【小初高学习】年)高考物理高校自主招生试题精选分类解析 专题02 牛顿运动定律
2019年高考物理 试题分项解析 专题03 牛顿运动定律(第02期)
专题3 牛顿运动定律一．选择题1. （2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图甲所示，一块质量为m A=2kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为m B=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。
则下列说法正确的是A.滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6B.木板与地面之间的动摩擦因数为0.1C.F的大小可能为9ND.F的大小与板长L有关【参考答案】BD【命题意图】本题考查对速度----时间图像的理解、叠加体受力分析、牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的运用。
【方法归纳】对于速度图像给出解题信息问题，从速度图像的斜率得出加速度，由速度图像面积得出位移。
对于叠加体问题，采用隔离法分析受力，利用牛顿运动定律列方程解答。
2. （2019广东惠州第三次调研）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是【参考答案】D【命题意图】本题考查传送带、牛顿运动定律、速度图像及其相关知识点。
【方法归纳】物体在倾斜传送带上运动，要注意当物体速度小于传送带速度时，滑动摩擦力是动力，大于传送带速度时，滑动摩擦力是阻力。
3.绰号“威龙”的第五代制空战机歼－20具备高隐身性、高机动性能力，为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥，歼－20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大9倍重力加速度。
假设某次垂直飞行测试实验中，歼－20加速达到50 m/s后离地，而后开始竖直向上飞行试验。
该飞机在10 s内匀加速到3 060 km/h，匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5 km。
假设加速阶段所受阻力恒定，约为重力的0.2。
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。
高考物理牛顿运动定律练习题及答案含解析
高考物理牛顿运动定律练习题及答案含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．一长木板置于粗糙水平地面上，木板右端放置一小物块，如图所示。
木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4。
t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向墙壁运动，当t=1s 时，木板以速度v 1=4m/s 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。
运动过程中小物块第一次减速为零时恰好从木板上掉下。
已知木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g 取10m/s 2。
求： (1)t=0时刻木板的速度； (2)木板的长度。
【答案】（1）05/v m s =（2）163l m = 【解析】 【详解】（1）对木板和物块：()()11M m g M m a μ+=+ 令初始时刻木板速度为0v 由运动学公式：101v v a t =+ 代入数据求得：0=5m/s v（2）碰撞后，对物块：22mg ma μ=对物块，当速度为0时，经历时间t ，发生位移x 1，则有21112v x a =，112vx t =对木板，由牛顿第二定律：()213mg M m g Ma μμ++= 对木板，经历时间t ，发生位移x 2221312x v t a t =-木板长度12l x x =+代入数据，16=m 3l2．四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量m =2 kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F =36 N ，运动过程中所受空气阻力大小恒为f =4 N ．(g 取10 m ／s 2)(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞．求在t =5s 时离地面的高度h ；(2)当无人机悬停在距离地面高度H=100m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落．求无人机坠落到地面时的速度v；(3)接(2)问，无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力．为保证安全着地（到达地面时速度为零），求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t1．【答案】（1）75m（2）40m/s （3）55s 3【解析】【分析】【详解】（1）由牛顿第二定律 F﹣mg﹣f=ma代入数据解得a=6m/s2上升高度代入数据解得 h=75m．（2）下落过程中 mg﹣f=ma1代入数据解得落地时速度 v2=2a1H，代入数据解得 v=40m/s（3）恢复升力后向下减速运动过程 F﹣mg+f=ma2代入数据解得设恢复升力时的速度为v m，则有由 v m=a1t1代入数据解得．3．如图所示，在光滑水平面上有一段质量不计，长为6m的绸带，在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块A、B，现同时对A、B两滑块施加方向相反，大小均为F=12N 的水平拉力，并开始计时．已知A滑块的质量mA=2kg，B滑块的质量mB=4kg，A、B滑块与绸带之间的动摩擦因素均为μ=0.5，A、B两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计绸带的伸长，求：（1）t=0时刻，A、B两滑块加速度的大小；（2）0到3s时间内，滑块与绸带摩擦产生的热量．【答案】(1)22121,0.5m ma a ss ==；(2)30J【解析】 【详解】(1)A 滑块在绸带上水平向右滑动，受到的滑动摩擦力为A f ，水平运动，则竖直方向平衡：A N mg =，A A f N =；解得：A f mg μ= ——① A 滑块在绸带上水平向右滑动，0时刻的加速度为1a ， 由牛顿第二定律得：1A A F f m a -=——② B 滑块和绸带一起向左滑动，0时刻的加速度为2a 由牛顿第二定律得：2B B F f m a -=——③；联立①②③解得：211m /s a =，220.5m /s a =；(2)A 滑块经t 滑离绸带，此时A B 、滑块发生的位移分别为1x 和2x1221122221212L x x x a t x a t ⎧+=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩代入数据解得：12m x =，21m x =，2s t =2秒时A 滑块离开绸带，离开绸带后A 在光滑水平面上运动，B 和绸带也在光滑水平面上运动，不产生热量，3秒时间内因摩擦产生的热量为：()12A Q f x x =+ 代入数据解得：30J Q =．4．现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10m/s ．当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车（反应时间忽略不计），乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢（反应时间为0.5s ）．已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍，g 取10m/s 2．（1）若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m ，他采取上述措施能否避免闯警戒线？ （2）为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离？【答案】（1）见解析（2）2.5m 【解析】 【分析】（1）根据甲车刹车时的制动力求出加速度，再根据位移时间关系求出刹车时的位移，从而比较判定能否避免闯红灯；（2）根据追及相遇条件，由位移关系分析安全距离的大小．（1）甲车紧急刹车的加速度为210.44/a g m s ==甲车停下来所需时间0112.5v t s a == 甲滑行距离 20112.52v x m a == 由于12.5 m ＜15 m ，所以甲车能避免闯红灯；（2）乙车紧急刹车的加速度大小为：220.55/a g m s ==设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离0x ，在乙车刹车2t 时刻两车速度相等，0120022()v a t t v a t -+=-解得2 2.0t s =此过程中乙的位移： 220002121152x v t v t a t m =+-= 甲的位移：210021021()()12.52x v t t a t t m =+-+= 所以两车安全距离至少为：012 2.5x x x m =-= 【点睛】解决本题的关键利用牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式进行求解．注意速度大者减速追速度小者，判断能否撞上，应判断速度相等时能否撞上，不能根据两者停下来后比较两者的位移去判断．5．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3s m =，传送带与水平方向间的夹角37θ=o ，煤块与传送带间的动摩擦因数0.8μ=，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1.8H m =，与运煤车车箱中心的水平距离0.6.x m =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心，取210/g m s =，sin370.6=o ，cos370.8=o ，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部分运动的时间． 【答案】（1）0.1m （2）1m/s ；（3）4.25s【分析】（1）要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则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）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部分运动的时间． 【详解】（1）由平抛运动的公式，得x vt = ，21H gt 2= 代入数据解得v =1m/s要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则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2v mg m R=，代入数据得R =0.1m （2）由牛顿第二定律得mgcos mgsin ma μθθ=﹣ ，代入数据解得a =0.4m/s 2由212v s a=得s 1=1.25m ＜s ，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=at 1解得煤块加速运动的时间t 1=2.5s 煤块匀速运动的位移为s 2=s ﹣s 1=1.75m ，可求得煤块匀速运动的时间t 2=1.75s煤块在传送带上直线部分运动的时间t =t 1+t 2代入数据解得t =4.25s6．如图，t=0时，水平桌面上质量为m=1kg 的滑块获得02/v m s =的水平向右初速度，同时对滑块施加一个水平向左的恒定拉力，前2s 内滑块的速度-时间关系图线如图．（1）求前2s 内滑块的位移大小和方向； （2）分别求滑块所受拉力和摩擦力大小；（3）若在t=2s 时将拉力撤去，则撤力后滑块还能滑行多远距离？【答案】（1）0.6m ，方向与初速度方向相同；（2）1.4N 和0.6N ；（3）0.53m ． 【解析】 【分析】（1）根据v-t 图象中图线与坐标轴所围“面积”表示位移，根据几何知识求出位移． （2）速度-时间图象中直线的斜率等于物体的加速度．根据数学知识求出斜率，得到加速度．再由牛顿第二定律求拉力和摩擦力．（3）撤去拉力后，由牛顿第二定律和运动学公式结合求滑块能滑行的距离． 【详解】（1）前2s 内滑块的位移大小为：x=12×1×2-12×1×0.8=0.6m 方向与初速度方向相同． （2）0-1s 内加速度大小为：211122/1v a m s t ===V V 根据牛顿第二定律得：F+f=ma 1…① 1-2s 内加速度大小为：22220.80.8/1v a m s t ===V V 根据牛顿第二定律得：F-f=ma 2…② 联立①②解得：F=1.4N ，f=0.6N （3）撤去拉力后，加速度大小为：230.60.6/1f a m s m === 还能滑行的距离为：22230880.53220.615v s m m a ===≈⨯． 【点睛】对于速度图象问题，抓住“斜率”等于加速度，“面积”等于位移是关键．知道加速度时，根据牛顿第二定律求力．7．如图所示，水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上，圆弧轨道B 端的切线沿水平方向．质量m=1.0kg 的滑块（可视为质点）在水平恒力F=10.0N 的作用下，从A 点由静止开始运动，当滑块运动的位移x=0.50m 时撤去力F ．已知A 、B 之间的距离x 0=1.0m ，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10，取g=10m/s 2．求：（1）在撤去力F 时，滑块的速度大小； （2）滑块通过B 点时的动能；（3）滑块通过B 点后，能沿圆弧轨道上升的最大高度h=0.35m ，求滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做的功．【答案】（1）3．0m/s ；（2）4．0J ；（3）0．50J ． 【解析】试题分析：（1）滑动摩擦力f mg μ=（1分） 设滑块的加速度为a 1，根据牛顿第二定律1F mg ma μ-=（1分）解得219.0/a m s =（1分）设滑块运动位移为 0.50m 时的速度大小为v ，根据运动学公式212v a x =（2分）解得 3.0/v m s =（1分）（2）设滑块通过B 点时的动能为kB E从A 到B 运动过程中，依据动能定理有 k W E =∆合 0 kB F x fx E -=， （4分）解得 4.0kB E J =（2分）（3）设滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做功为f W ，根据动能定理0f kB mgh W E --=-（3分）解得0.50f W J =（1分） 考点：牛顿运动定律 功能关系8．质量为5.0kg 的物体，从离地面36m 高处，由静止开始匀加速下落，经3s 落地，g 取10m/s 2，求：（1）物体下落的加速度的大小； （2）下落过程中物体所受阻力的大小。
牛顿运动定律--2023年高考真题和模拟题物理分项汇编(解析版)
专题03牛顿运动定律2023年高考真题1(2023全国甲卷)一小车沿直线运动，从t =0开始由静止匀加速至t =t 1时刻，此后做匀减速运动，到t =t 2时刻速度降为零在下列小车位移x 与时间t 的关系曲线中，可能正确的是()A. B.C. D.【答案】D【解析】x -t 图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动，因此速度变大即0-t 1图像斜率变大，t 1-t 2做匀减速运动则图像的斜率变小，在t 2时刻停止图像的斜率变为零。
故选D 。
2(2023全国甲卷)用水平拉力使质量分别为m 甲、m 乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。
甲、乙两物体运动后，所受拉力F 与其加速度a 的关系图线如图所示。
由图可知()A.m 甲<m 乙B.m 甲>m 乙C.μ甲<μ乙D.μ甲>μ乙【答案】BC【解析】根据牛顿第二定律有F -μmg =ma 整理后有F =ma +μmg则可知F -a 图像的斜率为m ，纵截距为μmg ，则由题图可看出m 甲>m 乙，μ甲m 甲g =μ乙m 乙g 则μ甲<μ乙故选BC 。
3(2023山东卷)质量为M 的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F 和受到的阻力f 均为恒力，如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m 的物体由静止开始运动。
当小车拖动物体行驶的位移为S 1时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落。
物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为S 2。
物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力。
小车的额定功率P 0为()A.2F 2(F -f )S 2-S 1 S 1(M +m )S 2-MS 1 B.2F 2(F -f )S 2-S 1 S 1(M +m )S 2-mS 1C.2F 2(F -f )S 2-S 1 S 2(M +m )S 2-MS 1D.2F 2(F -f )S 2-S 1 S 2(M +m )S 2+mS 1【答案】A【解析】设物体与地面间的动摩擦因数为μ，当小车拖动物体行驶的位移为S 1的过程中有F -f -μmg =(m +M )a v 2=2aS 1P 0=Fv轻绳从物体上脱落后a 2=μgv 2=2a 2(S 2-S 1)联立有P 0=2F 2(F -f )S 2-S 1 S 1(M +m )S 2-MS 1故选A 。
2021 “双一流”高校自主招生物理好题精选全解全析 第03章 牛顿运动定律(解析版)
“双一流”高效自主招生好题精选3．牛顿运动定律 1．加速度制约关系的寻找寻找各物体加速度之间的关系，一般有两种方法：一种方法是从相对运动的角度通过寻找各物体运动的制约条件，从而找出各物体运动的相对加速度之间的关系；另一种方法是通过分析极短时间内的位移关系，利用做匀变速直线运动的物体在相同时间内位移正比于加速度这个结论，找到物体运动的加速度之间的关系。
利用这一知识也可找出两物体瞬时速度之间的关系。
2．牛顿第二定律的整体表达式对物体系而言，同样可以应用牛顿第二定律。
如果这个物体系在任意的x 方向上受的合外力为F x ，物体系中的各个物体(质量分别为m 1，m 2，…，m n )在x 方向的加速度分别为a 1x ，a 2x ，…，a nx ，那么有F x ＝m 1a 1x ＋m 2a 2x ＋…＋m n a nx 。
物体系的牛顿第二定律只能求物体系所受到的外力。
1．(复旦大学自主招生)在桌子上有一质量为m 1的杂志，杂志上有一质量为m 2的书。
杂志和桌面之间的动摩擦因数为μ1，杂志和书之间的动摩擦因数为μ2，欲将杂志从书下抽出，则至少需要用________的力。
( )A ．(μ1＋μ2)(m 1＋m 2)gB ．μ1(m 1＋m 2)g ＋μ2m 2gC ．(μ1＋μ2)m 2gD ．(μ1m 1＋μ2m 2)g【答案】A【解析】设杂志的加速度为a 1，书的加速度为a 2，对书，由牛顿第二定律，μ2m 2g ＝m 2a 2，对杂志，由牛顿第二定律，F －μ2m 2g －μ1(m 1＋m 2)g ＝m 1a 1，要想把杂志抽出去，必须满足：a 1>a 2即：F ＝μ2m 2g ＋μ1(m 1＋m 2)g ＋m 1a 1>μ2m 2g ＋μ1(m 1＋m 2)g ＋μ2m 1g 。
解得：F >(μ1＋μ2)(m 1＋m 2)g ，选项A 正确。
2．(复旦大学自主招生)一根轻绳跨过一轻定滑轮，质量为m 的人抓着轻绳的一端，轻绳另一端系了一个质量为m 2的物体。
【物理】高考必备物理牛顿运动定律技巧全解及练习题(含答案)含解析
【物理】高考必备物理牛顿运动定律技巧全解及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．地震发生后，需要向灾区运送大量救灾物资，在物资转运过程中大量使用了如图所示的传送带.已知某传送带与水平面成37θ=o 角，皮带的AB 部分长 5.8L m =，皮带以恒定的速率4/v m s =按图示方向传送，若在B 端无初速度地放置一个质量50m kg =的救灾物资(P 可视为质点)，P 与皮带之间的动摩擦因数0.5(μ=取210/g m s =，sin370.6)=o ，求：()1物资P 从B 端开始运动时的加速度． ()2物资P 到达A 端时的动能．【答案】()1物资P 从B 端开始运动时的加速度是()210/.2m s 物资P 到达A 端时的动能是900J ． 【解析】 【分析】（1）选取物体P 为研究的对象，对P 进行受力分析，求得合外力，然后根据牛顿第三定律即可求出加速度；（2）物体p 从B 到A 的过程中，重力和摩擦力做功，可以使用动能定律求得物资P 到达A 端时的动能，也可以使用运动学的公式求出速度，然后求动能． 【详解】（1）P 刚放上B 点时，受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用，sin mg F ma θ+=；cos N F mg θ=N F F μ=其加速度为：21sin cos 10/a g g m s θμθ=+=（2）解法一：P 达到与传送带有相同速度的位移210.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用 根据动能定理：()()2211sin 22A mg F L s mv mv θ--=- 到A 端时的动能219002kA A E mv J == 解法二：P 达到与传送带有相同速度的位移210.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用，P 的加速度22sin cos 2/a g g m s θμθ=-=后段运动有：222212L s vt a t -=+， 解得：21t s =，到达A 端的速度226/A v v a t m s =+= 动能219002kA A E mv J == 【点睛】传送带问题中，需要注意的是传送带的速度与物体受到之间的关系，当二者速度相等时，即保持相对静止.属于中档题目．2．在机场可以看到用于传送行李的传送带，行李随传送带一起前进运动。
高三物理牛顿运动定律试题答案及解析
高三物理牛顿运动定律试题答案及解析1.某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究。
他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v―t图象，如图所示（除2s―10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。
已知在小车运动的过程中，2s―14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行。
小车的质量为1.0kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。
则A．小车所受到的阻力大小为1.5NB．小车匀速行驶阶段发动机的功率为9WC．小车在加速运动过程中位移的大小为48mD．小车在加速运动过程中位移的大小为39m【答案】AB【解析】小车在14s-18s内在阻力作用下做匀减速运动，加速度由牛顿定律可知，小车所受到的阻力大小为f=ma=1.5N，选项A 正确；小车匀速行驶阶段发动机的功率为P=Fv=fv=1.5×6W=9W，选项B正确；在0-2s匀加速阶段的位移为，在2-10s 内由动能定理：，解得x2=39m所以小车在加速运动过程中位移的大小为3m+39m=42m，选项CD 错误。
【考点】v-t图线；牛顿定律的应用及动能定理。
2.洗车档的内、外地面均水平，门口的斜坡倾角为θ 。
质量为m的Jeep洗完车出来，空挡滑行经历了如图所示的三个位置。
忽略车轮的滚动摩擦，下列说法正确的是A．在三个位置Jeep都正在做加速运动B．在乙位置Jeep正在做匀速运动C．在甲位置Jeep受到的合力等于mgsinθD．在丙位置Jeep的加速度小于gsinθ【答案】BD【解析】甲图和丙图中Jeep的前轮和后轮分别在斜坡上，所以是加速运动，而乙图中Jeep的前后轮均在水平面上，所以做运动运动，选项B正确，A错误；在甲位置和丙位置Jeep受到的合力均小于mgsinθ ，加速度均小于gsinθ， D正确，C错误。
【考点】牛顿定律的应用。
3.如图1所示，质量为m=2kg的小滑块放在质量为M=1kg的长木板上,已知小滑块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，开始小滑块和长木板均处于静止状态，现对小滑块施加向右的水平拉力F，水平拉力F随时间的变化规律如图2所示，已知小滑块始终未从长木板上滑下且μ1=0.2，μ2=0.1，g=10m/s2。
高考物理牛顿运动定律解题技巧及练习题(含答案)含解析
高考物理牛顿运动定律解题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．如图所示为工厂里一种运货过程的简化模型，货物(可视为质点质量4m kg =，以初速度010/v m s =滑上静止在光滑轨道OB 上的小车左端，小车质量为6M kg =，高为0.8h m =。
在光滑的轨道上A 处设置一固定的障碍物，当小车撞到障碍物时会被粘住不动，而货物继续运动，最后恰好落在光滑轨道上的B 点。
已知货物与小车上表面的动摩擦因数0.5μ=，货物做平抛运动的水平距离AB 长为1.2m ，重力加速度g 取210/m s 。
()1求货物从小车右端滑出时的速度；()2若已知OA 段距离足够长，导致小车在碰到A 之前已经与货物达到共同速度，则小车的长度是多少？【答案】(1)3m/s ；(2)6.7m【解析】【详解】()1设货物从小车右端滑出时的速度为x v ，滑出之后做平抛运动， 在竖直方向上：212h gt =， 水平方向：AB x l v t =解得：3/x v m s =()2在小车碰撞到障碍物前，车与货物已经到达共同速度，以小车与货物组成的系统为研究对象，系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：()0mv m M v =+共，解得：4/v m s =共， 由能量守恒定律得：()2201122Q mgs mv m M v μ==-+共相对， 解得：6s m =相对， 当小车被粘住之后，物块继续在小车上滑行，直到滑出过程，对货物，由动能定理得：2211'22x mgs mv mv 共μ-=-， 解得：'0.7s m =，车的最小长度：故L ' 6.7s s m =+=相对；2．我国的动车技术已达世界先进水平，“高铁出海”将在我国“一带一路”战略构想中占据重要一席．所谓的动车组，就是把带动力的动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起．某中学兴趣小组在模拟实验中用4节小动车和4节小拖车组成动车组，总质量为m=2kg ，每节动车可以提供P 0=3W 的额定功率，开始时动车组先以恒定加速度21/a m s =启动做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变再做变加速直线运动，直至动车组达到最大速度v m =6m/s 并开始匀速行驶，行驶过程中所受阻力恒定，求：（1）动车组所受阻力大小和匀加速运动的时间；（2）动车组变加速运动过程中的时间为10s ，求变加速运动的位移．【答案】（1）2N 3s （2）46.5m【解析】（1）动车组先匀加速、再变加速、最后匀速；动车组匀速运动时，根据P=Fv 和平衡条件求解摩擦力，再利用P=Fv 求出动车组恰好达到额定功率的速度，即匀加速的末速度，再利用匀变速直线运动的规律即可求出求匀加速运动的时间；（2）对变加速过程运用动能定理，即可求出求变加速运动的位移．（1）设动车组在运动中所受阻力为f ，动车组的牵引力为F ，动车组以最大速度匀速运动时：F=动车组总功率：m P Fv =，因为有4节小动车，故04P P =联立解得：f=2N设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为Fʹ，匀加速运动的末速度为v '由牛顿第二定律有：F f ma '-=动车组总功率：P F v =''，运动学公式：1v at '=解得匀加速运动的时间：13t s =（2）设动车组变加速运动的位移为x ，根据动能定理：221122m Pt fx mv mv =-'- 解得：x=46.5m3．某研究性学习小组利用图a 所示的实验装置探究物块在恒力F 作用下加速度与斜面倾角的关系。
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牛顿运动定律一. 选择题1.（2011复旦大学）物体从具有共同底边、但倾角不同的若干光滑斜面顶端由静止开始自由滑下，当倾角为时，物体滑至底端所需的时间最短。
A．30度 B．45度C．60度 D．75度【参考答案】：B2.（2011复旦大学）在桌子上有一质量为m1的杂志，杂志上有一质量为m2的书。
杂志和桌面之间的动摩擦因数为μ1，杂志和书之间的动摩擦因数为μ2，欲将杂志从书下抽出，则至少需要用的力。
A．(μ1+μ2)( m1+ m2)gB．μ1 ( m1+ m2)g+μ2m2gC．(μ1+μ2) m2gD．(μ1 m1+μ2 m2)g【参考答案】：A【名师解析】：解析：设杂志的加速度为a1，书的加速度为a2，对书，由牛顿第二定律，μ2m2g= m2a2，对杂志，由牛顿第二定律，F-μ2m2g-μ1(m1+ m2)g= m1a1，要想把杂志抽出去，必须满足：a1> a2.即：F=μ2m2g-μ1(m1+ m2)g+m1a1>μ2m2g-μ1(m1+ m2)g+μ2m1g。
解得：F>(μ1+μ2)( m1+ m2)g，选项A正确。
3.（2011复旦大学）一根轻绳跨过一轻定滑轮，质量为m的人抓着轻绳的一端，轻绳另一端系了一个质量为m/2的物体。
已知重力加速度为g，若人相对于轻绳匀速向上爬时，物体上升的加速度为A．1.5g B．g/3C ．12g D ． g 【参考答案】：B 【名师解析】：解析：以物体为研究对象，设物体上升的加速度为a ，轻绳中拉力为F ，由牛顿第二定律，F-12mg=12ma 。
以人为研究对象，人相对于轻绳匀速向上爬，说明人和轻绳具有相同的加速度，由牛顿第二定律，mg-F=ma ，联立解得：a= g/3，选项B 正确。
4、（2011年卓越自主招生）如图所示，光滑水平面上有一质量为M 的物块a ，左侧与一个固定在墙上的弹簧相连，弹簧劲度系数为k ；物块a 上有一个质量为m 的物块b ，a 、b 之间的最大静摩擦力为f 0。
现用一水平力缓慢向左推动物块a ，使弹簧压缩。
若在撤去此力后物块a 与b 间没有相对运动，弹簧压缩的最大距离为（ ）A ．M mk f 0 B ．+M mmkf 0 C ．()+M m M k f 0 D ．()+mm M kf 0【参考答案】：B5、（2010复旦自主招生）一质量可忽略的滑轮挂在弹簧秤下，质量为m 1=5kg 和m 2=1kg 的两重物分别拴在跨过滑轮的细绳子端，并由于重力作用而做加速运动。
在重物运动过程中，弹簧秤的读数________。
A ．小于6kgB ．等于6kgC ．大于6kgD ．指针在6kg 刻度上下摆动 【参考答案】：A6．（2010清华五校）在光滑的水平面上有一质量为M 、倾角为θ的光滑斜面，其上有一质量为m 的物块，如图所示。
物块在下滑的过程中对斜面压力的大小为 （ ） A.θθθcos sin cos m M Mmg +B. θθθcos sin cos m M Mmg - C.θθ2sin cos m M Mm g + D. θθ2sin cos m M Mm g -【参考答案】：C 【名师解析】：解析：设物块对斜面的压力为N ，物块m 相对斜面的加速度为a 1，斜面的加速度为a 2，方向向左；则物块m 相对地面的加速度为a x =a 1cos θ – a 2，a y =a 1sin θ， 由牛顿第二定律得：对m 有 )cos (sin 21a a m N -=θθ θθsin cos 1ma N =对M 有 2sin Ma N =θ联立解得： θθ2sin cos m M Mmg N += 选项C 正确。
7.（2010复旦大学）与水平面成β角的光滑斜面的底端静置一个质量为m的物体，从某时刻开始由一个沿斜面方向向上的恒力F作用在物体上，使物体沿斜面向上运动，经过一段时间t撤去这个力，又经过时间2t物体返回斜面的底部，则A．F与mg sinβ的比应该为3∶7B．F与mgsinβ的比应该为9∶5C．F与mgsinβ的比应该为7∶3D．F与mgsinβ的比应该为5∶9【参考答案】：B8．（2009复旦）一物体静止在光滑水平面上，先对物体施加一水平向右的恒力F1，经过时间t秒后撤去F1,立即再对它施加一水平向左的恒力F2，又经过时间t秒后物体回到出发点。
在这一过程中，力F1和与F2的大小关系是________。
A．F2=F l B．F2=2F1C．F2=3F1 D．F2=5F1【参考答案】：C【名师解析】：解析：由x=121Fmt2，v=1Fmt，-x=vt-122Fmt2，联立解得：F2=3F1，选项C正确。
二．填空题和实验题1.(12分)高中阶段处理滑块斜面类问题时通常会忽略滑块受到的空气阻力,这时把滑块看成了一个质点,但当滑块体积相对较大时,空气阻力就不能忽略不计了。
如图甲所示,在倾角为θ的长斜面上有一木箱质量为m ,它与斜面间的动摩擦因数为μ,木箱受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比,即f=kv(k 为空气阻力与速度的比例系数),则:(1)木箱下滑的加速度的表达式为 .(2)木箱下滑的最大速度的表达式v max= .(3)若m=2kg,θ=37°,g 取10m/s2,木箱从静止开始沿斜面下滑的速度图象如图乙所示,图中直线是t=0时刻速度图象的切线,由此求出μ= 和k= .【参考答案】：.(1) a=sin cosmg mg kvmθμθ--(2) v max=()sin cosmgkθμθ-（3）μ=0.25 k=4N·s/m（每空 3 分）2.(14分)如图甲,质量为M 的滑块A 放在气垫导轨B 上,C 为位移传感器,它能将滑块A 到传感器C 的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A 的位移—时间(s—t)图象和速率—时间(v —t)图象.整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h.(1)现给滑块A 一沿气垫导轨向上的初速度,A 的v— t 图线如图乙所示.从图线可得滑块A 下滑时的加速度a= m/s2(保留1位有效数字),摩擦力对滑块A 运动的影响 .(填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”)(2)此装置还可用来测量重力加速度g.实验时通过改变h 的大小,测出对应的加速度,然后作出a — h 图象(a 为纵轴,h 为横轴),图象中的图线是一条倾斜的直线,为求出重力加速度g 需要从图象中找出. A ． 图线与a 轴截距a0; B 图线与h 轴截距b0; C ． 图线的斜率k; D 图线与坐标轴所夹面积S 则重力加速度g= (用题中和选项中给出的字母表示).(3)将气垫导轨换成滑板,滑块A 换成滑块A′,给滑块A′一沿滑板向上的初速度,A′的s —t 图象如图丙,则其v-t 图象是的 (填“对称”或“不对称”),原因是 .通过丙图可求得滑块与滑板间的动摩擦因数μ= .(结果保留2位有效数字) 【参考答案】(1) 6 不明显， 可忽略 （2）C g= kl（3）不对称 由于摩擦力的存在使得滑块上滑过程和下滑过程的加速度大小不同，所以v-t 图像斜率不同 0.27（0.26-0.28 均正确）（每空2 分）【名师解析】（1）从图象可以看出，滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等，所以摩擦力对滑 块的运动影响不明显，可以忽略．根据加速度的定义式可以得出a =0v v t= 6 m/ s 2（ 2 ） 物体下滑做匀加速直线运动，，重力的分力提供加速度，mg sin θ=ma ，解得 a = g sin θ= gh / l =glh 。
所以对a —h 图像来说，测重力加速度需要测得斜率k ，k =g/l ，所以g= kl 。
（3）由于摩擦力的存在使得滑块上滑过程和下滑过程的加速度大小不同，所以v-t 图像斜率不同，所以v-t 图像不对称．从图上可以读出，滑块上滑和下滑时发生位移大小约为x=0.84m-0.20m=0.64m 。
上滑时间约为t 1= 0.4s ，下滑时间约为t 2= 0.6s ，上滑时看做反向匀加速运动，根据运动学规律有：x=12a1t12，根据牛顿第二定律有mg sinθ+μmg cosθ=ma1；下滑时，有：x=12a2t22，根据牛顿第二定律有mg sinθ-μmg cosθ=ma2；联立解得：μ =0.27。
三．计算题1.(2014华约自主招生物理第1题)如图所示的传送带装置，与水平面的夹角为θ，且tanθ=3 /4 。
传送带的速度为v=4m/s，摩擦系数为μ=5 /4 ，将一个质量m=4kg的小物块轻轻的放置在装置的底部，已知传送带装置的底部到顶部之间的距离L=20m。
（本题重力加速度g=10m/s2）（1）求物块从传送带底部运动到顶部的时间t；（2）求此过程中传送带对物块所做的功。
【点评】传送带是高考命题热点之一，该题以传送带切入命题，意在考查受力分析、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、功及其相关知识。
2．(12分) (2013年卓越大学联盟)如图所示，可视为质点的两物块A、B，质量分别为m、2m，A放在一倾角为30°并固定在水平面上的光滑斜面上，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮，两端分别与A、B 相连接。
托住B使两物块处于静止状态，此时B距地面高度为h，轻绳刚好拉紧，A和滑轮间的轻绳与斜面平行。
现将B从静止释放，斜面足够长。
重力加速度为g。
求：(1)B落地前绳中张力的大小T；(2)整个过程中A沿斜面向上运动的最大距离L。
3.(14分)如图所示,一细绳跨过装在天花板上的滑轮,绳的一端吊一质量为M的物体,另一端挂一载人梯子(梯子悬空),人质量为m,开始时系统处于平衡状态,不计摩擦及滑轮与绳的质量,则要使天花板受力为零,试描述人的运动状态(需指出加速度的大小与方向)【名师解析】系统开始处于平衡状态，则梯子的质量有G =(M –m)g 。
（3 分）要使天花板受力为零，应使绳张力为零，物块M 须自由下落，则梯子向上加速度为g，设人与梯间的相互作用力为F，人向下加速度为a ，则对梯子：F -(M-m)g= (M-m)g ，（3 分）故F= 2(M-m)g。
（3 分）对人：F +mg=ma，（3 分）得：a= (2M /m-1)g 。
（2分）故人相对于梯子应以a’= 2Mg/ m的加速度向下运动，才能使天花板的受力为零。
4．（2012年北约）车轮是人类在搬运东西的劳动中逐渐发明的，其作用是使人们能用较小的力量搬运很重的物体。
假设匀质圆盘代表车轮，其它物体取一个正方形形状。
我们现在就比较在平面和斜面两种情形下，为使它们运动（平动、滚动等）所需要的最小作用力。
假设圆盘半径为 b，正方形物体的每边长也为 b，它们的质量都是m，它们与水平地面或斜面的摩擦因数都是μ，给定倾角为θ的斜面。