教科版必修3
3.5 牛顿运动定律的应用一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分)1．用40 N的水平力F拉一个静止在光滑水平面上、质量为20 kg的物体，力F作用3 s后撤去，则第5 s末物体的速度和加速度的大小分别是( )A．v＝6 m/s，a＝0 B．v＝10 m/s，a＝2 m/s2C．v＝6 m/s，a＝2 m/s2D．v＝10 m/s，a＝0解析：由牛顿第二定律，在前3 s内物体的加速度a＝Fm＝2 m/s2,3 s末的速度v＝at＝6 m/s，当外力F撤去后，加速度变为零，物体的速度保持不变为6 m/s，A正确。
答案：A2．在交通事故的分析中，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14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为( )A．7 m/s B．10 m/sC．14 m/s D．20 m/s解析：设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得μmg＝ma，a＝μg。
由匀变速直线运动的关系式v20＝2ax，可得汽车刹车前的速度为v0＝2ax＝2μgx＝2×0.7×10×14 m/s＝14 m/s。
正确选项为C。
答案：C3.如图1所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。
现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( ) 图1 A．物块先向左运动，再向右运动B．物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零解析：根据受力分析可知，当撤掉拉力后，木板向右做减速运动，物块向右做加速运动，直到两者速度相等后，一起做匀速运动。
答案：BC4．如图2所示，水平放置的传送带以速度v ＝2 m/s 向右运行，现将一小物体轻轻地放在传送带A 端，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，若A 端与B 端相距6 m ，求物体由A 到B 的时间(g ＝10 m/s 2)( )图2A ．2 sB ．3.5 sC ．4 sD ．2.5 s解析：物体滑动时产生的加速度a ＝μmg m ＝μg ＝2 m/s 2。
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第一模块第3章第3单元一、选择题1．直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图13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( )图13A．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”解析：因为受到阻力，不是完全失重状态，所以物体对支持面有压力，A错．由于箱子阻力与下落的速度成二次方关系，箱子最终将匀速运动，受到的压力等于重力，B、D错，C 对．答案：C2．静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图14所示，则( )图14A．物体将做往复运动B．2 s内的位移为零C．2 s末物体的速度最大D．3 s内，拉力做的功为零解析：本题考查了力与运动的关系及应用图象的能力．由题意可知，拉力F即为物体所受的合外力，根据F－t图象，物体在0～1 s内做加速度逐渐减小的加速运动，1 s末速度达到最大；在1～2 s内做加速度逐渐增大的减速运动，2 s末速度减为零，在2～3 s 内物体做反向加速运动，3 s末速度达到最大；在3～4 s内做反向减速运动，4 s末速度减为零，且重新回到出发点，也就是说物体在4 s内的位移为零，以后物体将重复这样的运动，综上所述，选项A正确，B、C、D错误．答案：A3．人的质量为m1，车的质量为m2，人站在车上用水平力F推固定在车上的挡板，若不考虑地面对车的摩擦力时，小车的加速度为( )A．0 B.F m1＋m2C.Fm1D.Fm2解析：人用力推车，同时人的双脚对车有摩擦力，此二力平衡，故小车加速度为零．答案：A4．如图15所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是( )图15A．若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力B．若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下C．若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上D．若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力解析：若不计空气阻力，A、B两物体的加速度均为g，故B和A均只受重力，A、B间无弹力，A错，D对．若考虑阻力，上升过程中，A、B两物体的加速度均大于g，B受到A 向下的压力，B正确．在下落过程中，A、B的加速度均小于g，B受到A向上的支持力，C错．答案：BD5．某物体做直线运动的v－t图象如图16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( )图16解析：由v－t图象知，0～2 s匀加速，2～4 s匀减速，4～6 s反向匀加速，6～8 s匀减速，且2～6 s 内加速度恒定，由此可知：0～2 s 内，F 恒定，2～6 s 内，F 反向，大小恒定，6～8 s 内，F 又反向且大小恒定，故B 正确． 答案：B6．如图17甲所示，在粗糙水平面上，物体A 在水平向右的外力F 的作用下做直线运动，其速度—时间图象如图17乙所示，下列判断正确的是 ( )图17A ．在0～1 s 内，外力F 不断增大B ．在1 s ～3 s 内，外力F 的大小恒定C ．在3 s ～4 s 内，外力F 不断减小D ．在3 s ～4 s 内，外力F 的大小恒定解析：在0～1 s 内，物体做匀加速直线运动，外力F 恒定，故A 错．在1 s ～3 s 内，物体做匀速运动，外力F 也恒定，B 正确．在3 s ～4 s 内，物体做加速度增大的减速运动，所以外力F 不断减小，C 对D 错． 答案：BC7．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同，阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有( )A ．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B ．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C ．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D ．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关解析：本题以历史上和高中物理中著名的伽利略理想斜面实验为依托，考查应用牛顿运动定律解题的能力．小球下滑的加速度a ＝g sin θ ①下滑过程小球速度v ＝at ＝g sin θ·t②位移x ＝12at 2＝12g sin θ·t2③滑到斜面底端时v 2＝2aL ＝2g sin θ·L (L 为斜面的长度)④由这几式看出，当θ一定时，v ∝t ，x ∝t 2；当斜面长度一定时，v 2∝sin θ，t 2∝1sin θ，所以A 、C 、D 项均错误，B 项正确．答案：B8．如图18所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N ，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg 的物块，在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10 N ，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数为8 N ，这时小车运动的加速度大小是( )图18A ．2 m/s 2B ．4 m/s 2C ．6 m/s 2D ．8 m/s 2解析：小车做匀速直线运动时，物块随小车也做匀速直线运动，两弹簧测力计示数均为10 N ，形变相同，弹簧测力计甲的示数变为8 N ，形变减小Δx ，弹簧测力计乙形变要增加Δx ，因此弹簧测力计乙的示数为12 N ，物块受到的合外力为4 N ，故加速度的大小是a ＝F m ＝41m/s 2＝4 m/s 2. 答案：B二、计算题9．如图19所示，质量m ＝1 kg 的球穿在斜杆上，斜杆与水平方向成α＝30°角，球与杆之间的动摩擦因数μ＝36，球受到竖直向上的拉力F ＝20 N ．则球的加速度为多少？(g 取10 m/s 2)图19解析：球受重力G 、杆的支持力F N 、杆的摩擦力F f 和竖直向上的拉力四个力的作用(如图20所示)，建立直角坐标系，则由牛顿第二定律得图20F sin30°－G sin30°－F f ＝ma F cos30°－G cos30°－F N ＝0 F f ＝μF N联立以上各式即可解得a ＝2.5 m/s 2. 答案：2.5 m/s 210．表演“顶杆”杂技时，一个人站在地上(称为“底人”)肩上扛一长L ＝6 m ，质量m 1＝15 kg的竹竿，一质量m 2＝45 kg 的演员(可当质点处理)在竿顶从静止开始先匀加速再匀减速下滑，下滑时加速度大小相等，下滑的总时间为t ＝3 s ，演员恰从杆顶滑至杆底部．求： (1)演员下滑过程中的最大速度；(2)演员在减速下滑过程中竹竿对“底人”的压力．解析：(1)演员下滑到加速阶段结束时速度最大，设为v ，则v ＝2v ＝2Lt＝4 m/s. (2)减速阶段对演员有：F f －m 2g ＝m 2a 得F f ＝m 2(g ＋a )＝570 N.根据牛顿第二定律得竹竿对“底人”压力为F N ＝F f ＋m 1g ，代入数据F N ＝720 N 答案：(1)4 m/s (2)720 N11．青岛海滨游乐场有一种滑沙娱乐活动如图21所示，人坐在滑板上从斜坡高处A 点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B 点后沿水平滑道再滑行一段距离到C 点停下来，若忽略B 处对速度大小的影响，板与滑道的动摩擦因数均为μ＝0.5，不计空气阻力，g 取10 m/s 2. (1)若斜坡倾角θ＝37°，人和滑块的总质量为m ＝60 kg ，求人在斜坡上下滑时的加速度大小．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图21(2)若由于受到场地的限制，A 点到C 点的水平距离为50 m ，为确保人身安全，请你设计斜坡的高度．解析：(1)在斜坡上下滑时，由牛顿第二定律可知：mg sin θ－F f ＝ma ① F N －mg cos θ＝0② F f ＝μF N ③解①②③得a ＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s 2(2)设斜坡倾角为θ，坡的最大高度为h ，滑到B 点时速度为v ，则v 2＝2a hsin θ④由于沿BC 滑动时的加速度为a ′＝μg 则x BC ＝v 2/(2a ′)为确保安全，则有x BC ＋h c ot θ≤50 解得h ≤25 m，即斜坡高度不应高于25 m.答案：(1)2 m/s2(2)不高于25 m12．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韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探求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22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/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a＝1 m/s2上升时，试求：图22(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力．解析：解法1：(1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(M＋m)g，向上的拉力为2F，根据牛顿第二定律有2F－(M＋m)g＝(M＋m)a解得：F＝440 N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力的大小为440 N，方向竖直向下．(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小为Mg，绳的拉力F，吊椅对运动员的支持力F N.根据牛顿第二定律F＋F N－Mg＝Ma解得F N＝275 N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅压力大小为275 N，方向竖直向下．解法2：设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员竖直向下的拉力大小为F，对吊椅的压力大小为F N.根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力大小为F N.分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律F＋F N－Mg＝Ma①F－F N－mg＝ma②由①②得F＝440 N F N＝275 N答案：(1)运动员拉绳的力大小为440 N，方向竖直向下．(2)运动员对吊椅的压力大小为275 N，方向竖直向下．。