牛顿运动定律习题
【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：
牛顿运动定律练习题
牛顿运动定律练习题一、选择题1．关于伽利略的理想实验，以下说法中正确的是( )A ．伽利略的实验是假想实验，事实上无法完成，从而得出的结论不可靠B ．是以可靠事实为基础，经科学抽象出来的C ．伽利略通过斜面实验得到结论：一切运动着的物体在没有受到阻力作用的时候，它的速度不变，并且一直运动下去D ．伽利略利用自己设计的理想实验，观察到小球不受阻力时以恒定速度运动，从而推翻了亚里士多德的结论2．一个物体在水平恒力F 的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t ，速度变为v ，如果要使物体的速度变为2v ，下列方法正确的是( )A ．将水平恒力增加到2F ，其他条件不变B ．将物体质量减小一半，其他条件不变C ．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D ．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变 3．关于物体的惯性，下列说法中正确的是( )A ．把手中的球由静止释放后，球能加速下落，说明力是改变物体惯性的原因B ．我国优秀田径运动员刘翔在进行110 m 栏比赛中做最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，物体的惯性也越大C ．战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性D ．公交汽车在起动时，乘客都要向前倾，这是乘客具有惯性的缘故 4．如图所示，物块A 和B 的质量均为m ，吊篮C 的质量为2m ，物块A 、B 之间用轻弹簧连接．重力加速度为g ，将悬挂吊篮的轻绳烧断的瞬间，A 、B 、C 的加速度分别为( )A ．a A ＝0B ． a B ＝g3C ．a C ＝gD ．a B ＝2g5．如图甲所示，一个质量为m 的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v 0，同时对环加一个竖直向上的作用力F ，并使F 的大小随v 的大小变化，两者的关系为F ＝kv ，其中k 为常数，则环在运动过程中的速度图象可能是图乙中的( )6．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v 1沿顺时针转动，传送带右侧有一与传送带等高的光滑水平面，一物块以初速度v 2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，此时其速率为v 3.则下列说法正确的是( )A ．只有v 1＝v 2时，才有v 3＝v 1B ．若v 1 >v 2，则v 3＝v 2C ．若v 1 <v 2，则v 3＝v 1D ．不管v 2多大，总有v 3＝v 17.(2011·四川卷，19)如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则A ．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B ．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C ．返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D ．返回舱在喷气过程中处于失重状态 8．(2011·福建卷，16)如图3－3－21甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行．初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v －t 图象(以地面为参考系)如图3－3－21乙所示．已知v 2>v 1，则A ．t 2时刻，小物块离A 处的距离达到最大B ．t 2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C ．0～t 2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D ．0～t 3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用9．某研究性学习小组用实验装置模拟火箭发射卫星．火箭点燃后从地面竖直升空，燃料燃尽后火箭的第一级和第二级相继脱落，实验中测得卫星竖直方向的速度—时间图象如图所示，设运动中不计空气阻力，燃料燃烧时产生的推力大小恒定．下列判断正确的是( )A ．t 2时刻卫星到达最高点，t 3时刻卫星落回地面B ．卫星在0～t 1时间内的加速度大于t 1～t 2时间内的加速度C ．t 1～t 2时间内卫星处于超重状态D ．t 2～t 3时间内卫星处于超重状态10．身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在同一水平面上通过一轻杆进行顶牛比赛．企图迫使对方后退．设甲、乙两人对杆的推力分别是F1、F 2，甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为α1、α2，倾角α越大，此刻人手和杆的端点位置就越低，如图所示，若甲获胜，则( )A ．F 1＝F 2，α1＞α2B ．F 1＞F 2，α1＝α2C ．F 1＝F 2，α1＜α2D ．F 1＞F 2，α1＞α211. (2011·高考北京理综卷)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处, 从几十米高处跳下的一种极限运动. 某人做蹦极运动, 所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示. 将蹦极过程近似为在竖直方向的运动, 重力加速度为g .据图3－1－12可知, 此人在蹦极过程中最大加速度约为 A. g B. 2g C. 3g D. 4g12. 如图所示, 两个质量分别为m 1＝1 kg 、m 2＝4 kg 的物体置于光滑的水平面上, 中间用轻质弹簧秤连接. 两个大小分别为T 1＝30 N 、T 2＝20 N 的水平拉力分别作用在m 1、m 2上, 则达到稳定状态后, 下列说法正确的是( )A. 弹簧秤的示数是25 NB. 弹簧秤的示数是50 NC. 在突然撤去T2的瞬间, m2的加速度大小为7 m/s2D. 在突然撤去T1的瞬间, m1的加速度大小为28 m/s213.(2011·高考新课标全国卷)如图所示, 在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板, 其上叠放一质量为m2的木块. 假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等. 现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数), 木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )14. (2012·安徽省城名校高三第三次联考)如图所示, 在光滑的水平面上叠放A、B两滑块(B 足够长), 其中A的质量为1 kg, B的质量为2 kg, 现有一水平作用力F作用于B上, A、B间的摩擦因数为0.2, 当F取不同值时, (g＝10 m/s2)关于A的加速度说法正确的是( )A. 当F＝2 N, A的加加速度为2 m/s2B. 当F＝4 N, A的加加速度为2 m/s2C. 当F＝5 N, A的加加速度为2 m/s2D. 当F＝7 N, A的加加速度为2 m/s215．如图①所示，一根轻弹簧竖直立在水平地面上，下端固定．一物块从高处自由落下，落到弹簧上端，将弹簧压缩至最低点．在上述过程中，物块加速度的大小随下降位移x变化关系的图像可能是图②中的()16．如下图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是()A．作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B．作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力17．(2013·安徽“江南十校”联考)如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示(取g＝10 m/s2)，则正确的结论是()A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B．弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC．物体的质量为3 kgD．物体的加速度大小为5 m/s218．如下图所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上放着质量为2 kg 的物体A ，处于静止状态．若将一个质量为3 kg 的物体B 轻放在A 上的一瞬间，则B 对A 的压力大小为(g 取10 m/s 2)( )A ．30 NB ．0C ．15 ND ．12 N 19. (2010·高考山东理综卷)如图所示, 物体沿斜面由静止滑下, 在水平面上滑行一段距离停止, 物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同, 斜面与水平面平滑连接. 图中v 、a 、f 和s 分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程. 图中正确的是( )二、填空题20.如图所示, 两个质量相同的小球A 和B , 甲图中两球用不可伸长的细绳连接, 乙图中两球用轻弹簧相连, 然后用细绳悬挂起来. 对于甲图, 在剪断悬挂线OA 的瞬间, A 球的加速度大小是 ，B 球的加速度大小 对于乙图, 在剪断细绳的瞬间, A 球的加速度大小 ，B 球的加速度大小 21． (2012·南京模拟)某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力F 及质量m 关系的实验, 图中(a)所示为实验装置简图. (交流电的频率为50 Hz)(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带, 根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s 2.(保留两位有效数字)(2)保持砂和砂桶质量不变, 改变小车质量m , 分别得到小车加速度a 与质量m 及对应的1m数据请在如图所示的坐标纸中画出a－1m图线, 并由图线求出小车加速度a与质量倒数1m之间的关系式是________.22．(1)如图为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置, 在图示状态下开始做实验. 该同学在装置和操作中的主要错误有: ______________ ________________________________________________________________________________________.(至少写出两处)(2)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中, 为了使小车受到合外力等于砂和砂桶的总重力, 通常采用如下两个措施:a. 平衡摩擦力: 将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块, 反复移动木块的位置, 直到小车在砂桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动.B. 调整砂的多少, 使砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M.①以上哪一个措施中有错误？有何重大错误？答: ________________________________________________________________________.②在改正了上述错误之后, 保持小车及砝码的总质量M不变, 反复改变砂的质量, 并测得一系列数据, 结果发现小车受到的合外力(砂桶及砂的总重量)与加速度的比值略大于小车及砝码的总质量M.经检查发现滑轮非常光滑, 打点计时器工作正常, 且事先基本上平衡了摩擦力. 那么出现这种情况的主要原因是什么？答: ________________________________________________________________________.三、计算题23．航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2 kg，动力系统提供的恒定升力F ＝28 N．试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g 取10 m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞行t1＝8 s时到达高度H＝64 m．求飞行器所受阻力Ff的大小；(2)第二次试飞，飞行器飞行t2＝6 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度h.24．如下图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m A、m B，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d.重力加速度为g.25．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，如下图所示．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(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力．26.如图3－2－26所示, 木板静止于水平地面上, 在其最右端放一可视为质点的木块. 已知木块的质量m＝1 kg, 木板的质量M＝4 kg, 长L＝2.5 m, 上表面光滑, 下表面与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2.现用水平恒力T＝20 N拉木板, g取10 m/s2, 求:(1)木板加速度的大小;(2)要使木块能滑离木板, 水平恒力T作用的最短时间;(3)如果其他条件不变, 假设木板的上表面也粗糙, 其上表面与木块之间的动摩擦因数为μ1＝0.3, 欲使木板能从木块的下方抽出, 需对木板施加的最小水平拉力;(4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变, 只将水平恒力增加为30 N, 则木块滑离木板需要多长时间？牛顿运动定律练习题答案：1.BC 2. D 3. C4. 【解析】将悬挂吊篮的轻绳烧断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，所以a A ＝0，B 和C 的加速度相同，为a B ＝a C ＝43g ，所以只有A 选项正确．5. 【解析】当v 0较大时，F >mg ，物体做加速度减小的减速运动，最后趋于匀速直线运动；当kv 0＝mg 时，物体做匀速直线运动；当v 0较小时，F <mg ，物体做加速度增大的减速运动，所以A 、B 、D 正确． 【答案】ABD6. 【解析】注意传送带对物块的摩擦力方向的判断．物块向左减速运动：位移L ＝v 222μg ；物块减速到零后向右做加速运动：若v 1 >v 2，物块一直匀加速到返回水平面，则v 3＝v 2；若v 1 <v 2，物块加速到速度等于v 1后，匀速运动到水平面，则v 3＝v 1.此题也可用v －t 图象求解．【答案】BC7. 解析 火箭开始喷气瞬间，返回舱受到向上的反作用力，所受合外力向上，故伞绳的拉力变小，所以选项A 正确；返回舱与降落伞组成的系统在火箭喷气前受力平衡，喷气后减速的主要原因是受到喷出气体的反作用力，故选项B 错误；返回舱在喷气过程中做减速直线运动，故合外力一定做负功，选项C 错误；返回舱喷气过程中产生竖直向上的加速度，故应处于超重状态，选项D 错误． 答案 A8. 解析 相对地面而言，小物块在0～t 1时间内，向左做匀减速运动，t 1～t 2时间内，又反向向右做匀加速运动，当其速度与传送带速度相同时(即t 2时刻)，小物块向右做匀速运动．故小物块在t 1时刻离A 处距离最大，A 错误．相对传送带而言，在0～t 2时间内，小物块一直相对传送带向左运动，故一直受向右的滑动摩擦力，在t 2～t 3时间内，小物块相对于传送带静止，小物块不受摩擦力作用，因此t 2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大值，B 正确，C 、D 均错误．(传送带模型) 答案 B9. 解析：卫星在0～t 3时间内速度方向不变，一直升高，在t 3时刻到达最高点，A 错误；v －t 图象的斜率表示卫星的加速度；由图可知，t 1～t 2时间内卫星的加速度大，B 错误；t 1～t 2时间内，卫星的加速度竖直向上，处于超重状态，t 2～t 3时间内，卫星的加速度竖直向下，处于失重状态，故C 正确、D 错误． 答案：C10. 解析：由于杆是轻杆，把杆当做甲或乙的一部分，由牛顿第三定律，F 1＝F 2，故B 、D 错误．甲获胜是由于甲所受地面的最大静摩擦力大于乙，故甲端杆的端点的位置较低，由受力分析和力的平衡可知，α1＞α2，故A 对． 答案：A11. 解析: 选 B.“蹦极”运动的最终结果是运动员悬在空中处于静止状态, 此时绳的拉力等于运动员的重力, 由图可知, 绳子拉力最终趋于恒定时等于重力且等于35T 0即mg ＝35T 0.即T 0＝53mg .当绳子拉力最大时, 运动员处于最低点且合力最大, 故加速度也最大, 此时T 最大＝95T 0＝3mg , 方向竖直向上, 由ma ＝T 最大－mg ＝3mg －mg ＝2mg 得最大加速度为2g , 故B 正确.12.以m 1、m 2以及弹簧为研究对象, 则整体向右的加速度a ＝T 1－T 2m 1＋m 2＝2 m/s 2; 再以m 1为研究对象, 设弹簧的弹力为F , 则T 1－F ＝m 1a , 则F ＝28 N, A 、B 错误; 突然撤去T 2的瞬间, 弹簧的弹力不变, 此时m 2的加速度大小a ＝Fm 2＝7 m/s 2, C 正确; 突然撤去T 1的瞬间, 弹簧的弹力也不变, 此时m 1的加速度大小a ＝Tm 1＝28 m/s 2, D 正确.13. 解析: 选A.在m 2与m 1相对滑动前, F ＝kt ＝(m 1＋m 2)·a , a 与t 成正比关系, a 1－t 关系图线的斜率为k m 1＋m 2, 当m 1与m 2相对滑动后, m 1受的是f 21＝μm 2g ＝m 1a 1, a 1＝μm 2gm 1为一恒量, 对m 2有F －μm 2g ＝m 2a 2, 得a 2＝kt m 2－μg , 斜率为km 2, 此斜率大于滑动前图线的斜率, 可知A 正确,B 、C 、D 错误.14. 解析: 选 D.当F 取某一值时, A 、B 将发生相对滑动, 对A 、B 有: a A ＝μg , a B ＝F －μm A gm B, 发生滑动时, a B ≥a A , 所以当F ≥6 N 时, A 、B 将发生相对滑动, A 的加速度为2 m/s 2, 选项D 正确.15. 解析 由牛顿第二定律mg －kx ＝ma 可知，接触弹簧后加速度随位移线性变化．当弹簧的弹力等于重力时，此时的加速度为零，物体的速度达到最大，在平衡位置上方和平衡位置下方对称的位置，物体加速运动的加速度和减速运动的加速度的大小相等，故当减速运动的加速度大小等于重力加速度时，物体的速度等于刚接触弹簧时的速度，物体要继续向下运动至速度减为零，所以最低点的加速度一定大于g ，正确选项为A. 答案 A16. 解析：作用力F 跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上，大小相等、方向相反、在一条直线上，是一对平衡力，因此选项A 错误；作用力F 作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不能成为平衡力，选项B 错误；在竖直方向上物体受重力，方向竖直向下，还受墙壁对物体的静摩擦力，方向竖直向上．由于物体处于平衡状态，因此这两个力是一对平衡力，选项C 正确；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力，因此是一对作用力与反作用力，选项D 正确． 答案：CD17. 解析：物体与弹簧分离时，弹簧恰好恢复到自然长度，选项A 错；设物体的质量为m ，加速度为a ，初始时弹簧的压缩量为x 0，kx 0＝mg ；当物体位移大小为x 时：F ＋k (x 0－x )－mg ＝ma ，解得：F ＝kx ＋ma ；由F －x 图象的斜率知，弹簧的劲度系数为k ＝5 N/cm ，选项B 错；又当x ＝0时：10 N ＝ma ；x ＝4 cm 时，30 N －mg ＝ma ，可得：m ＝2 kg ，a ＝5 m/s 2，故选项C 错，D 对． 答案：D18. 解析：在B 轻放在A 上瞬间时，对整体用牛顿第二定律得m B g ＝(m A ＋m B )a 再对B 用牛顿第二定律得m B g －F N ＝m B a 解得F N ＝12 N ．据牛顿第三定律可知B 对A 的压力大小12 N ．故选D. 答案：D19. 解析: 选C.物体先做匀加速运动后做匀减速运动, 其v －t 图像应为倾斜直线, a －t 图像为平行于横轴的直线, s －t 图像应为抛物线, 选项A 、B 、D 错误; 根据滑动摩擦力f ＝μN 可知, f －t 图像应为平行于横轴的直线, 由于物体对水平面的压力比对斜面的压力大, 所以物体对水平面的摩擦力较大, 选项C 正确.20. 解析: (1)不可伸长的细绳的张力变化时间可以忽略不计, 因此可称之为“突变弹力”. 甲图中剪断OA 后, A 、B 间的细绳张力立即变为零, 故有a A ＝a B ＝g . (2)当A 、B 间是用轻弹簧相连时, 剪断OA 后, 弹簧形变量尚未改变, 其弹力将逐渐减小, 可称之为“渐变弹力”. 因此, 这时B 球加速度仍为零, 即a B ＝0, A 球加速度为a A ＝2g . 答案: (1)g g (2)2g 021. (1)由逐差法得a ＝a －＝s 3＋s 4－s 1＋s 24T 2＝7.72＋7.21－＋4×0.042×10－2 m/s 2≈3.2 m/s 2.(2)如图所示由图知斜率k ＝0.5, 即保持合外力F ＝0.5 N, 所以a ＝0.5m ＝12m.22. (1)主要错误有: ①长木板右端未垫高以平衡摩擦力; ②打点计时器用的是直流电源; ③牵引小车的细线没有与木板平行; ④开始实验时, 小车离打点计时器太远.(2)①a 中平衡摩擦力时, 不应用小桶拉动小车做匀速运动, 应让小车自身的重力沿斜面方向的分力来平衡摩擦力. ②由于砂桶及砂向下加速, 处于失重状态, 拉小车的合外力F <mg , 而处理数据时又将F 按等于mg 处理. 因此, M ＝F a <mga. 23. 解析：(1)由H ＝12at2得a ＝2 m/s2 由F －Ff －mg ＝ma 得Ff ＝4 N(2)前6 s 向上做匀加速运动最大速度：v ＝at ＝12 m/s上升的高度：h1＝12at2＝36 m然后向上做匀减速运动加速度a2＝Ff ＋mgm ＝12 m/s2上升的高度h2＝v22a2＝6 m所以上升的最大高度：h ＝h1＋h2＝42 m 答案：(1)4 N (2)42 m 24. 解析：令x 1表示未加F 时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知kx 1＝m A g sin θ① 令x 2表示B 刚要离开C 时弹簧的伸长量，a 表示此时A 的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知kx 2＝m B g sin θ② F －m A g sin θ－kx 2＝m A a ③由②③式可得a ＝F －m A ＋m B g sin θm A④由题意 d ＝x 1＋x 2⑤由①②⑤式可得d ＝m A ＋m B g sin θk .答案：a ＝F －m A ＋m B g sin θm A d ＝m A ＋m B g sin θk25. 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2F －(M ＋m )g ＝(M ＋m )a F ＝440 N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为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 ＝MaF N ＝275 N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力大小为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 ＝Ma ① F －F N －mg ＝ma ②由①②解得F ＝440 N ，F N ＝275 N. 答案：(1)440 N (2)275 N11 26.解析: (1)木板受到的摩擦力f ＝μ(M ＋m )g ＝10 N木板的加速度a ＝T －f M ＝2.5 m/s 2.(2)设拉力T 作用t 时间后撤去，木板的加速度为a ′＝－f M ＝－2.5 m/s 2木板先做匀加速运动, 后做匀减速运动, 且a ＝－a ′, 故at 2＝L解得t ＝1 s, 即T 作用的最短时间为1 s.(3)设木块的最大加速度为a 木块, 木板的最大加速度为a 木板, 则μ1mg ＝ma 木块 得: a 木块＝μ1g ＝3 m/s 2对木板: T 1－μ1mg －μ(M ＋m )g ＝Ma 木板木板能从木块的下方抽出的条件: a 木板>a 木块 解得: T 1>25 N.(4)木块的加速度a 木块＝μ1g ＝3 m/s 2木板的加速度a 木板＝T 2－μ1mg －μM ＋m g M ＝4.25 m/s 2木块滑离木板时, 两者的位移关系为s 木板－s 木块＝L , 即12a 木板t 2－12a 木块t 2＝L代入数据解得: t ＝2 s. 答案: (1)2.5 m/s 2 (2)1 s (3)25 N (4)2 s。
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。
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A．乙图表示电梯可能做变减速下降
D．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道 B．乙图表示电梯可能做匀减速下降
的另一端．
C．乙图表示电梯可能做变减速上升
17.(辽宁省五校协作体 2013 届高三摸底考试理科综合试题，1) 将 D．乙图表示电梯可能做匀速下降
“超市” 所用的平板车固定在平地面上，用 300N 的水平力拖动一 19.（重庆市 2013 届高三九校模拟,1）下列说法正确的有
的是（曲率半径简单地理解为在曲线上一点附近与之重合的圆弧的
面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为 Ek2，则 Ek1: Ek2 为 A. 7.5 B. 3.33 C. 0.3 D. 0.13 4.(山东省淄博市 2013 届高三下学期 4 月复习阶段性检测,7)在倾角
为 的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块 A、B，它们的
1：2，用皮带连接 a、b 两轮转动时，钢球①、②所受的向心力之比
为（ ）
（A）8：1
（B）4：1 （C）2：1 （D）1：2 14.(上海市黄浦区 2013 届高三第一学期期末学科质量监测物理试卷, 5) 静止在光滑水平面上的物体，受到一个大小不为零的水平拉力 作用，若拉力开始作用瞬间物体的速度大小为 v，加速度大小为 a， 则下列判断中正确的是（ ） （A）v≠0，a≠0 （B）v=0，a≠0
的反映了小球的速度大小随时间变化的函数关系（ ） 23.(2013 届河北唐山高三摸底考试，14)从 16 世纪末，随着人们对 力的认识逐渐清晰和丰富，建立了经典力学理论，以下有关力的说
A． B． C． D． 26.（2013 届武汉部分学校高三 11 月联考，6）如图甲所示，绷紧 的水平传送带始终以恒定速率运行，质量 m = 2.0 kg 的小物块从与
牛顿运动定律练习题
(单选Ⅱ)(2010年广东学业水平测试)一个物体 在10 N合外力的作用下，产生了5 m/s2的加速度，若使该物 体产生8 m/s2的加速度，所需合外力的大小是( )
A．12 N
B．14 N
C．16 N
D．18 N
解析：由牛顿第二定律F＝ma.当F＝10 N时a＝5 m/s2 得m＝2 kg.若a＝8 m/s2，则F＝16 N.
(3)力学中有三个基本单位：长度的单位米，国际符 号m、质量的单位千克，国际符号kg、时间的单位秒，国 际符号s.
七、实验：验证牛顿运动定律
1．实验原理：利用控制变量法，图象法．分别探究 加速度与物体质量、加速度与物体受力的关系．
2．实验环节
(1)探究物体的加速度与质量的关系：保持物体受到的
合外力不变，改变物体质量，利用a－
两类动力学基本问题的解题思路图解如下：
可见，不论求解哪一类问题，求解加速度是解题的 桥梁和纽带，是顺利求解的关键．
产生超重现象的原因：当物体具有向上的加速度a(向 上加速运动或向下减速运动)时，支持物对物体的支持力 (或悬挂物对物体的拉力)为F，由牛顿第二定律得
F－mg＝ma
所以F＝m(g＋a)＞mg
4．(单选Ⅰ)(2010年广东学业水平考试)在下列力 学单位中，属于国际单位制中基本单位的是( )
A．毫米
B．厘米
C．千克
D．克
解析：属于国际单位的只有千克，选C. 答案：C
4．(单选Ⅰ)(2010年广东学业水平模拟)有质量分别 为80 kg和40 kg的A、B两人，分别以4 m/s和8 m/s的速度 运动，它们的惯性大小情况是( )
解析：物体的质量是物体本身的固有属性，与合外力、 加速度无关．故选B.
【物理】物理牛顿运动定律练习题20篇含解析
【物理】物理牛顿运动定律练习题20篇含解析 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4mkg，以初速
度010/vms滑上静止在光滑轨道OB上的小车左端，小车质量为6Mkg，高为0.8hm。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0.5，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/ms。
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xv，滑出之后做平抛运动，
在竖直方向上：212hgt， 水平方向：ABx
lvt
解得：3/xvms 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：0mvmMv共， 解得：4/vms共，
由能量守恒定律得：2201122QmgsmvmMv共相对， 解得：6sm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：2211'22xmgsmvmv共，
解得：'0.7sm， 车的最小长度：故L'6.7ssm相对； 2．如图所示，质量M=0.5kg的长木板A静止在粗糙的水平地面上，质量m=0.3kg物块B(可视为质点)以大小v0=6m/s的速度从木板A的左端水平向右滑动，若木板A与地面间的
动摩擦因数μ2=0.3，物块B恰好能滑到木板A的右端．已知物块B与木板A上表面间的动摩擦因数μ1=0.6．认为各接触面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s2．