课时训练21用牛顿运动定律解决问题

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高中物理牛顿运动定律的应用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)

高中物理牛顿运动定律的应用解题技巧和训练方法及练习题(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，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 。

高考物理牛顿运动定律的应用及其解题技巧及练习题(含答案)及解析

高考物理牛顿运动定律的应用及其解题技巧及练习题(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．如图所示，水平面与倾角θ＝37°的斜面在B 处平滑相连，水平面上A 、B 两点间距离s 0＝8 m ．质量m ＝1 kg 的物体（可视为质点）在F ＝6.5 N 的水平拉力作用下由A 点从静止开始运动，到达B 点时立即撤去F ，物体将沿粗糙斜面继续上滑（物体经过B 处时速率保持不变）．已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25．（g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）求：(1)物体在水平面上运动的加速度大小a 1；(2)物体运动到B 处的速度大小v B ；(3)物体在斜面上运动的时间t ．【答案】（1）4m/s 2 （2）8m/s （3）2.4s【解析】【分析】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律求出加速度；（2）根据速度位移公式求出B 点的速度；（3）物体在斜面上先向上减速，再反向加速度，求出这两段的时间，即为物体在斜面上的总时间．【详解】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律得：1F mg ma μ-=代及数据解得：214/a m s =（2）根据运动学公式：2102B v a s =代入数据解得：8/B v m s =（3）物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律得：23737mgsin mgcos ma μ︒+︒=① 物体沿斜面向上运动的时间：22B v t a = ② 物体沿斜面向上运动的最大位移为：222212s a t = ③ 因3737mgsin mgcos μ︒>︒，物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动根据牛顿第二定律得：33737mgsin mgcos ma μ︒-︒=④ 物体沿斜面下滑的时间为：223312s a t =⑤ 物体在斜面上运动的时间：23t t t =+⑥联立方程①-⑥代入数据解得：(2312 2.4t t t s s =+=+≈【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，注意第二问求的是在斜面上的总时间，不是上滑时间．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 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．3．如图所示，质量M=2kg足够长的木板静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数μ1=0．1，另一个质量m=1kg的小滑块，以6m/s的初速度滑上木板，滑块与木板之间的动摩擦因数μ2=0．5，g取l0m/s2．（1）若木板固定，求小滑块在木板上滑过的距离．（2）若木板不固定，求小滑块自滑上木板开始多长时间相对木板处于静止．（3）若木板不固定，求木板相对地面运动位移的最大值．【答案】（1）20 3.6m2vxa==（2）t=1s（3）121x x m+=【解析】【分析】【详解】试题分析：（1）225m/sa gμ==20 3.6m2vxa==（2）对m：2125/a g m sμ==，对M：221()Ma mg m M gμμ=-+，221m/sa=012v a t a t-=t=1s（3）木板共速前先做匀加速运动2110.52x at m==速度121m/sv a t==以后木板与物块共同加速度a3匀减速运动231/a g m sμ==，22310.52x vt a t m=+=X=121x x m+=考点：牛顿定律的综合应用4．传送带以恒定速率v＝4m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角θ＝37°.现将质量m＝1 kg的小物块轻放在其底端(小物品可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用恒力F＝10 N拉小物块，经过一段时间物块被拉到离地高为H＝1.8m的平台上，如图所示．已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)物块在传送带上运动的时间；(2)若在物块与传送带速度相等的瞬间撤去恒力F，则物块还需多少时间才能脱离传送带？【答案】（1）1s（2）【解析】【详解】（1）物体在达到与传送带速度v＝4 m/s相等前，做匀加速直线运动，有：F＋μmgcos37°－mgsin37°＝ma1解得a1＝8 m/s2由v＝a1t1得t1＝0.5s位移x1＝a1t12＝1m物体与传送带达到共同速度后，因F－mgsinθ＝4 N＝μmgcos37°故物体在静摩擦力作用下随传送带一起匀速上升．位移x2＝－x1＝2mt2＝＝0.5s总时间为t＝t1＋t2＝1s（2）在物体与传送带达到同速瞬间撤去恒力F，因为μ＜tan37°，故有：mgsin37°－μmgcos37°＝ma2解得：a2＝2m/s2假设物体能向上匀减速运动到速度为零，则通过的位移为x＝＝4 m＞x2故物体向上匀减速运动达到速度为零前已经滑上平台．故x 2＝vt 3-a 2t 32解得t 3＝（2-）s 或t 3＝（2+）s （舍去）【点睛】本题关键是受力分析后判断物体的运动状态，再根据牛顿第二定律求解出加速度，然后根据运动学公式列式求解时间．5．如图所示，光滑水平面上放有光滑直角斜面体，倾角θ=30°，质量M =2.5kg ．平行于斜面的轻质弹簧上端固定，下端与质量m =1.5kg 的铁球相连，静止时弹簧的伸长量Δl 0=2cm.重力加速度g 取10m/s 2．现用向左的水平力F 拉着斜面体向左运动，铁球与斜面体保持相对静止，当铁球对斜面体的压力为0时，求：(1)水平力F 的大小；(2)弹簧的伸长量Δl .【答案】（1）403N （2）8cm【解析】【分析】斜面M 、物体m 在水平推力作用下一起加速，由牛顿第二定律可求出它们的加速度，然后结合质量可算出物体m 的合力，最后利用物体的重力与合力可求出F 和弹簧的弹力．【详解】(1)当铁球与斜面体一起向左加速运动，对斜面体压力为0时，弹簧拉力为T ，铁球受力如图:由平衡条件、牛顿第二定律得：sin T mg θ=cos T ma θ=对铁球与斜面体整体，由牛顿第二定律得：F M m a =+()联立以上两式并代入数据得：403F N =(2)铁球静止时，弹簧拉力为T 0，铁球受力如图:由平衡条件得： 0sin T mg θ=由胡克定律得：00T k l =∆T k l =∆联立以上两式并代入数据得：8?cm l ∆=【点睛】从整体与隔离两角度对研究对象进行受力分析，同时掌握运用牛顿第二定律解题方法．6．风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力．现将一套有球的细直杆放入风洞实验室．小球孔径略大于细杆直径．如图所示．（1）当杆水平固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数．（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s=3.75m 所需时间为多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）【答案】（1）0.5（2）1s【解析】【分析】【详解】（1）小球做匀速直线运动，由平衡条件得：0.5mg=μmg ，则动摩擦因数μ=0.5；（2）以小球为研究对象，在垂直于杆方向上，由平衡条件得：000.5sin 37cos37N F mg mg +=在平行于杆方向上，由牛顿第二定律得：000.5cos37sin 37N mg mg F ma μ+-=代入数据解得：a=7.5m/s 2小球做初速度为零的匀加速直线运动，由位于公式得：s=12at 2 运动时间为22 3.7517.5s t s s a ⨯===；【点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题，对小球进行受力分析是正确解题的前提与关键，应用平衡条件用正交分解法列出方程、结合运动学公式即可正确解题．7．高台滑雪以其惊险刺激而闻名，运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性。

物理同步人教必修一全国通用版课时训练21用牛顿运动定律解决问题+Word版含解析 (1).doc

课时训练21用牛顿运动定律解决问题(一)题组一从受力情况确定运动情况1.质量为1吨的汽车在平直公路上以10 m/s的速度匀速行驶。

阻力大小不变,从某时刻开始,汽车牵引力减小2 000 N,那么从该时刻起经过6 s,汽车行驶的路程是()A.50 mB.42 mC.25 mD.24 m解析:牵引力减少2 000 N后,物体所受合力为2 000 N,由F=ma,2 000=1 000a,a=2 m/s2,汽车需t=s=5 s停下来,故6 s内汽车前进的路程x=m=25 m,选项C正确。

答案:C2.如图所示为两个等高的光滑斜面AB、AC,将一可视为质点的滑块由静止在A点释放。

沿AB 斜面运动,运动到B点时所用时间为t B;沿AC斜面运动,运动到C点所用时间为t C,则() A.t B=t C B.t B>t CC.t B<t CD.无法比较解析:设斜面倾角为θ,对m利用牛顿第二定律解得加速度a=g sin θ,解几何三角形得位移x=,据x=at2得t=,显然C对。

答案:C3.假设汽车紧急制动后,受到的阻力与汽车所受重力的大小差不多。

当汽车以20 m/s的速度行驶时,突然制动,它还能继续滑行的距离约为()A.40 mB.20 mC.10 mD.5 m解析:由题意可知关闭发动机后,汽车的加速度a=g,所以滑行的距离x==20 m。

故选B。

答案:B题组二从运动情况确定受力情况4.行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害,人们设计了安全带。

假定乘客质量为70 kg,汽车车速为90 km/h,从踩下刹车到完全停止需要的时间为 5 s,安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦) ()A.450 NB.400 NC.350 ND.300 N解析:汽车的速度v0=90 km/h=25 m/s,设汽车匀减速的加速度大小为a,则a==5 m/s2,对乘客应用牛顿第二定律得F=ma=70×5 N=350 N,所以C正确。

高中物理牛顿运动定律的应用解题技巧(超强)及练习题(含答案)

高中物理牛顿运动定律的应用解题技巧(超强)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．如图所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B ．质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：（1）小球受到手的拉力大小F ；（2）物块和小球的质量之比M :m ；（3）小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T【答案】（1）53F Mg mg =- （2）65M m = （3）()85mMg T m M =+（4855T mg =或811T Mg =）【解析】【分析】【详解】（1）设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得53F Mg mg =- （2）小球运动到与A 、B 相同高度过程中小球上升高度h 1=3l sin53°，物块下降高度h 2=2l机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得65M m = （3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC 方向的加速度大小为a ，重物受到的拉力为T牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma 解得85mMg T m M =+（）（4885511T mg T Mg ==或）【点睛】本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律．解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC 方向的加速度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等．2．如图所示，水平面与倾角θ＝37°的斜面在B 处平滑相连，水平面上A 、B 两点间距离s 0＝8 m ．质量m ＝1 kg 的物体（可视为质点）在F ＝6.5 N 的水平拉力作用下由A 点从静止开始运动，到达B 点时立即撤去F ，物体将沿粗糙斜面继续上滑（物体经过B 处时速率保持不变）．已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25．（g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）求：(1)物体在水平面上运动的加速度大小a 1；(2)物体运动到B 处的速度大小v B ；(3)物体在斜面上运动的时间t ．【答案】（1）4m/s 2 （2）8m/s （3）2.4s【解析】【分析】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律求出加速度；（2）根据速度位移公式求出B 点的速度；（3）物体在斜面上先向上减速，再反向加速度，求出这两段的时间，即为物体在斜面上的总时间．【详解】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律得：1F mg ma μ-=代及数据解得：214/a m s =（2）根据运动学公式：2102B v a s =代入数据解得：8/B v m s =（3）物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律得：23737mgsin mgcos ma μ︒+︒=① 物体沿斜面向上运动的时间：22B v t a = ② 物体沿斜面向上运动的最大位移为：222212s a t = ③ 因3737mgsin mgcos μ︒>︒，物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动根据牛顿第二定律得：33737mgsin mgcos ma μ︒-︒=④ 物体沿斜面下滑的时间为：223312s a t =⑤ 物体在斜面上运动的时间：23t t t =+⑥联立方程①-⑥代入数据解得：()2312 2.4t t t s s =+=+≈【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，注意第二问求的是在斜面上的总时间，不是上滑时间．3．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 。

高考物理牛顿运动定律的应用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)

高考物理牛顿运动定律的应用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，水平面与倾角θ＝37°的斜面在B 处平滑相连，水平面上A 、B 两点间距离s 0＝8 m ．质量m ＝1 kg 的物体（可视为质点）在F ＝6.5 N 的水平拉力作用下由A 点从静止开始运动，到达B 点时立即撤去F ，物体将沿粗糙斜面继续上滑（物体经过B 处时速率保持不变）．已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25．（g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）求：(1)物体在水平面上运动的加速度大小a 1； (2)物体运动到B 处的速度大小v B ； (3)物体在斜面上运动的时间t ．【答案】（1）4m/s 2 （2）8m/s （3）2.4s 【解析】【分析】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律求出加速度；（2）根据速度位移公式求出B 点的速度；（3）物体在斜面上先向上减速，再反向加速度，求出这两段的时间，即为物体在斜面上的总时间．【详解】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律得：1F mg ma μ-=代及数据解得：214/a m s =（2）根据运动学公式：2102B v a s =代入数据解得：8/B v m s =（3）物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律得：23737mgsin mgcos ma μ︒+︒=①物体沿斜面向上运动的时间：22Bv t a =② 物体沿斜面向上运动的最大位移为：222212s a t = ③因3737mgsin mgcos μ︒>︒，物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动根据牛顿第二定律得：33737mgsin mgcos ma μ︒-︒=④ 物体沿斜面下滑的时间为：223312s a t =⑤ 物体在斜面上运动的时间：23t t t =+⑥联立方程①-⑥代入数据解得：(2312 2.4t t t s s =+=+≈【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，注意第二问求的是在斜面上的总时间，不是上滑时间．2．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 。

高中物理牛顿运动定律的应用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)

高中物理牛顿运动定律的应用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．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。

物理牛顿运动定律的应用练习题20篇及解析

对
B： a2' /
s2
经分析，B 先停止运动，A 最后恰滑至 B 的最右端时速度减为零，故 v2 v2 L 2a1 2a2 ' 2
【详解】
（1）A、B 间恰要相对滑动的临界条件是二者间达到最大静摩擦力，
对 A，由牛顿第二定律可知，加速度 a 1g 2m / s2 ；
对 B，由牛顿第二定律可知， Fmin 2 m M g 1mg Ma ，
/
解得 Fmin 18N
（2）F=20N>18N，二者间会相对滑动，对 B，由牛顿第二定律；
（1）若 A、B 间相对滑动，F 的最小值；
（2）当 F=20N 时，若 F 的作用时间为 2s，此时 B 的速度大小；
/
（3）当 F=16N 时，若使 A 从 B 上滑下，F 的最短作用时间．
【答案】（1） Fmin 18N （2） v2 20m / s （3） t2 1.73s
【解析】
【分析】
（1）对铅块、木板根据牛顿第二定律求解加速度大小；（2）从开始到滑落过程，铅块和木板的位移之差等于 L，求解时间；（3）根据两种临界态：到右端恰好共速以及共速后不能从左侧滑下求解力 F 的范围；【详解】
（1）铅块： 1mg ma1
解得 a1=4m/s2；对木板： 1mg 2 (M m)g Ma2 解得 a2=2m/s2
1 2
a1t12
1 2
a2t12
1.25m
撤掉 F 后：物块相对于木板上滑，加速度仍未 a1=8m/s2，减速上滑
而木板： Mg sin 2 (M m)g cos 1mg cos Ma2
则： a2 12m/s2 ，方向沿斜面向下，减速上滑
由于： Mg sin 1mg cos 2 (M m)g cos

高考物理牛顿运动定律的应用解题技巧及练习题(含答案)

高考物理牛顿运动定律的应用解题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，水平面与倾角θ＝37°的斜面在B 处平滑相连，水平面上A 、B 两点间距离s 0＝8 m ．质量m ＝1 kg 的物体（可视为质点）在F ＝6.5 N 的水平拉力作用下由A 点从静止开始运动，到达B 点时立即撤去F ，物体将沿粗糙斜面继续上滑（物体经过B 处时速率保持不变）．已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25．（g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）求：(1)物体在水平面上运动的加速度大小a 1； (2)物体运动到B 处的速度大小v B ； (3)物体在斜面上运动的时间t ．【答案】（1）4m/s 2 （2）8m/s （3）2.4s 【解析】【分析】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律求出加速度；（2）根据速度位移公式求出B 点的速度；（3）物体在斜面上先向上减速，再反向加速度，求出这两段的时间，即为物体在斜面上的总时间．【详解】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律得：1F mg ma μ-=代及数据解得：214/a m s =（2）根据运动学公式：2102B v a s =代入数据解得：8/B v m s =（3）物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律得：23737mgsin mgcos ma μ︒+︒=①物体沿斜面向上运动的时间：22Bv t a =② 物体沿斜面向上运动的最大位移为：222212s a t = ③因3737mgsin mgcos μ︒>︒，物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动根据牛顿第二定律得：33737mgsin mgcos ma μ︒-︒=④ 物体沿斜面下滑的时间为：223312s a t =⑤ 物体在斜面上运动的时间：23t t t =+⑥联立方程①-⑥代入数据解得：(2312 2.4t t t s s =+=+≈【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，注意第二问求的是在斜面上的总时间，不是上滑时间．2．如图所示，质量m 1＝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m 2＝0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0＝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/s 2，求：(1)物块与小车共同速度； (2)物块在车面上滑行的时间t ； (3)小车运动的位移x ；(4)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v ′0不超过多少？【答案】(1)0.8 m/s (2)0.24 s (3)0.096 m (4)5 m/s 【解析】【详解】（1、2）根据牛顿第二定律得，物块的加速度大小为：a 2＝μg ＝0.5×10m/s 2＝5m/s 2，小车的加速度大小为：222110.5210m/s m/s0.33m ga m μ⨯＝＝＝根据v =v 0-a 2t =a 1t得则速度相等需经历的时间为：0120.24v t s a a =+＝； v =0.8m/s （3）小车运动的位移22111100.24m 0.096m 223x a t ==⨯⨯= （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，设此速度为v ，由水平方向动量守恒得：m 2 v 0′=（m 1+m 2）v根据能量守恒得：μm 2gL ＝12m 2v 0′2−12(m 1+m 2)v 2 代入数据，联立解得v 0′=5m/s 。

课时作业---牛顿运动定律

课时作业(十六) 第3章牛顿运动定律第1节牛顿第一、三定律(时间：45分钟满分：100分)姓名班级1.(2009·宁夏理综)在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是()A．伽利略发现了行星运动的规律B．卡文迪许通过实验测出了引力常量C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献2．(2009·广州)如右图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是()A．向左行驶、突然刹车B．向右行驶、突然刹车C．向左行驶、匀速直线运动D．向右行驶、匀速直线运动3．(2010·湖南师大附中)关于力和运动的关系，下列说法中不正确的是()A．力是维持物体运动的条件，同一物体所受到的力越大，它的速度越大B．作用在运动物体上的某力消失后，物体运动的速度可能不断增加C．物体保持静止，是由于物体受到的合力为零D．物体运动状态发生变化，是与作用在物体上的外力分不开的4．(2010·湖南师大附中)在下列运动状态中，物体处于平衡状态的是()A．蹦床运动员上升到最高点时B．秋千摆动过程中到达最高点时C．随传送带一起匀速运动的货物D．航天员乘坐“神舟七号”进入轨道做圆周运动时5．人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有()A．一对B．二对C．三对D．四对6．甲、乙二人拔河，甲拉动乙向左运动，下面说法中正确的是()A．做匀速运动时，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等B．不论做何种运动，不论绳的质量是否能忽略，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等C．绳的质量可以忽略不计时，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等D．绳的质量不能忽略不计时，甲对绳的拉力一定大于乙对绳的拉力7．(2009·合肥模拟)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，如右图所示是把两个测力探头的挂钩勾在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果．观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论不正确的是()A．作用力与反作用力大小相等B．作用力与反作用力方向相反C．作用力与反作用力作用在同一物体上D．作用力与反作用力同时存在，同时消失8．(2008·南通模拟)以下关于力和运动关系的说法中，正确的是()A．物体受到的力越大，速度就越大B．没有力的作用，物体就无法运动C．物体不受外力作用，运动状态也能改变D．物体不受外力作用，能保持静止状态或匀速直线运动状态9．在滑冰场上，甲、乙两小孩子分别坐在滑板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动．假定两板与冰面间的动摩擦因数相同，已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于()A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D．在分开后，甲的加速度大小小于乙的加速度的大小10．如右图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面成水平，在水平面上放一光滑小球m，劈形物从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则曲线D．抛物线11．如右图所示，高为h的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶，加速度大小为a，车厢顶部A点处有油滴落到地板上，若O点位于A点的正下方，则油滴落在地板上的点必在O点左侧还是右侧？离O点距离为多少？12．一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如右图所示．已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为F f，则此时箱对地面的压力大小为多少？课时作业(十七) 第2节牛顿第二定律 (时间：45分钟满分：100分) 姓名班级1．两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0～0.4 s 时间内的v －t图象如图所示．若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t 1分别为( )A.13和0.30 s B ．3和0.30 s C.13和0.28 s D ．3和0.28 s2．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 ＝10 m/s 2)( )A ．10 NB ．20 NC ．25 ND ．30 N3．搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为F 时，物体的加速度为a 1；若保持力的方向不变，大小变为2F 时，物体的加速度为a 2，则( )A ．a 1＝a 2B ．a 1＜a 2＜2a 1C ．a 2＝2a 1D ．a 2＞2a 14．某物体做直线运动的v －t 图象如图所示，据此判断下图(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( )5．如图所示为蹦极运动的示意图．弹性绳的一端固定在O 点，另一端和运动员相连．运动员从O 点自由下落，至B 点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C 点到达最低点D ，然后弹起．整个过程中忽略空气阻力．分析这一过程，下列正确的是( ) ①经过B 点时，运动员的速率最大 ②经过C 点时，运动员的速率最大 ③从C 点到D 点，运动员的加速度增大④从C 点到D 点，运动员的加速度不变A ．①③B ．②③C ．①④D ．②④6．雨滴在下降过程中，由于水汽的凝聚，雨滴质量将逐渐增大，同时由于速度逐渐增大，空气阻力也将越来越大，最后雨滴将以某一收尾速度匀速下降，在此过程中( )A ．雨滴所受到的重力逐渐增大，重力产生的加速度也逐渐增大B ．由于雨滴质量逐渐增大，下落的加速度逐渐减小C ．由于空气阻力增大，雨滴下落的加速度逐渐减小D ．雨滴所受到的重力逐渐增大，但重力产生的加速度不变7．如图所示，传送带的水平部分长为L ，传动速率为v ，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间可能是( )A.L v ＋v 2μgB.L vC.2L μgD.2L v 8．停在10层的电梯底板上放置有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性及放置位置如图所示．开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止( )A ．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在1层，最后两块磁铁可能已碰在一起B ．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在1层，最后两块磁铁一定仍在原来位置C ．若电梯突然向上开动，并停在20层，最后两块磁铁可能已碰在一起D ．若电梯突然向上开动，并停在20层，最后两块磁铁一定仍在原来位置9．如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在这段时间内小车可能是( )A．向右做加速运动B．向右做减速运动C．向左做加速运动D．向左做减速运动10．质量m＝30 kg的电动自行车，在F＝180 N的水平向左的牵引力的作用下，沿水平面从静止开始运动．自行车运动中受到的摩擦力F′＝150 N．在开始运动后的第5 s末撤消牵引力F.求从开始运动到最后停止电动自行车总共通过的路程．11．一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m＝2×103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小．12．消防队员为缩短下楼的时间，往往抱着竖直的杆直接滑下．假设一名质量为60 kg、训练有素的消防队员从七楼(即离地面18 m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下．已知杆的质量为200 kg，消防队员着地的速度不能大于6 m/s，手和腿对杆的最大压力为1800 N，手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5，设当地的重力加速度是10 m/s2.假设杆是固定在地面上的，杆在水平方向不移动．试求：(1)消防队员下滑过程中的最大速度；(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力；(3)消防队员下滑的最短的时间．课时作业(十八) 第3节两类动力学问题(时间：45分钟满分：100分)姓名班级1.竖直向上抛出的物体，最后又落回原处，若考虑空气阻力，且阻力在整个过程中大小不变，下列说法正确的是()A．上升过程的加速度大小一定大于下降过程的加速度的大小B．上升过程最后1 s内位移的大小一定等于下降过程中最初1 s内位移的大小C．上升过程所需要的时间一定小于下降过程所需要的时间D．上升过程的平均速度一定小于下降过程的平均速度2．质量为0.3 kg的物体在水平面上做直线运动，图中的两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力的v－t图象，则下列说法中正确的是(g＝10 m/s2)()A．水平拉力可能等于0.3 N B．水平拉力一定等于0.1 NC．物体的摩擦力一定等于0.1 N D．物体的摩擦力可能等于0.2 N3．2008年的奥运圣火，从希腊点燃后，穿行世界各国，现已顺利传入中国大地，最终将传至北京，点燃主会场火炬台．观察旗杆上的国旗，在东风吹拂下不断飘动着，再看甲、乙两火炬手手中的火炬如图，则关于甲、乙两火炬手相对静止的旗杆的运动情况，下列说法正确的是()A．甲、乙两火炬手一定都在向东运动B．甲、乙两火炬手一定都在向西运动C．甲火炬手一定向东运动，乙火炬手一定向西运动D．甲火炬手可能停止了运动，乙火炬手一定向西运动4．如图所示，质量为10 kg的物体，在水平地面上向左运动．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2.与此同时，物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体的加速度为(g取10 m/s2)()A．0B．4 m/s2，水平向右C．2 m/s2，水平向右D．2 m/s2，水平向左5．如图一个圆筒形容器内部盛有两种液体，它们的密度不同但又互不相溶，因而分成上下两层．有一铝制小球，从容器的上部液面由静止开始下落．不计液体对铝球的摩擦阻力，则铝球向下运动的速度随时间变化关系图线不可能是()6．跳远运动员经过助跑获得较大的水平速度，在踏跳板后，身体腾空一定高度，这说明他获得竖直向上的加速度，对此正确的解释为()A．踏跳板时，人对跳板的压力大于人的重力B．踏跳板时，跳板对人的支持力大于人对跳板的压力C．踏跳板时，水平运动的惯性转化的竖直向上的力D．踏跳板时，跳板对人的支持力的大小大于人的重力7．惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计，加速度计的构造原理的示意图如图所示：沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定端相连，滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导，设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离0点的距离为x，则这段时间内导弹的加速度()A．方向向左，大小为kx/m B．方向向右，大小为kx/mC．方向向左，大小为2kx/m D．方向向右，大小为2kx/m8．如图所示，两木块A和B质量分别为m1和m2并排放在光滑水平桌面上，m1原来静止，m2以速度v0向右运动．现对它们施加完全相同的作用力F，使它们在某时刻达到相同的速度，那么F、m1、m2必须满足的条件是()A．F向右，m1≥m2B．F向右，m1＜m2C．F向左，m1＞m2D．F向右任意，m1＝m29．(2010·浙江)如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是()A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力10．“蹦极”是冒险者的运动，质量为50 kg的运动员，在一座高桥上做“蹦极”运动，他所用的弹性绳自由长度为12 m，假设弹性绳中的弹力与弹性绳的伸长之间的关系遵从胡克定律，在整个运动中弹性绳不超过弹性限度，运动员从桥面下落，能达到距桥面为36 m的最低点D处，运动员下落速度v与下落距离s的关系如图所示，运动员在C点时速度最大，空气阻力不计，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)弹性绳的劲度系数k；(2)运动员到达D点时的加速度a的大小；(3)运动员到达D点时，弹性绳的弹性势能E p.11．风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力．现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室．小球孔径略大于细杆直径．如下图所示．(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍．求小球与杆间的动摩擦因数．(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)12．质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图所示．g取10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；(2)水平推力F的大小；(3)0～10 s内物体运动位移的大小．13．如图所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面．t＝0时，电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，使它做初速度为零，加速度a B＝1.0 m/s2的匀加速直线运动．已知A的质量m A和B的质量m B均为2.0 kg，A、B之间的动摩擦因数μ1＝0.05，B与水平面之间的动摩擦因数μ2＝0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)物体A刚运动时的加速度a A；(2)t＝1.0 s时，电动机的输出功率P；(3)若t＝1.0 s时，将电动机的输出功率立即调整为P＝5 W，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t＝3.8 s时物体A的速度为1.2 m/s.则在t＝1.0 s到t＝3.8 s这段时间内木板B的位移为多少？课时作业(十九) 第4节牛顿第二定律的应用——弹簧类问题 (时间：45分钟满分：100分) 姓名班级1.下列说法正确的是( )A ．竖直上抛的物体到达最高点时，物体处于平衡状态B ．电梯匀速上升时，电梯中的人处于平衡状态C ．光滑的平板车上有一木块，当平板车由静止开始沿水平方向加速运动时，小木块仍然处于静止状态D ．竖直弹簧上端固定，下端挂一个重物，平衡后用力F 将它再拉下一段距离后停止，突然撤去力F 时，重物仍处于平衡状态2．如图所示，在水平地面上安放一竖直轻弹簧，弹簧上端与一木块m 相连，在木块上加一竖直向下的力F ，使木块缓慢下移0.1 m ，力F 做功2.5 J ，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移过程中，弹簧弹性势能的增加量( )A ．等于2.5 JB ．大于2.5 JC ．小于2.5 JD ．无法确定3．如图所示，质量m 相同的小球A 、B 之间连着一轻质弹簧，其中A 紧靠墙壁，现用力F 推小球B 压缩弹簧，平衡后突然撤去F 的瞬间，以下说法正确的是( )A ．撤去F 的瞬间，B 球的速度为零，加速度大小为F mB ．在弹簧第一次达到最长时，A 才离开墙壁C ．在A 离开墙壁后，A 、B 两球均向右匀速运动D ．以上说法都不对4．如图光滑水平面上物块A 和B 以轻弹簧相连接，在水平拉力F 作用下以加速度a 做直线运动，设A 和B 的质量分别为m A 和m B ，当突然撤去外力F 时，A 和B 的加速度分别为( )A ．0、0B ．a 、0C ．m A a /(m A ＋m B )－m A a /(m A ＋m B )D ．a 、－m A a /m B5．静止在光滑的水平面上的小车上放一木块，将木块与水平轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在车前端，此时，弹簧已处于伸长状态，现施一力F 拉车，使之加速运动，F 由零逐渐增加，直到木块即将滑动，在此过程中，木块所受摩擦力的变化情况是( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．先增大，后减小D ．先减小，后增大6．如图质量为m 的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB 托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB 突然向下撤离的瞬间，小球的加速度( )A ．0B ．大小为233g ，方向竖直向下C ．大小为233g ，方向垂直于木板向下D ．大小为33g ，方向水平向右7．如图所示，质量m 1＝20 kg 和m 2＝50 kg 的两物体，叠放在动摩擦因数为0.40的粗糙水平地面上，一处于水平位置的轻弹簧，劲度系数为200 N/m ，一端固定于墙壁，另一端与质量为m 1的物体相连，弹簧处于自然状态，现用一水平推力F 作用于质量为m 2的物体上，使它缓慢地向墙壁一侧移动，取g ＝10 m/s 2，当移动0.50 m 时，两物体间开始相对滑动，这时水平推力F 的大小为( )A ．80 NB ．100 NC ．280 ND ．380 N8．如图所示，质量相同的木块A 、B 用轻弹簧连接置于光滑的水平面上，开始时两木块静止且弹簧处于原长状态．现用水平恒力F 推木块A ，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中( )A ．B 的加速度一直在增大 B ．两木块加速度相同时，速度v A ＞v BC ．两木块速度相同时，弹簧被压缩到最短D ．A 、B 和弹簧组成的系统的机械能先增大后减少9．如图a所示，水平面上质量均为5 kg的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态．现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做加速度为5 m/s2的匀加速直线运动．研究从力F刚作用在木块A的瞬间到B刚离开地面的瞬间这个过程，并且选定这个过程的起始位置为坐标原点，则下列b图中可以表示力F与木块A的位移x之间关系的是：(g＝10 m/s2)()10．如图的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前后壁上各安装一个由压敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可以无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b 在前，传感器a在后．汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N．(取g＝10 m/s2)(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6.0 N，求此时汽车加速度的大小和方向．(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零．11．一个劲度系数为k＝600 N/m的轻弹簧，两端分别连接着质量均为m＝15 kg的物体A、B，将它们竖直静止地放在水平地面上，如图所示，现加一竖直向上的外力F在物体A上，使物体A开始向上做匀加速运动，经0.5 s，B物体刚离开地面(设整个加速过程弹簧都处于弹性限度内，且g＝10 m/s2)．求此过程中所加外力的最大和最小值．课时作业(二十) 第5节牛顿第二定律的应用——传送带问题(时间：45分钟满分：100分)姓名班级1．如图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v1＜v2)，稳定时细绳的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳后，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列关于稳定时细绳的拉力和到达左端的时间的大小一定正确的是()A．F1＜F2B．F1＝F2C．t1＞t2D．t1＜t22．如图所示，倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时，小物体A与传送带相对静止．重力加速度为g.则()A．只有a＞g sin θ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B．只有a＜g sin θ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C．只有a＝g sin θ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用D．无论a有多大，A都受沿传送带向上的静摩擦力作用3．如图所示，为皮带运输机的示意图，A为传送带上的货物，则下列说法正确的是()A．如果货物A随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动，A受到沿斜面向上的摩擦力B．如果货物A随传送带一起无相对滑动地向下运动，A受到沿斜面向下的摩擦力C．如果货物A和传送带都静止，A不受摩擦力D．如果货物A和传送带都静止，A对传送带有沿斜面向下的摩擦力4．如图所示是测量运动员体能的一种装置，运动员的质量为m1，绳的一端拴在运动员腰间，沿水平方向跨过定滑轮(不计绳与滑轮的摩擦)，绳的另一端悬吊质量为m2的重物．运动员在水平传送带上用力向后蹬传送带，而人的重心不动，使传送带以速度v匀速向右运动，人的脚与传送带间的动摩擦因数为μ.则()A．人对传送带不做功B．传送带给人的摩擦力方向与传送带的速度方向相同C．由题意可知μm1g＝m2gD．人对传送带做功的功率为m2g v5．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一物块以恒定的速率v2(v2＜v1)沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回到光滑水平面上，这时速率为v2′，则下列说法正确的是()A．v2′＝v1B．v2′＝v2C．滑动摩擦力对物块做的总功为零D．滑动摩擦力对物块做的总功为正功6．如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3，中间分别用一原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为μ，现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间的距离是()A．2L＋μ(m2＋m3)g/k B．2L＋μ(m2＋2m3)g/kC．2L＋μ(m1＋m2＋m3)g/k D．2L＋μm3g/k7．如图所示，水平的传送带向右以速度v＝2 m/s正常运行，其左右两端A、B间的距离为8 m．一质量为1 kg的物体也向右以2 m/s的速度滑到传送带的A端．若物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，不计空气阻力，则物体从A端传送到B端所需的时间为()A．4 s B．大于4 sC．小于4 s D．因不能判断摩擦力的方向，所以8．如图所示，足够长的水平传送带以速度v 沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A 点距离底部的高度h ＝0.45 m ．一小物块从A 点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回曲面．g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A ．若v ＝1 m/s ，则小物块能回到A 点B ．若v ＝2 m/s ，则小物块能回到A 点C ．若v ＝5 m/s ，则小物块能回到A 点D ．无论v 等于多少，小物块都不能回到A 点9．物块从光滑曲面上的P 点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q 点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动，如图所示，物块仍从P 点自由滑下，则( )A ．落不到地面B ．仍在Q 点C ．在Q 点右边D ．在Q 点左边10．如图所示10只相同的轮子并排水平排列，圆心分别为O 1、O 2、O 3…O 10，已知O 1O 10＝3.6 m ，水平转轴通过圆心，所有轮子均绕轴以4πr/s 的转速顺时针转动．现将一根长0.8 m 、质量为2.0 kg 的匀质木板平放在这些轮子的左端，木板左端恰好与O 1竖直对齐，木板与轮缘间的动摩擦因数为0.16，试求：(1)木板水平移动的总时间(不计轴与轮间的摩擦，g 取10 m/s 2)．(2)轮子在传送木板的过程中消耗的机械能．11．如图所示，顺时针以4.0 m/s 匀速转动的水平传送带的两个皮带轮的圆心分别为A 、B ，右端与等高的光滑水平平台恰好接触．一小物块m (可看成质点)从A 点正上方轻放于传送带上，小物块与传送带间动摩擦因数μ＝0.3，最后从光滑水平平台上滑出，恰好落在临近平台的一倾角为α＝53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，己知斜面顶端与平台的高度差h ＝0.8 m ，g ＝10 m/s 2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，则(1)小物块水平抛出的初速度v 0是多少？(2)斜面顶端与平台右边缘的水平距离s 和传送带AB 长度L 各是多少？(3)若斜面顶端高H ＝20.8 m ，则小物块离开平台后经多长时间t 到达斜面底端？。

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课时训练21用牛顿运动定律解决问题(一)题组一从受力情况确定运动情况1.质量为1吨的汽车在平直公路上以10 m/s的速度匀速行驶。

阻力大小不变,从某时刻开始,汽车牵引力减小2 000 N,那么从该时刻起经过6 s,汽车行驶的路程是()A.50 mB.42 mC.25 mD.24 m解析:牵引力减少2000N后,物体所受合力为2000N,由F=ma,2000=1000a,a=2m/s2,汽车需t=s=5s停下来,故6s内汽车前进的路程x=m=25m,选项C正确。

答案:C2.如图所示为两个等高的光滑斜面AB、AC,将一可视为质点的滑块由静止在A点释放。

沿AB斜面运动,运动到B点时所用时间为t B;沿AC斜面运动,运动到C点所用时间为t C,则()A.t B=t CB.t B>t CC.t B<t CD.无法比较解析:设斜面倾角为θ,对m利用牛顿第二定律解得加速度a=g sinθ,解几何三角形得位移x=, 据x=at2得t=,显然C对。

答案:C3.假设汽车紧急制动后,受到的阻力与汽车所受重力的大小差不多。

故选B。

假定乘客质量为70 kg,汽车车速为90 km/h,从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s,安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦) () A.450 N B.400 NC.350 ND.300 N解析:汽车的速度v0=90km/h=25m/s,设汽车匀减速的加速度大小为a,则a==5m/s2,对乘客应用牛顿第二定律得F=ma=70×5N=350N,所以C正确。

答案:C5.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m后双脚着地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自己重心又下降了0.5 m,则在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()A.自身所受重力的2倍B.自身所受重力的5倍C.自身所受重力的8倍D.自身所受重力的10倍解析:消防队员先自由下落h1=2m,设脚着地时的速度为v,则h1=①双脚着地后减速,重心再下降h2=0.5m停下,设消防员在减速运动过程中的加速度大小为a,则h2=②解①②组成的方程组得a=4g。

根据牛顿第二定律得F N-mg=ma,F N=mg+ma=5mg,故B正确。

答案:B6.质量m=20 kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。

0~2 s 内F与运动方向相反,2~4 s内F与运动方向相同。

物体的速度—时间图象如图所示。

g取 10 m/s2,物体与水平面间的动摩擦因数μ=。

解析:由图象可求出0~2s内物体运动的加速度大小为a1=5m/s2,由牛顿第二定律得F+μmg=ma1①,由图象可求出2~4s内物体运动的加速度大小为a2=1m/s2。

由牛顿第二定律得F-μmg=ma2②, μ==0.2。

答案:0.2题组三综合考查7.(多选)如图所示,质量为m2的物体,放在沿平直轨道向左行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑的定滑轮连接质量为m1的物体。

当车向左匀加速运动时,与物体m1相连接的绳与竖直方向成θ角,m2与车厢相对静止。

则()A.车厢的加速度为g sin θB.绳对物体m1的拉力F T为C.底板对物体m2的支持力F N为(m2-m1)gD.物体m2所受底板的摩擦力F f为m2g tan θ解析:以物体m1为研究对象,分析受力情况如图甲所示,根据牛顿第二定律得m1g tanθ=m1a,得a=g tanθ,则车厢的加速度也为g tanθ。

则绳对物体m1的拉力F T=,故选项A错误,选项B正确。

以物体m2为研究对象,分析其受力情况如图乙所示,根据牛顿第二定律有F N=m2g-F T=m2g-,F f=m2a=m2g tanθ。

故选项C错误,选项D正确。

答案:BD8.木块质量m=8 kg,在F=4 N的水平拉力作用下,沿粗糙水平面从静止开始做匀加速直线运动,经t=5 s的位移x=5 m。

g取10 m/s2,求:(1)木块与粗糙平面间的动摩擦因数。

(2)若在5 s后撤去F,木块还能滑行多远?解析:(1)由x=at2得a1==0.4m/s2。

由牛顿第二定律F-F f=ma1得F f=F-ma1=(4-8×0.4)N=0.8N,由F f=μmg得μ==0.01。

(2)撤去F后,木块受摩擦力F f=μmg=0.8N,加速度a2=-μg=-0.1m/s2。

5s末的速度v=a1t=0.4×5m/s=2m/s。

x=m=20m。

答案:(1)0.01(2)20 m(建议用时:30分钟)1.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据。

刹车线是指汽车刹车后,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/sB.10 m/sC.14 m/sD.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,所以a=μg,由匀变速直线运动的规律得=2as,故汽车刹车前的速度为v0==14m/s,选项C正确。

答案:C2.质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。

从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F 的作用,F随时间t的变化规律如图所示。

重力加速度g取10 m/s2,则物体在t=0至t=12 s这段时间的位移大小为()A.18 mB.54 mC.72 mD.198 m解析:物体与地面间最大静摩擦力F f=μmg=0.2×2×10N=4N。

由题给F-t图象知0~3s内,F=4N,说明物体在这段时间内保持静止不动。

3~6s内,F=8N,说明物体做匀加速运动,加速度a==2m/s2。

6s末物体的速度v=at=2×3m/s=6m/s,在6~9s内物体以6m/s的速度做匀速运动。

9~12s内又以2m/s2的加速度做匀加速运动,作v-t图象如下。

故0~12s内的位移x=(×3×6)×2m+6×6m=54m。

故B项正确。

答案:B3.如图所示,小车以加速度a向右匀加速运动,车中小球质量为m,则线对球的拉力为()A.mB.m(a+g)C.mgD.ma解析:对小球受力分析如图,建立直角坐标系则F cosθ=ma①F sinθ-mg=0 ②由①②得F=m,故选项A正确。

答案:A4.(多选)如图所示,5块质量相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的动摩擦因数均相同,当用力F推第1块木块使它们共同加速运动时,下列说法中正确的是()A.由右向左,相邻两块木块之间的相互作用力依次变小B.由右向左,相邻两块木块之间的相互作用力依次变大C.第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.6FD.第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.6F解析:取整体为研究对象,由牛顿第二定律得F-5μmg=5ma。

再选取1、2两块木块为研究对象,由牛顿第二定律得F-2μmg-F N=2ma,联立两式解得F N=0.6F,进一步分析可得,从左向右,相邻两块木块间的相互作用力是依次变小的。

选项B、C正确。

答案:BC5.(多选)如图所示,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。

小车质量是M,木块质量是m,力大小是F,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ。

则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是()A.μmgB.C.μ(M+m)gD.ma解析:以M、m整体为研究对象,根据牛顿第二定律,则a=,以m为研究对象,摩擦力F f=ma=。

答案:BD6.如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,每根杆上套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零),用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d点所用的时间,则() A.t1<t2<t3 B.t1>t2>t3C.t3>t1>t2D.t1=t2=t3解析:小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用,下滑的加速度可认为是由重力沿杆方向的分力产生的,设杆与竖直方向的夹角为θ,由牛顿第二定律知mg cosθ=ma,则a=g cosθ①设圆心为O,半径为R,由几何关系得,滑环由开始运动至d点的位移x=2R cosθ②由运动学公式得x=at2③由①②③联立解得t=2即小滑环下滑的时间与细杆的倾斜程度无关,故t1=t2=t3,选项D正确。

答案:D7.蹦极(Bungee Jumping)是一项户外休闲活动。

跳跃者站在约40米以上高度的位置,用橡皮绳固定住后跳下,落地前弹起。

如图所示为蹦极运动的示意图,弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连。

运动员从O点自由下落,至B点弹性绳自然伸直,经过合力为零的C点到达最低点D,然后弹起,整个过程中忽略空气阻力。

分析这一过程,下列表述正确的是()①经过B点时,运动员的速率最大②经过C点时,运动员的速率最大③从C点到D点,运动员的加速度增大④从C点到D点,运动员的加速度不变A.①③B.②③C.①④D.②④解析:在BC段,运动员所受重力大于弹力,向下做加速度逐渐减小的变加速运动,当a=0时,速度最大,即在C点时速度最大,②对。

在CD段,弹力大于重力,运动员做加速度逐渐增大的变减速运动,③对,故选B。

答案:B8.(多选)如图所示,一轻质弹簧竖直放置在水平地面上,下端固定。

弹簧原长为20 cm,劲度系数k=200 N/m。

现用竖直向下的力将弹簧压缩到10 cm后用细线拴住,此时在弹簧上端放置质量为0.5 kg的物块,g取10 m/s2。

在烧断细线的瞬间,下列说法正确的是()A.物块的加速度为30 m/s2,方向竖直向上B.物块的加速度为10 m/s2,方向竖直向下C.物块的加速度为零D.物块的速度为零解析:烧断细线瞬间,物块受重力和弹力作用,F合=kx-mg=ma,所以a=30m/s2,方向竖直向上,此时速度来不及变化,仍然为零,故正确选项为A、D。

答案:AD9.如图所示,一水平传送带长为 20 m,以2 m/s的速度做匀速运动。

已知某物体与传送带间的动摩擦因数为0.1,现将该物体由静止轻放到传送带的A端。

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