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)

1、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.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f-占图象如图所示心取10m/s2,求：(2)水平推力F的大小；(3) 14s内物体运动位移的大小.【答案】(1) 0.2; (2) 5.6N; (3) 56m。【解析】【分析】(1)由题意可知，由 v-t图像可知，物体在 46s内加速度:8 rQi = = = 2m/sz物体在46s内受力如图所示根据牛顿第二定律有:ling - may联立解得：户0.2(2)由v-t图像可知：物体在 04s内加速度：Av 8又

2、由题意可知：物体在 。4s内受力如图所示根据牛顿第二定律有：F - 口 mg = m代入数据得：F=5.6N(3)物体在。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:IIx = _ x 9 x 14m = 56m【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.如图所示为工厂里一种运货过程的简化模型，货物 (可视为质点质量 m 4kg ,以初速度v0 10m/s滑上静止在光滑轨道 OB上的小车左端，小车质量

3、为 M 6kg ,高为h 0.8m。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10m/s2。O1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vx,滑出之后做平抛运动,，一、一，12在竖直方向上：h gt ,水平方向：1ABvxt解得：vx 3m / s2在小

4、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：mv0 m M解得：v共 4m/s,由能量守恒定律得：Qmgsf对1 mv2 1m M v2 , 22解得：球目对 6 m,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:1212mgs mvx mv 共， 22解得：s 0.7m,车的最小长度：故 L s相对s 6.7m；3.如图所示，足够长的木板与水平地面间的夹角。可以调节，当木板与水平地面间的夹角为37。时，一小物块(可视为质点)恰好能沿着木板匀速下滑.若让该物块以大小10m/s的初速度从木

5、板的底端沿木板上滑，随着 。的改变，物块沿木板滑行的距离x将发生变化.取 g=10m/s2, sin37 =0.6, cos37 =0.8.(1)求物块与木板间的动摩擦因数占(2)当。满足什么条件时，物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出该最小距离【答案】 0.75(2) 4m【解析】【详解】(1)当。=37时，设物块的质量为 m,物块所受木板的支持力大小为Fn,对物块受力分析,有： mgsin37 =科比Fn- mgcos37 =0解得：尸0.75(2)设物块的加速度大小为a,则有：mgsin9+mcos0=ma设物块的位移为x,则有：V02=2ax2-IV0解得：x 02g sin cos令

6、tana=(i,可知当 a+ 0=90,即(=53时x最小最小距离为：xmin=4m4.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科=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】(l)ai 1ms2,a2;(2)30J0

7、.5ms2【解析】(1)A滑块在绸带上水平向右滑动，受到的滑动摩擦力为fA,水平运动，则竖直方向平衡：Na mg , fA NA ；解得：fA mg A滑块在绸带上水平向右滑动,0时刻的加速度为ai ,由牛顿第二定律得：F fA mAa1 B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 fB mBa2 ；联立解得：a1 1m / 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 为和*2LX1 X2 一21 .2X1at21 .2x2a2t2代入数据解得：X1 2m , X2 1m, t 2s2秒时A滑块离开绸带，离开绸带后 A

8、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 fA x1 x2代入数据解得：Q 30J .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,

9、取g=10m/s2.求：70(1)包裹A与传送带间的动摩擦因数(2)两包裹碰撞过程中损失的机械能；(3)包裹A是否会到达分拣通道口.【答案】(1) m=0.5(2) AE=0.96J (3)包裹A不会到达分拣通道口【解析】【详解】(1)假设包裹A经过ti时间速度达到V0,由运动学知识有 ti vo(t t/L2包裹A在传送带上加速度的大小为ai,vo=aiti包裹A的质量为mA,与传输带间的动摩榛因数为W,由牛顿运动定律有：mmAg=mAai解得：国=0.5(2)包裹A离开传送带时速度为 vo,设第一次碰后包裹A与包裹B速度分别为va和vb,由动量守恒定律有 ：m avo= m ava+ m

10、bvb包裹B在水平面上滑行过程，由动能定理有:- HmBgx=0-2 mBvB2解得va=-0.4m/s ,负号表示方向向左，大小为 0.4m/s两包裹碰撞时损失的机械能：AE= mAvo2 - mAvA2- mBvB2222解得：AE=0.96J(3)第一次碰后包裹A返回传送带，在传送带作用下向左运动Xa后速度减为零,-1 o由动能7E理可知-图mAgXA=0-万mAvA2解得XA=0.016mL,包裹A在传送带上会再次向右运动 设包裹A再次离开传送带的速度为va WmAgxA=； mAvA，2解得:va =0.4m/s设包裹A再次离开传送带后在水平面上滑行的距离为Xa12-隆mAgxA =

11、02 mAvA解得 xa =0.08m xa =0.32m包裹A静止时与分拣通道口的距离为0.24m ,不会到达分拣通道口6.如图所示，一个质量为 3kg的物体静止在光滑水平面上.现沿水平方向对物体施加30N的拉力，(g取10m/s2).求:(1)物体运动时加速度的大小；(2)物体运动3s时速度的大小;(3)物体从开始运动到位移为 20m时经历的时间.【答案】(1) 10m/s2 (2) 30m/s (3) 2s【解析】【详解】(1)根据牛顿第二定律得：F 3022a 一 一 m/s 10m/s ；m 3(2)物体运动3s时速度的大小为：v at 10 3m/s 30m/s；(3)由位移与时间

12、关系：1 .2x at2则：1220m 10 t2,2则：t 2s.【点睛】本题是属性动力学中第一类问题，知道受力情况来确定运动情况，关键求解加速度，它是 联系力与运动的纽带.7.如图，光滑固定斜面上有一楔形物体A。A的上表面水平，A上放置一物块 B。已知斜面足够长、倾角为 aA的质量为M , B的质量为m, A、B间动摩擦因数为 一不)，sinr?最大静擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为go现对A施加一水平推力。求:(1)物体A、B保持静止时，水平推力的大小R；(2)水平推力大小为 F2时，物体A、B 一起沿斜面向上运动，运动距离x后撒去推力,A、B一起沿斜面上滑，整个过程中物体上滑的最大距离L;F应满足的条件。(3)为使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑，推力【答案】(1)律+向必叫E+E而(M +F 先以AB组成的整体为研究的对象，得出共同的加速度，然后以B为研究的对象，结合牛顿第二定律和运动学公式联合求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。【详解】(1) A和B整体处于平衡状态，则Ficosfl 三(M + 疝4解得：Fi =(m + M)g3叫；(2) A和B整体上滑过程由动能定理有|F/cosU - (m + M)gLsinG = 0解得：L(3) A和B间恰好不滑动时，设推力