牛顿定律的应用例题精选
2025高考物理 牛顿运动定律的综合应用
2025高考物理 牛顿运动定律的综合应用一、多选题1．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 ．甲乙<m mB ．m m >甲乙C ．μμ<甲乙D ．μμ>甲乙 2．用一水平力F 拉静止在水平面上的物体，在外力F 从零开始逐渐增大的过程中，物体的加速度a 随外力F 变化的关系如图所示，2=10m /s g 。
则下列说法正确的是（ ）A ．物体与水平面间的最大静摩擦力为14NB ．物体做变加速运动，F 为14N 时，物体的加速度大小为27m /sC ．物体与水平面间的动摩擦因数为0.3D ．物体的质量为2kg3．如图所示，一物块以初速度0v 沿粗糙斜面上滑，取沿斜面向上为正向。
则物块速度随时间变化的图像可能正确的是（ ）A．B．C．D．4．如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s2．由题给数据可以得出A．木板的质量为1kgB．2s~4s内，力F的大小为0.4NC．0~2s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2二、单选题5．某运送物资的班列由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．1920FC．19FD．20F6．如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。
最新高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
最新高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)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 mθμθ+=gsinθ+μgcosθ a 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．2．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。
牛顿运动定律应用的基本题型.pdf
牛顿运动定律应用的基本习题一．瞬时问题1．如图所示，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，小球的加速度为（）A ．0B ．大小为g ，方向竖直向下C ．大小为32g ，方向垂直木板向下D ．大小为3g ，方向水平向右2．质量均为m 的A 、B 两个小球之间系一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上．A 紧靠墙壁，如图所示，今用恒力F 将B 球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力F 撤去，此瞬间（）A ．A 球的加速度为mF 2B ．A 球的加速度为m F C ．B 球的加速度为mF 2D ．B 球的加速度为mF 二．传送带问题1．如图所示，传送带的水平部分长为L ，传动速率为v ，在其左端无初速度释放一小木块，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 ．gv vL 2B ．vL C ．gL2D ．vL 2、2．如图所示，倾角为37°，长为l ＝16 m 的传送带，转动速度为v ＝10 m/s ，动摩擦因数μ＝0.5，在传送带顶端A 处无初速度地释放一个质量为m ＝0.5 kg 的物体．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2.求：(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间；(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间．1．如图所示，质量kg M0.1的薄木板静止在光滑水平面上，薄木板左端放有一质量kgm 0.2的小铁块（可视为质点），铁块与木板间的动摩擦因数为2.0。
现用一水平向右的恒力作用在小铁块上，使木板和铁块由静止开始运动。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
g 取2/10s m 。
（1）若恒力大小为N F 61，求薄木板所受的摩擦力f ；（2）若恒力大小为N F 202时，铁块与木板经s 1后分离，求分离时各自的速度大小；（3）在（2）的情况下，求薄木板的长度L2．如图所示，质量M ＝8 kg 的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一F ＝8 N 的水平推力，当小车向右运动的速度达到v 0＝1.5 m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m ＝2 kg 的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.2，小车足够长，取g ＝10 m/s 2.求：(1)放小物块后，小物块及小车的加速度各为多大；(2)经多长时间两者达到相同的速度；(3)从小物块放上小车开始，经过t ＝1.5 s 小物块通过的位移大小为多少？四．扶梯问题1．如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人静止站在电梯水平梯板上，电梯以恒定加速度a 启动过程中，水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为F N 和f.若电梯启动加速度减小为a2，则下面结论正确的是()A ．水平梯板对人的支持力变为F N2B ．水平梯板对人的摩擦力变为f2C ．电梯加速启动过程中，人处于失重状态D ．水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为f F N2．如图，电梯与水平面夹角30°，当电梯加速运动时，人对梯面的压力是其重力的65，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？1．物体A 、B 、C 均静止在同一水平面上，它们的质量分别为m A 、m B 、m C ，与水平面的动摩擦因数分别为μA 、μB 、μC ，用平行于水平面的拉力F 分别拉物体A 、B 、C ，所得加速度a 与拉力F 的关系如图所示，A 、B 两直线平行，则以下关系正确的是（）A ．m A ＜mB ＜mC B ．m A ＜m B =m C C ．μA =μB =μCD ．μA ＜μB =μC2．如图(a)所示，“”形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB 粗糙，光滑表面BC 与水平面夹角为θ＝37°.木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值．一个可视为质点的滑块从C 点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图(b)所示．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2.求：(1)斜面BC 的长度；(2)滑块的质量；(3)运动过程中滑块发生的位移．六．超重和失重1．一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a 随时间t 变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（）A ．t=2s 时最大B ．t=2s 时最小C ．t=8.5s 时最大D ．t=8.5s 时最小2．小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得其体重为500N ，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t=0时由静止开始运动到t=11s 时停止，得到台秤的示数F 随时间t 变化的图象如图所示，取g=10m/s 2．求：（1）小明在0~2s 内的加速度大小a 1，并判断在这段时间内小明处于超重还是失重状态；（2）在10s~11s 内，台秤的示数F 3；（3）小明运动的总位移x ．A B COaFt/sF/N 0210 11 450500F1．如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A 的顶端P 处，细线的另一端拴一质量为m 的小球，滑块向左加速运动。
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)含解析
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)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，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/s2．则：（1）若拉力F1=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F2=14N，在力F2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。
物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)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，长为L =4.5 m 的木板M 放在水平地而上，质量为m =l kg 的小物块（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止．现用一水平向左的力F 作用在木板M 上，通过传感器测m 、M 两物体的加速度与外力F 的变化关系如图乙所示．已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g = 10m ／s 2．求：（1）m 、M 之间的动摩擦因数；（2）M 的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数；（3）若开始时对M 施加水平向左的恒力F =29 N ，且给m 一水平向右的初速度v o =4 m ／s ，求t =2 s 时m 到M 右端的距离． 【答案】（1）0.4（2）4kg ，0.1（3）8.125m 【解析】 【分析】 【详解】（1）由乙图知，m 、M 一起运动的最大外力F m =25N ， 当F >25N 时，m 与M 相对滑动，对m 由牛顿第二定律有：11mg ma μ=由乙图知214m /s a =解得10.4μ=（2）对M 由牛顿第二定律有122()F mg M m g Ma μμ--+=即12122()()F mg M m g mg M m g Fa M M Mμμμμ--+--+==+乙图知114M = 12()94mg M m g M μμ--+=-解得M = 4 kg μ2=0. 1（3）给m 一水平向右的初速度04m /s v =时，m 运动的加速度大小为a 1 = 4 m/s 2,方向水平向左，设m 运动t 1时间速度减为零，则111s v t a == 位移21011112m 2x v t a t =-=M 的加速度大小2122()5m /s F mg M m ga Mμμ--+==方向向左， M 的位移大小22211 2.5m 2x a t == 此时M 的速度2215m /s v a t ==由于12x x L +=，即此时m 运动到M 的右端，当M 继续运动时，m 从M 的右端竖直掉落，设m 从M 上掉下来后M 的加速度天小为3a ，对M 由生顿第二定律23F Mg Ma μ-=可得2325m /s 4a =在t =2s 时m 与M 右端的距离2321311()()8.125m 2x v t t a t t =-+-=．3．如图所示，倾角θ＝30°的足够长光滑斜面底端A 固定有挡板P ，斜面上B 点与A 点的高度差为h ．将质量为m 的长木板置于斜面底端，质量也为m 的小物块静止在木板上某处，整个系统处于静止状态．已知木板与物块间的动摩擦因数32μ=，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ．（1）若对木板施加一沿斜面向上的拉力F 0，物块相对木板刚好静止，求拉力F 0的大小； （2）若对木板施加沿斜面向上的拉力F ＝2mg ，作用一段时间后撤去拉力，木板下端恰好能到达B 点，物块始终未脱离木板，求拉力F 做的功W ． 【答案】(1) 32mg (2) 94mgh 【解析】（1）木板与物块整体：F 0−2mg sinθ＝2ma 0 对物块，有：μmg cosθ−mg sinθ═ma 0 解得：F 0＝32mg （2）设经拉力F 的最短时间为t 1，再经时间t 2物块与木板达到共速，再经时间t 3木板下端到达B 点，速度恰好减为零． 对木板，有：F −mg sinθ−μmg cosθ＝m a 1 mg sinθ+μmg cosθ＝ma 3对物块，有：μmg cosθ−mg sinθ＝ma 2 对木板与物块整体，有2mg sinθ＝2m a 4另有：1132212 ()a t a t a t t -=+ 21243 ()a t t a t +＝222111123243111222sin h a t a t t a t a t θ+⋅-+= 21112W F a t ＝⋅解得W ＝94mgh 点睛：本题考查牛顿第二定律及机械能守恒定律及运动学公式，要注意正确分析物理过程，对所选研究对象做好受力分析，明确物理规律的正确应用即可正确求解；注意关联物理过程中的位移关系及速度关系等．4．滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板和雪地之间形成暂时的“气垫”从而减小雪地对滑雪板的摩擦，然后当滑雪板的速度较小时，与雪地接触时间超过某一时间就会陷下去，使得它们间的摩擦阻力增大．假设滑雪者的速度超过4m/s 时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会从0.25变为0.125．一滑雪者从倾角为θ＝37°斜坡雪道的某处A 由静止开始自由下滑，滑至坡底B 处（B 处为一长度可忽略的光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪道，最后停在水平雪道BC 之间的某处．如图所示，不计空气阻力，已知AB 长14.8m ，取g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化时（即速度达到4m/s ）所经历的时间； （2）滑雪者到达B 处的速度；（3）滑雪者在水平雪道上滑行的最大距离． 【答案】（1）1s ；（2）12m/s ；（3）54.4m ． 【解析】 【分析】（1）根据牛顿第二定律求出滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v 1=4m/s 期间的加速度，再根据速度时间公式求出运动的时间．（2）再根据牛顿第二定律求出速度大于4m/s 时的加速度，球心速度为4m/s 之前的位移，从而得出加速度变化后的位移，根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑雪者到达B 处的速度．（3）分析滑雪者的运动情况，根据牛顿第二定律求解每个过程的加速度，再根据位移速度关系求解． 【详解】（1）滑雪者从静止开始加速到v 1=4m/s 过程中： 由牛顿第二定律得：有：mgsin37°-μ1mgcos37°=ma 1； 解得：a 1=4m/s 2； 由速度时间关系得 t 1＝11v a ＝1s （2）滑雪者从静止加速到4m/s 的位移：x 1=12a 1t 2=12×4×12=2m 从4m/s 加速到B 点的加速度：根据牛顿第二定律可得：mgsin37°-μ2mgcos37°=ma 2； 解得：a 2=5m/s 2；根据位移速度关系：v B 2−v 12＝2a 2(L −x 1) 计算得 v B =12m/s（3）在水平面上第一阶段（速度从12m/s 减速到v=4m/s ）：a 3＝−μ2g ＝−1.25m /s 222223341251.222 1.25B v v x m a --===-⨯ 在水平面上第二阶段（速度从4m/s 减速到0）a 4＝−μ1g ＝−2.5m /s 2，2443.22vx m a -＝＝ 所以在水平面上运动的最大位移是 x=x 3+x 4=54.4m 【点睛】对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁．5．如图1所示， 质量为M 的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m 、可视为质点的物块，以某一水平初速度v 0从左端冲上木板。
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常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
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)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 2 F 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，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。
物理牛顿运动定律的应用经典例题大集合(高三复习)
高一物理牛顿运动定律的应用经典例题大集合例1．物体B 放在物体A 上，A 、B 的上下表面均与斜面平行（如图），当两者以相同的初速 度靠惯性沿光滑固定斜面C 向上做匀减速运动时，A ．A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向上。
B ．A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向下。
C ．A 、B 之间的摩擦力为零。
D ．A 、B 之间是否存在摩擦力取决于A 、B 表面的性质。
C例2、如图所示是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿.跳台距水面高度为10 m ，此时她恰好到达最高位置，估计此时她的重心离跳台台面的高度为1 m ，当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，这时她的重心离水面也是1 m.(取g =10 m/s 2)求：(1)从最高点到手触及水面的过程中其重心可以看作是自由落体运动，她在空中完成一系列动作可利用的时间为多长?(2)忽略运动员进入水面过程中受力的变化，入水之后，她的重心能下沉到离水面约2.5 m 处，试估算水对她的平均阻力约是她自身重力的几倍? 解：（1）这段时间人重心下降高度为10 m空中动作时间t =g h 2 代入数据得t =2 s=1.4 s(2)运动员重心入水前下降高度 h +Δh =11 m据动能定理mg (h +Δh +h 水)=fh 水 整理并代入数据得527 mg f =5.4 例3．跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示．已知人的质量为70ｋｇ，吊板的质量为10ｋｇ，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计．取重力加速度ｇ＝10ｍ／ｓ２．当人以440Ｎ的力拉绳时，人与吊板的加速度ａ和人对吊板的压力Ｆ分别为A ．ａ＝1．0ｍ／ｓ２，Ｆ＝260ＮB ．ａ＝1．0ｍ／ｓ２，Ｆ＝330ＮC ．ａ＝3．0ｍ／ｓ２，Ｆ＝110ＮD ．ａ＝3．0ｍ／ｓ２，Ｆ＝50Ｎ B例4、有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。
牛顿第一定律典型例题[整理版]
牛顿第一定律典型例题【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为[ ]A．人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动．B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动．C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已．D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终有相同的速度．【分析】人从跳起到落地的过程中，水平方向不受外力作用，保持着原来所具有的速度作匀速直线运动，所以仍落回车上原处．【答】D．【说明】如果人跳起的瞬间，车厢沿水平直轨以加速度a作匀加速运动或匀减速运动，那么人将不会落回车上原处，落地点在原处后方处（火车加速时）或在原处前方处（火车减速时），式中t就是人从起跳到落地的时间【例2】有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界．请你评价一下，这个设想可行吗？【分析】因为地球上的一切物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在自转．气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度．当忽略其他与地球有相对运动（如风）的作用产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态，不可能使它相对地球绕行一周的．这个设想不符合物理原理，不可行．【说明】1632年，伽利略观察了一个关闭的船舱内发生的现象后，写道：“在这里（只要船的运动是匀速的），你在一切现象中观察不出丝毫的改变，你也不能够根据任何现象来判断船究竟是在运动还是停止着：当你在地板上跳跃的时候，你所通过的距离和你在一静止的船上跳跃时所通过的距离完全相同，也就是说，你向船尾跳时并不比你向船头跳时——由于船的迅速运动——跳得更快些，虽然当你跳在空中时，在你下面的地板是在向着和你跳跃的相反的方向奔驰着；当你抛一东西给你的朋友时，如果你的朋友在船头而你在船尾，你所费的力并不比你们两个站在相反的位置时所费的力更大．从挂在天花板下的装着水的酒杯里滴下的水滴，将垂直地落到地板上，没有任何一滴水滴落向船尾方向，虽然当水滴尚在空中时，船在向前走．苍蝇将继续自己的飞行，在各方面都是一样，毫不发生苍蝇（好像它很疲倦地跟在疾驶着的船后）集聚在船尾方面的情形．”伽利略的这段精采的描述，给设想乘坐飘空气球周游世界的人是一个很好的劝说．来于生活中的直觉印象而产生与亚里士多德相同的看法是非常根深蒂固的．不少同学常常还保留着力是运动的原因的潜意识，如在分析力学问题时，看到物体在运动，就认为它一定受到力的作用；若物体向东运动就认为物体受的力向东；物体以较大的速度运动就认为它受到的力一定大；物体受力为零时，就认为它的速度也应为零；……．因此，必须深刻认识力不是物体运动的原因，而是改变物体运动的原因。
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．一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/s 2．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v 4m/s = 碰撞后木板速度水平向左，大小也是v 4m/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 sg sμ-=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v 4m/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 a μ= 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：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．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 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
牛顿定律的应用例题精选 例1、质量为1.0kg 的物体, 从离地面36m 高处由静止开始下落, 物体下落过程中受到空气的平均阻力为2N , 则物体下落过程所用时间为 s, 物体着地时的速度为 m / s, 当物体下落速度为着地速度一半时所用时间是 s, 下落高度是 m(g 取9.8m / s 2) 解题分析: 这个题目是已知物体受力情况和所处的初始条件, 求物体运动情况的是竖直方向的运动。
物体下落过程水平方向不受力, 竖直方向受向下的重力G = mg = 10N , 向上的阻力f = 2N , 受竖直向下的合力∑=-=F mg f N 8, 依牛顿第二定律, ∑=F ma , 。
mg f ma a ng f m m s -=→=-==8182(/)。
再由物体所处的初始条件可知物体做初速度为零, 加速度为a 竖直向下的匀加速运动下落的高度为36m, 由, 当下落速度'==v v m s t 212/时,由求得物体速度为着地一半时落下的时间()'='==t v a s t 12815, 下落的高度()'='=⨯=S v a m t 22212289 2、由已知物体运动情况, 求出物体的加速度, 应用牛顿第二定律, 推断方式者求出物体的受力情况。
例2、一质量为2kg 的物体静止在水平地面上, 在水平向下拉力作用下, 经4s 速度达到12m / s, 这时撤去拉力, 又经6s 才停止, 试分析物体受力情况, 并求出各力的大小？(g 取10m / s 2)解答分析: 这是一道由已知物体运动情况求物体受力情况的题目,物体水平运动, 且无不水平力。
物体运动可分为前后两段, 前一段物体由静止开始, 做匀加速运动, 经t 1 = 4s, 速度达到v 0 = 12m / s,后一段撤去拉力F , 物体向初速度v t 开始做匀减速运动经t 2 = 6s 减速到零物体停了下来, v t 为前一段的末速度, 为后一段的初速度。
前一段受力F 、mg 、N 、f , 且知无水平力, N = mg = 20(N ) 数值后一段受力mg 、N 、f说明: 由以上两例可知解题根据是牛顿第二定律和运动学公式联系两者的桥梁是加速度, 两者的关系是:由此可知: 对于具体题目, 首先分清它是属于哪种类型, (由力求运动？还是由运动求力？)然后对物体进行运动分析和受力分析, 最后应用有关公式求解即可。
例3、如右图所示, 质量为m 的物体放在倾角为θ的固定斜面上恰能匀速下滑, 若斜面长为S , 要使这个物体从斜面底端能上此斜面, 求物体在斜面底端至少应具有多大的速度, 它冲上斜顶端所用时间？物体在斜面上匀速下滑受力分析如图所示, mg 、f 、N 将mg 分解为沿斜面向下和垂直斜面方向的两个分力, 依题设条件可知, ∵匀速下滑沿斜的方向∑=F 0, 有f = mg sin θ……①当物体由斜面底端沿斜面向上滑时, 物体受力情况为右图所示, 物体受合力沿斜面向下, 大小为∑=+=F mg fmg sin sin θθ2……② 由∑=-=⎫⎬⎪⎭⎪⇒=+F ma v v aS v v mg S t t ……③……④可得··202022222sin θa = 2g sin θ ∵v t ≥0 ∴v g 024≥sin θ 所以物体能冲上斜面在斜面底端具有的最末速度为v g S 02=sin θ· 物体以此速度冲上斜面所用时间为t v a g S g S g ===022sin sin sin θθθ·例4、如右图所示, 一端固定于框架顶棚上的弹簧, 其下端吊一个质量为m 的物体, 框架质量为M = 2m, 用细绳悬于O 点, 整个装置处于静止平衡状态。
当框架的悬绳被剪断瞬间, 则框架的加速度多大？物体的加速度多大？解答分析: 框架和物体为相互联系的两个物体, 称为连接体, 连接体的一般解法是: 对连接体内的各个物体用隔离法分析其受力情况, 再分别用有关规律进行计算, 最后确定期 各自的运动情况。
隔离物体, 它受重力mg , 弹簧拉力T , 开始两力大小相等, 方向反, 处于静止状态, 如图示, 当悬绳被剪断瞬间, 它受力情况没有来得及发生变化, ∴a = 0隔离框架如图示, 它受重力Mg = 2mg , 弹簧拉力T ' = T = mg , 和悬线拉力F 绳剪断前框架受合力为零有F = Mg + T ' = 3mg ,当绳子被剪断时F = 0, 框架受重力Mg 和弹簧的拉力T '由'+='=''+=⎫⎬⎭⇒'=T Mg Ma ma T mg mg a g 2332 例5、如右图所示, 小车的顶棚上用绳线吊一小球, 质量为m, 车厢底板上放一个质量为M 的木块, 当小车沿水平面匀加速向右运动时, 小球悬线偏离竖直方向30?, 木块和车厢保持相对静止, 求: (1)小车运动的加速度？(2)小球对悬线的拉力？(3)木块受到的摩擦力？解答分析:(一)小球与木块随车一起向右匀加速运动, 它们具有相同的a 、v , 方向水平向右, 先由小球受力求出小球a , 也就是小车和木块的加速度, 有了加速度木块所受摩擦力就求出了, 隔离小球受力, mg T(线的拉力)两个力合力水平向右产生a , 如图示, ∑=︒=→=︒=F mg ma a g g tg tg 303033, 方向向右, 线的拉力T mg mg =︒=cos30233, 依据牛顿第三定律, 可知小球对悬线的拉力T ' = T ,方向与T 相反。
对木块用牛顿第二定律得出木块所受摩擦力f Ma Mg ==33, 方向向右 (二)对悬线的拉力正交分解依题意有(三)用矢量合成的三解形法, 用OA 表示重力mg ?方向竖直向下, 用AB 表示线的拉力T , 斜向上与竖直夹角30?, 将两个力依次连接合力用OB 表示, 方向水平向右如右图所示, 显然F = mg tg30? = ma , a g T ng mg ==︒=3330233cos 例6、如右图所示, 质量为M 的小车在倾角为Q = 30?的斜面上运动。
车上由细线吊着质量为m 的小球, 观察到小球的悬线与竖直方向夹角也成Q = 30?, 求:(1)小车的加速度, 分析小车可能的运动情况;(2)小车在运动中所受的合力？解答分析: 小球随小车一起沿斜面运动, 它们具有相同的加速度, 如求出小球的加速度也就是小车的加速度。
把小球、小车看成一个整体, 它们的质量(M + m)再求它们的加速度, 便可以求出所受的合力, 也就是小球受到的合力。
求小球的加速度可有以下三种解法:解法(一)小球受mg , T (拉力)的合力方向一定沿斜面向上, 由平行四边形法则, 做出图如所示根据条件F = mg = ma ∴a = g , 再对小球和小车的整体, 应用牛顿第二定律求小车受的合力()()∑=+=+F M m a M m g 方向沿斜面斜向上。
小车的运动情况, 可能是沿斜面向上做匀加速运动, 也可能沿斜面向下做匀减运动。
解法(二)用三角形法求合力, 如右图所示, 图中?O = 30?, ?A = 30?, ?B = 30?, ∴F = mg = ma , 同理得知a = g解法(三)将小球受力沿斜面向上和竖直向上两个方向进行斜夹分解(从作用效果出发)如右图所示, T ma T mg T T x y x y ===,,又, ∴a = g解法(四)将小球受的两个力按水平方向和竖直方向进行正交分解如下图所示:“说明”此例题求a 是关键, 比较以上四种方法此解法(二)最简单。
例7、一根不计质量的弹簧, 下端吊一物体, 用手拉着弹簧的上端, 静止时弹簧伸长x 1 = 4cm, 当手拉弹簧使物体在竖直方向运动时,弹簧伸长为x 2 = 5cm, 求物体运动的加速度并分析物体可能运动情况。
解答分析: 此题为由物体受力情况确定物体的运动情况, 设物体质量为m, 弹簧的劲动系数为K , 根据胡克定律可知: 物体静止时受弹簧拉力F 1 = Kx 1; 运动时弹簧拉力F 2 = Kx 2, F 1 < F 2, 由平衡条件和牛顿第二定律可得: Kx mg Kx mg ma a g 1214===⎫⎬⎭=二式解得方向竖直向上, 由此可知物体的可能运动情况是加速向上运动或减速向下运动。
此题还可由超重、失重概念求解。
当物体有竖直向上加速度时, 物体的视重(测出的重量)超过实重(mg )出现超重现象, 超重值 = 视重－实重 = ma 。
当物体有竖直向下的加速度时, 物的视重小于实重出现失重现象, 失重值 = 实重－视重 = ma 。
本题物体实重 = Kx 1, 视重为Kx 2且视重大于实重为超重现象, 应有竖直向上加速度由Kx Kx mg ma a g 211414-==⇒=, 或向下的减运动的可能。
牛顿定律的应用1、质量为1.0kg 的物体, 从离地面36m 高处由静止开始下落, 物体下落过程中受到空气的平均阻力为2N , 则物体下落过程所用时间为s, 物体着地时的速度为 m / s, 当物体下落速度为着地速度一半时所用时间是s, 下落高度是m(g取9.8m / s2)2、一质量为2kg的物体静止在水平地面上, 在水平向下拉力作用下, 经4s速度达到12m / s, 这时撤去拉力, 又经6s才停止, 试分析物体受力情况, 并求出各力的大小？(g取10m / s2)3、如右图所示, 质量为m的物体放在倾角为θ的固定斜面上恰能匀速下滑, 若斜面长为S, 要使这个物体从斜面底端能上此斜面, 求物体在斜面底端至少应具有多大的速度, 它冲上斜顶端所用时间？4、如右图所示, 一端固定于框架顶棚上的弹簧, 其下端吊一个质量为m的物体, 框架质量为M= 2m, 用细绳悬于O点, 整个装置处于静止平衡状态。
当框架的悬绳被剪断瞬间, 则框架的加速度多大？物体的加速度多大？5、如右图所示, 小车的顶棚上用绳线吊一小球, 质量为m, 车厢底板上放一个质量为M的木块, 当小车沿水平面匀加速向右运动时, 小球悬线偏离竖直方向30?, 木块和车厢保持相对静止,求: (1)小车运动的加速度？(2)小球对悬线的拉力？(3)木块受到的摩擦力？6、如右图所示, 质量为M的小车在倾角为Q= 30?的斜面上运动。
车上由细线吊着质量为m的小球,观察到小球的悬线与竖直方向夹角也成Q = 30?,求:(1)小车的加速度, 分析小车可能的运动情况;(2)小车在运动中所受的合力？7、一根不计质量的弹簧, 下端吊一物体, 用手拉着弹簧的上端, 静止时弹簧伸长x1= 4cm, 当手拉弹簧使物体在竖直方向运动时, 弹簧伸长为x2 = 5cm, 求物体运动的加速度并分析物体可能运动情况。