(完整)高中物理牛顿运动定律经典练习题
高考物理牛顿运动定律的应用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析
高考物理牛顿运动定律的应用解题技巧及经典题型及练习题(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，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．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．3．质量M ＝0.6kg 的平板小车静止在光滑水面上，如图所示，当t ＝0时，两个质量都为m ＝0.2kg 的小物体A 和B ，分别从小车的左端和右端以水平速度1 5.0v =m/s 和2 2.0v =m/s 同时冲上小车，当它们相对于小车停止滑动时，恰好没有相碰。
高中物理牛顿运动定律经典练习题
牛顿运动定律一、基础知识回顾：1、牛顿第一定律一切物体总保持，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
注意：（1）牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动（物体速度）的原因，而是物体运动状态（物体速度）的原因，换言之，力是产生的原因。
（2）牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验“为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的。
2、惯性物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。
3、对牛顿第一运动定律的理解（1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。
（2）它定性地揭示了运动与力的关系，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。
（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。
（4）牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。
4、对物体的惯性的理解（1）惯性是物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，是物体的固有属性，不能克服和避免。
（2）惯性只与物体本身有关而与物体是否运动，是否受力无关。
任何物体无论它运动还是静止，无论运动状态是改变还是不改变，物体都有惯性，且物体质量不变惯性不变。
质量是物体惯性的唯一量度。
（3）物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。
物体惯性（质量）大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，反之物体的运动状态易改变。
（4）惯性不是力。
5、牛顿第二定律的内容和公式物体的加速度跟成正比，跟成反比，加速度的方向跟合外力方向相同。
公式是：a=F合/ m 或F合 =ma6、对牛顿第二定律的理解（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律得出物体的运动规律。
反过来，知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况，在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中，F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力。
（2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度。
高中物理牛顿运动定律练习题及答案含解析
（1）滑块 A、B 碰撞时损失的机械能；
（2）滑块 C 在传送带上因摩擦产生的热量 Q；
（3）若每次实验开始时滑块 A 的初速度 v0 大小不相同，要使滑块 C 滑离传送带后总能落 至地面上的同一位置，则 v0 的取值范围是什么？（结果可用根号表示）
【答案】(1) E 9J
【解析】
(2) Q 8J (3) 3 2
由牛顿第二定律得：
解得：
；
(2)A、B 一起沿斜面下匀速下滑，以整体为研究对象，由滑动摩擦力公式和力的平衡条件
得：
解得：
。
6．某课外活动小组为了研究遥控玩具小车的启动性能，进行了如图所示的实验。将玩具小 车放在水平地面上，遥控使其从静止开始匀加速启动，经时间 t 关闭发动机，玩具小车滑 行一段距离后停下来，测得玩具小车从启动到停下来发生的总位移 x=6m。已知玩具小车的 质量 m=500g，匀加速过程中牵引力 F=3N，运动过程中受到的阻力恒为车重的 0.2 倍，重 力加速度为 g 取 10 m/s2，求 t 的值。
②
联立以上两式代入数据得 FN 3000N ③
根据牛顿第三定律，货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为 3000N，方向竖直向下． (2)若滑上木板 A 时,木板不动,由受力分析得 μ1m1g⩽μ2(m1+2m2)g ④ 若滑上木板 B 时,木板 B 开始滑动,由受力分析得 μ1m1g>μ2(m1+m2)g ⑤ 联立④⑤式代入数据得 0.4<μ1⩽0.6 ⑥． (3)当 μ1=0.5 时，由⑥式可知，货物在木板 A 上滑动时，木板不动． 设货物在木板 A 上做减速运动时的加速度大小为 a1， 由牛顿第二定律得 μ1m1g⩽m1a1 ⑦ 设货物滑到木板 A 末端是的速度为 V1,由运动学公式得 V12−V02=−2a1L ⑧ 联立①⑦⑧式代入数据得 V1=4m/s⑨ 设在木板 A 上运动的时间为 t,由运动学公式得 V1=V0−a1t ⑩ 联立①⑦⑨⑩式代入数据得 t=0.4s
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)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，质量M=0．4kg的长木板静止在光滑水平面上，其右侧与固定竖直挡板问的距离L=0．5m，某时刻另一质量m=0．1kg的小滑块(可视为质点)以v0=2m／s的速度向右滑上长木板，一段时间后长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。
已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0．2，重力加速度g=10m／s2，小滑块始终未脱离长木板。
求：(1)自小滑块刚滑上长木板开始，经多长时间长木板与竖直挡板相碰；(2)长木板碰撞竖直挡板后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离。
【答案】（1）1.65m （2）0.928m【解析】【详解】解：(1)小滑块刚滑上长木板后，小滑块和长木板水平方向动量守恒：解得：对长木板：得长木板的加速度：自小滑块刚滑上长木板至两者达相同速度：解得：长木板位移：解得：两者达相同速度时长木板还没有碰竖直挡板解得：(2)长木板碰竖直挡板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒：最终两者的共同速度：小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离：2．利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。
如图所示，传送带与水平方向成37度角，顺时针匀速运动的速度v＝4m/s。
B、C分别是传送带与两轮的切点，相距L＝6.4m。
倾角也是37 的斜面固定于地面且与传送带上的B点良好对接。
一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置，下端固定在斜面底端，上端放一质量m＝1kg的工件（可视为质点）。
用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0＝8m/s ，A 、B 间的距离x ＝1m ，工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同，均为μ＝0.5，工件到达C 点即为运送过程结束。
g 取10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求： （1）弹簧压缩至A 点时的弹性势能；（2）工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间；（3）工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中，工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)及解析
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．如图所示，在倾角为θ = 37°的足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m 的极薄平板 AB ，在薄平板的上端A 处放一质量m =1kg 的小滑块(视为质点)，将小滑块和薄平板同时无初速释放。
已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1=0.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8，取g=10m/s 2。
求：(1)释放后，小滑块的加速度a l 和薄平板的加速度a 2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t 。
【答案】(1)24m/s ，21m/s ；(2)1s t = 【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：011sin 37mg f ma -=其中01cos37N F mg =，111N f F μ= 解得：00211sin 37cos374/a g g m s μ=-=对薄平板M ，由牛顿第二定律有：0122sin 37Mg f f Ma +-= 其中002cos37cos37N F mg Mg =+，222N f F μ=解得：221m/s a =12a a >，假设成立，即滑块会相对于平板向下滑动。
设滑块滑离时间为t ，由运动学公式，有：21112x a t =，22212x a t =，12x x L -= 解得：1s t =2．某物理兴趣小组设计了一个货物传送装置模型，如图所示。
水平面左端A 处有一固定挡板，连接一轻弹簧，右端B 处与一倾角37o θ=的传送带平滑衔接。
传送带BC 间距0.8L m =，以01/v m s =顺时针运转。
两个转动轮O 1、O 2的半径均为0.08r m =，半径O 1B 、O 2C 均与传送带上表面垂直。
用力将一个质量为1m kg =的小滑块（可视为质点）向左压弹簧至位置K ，撤去外力由静止释放滑块，最终使滑块恰好能从C 点抛出（即滑块在C 点所受弹力恰为零）。
高中物理牛顿运动定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
高中物理牛顿运动定律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．如图甲所示，一长木板静止在水平地面上，在0t =时刻，一小物块以一定速度从左端滑上长木板，以后长木板运动v t -图象如图所示.已知小物块与长木板的质量均为1m kg =，小物块与长木板间及长木板与地面间均有摩擦，经1s 后小物块与长木板相对静止()210/g m s=，求：()1小物块与长木板间动摩擦因数的值； ()2在整个运动过程中，系统所产生的热量．【答案】（1）0.7（2）40.5J 【解析】 【分析】()1小物块滑上长木板后，由乙图知，长木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律求出长木板加速运动过程的加速度，木板与物块相对静止时后木板与物块一起匀减速运动，由牛顿第二定律和速度公式求物块与长木板间动摩擦因数的值．()2对于小物块减速运动的过程，由牛顿第二定律和速度公式求得物块的初速度，再由能量守恒求热量． 【详解】()1长木板加速过程中，由牛顿第二定律，得1212mg mg ma μμ-=； 11m v a t =；木板和物块相对静止，共同减速过程中，由牛顿第二定律得 2222mg ma μ⋅=； 220m v a t =-；由图象可知，2/m v m s =，11t s =，20.8t s = 联立解得10.7μ=()2小物块减速过程中，有：13mg ma μ=； 031m v v a t =-；在整个过程中，由系统的能量守恒得 2012Q mv =联立解得40.5Q J = 【点睛】本题考查了两体多过程问题，分析清楚物体的运动过程是正确解题的关键，也是本题的易错点，分析清楚运动过程后，应用加速度公式、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题．3．如图甲所示，光滑水平面上有一质量为M = 1kg 的足够长木板。
高中物理牛顿运动定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
高中物理牛顿运动定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．如图甲所示，一倾角为37°，长L=3.75 m的斜面AB上端和一个竖直圆弧形光滑轨道BC 相连，斜面与圆轨道相切于B处，C为圆弧轨道的最高点。
t=0时刻有一质量m=1 kg的物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的v–t图象如图乙所示。
已知圆轨道的半径R=0.5 m。
（取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求：(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ；(2)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小；(3)试通过计算分析是否可能存在物块以一定的初速度从A点滑上轨道，通过C点后恰好能落在A点。
如果能，请计算出物块从A点滑出的初速度；如不能请说明理由。
【答案】(1)μ=0.5 (2)F'N=4 N (3)【解析】【分析】由图乙的斜率求出物块在斜面上滑时的加速度，由牛顿第二定律求动摩擦因数；由动能定理得物块到达C点时的速度，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小；物块从C到A，做平抛运动，根据平抛运动求出物块到达C点时的速度，物块从A到C，由动能定律可求物块从A点滑出的初速度；【详解】解：(1)由图乙可知物块上滑时的加速度大小为根据牛顿第二定律有：解得(2)设物块到达C点时的速度大小为v C，由动能定理得：在最高点，根据牛顿第二定律则有：解得：由根据牛顿第三定律得：物体在C点对轨道的压力大小为4 N(3)设物块以初速度v1上滑，最后恰好落到A点物块从C到A，做平抛运动，竖直方向：水平方向：解得，所以能通过C 点落到A 点物块从A 到C ，由动能定律可得：解得：2．如图所示，在倾角为θ = 37°的足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m 的极薄平板 AB ，在薄平板的上端A 处放一质量m =1kg 的小滑块(视为质点)，将小滑块和薄平板同时无初速释放。
高中物理牛顿运动定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
高中物理牛顿运动定律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1．固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图所示，取重力加速度g ＝10m/s 2．求：（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=vt=0.5m/s 2 前2s ，环受到重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有：1sin F mg ma α-= 2s 后物体做匀速运动，根据共点力平衡条件，有：2sin F mg α= 由图读出F 1=5.5N ，F 2=5N联立两式，代入数据可解得：m =1kg ，sinα=0.5，即α=30°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．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 =．4．5s 后系统动量守恒，最终达到相同速度vʹ，则()12mv Mv m M v +='+ 解得vʹ=0.6m/s ，即物块和木板最终以0.6m/s 的速度匀速运动.（3）物块先相对木板向右运动，此过程中物块的加速度为a 1，木板的加速度为a 2，经t 1时间物块和木板具有相同的速度vʹʹ， 对物块受力分析：1mg ma μ= 对木板：2F mg Ma μ+= 由运动公式：021v v a t =-''11v a t ''=解得：113t s =2/3v m s '=' 此过程中物块相对木板前进的距离：01122v v v s t t '-'''+= 解得s=0.5m ；t 1后物块相对木板向左运动，这再经t 2时间滑落，此过程中板的加速度a 3，物块的加速度仍为a 1，对木板：3-F mg Ma μ=由运动公式：222122321122v t a t v t a t s ''⎛⎫---= ⎪⎝⎭''解得23t s =故经过时间120.91t t t s =+=≈ 物块滑落.5．某课外活动小组为了研究遥控玩具小车的启动性能，进行了如图所示的实验。
物理牛顿运动定律题20套(带答案)
物理牛顿运动定律题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的图象如图所示取m/s2，求：（1）物体与水平面间的动摩擦因数；（2）水平推力F的大小；（3）s内物体运动位移的大小．【答案】（1）0.2；（2）5.6N；（3）56m。
【解析】【分析】【详解】（1）由题意可知，由v-t图像可知，物体在4～6s内加速度：物体在4～6s内受力如图所示根据牛顿第二定律有：联立解得：μ=0.2（2）由v-t图像可知：物体在0～4s内加速度：又由题意可知：物体在0～4s内受力如图所示根据牛顿第二定律有：代入数据得：F=5.6N（3）物体在0～14s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有：【点睛】在一个题目之中，可能某个过程是根据受力情况求运动情况，另一个过程是根据运动情况分析受力情况；或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析，因此在解题过程中要灵活处理．在这类问题时，加速度是联系运动和力的纽带、桥梁．2．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 =．3．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。
高中物理牛顿运动定律解题技巧及练习题(含答案).docx
高中物理牛顿运动定律解题技巧及练习题( 含答案 )一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．如图所示，在倾角为θ= 37的°足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m的极薄平板AB ，在薄平板的上端 A 处放一质量m=1kg 的小滑块(视为质点)，将小滑块和薄平板同时无初速释放。
已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ=0.25、薄平板与斜面之间的动1摩擦因数为μ=0.5,sin37 =0°.6,cos37 =0°.8，取2g=10m/s 2。
求：(1)释放后，小滑块的加速度a l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) t1s【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 37 0f1ma1其中 F N1mg cos37 0， f11FN 1解得： a1g sin 3701g cos3704m / s2对薄平板M ，由牛顿第二定律有：Mg sin 370f1 f2Ma 2其中 F N 2mg cos370Mg cos37 0， f 2 2 F N 2解得： a21m/s2a1 a2，假设成立，即滑块会相对于平板向下滑动。
设滑块滑离时间为 t ，由运动学公式，有： x11a1t 2， x21a2t 2， x1 x2 L 22解得： t1s2．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=0.5 A B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) a11ms 2 , a20.5m2；(2)30Js【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 f A，水平运动，则竖直方向平衡：N A mg ， f A N A；解得： f A mg ——①A 滑块在绸带上水平向右滑动，0 时刻的加速度为a1，由牛顿第二定律得： F f A m A a1——②B 滑块和绸带一起向左滑动，0 时刻的加速度为a2由牛顿第二定律得： F f B m B a2——③；联立①②③解得： a11m / s2， a2 0.5m / s2；(2)A 滑块经t滑离绸带，此时A、B 滑块发生的位移分别为x1和 x2x1x2L 2x11a1t 2 2x21a2 t22代入数据解得： x12m ， x2 1m ，t 2s2 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：Q f A x1 x2代入数据解得： Q30J ．3．如图所示，在风洞实验室里，粗糙细杆与竖直光滑圆轨AB 相切于 A 点， B 为圆弧轨道的最高点，圆弧轨道半径 R=1m，细杆与水平面之间的夹角θ=37°．一个 m=2kg 的小球穿在细杆上，小球与细杆间动摩擦因数μ=0.3．小球从静止开始沿杆向上运动，2s 后小球刚好到达 A 点，此后沿圆弧轨道运动，全过程风对小球的作用力方向水平向右，大小恒定为40N．已知 g=10m/s2， sin37 =0.6°， cos37°=0.8．求：(1)小球在 A 点时的速度大小；(2)小球运动到 B 点时对轨道作用力的大小及方向．【答案】 (1)8m/s(2)12N【解析】【详解】(1)对细杆上运动时的小球受力分析，据牛顿第二定律可得：Fcos mgsin( Fsin mgcos ) ma代入数据得：a4m/s 2小球在 A 点时的速度v A at8m/s(2)小球沿竖直圆轨道从 A 到 B 的过程，应用动能定理得：FRsin37mgR(1 cos37 )1mv B21mv A2 22解得： v B2m/s小球在 B 点时，对小球受力分析，设轨道对球的力竖直向上，由牛顿第二定律知：mg F N m v B2R解得： F N=12N，轨道对球的力竖直向上由牛顿第三定律得：小球在最高点 B 对轨道的作用力大小为12N，方向竖直向下．4．我国科技已经开启“人工智能”时代，“人工智能”已经走进千家万户．某天，东东呼叫了外卖，外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上，东东操控小型无人机带动货物，由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，一段时间后，货物又匀速上升53s，最后再匀减速1s 恰好到达他家阳台且速度为零．货物上升过程中，遥控器上显示无人机在加速、匀速、减速过程中对货物的作用力F123、 F和 F 大小分别为 20.8N、 20.4N 和 18.4N，货物受到的阻力恒为其重力的 0.02 倍． g 取 10m/s 2．计算：(1)货物的质量 m；(2)货物上升过程中的最大动能E及东东家阳台距地面的高度h．km【答案】 (1) m＝ 2kg (2) E km 1 mv21J h＝56m2【解析】【分析】【详解】(1)在货物匀速上升的过程中由平衡条件得F2＝ mg＋ f其中 f ＝0.02mg解得 m＝2kg(2)设整个过程中的最大速度为v，在货物匀减速运动阶段由牛顿运动定律得mg＋ f –F3＝ ma3由运动学公式得0＝ v a3t3解得 v 1ms最大动能 E k m 1 mv21J2减速阶段的位移x31vt30.5m 2匀速阶段的位移x2vt253m加速阶段，由牛顿运动定律得F1–mg –f ＝ ma1，由运动学公式得 2a1 x1v2，解得x1＝2.5m阳台距地面的高度 h x1x2 x3 56m5．如图所示，传送带水平部分x ab=0.2m，斜面部分 x bc=5.5m ， bc 与水平方向夹角α=37 °，一个小物体 A 与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，传送带沿图示方向以速率v=3m/s 运动，若把物体 A 轻放到 a 处，它将被传送带送到 c 点，且物体 A 不脱离传送带，经 b 点时速率不变． (取 g=10m/s 2， sin37 =0°.6)求：（1）物块从 a 运动到 b 的时间；（2）物块从 b 运动到 c 的时间．【答案】（1） 0.4s；（ 2）1.25s．【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出在ab 段做匀加速直线运动的加速度，结合运动学公式求出运动时间．到达 b 点的速度小于传送带的速度，根据牛顿第二定律求出在bca 到b 的段匀加速运动的加速度，求出速度相等经历的时间，以及位移的大小，根据牛顿第二定律求出速度相等后的加速度，结合位移时间公式求出速度相等后匀加速运动的时间，从而得出间．【详解】（1）物体 A 轻放在 a 处瞬间，受力分析由牛顿第二定律得：b 到c 的时mg ma1解得：a12.5m/s 2A与皮带共速需要发生位移：x共v29m 1.8m 0.2m2a15故根据运动学公式，物体 A 从 a 运动到 b：xab 1a1t12 2代入数据解得：t10.4s （2）到达 b 点的速度：v b a1t11m/s 3m/s由牛顿第二定律得：N 2mg sin 37mg cos37f 2ma2且 f2N2代入数据解得：a28m/s2物块在斜面上与传送带共速的位移是：v2v b2s共2a2代入数据解得：s共0.5m 5.5m时间为：t2v v b 3 1 s0.25sa28因为g sin 376m/s2＞ g cos372m/s2，物块继续加速下滑由牛顿第二定律得：mg sin 37 f 2ma3N 2mg cos37，且 f 2N2代入数据解得：a34m/s2设从共速到下滑至 c 的时间为 t 3，由x bc s共vt31a3t32，得：2t31s综上，物块从 b 运动到 c 的时间为：t2t3 1.25s6．质量M9kg 、长L 1m的木板在动摩擦因数10.1 的水平地面上向右滑行，当速度 v0 2m/s 时，在木板的右端轻放一质量 m1kg 的小物块如图所示. 当小物块刚好滑到木板左端时，物块和木板达到共同速度.取g10m/s2，求：（1）从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t；（2）小物块与木板间的动摩擦因数 2 ．【答案】（ 1） 1s （ 2）0.08【解析】【分析】【详解】（1）设木板在时间 t 内的位移为 x1；铁块的加速度大小为a2，时间 t 内的位移为 x2则有x1 v0t 1a1t 2 2x21a2 t2 2x1L x2又v0a1t a2 t 代入数据得t=1s （2）根据牛顿第二定律，有1 (M m) g2 mg Ma12mg ma2解得20.087．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 s3m ，传送带与水平方向间的夹角37o，煤块与传送带间的动摩擦因数0.8 ，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H 1.8m ，与运煤车车箱中心的水平距离x 0.6m. 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g10m / s2， sin37 o0.6 ， cos37o0.8，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【解析】【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 ， H 1 gt22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mg m v 2，R代入数据得R=0.1m（2）由牛顿第二定律得mgcos ﹣ mgsin ma ，代入数据解得a=0.4m/s 2由 s1v2得 s1=1.25m＜ s，即煤块到达顶端之前已与传送带取得共同速度，2a故传送带的速度为1m/s ．（3）由 v=at1解得煤块加速运动的时间t1=2.5s煤块匀速运动的位移为s2=s﹣ s1=1.75m ，可求得煤块匀速运动的时间t2=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 =4.25s8．2019 年 1 月 3 日 10 时 26 分．中国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。
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牛顿运动定律 一、基础知识回顾： 1、牛顿第一定律 一切物体总保持 ，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 注意：（1）牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动（物体速度）的原因，而是 物体运动状态（物体速度）的原因，换言之，力是产生 的原因。（2）牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验“为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的。 2、惯性 物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。 3、对牛顿第一运动定律的理解 （1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。 （2）它定性地揭示了运动与力的关系，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。 （3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。 （4）牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。 4、对物体的惯性的理解 （1）惯性是物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，是物体的固有属性，不能克服和避免。 （2）惯性只与物体本身有关而与物体是否运动，是否受力无关。任何物体无论它运动还是静止，无论运动状态是改变还是不改变，物体都有惯性，且物体质量不变惯性不变。质量是物体惯性的唯一量度。 （3）物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。物体惯性（质量）大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，反之物体的运动状态易改变。 （4）惯性不是力。 5、牛顿第二定律的内容和公式 物体的加速度跟 成正比，跟 成反比，加速度的方向跟合外力方向相同。公式是：a=F合/ m 或F合 =ma 6、对牛顿第二定律的理解 （1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律得出物体的运动规律。反过来，知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况，在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中，F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力。 （2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度。 （3）牛顿第二定律公式：F合=ma是矢量式，F、a都是矢量且方向相同。 （4）牛顿第二定律F合=ma定义了力的单位：“牛顿”。 7、牛顿第三定律的内容 两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上 8、对牛顿第三定律的理解 （1）作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生同时变化，同时消失，不是先有作用力后有反作用力。 （2）作用力和反作用力的性质相同，即作用力和反作用力是属于同种性质的力。若作用力是弹力，反作用力必定是弹力。 （3）作用力和反作用力不可叠加性。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生各的效果，不可求它们的合力，两力的作用效果不能相互抵消。 9、作用力与反作用力和二力平衡的区别 内 容 作用力和反作用力 二力平衡 受力物体 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上
依赖关系 相互依存，不可单独存在 无依赖关系，撤除一个力另一个力可依然存在，只是不再平衡
叠加性 两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零 力的性质 一定是同性质的力 不一定是同性质的力
二、重点、难点分析： 1．惯性和惯性定律的区别 （1）惯性：是物体本身的固有属性，仅由质量决定。 （2）惯性定律：是在理想条件下的一种运动规律。 2．加速度和运动状态的改变 （1）运动状态的改变：物体的速度发生了改变，我们就说物体的运动状态发生了改变。由于速度是矢量，既有大小又有方向，所以运动状态的改变有三种情况： ① 如： ② 如： ③ 如： （2）力是产生加速度的原因 牛顿第一定律表明，力是改变物体运动状态的原因，而运动状态改变必然有加速度，所以力是产生加速度的原因。
3．质量与惯性的关系 （1）惯性的普遍性和差异性：一切物体在任何条件下都具有惯性，这表明了惯性的普遍性。当物体受到外力作用时，物体运动状态的改变又有难易之别，质量大的物体运动状态难以改变，质量小的物体运动状态容易改变，这表明不同物体的惯性大小具有差异性。 （2）质量是惯性大小的量度：因为惯性是物体固有的性质，所以物体惯性的大小只能由物体自身来决定。
4．关于牛顿第二定律 （1）同体性：F、m、a是研究同一个物体的三个物理量。 （2）同时性： （3）同向性： （4）力的独立性：作用在物体上的每个力都将产独立地产生各自的加速度，与其他力无关，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。
5．牛顿运动定律只适用于宏观、低速的物体，不适用于微观、高速的物体，只适用于惯性参考系，不适用于非惯性参考系。 三、典型例题精讲： 【例1】关于惯性的大小，以下说法正确的是哪一个？错误的说法如何修正。 A．只有处于静止或匀速运动状态的物体才具有惯性。 B．推动地面上静止的物体比保持这个物体做匀速运动所需的力大，所以静止的物体惯性大。 C．在光滑的水平面上，用相同的水平推力推一辆空车和一辆装满货物的车，空车启动的快，所以质量小的物体惯性小。 D．在月球上举起重物比地球上容易，所以同一物体在月球上比地球上惯性小。
【例2】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，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，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短偏后距离太短看不出来。 D．人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相同的速度。
【例3】当高速行驶的公共汽车突然刹车，乘客会向什么方向倾斜？为什么？若公共汽车向左转弯，乘客会向什么方向倾斜？为什么？为什么在高速公路上行驶的小车中的司机和乘客必须系好安全带？
【例4】一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在图示平面内摆动，某一瞬时出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢的运动的可能情况是 A．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N静止（ ） B．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N也在摆动 C．车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动 D．车厢做匀加速直线运动，M静止，N也静止
【例5】如图3-3所示，小车从足够长的光滑斜面自由下滑，斜面倾角为α，小车上吊着小球m，试证明：当小球与小车相对静止后，悬线与天花板垂直。
【例6】如图所示，AB、AC为位于竖直平面的两根光滑细杆，A、B、C三点恰位于圆周上，C为该圆周的最低点，b、c为套在细杆上的两个小环。当两环同时从B、C点自静止开始下滑，则： A．环b将先到达点A B．环c将先到达点A C．两环同时到达点A D．因两杆的倾角不知道,无法判断谁先到达A点 【例7】如图所示,质量为m 的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上减速运动, a与水
α O B b
c
。
。
A C
a v
θ
M N 平方向的夹角为θ，求人受到的支持力与摩擦力。 【例8】如图所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态。设拔出销钉M的瞬间，小球加速度大小为12m/s2若不拔出销钉M而拔出销钉N瞬间。小球的加速度可能是（取 g=10m/ s2 ） A．22m/ s2，方向竖直向下 B．22 m/ s2，方向竖直向上 C．2m/ s2，方向竖直向上 D．2m/ s2，方向竖直向下
【例9】一物体受绳子的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动；然后改为匀速运动；再改做减速运动，则下列说法中正确的是：（ ） A．加速前进时，绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力 B．减速前进时，绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力 C．只有匀速前进时，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小相等 D．不管物体如何前进，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等
【例10】一个物体放在水平桌面上，下列说法正确是：（ ） A．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力 B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力 C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一性质的力 D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
【例11】甲、乙两队进行拔河比赛，结果甲队获胜，则比赛过程中（ ） A．甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力 B．甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力 C．甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等，方向相反 D．甲、乙两队拉绳子的力大小相等，方向相反
【例12】若在例题3中不计绳子的质量，则：（ ） A．甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力 B．甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力 C．甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等，方向相反 D．甲、乙两队拉绳子的力大小相等，方向相反
四、课后跟踪练习：
M N