物理牛顿运动定律练习题

1、物理牛顿运动定律练习题一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.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.若让该物块以大小匕=10m/s的初速度从木板的底端沿木板上滑，随着力的改变，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.求物块与木板间的动摩擦因数出当什满足什么条件时，物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出该最小距离.【答案】0.754m【解析】【详解】当代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=p

2、tFNFmgcos37=0解得：=0.75设物块的加速度大小为则有：mgsin什+mgcosihma设物块的位移为x,则有：1/。2=2以V2解得：*=2g(sin9cos。)令tana=，可知当a+0=90,即0=53时x最小最小距离为：xmin=4m2.如图甲所示，一长木板静止在水平地面上，在t=0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m=1kg，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(g=10m/s2),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.【

3、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，得从mg-2从mg=ma；121v=at；m11木板和物块相对静止，共同减速过程中，由牛顿第二定律得日-2mg=2ma；220=v-at；m22由图象可知，v=2m/s，t=1s

4、，t=0.8sm12联立解得=0.7(2)小物块减速过程中，有：Nmg=ma；13v=v-at；m031在整个过程中，由系统的能量守恒得1Q=mv220联立解得Q=40.5J【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，质量为m的A放在足够高的平台上，平台表面光滑.质量也为m的物块B放在水平地面上，物块B与劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧与物块A用绕过定滑轮的轻绳相连，轻绳刚好绷紧.现给物块A施加水平向右的拉力F(未知)，使物块A做初速度为零的匀加速直线运动，加

5、速度为a,重力加速度为g,A、B均可视为质点.甲甲(1)当物块5刚好要离开地面时，拉力厂的大小及物块A的速度大小分别为多少；(2)若将物块A换成物块C,拉力厂的方向与水平方向成。=370角，如图乙所示，开始时轻绳也刚好要绷紧，要使物块5离开地面前，物块C一直以大小为。的加速度做匀加速度运动，则物块。的质量应满足什么条件？(sin37o=0.6,cos37o=0.8)3mg【答案】（1）F=ma+mv=一-一（2）mN-kC4g3a【解析】【分析】【详解】(1)当物块B刚好要离开地面时，设弹簧的伸长量为x，物块小的速度大小为v，对物块mgB受力分析有mg=kx，得：x=丁根据v2根据v2=2ax

6、解得：v=2amgk对物体A：FT=ma;对物体B：T=mg，解得F=ma+mg；(2)设某时刻弹簧的伸长量为x.对物体C,水平方向:Fcos0T=mCa，其中T=kxmg；竖直方向：Fsin6mCg；3mg联立解得mNK4.如图，质量分别为mA=1kg、mB=2kg的A、B两滑块放在水平面上，处于场强大小E=3x105N/C、方向水平向右的匀强电场中，A不带电，B带正电、电荷量q=2x10rC.零时刻，A、B用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着，从静止同时开始运动，2s末细绳断开.已知A、B与水平面间的动摩擦因数均为巧0.1,重力加速度大小g=10m/s2.求：(1)前2s内，A的位移大小;6

7、s末，电场力的瞬时功率.【答案】2m60W【解析】【分析】【详解】(1)B所受电场力为F=Eq=6N；绳断之前，对系统由牛顿第二定律：F-呵+0旭=加+0同可得系统的加速度alm/s2；由运动规律：x=a1t12解得A在2s内的位移为x=2m；(2)设绳断瞬间，AB的速度大小为v1,t2=6s时刻，b的速度大小为v2,则v1=a1t1=2m/s；绳断后，对B由牛顿第二定律：F-mBg=mBa2解得a2=2m/s2；由运动规律可知：v2=v1+a2(t2t1)解得v2=10m/s电场力的功率P=Fv，解得P=60W5.如图所示，水平面上AB间有一长度x=4m的凹槽，长度为L=2m、质量M=1kg

8、的木板静止于凹槽右侧，木板厚度与凹槽深度相同，水平面左侧有一半径R=0.4m的竖直半圆轨道,右侧有一个足够长的圆弧轨道,A点右侧静止一质量m1=0.98kg的小木块.射钉枪以速度v0=100m/s射出一颗质量m0=0.02kg的铁钉，铁钉嵌在木块中并滑上木板，木板与木块间动摩擦因数打0.05,其它摩擦不计.若木板每次与A、B相碰后速度立即减为0,且与A、B不粘连，重力加速度g=10m/s2.求：(1)铁钉射入木块后共同的速度v;(2)木块经过竖直圆轨道最低点C时，对轨道的压力大小FN;(3)木块最终停止时离A点的距离s.【答案】(1)v=2m/s(2)F=12.5N(3)AL=1.25mN【解

9、析】设铁钉与木块的共同速度为V,取向左为正方向，根据动量守恒定律得:mv=(m+m)v0001解得：v=2ms；木块滑上薄板后，木块的加速度。=日g=0.5”;2,且方向向右，且方向向左NmgV，且方向向左板产生的加速度a2-M二O.5设经过时间t,木块与木板共同速度y运动贝U：v一at-at此时木块与木板一起运动的距离等于木板的长度11Ax-vtat2at2-L2122故共速时，恰好在最左侧B点，此时木块的速度M=at=1m1ss木块过C点时对其产生的支持力与重力的合力提供向心力，则：v2F一mg-mNR代入相关数据解得：Fn=12.5N.由牛顿第三定律知，木块过圆弧C点时对C点压力为12.

10、5N；1木块还能上升的高度为h，由机械能守恒有：-（m+m）v2=（m+m）gh20101h=0.05m0.4m木块不脱离圆弧轨道，返回时以1m/s的速度再由B处滑上木板，设经过t1共速，此时木板的加速度方向向右，大小仍为a2,木块的加速度仍为a1,则：v2一a1t1-a2t1，解得：t1=1s11此时Ax-vt一at2一at2-0.5m1211221V3=V2-%=AmS碰撞后，v薄=0，木块以速度v3=0.5m/s的速度向右做减速运动设经过t2时间速度为0，则t21x=vt一一at2=0.25m32222故AL=L-x-x=1.25m即木块停止运动时离A点1.25m远.质量m=2kg的物块

11、自斜面底端A以初速度=16m/s沿足够长的固定斜面向上滑行，经时间t=2s速度减为零.已知斜面的倾角以37,重力加速度g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8.试求：（1）物块上滑过程中加速度大小；（2）物块滑动过程摩擦力大小；（3）物块下滑所用时间.【答案】(1)8m/s2；(2)4N；(3)s【解析】【详解】(1)上滑时，加速度大小(2)上滑时，由牛顿第二定律，得：解得(3)位移下滑时，由牛顿第二定律，得解得由，解得=s.一长木板静止在水平地面上，木板长/=5爪，小茗同学站在木板的左端，也处于静止状态，现小茗开始向右做匀加速运动，经过2s小茗从木板上离开，离开木板时小茗的速

12、度为v=4m/s,已知木板质量M=20kg，小茗质量m=50kg,g取10m/s2,求木板与地面之间的动摩擦因数日(结果保留两位有效数字).【答案】0.13【解析】【分析】对人分析，由速度公式求得加速度，由牛顿第二定律求人受到木板的摩擦力大小；由运动学的公式求出长木板的加速度，由牛顿第二定律求木板与地面之间的摩擦力大小和木板与地面之间的动摩擦因数.【详解】对人进行分析，由速度时间公式：v=a1t代入数据解得：a1=2m/s21在2s内人的位移为：x1二aat22i代入数据解得：x1=4m由于x1=4m5m,可知该过程中木板的位移：x2=l-x1=5-4=1m对木板：2=2aF可得：a2=0.5

13、m/s2对木板进行分析，根据牛顿第二定律：f-U(M+m)g=Ma2根据牛顿第二定律，板对人的摩擦力f=ma1代入数据解得：f=100N,.一9代入数据解得：!=700.13.【点睛】本题主要考查了相对运动问题，应用牛顿第二定律和运动学公式，再结合位移间的关系即可解题.本题也可以根据动量定理解答.如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块(大小不计)，从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化关系如图乙所示，滑块与AB间动摩擦因数为0.25,与BC间的动摩擦因数未知，取g=l0m/s2.求：(1)滑块到达B处时的

14、速度大小；(2)滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间；(3)若滑块到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能达到最高点C,则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少.【答案】(1)2hcote=0.9m，所以q与斜面分离后，会直热门落到水平面上，则第一次落到水平面时的位置到该时刻滑块P上B端的距离x=X1+X2=1.02m。10.如图，足够长的斜面倾角0=37.一个物体以v0=12m/s的初速度从斜面A点处沿斜面向上运动.物体与斜面间的动摩擦因数为巧0.25.已知重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8.求：(1)物体沿斜面上滑时的加速度大小a1；(2)物体沿斜面上滑的最大距离x；(3)物体沿斜面到达最高点后返回下滑时的加速度大小a2；(4)物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间t.【答案】(1)物体沿斜面上滑时的加速度大小a1为8m/s2；(2)物体沿斜面上滑的最大距离x为9m；(3)物体沿斜面到达最高点后返回下滑时的加速度大小a2为4m/s2；(4)物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间3