高考物理牛顿运动定律真题汇编(含答案)(DOC 10页).doc

1、高考物理牛顿运动定律真题汇编(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1如图，有一水平传送带以8m/s的速度匀速运动，现将一小物块（可视为质点）轻轻放在传送带的左端上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，已知传送带左、右端间的距离为4m，g取10m/s2求：（1）刚放上传送带时物块的加速度；（2）传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间【答案】（1）（2）【解析】【分析】先分析物体的运动情况：物体水平方向先受到滑动摩擦力，做匀加速直线运动；若传送带足够长，当物体速度与传送带相同时，物体做匀速直线运动根据牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度，由运动学公式求出物体速度与传送带相同时所经历的时间

2、和位移，判断以后物体做什么运动，若匀速直线运动，再由位移公式求出时间【详解】（1）物块置于传动带左端时，先做加速直线运动，受力分析，由牛顿第二定律得： 代入数据得： （2）设物体加速到与传送带共速时运动的位移为根据运动学公式可得：运动的位移： 则物块从传送带左端到右端全程做匀加速直线运动，设经历时间为，则有解得 【点睛】物体在传送带运动问题，关键是分析物体的受力情况，来确定物体的运动情况，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力2四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

3、大小恒为f=4 N(g取10 ms2)(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）【解析】【分析】【详解】（1）由牛顿第二定律 Fmgf=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 mgf=m

4、a1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 Fmg+f=ma2代入数据解得设恢复升力时的速度为vm，则有由 vm=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=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；（

5、2）0到3s时间内，滑块与绸带摩擦产生的热量【答案】(1)；(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，水平运动，则竖直方向平衡：，；解得： A滑块在绸带上水平向右滑动，0时刻的加速度为 ，由牛顿第二定律得：B滑块和绸带一起向左滑动，0时刻的加速度为由牛顿第二定律得：；联立解得：，；(2)A滑块经滑离绸带，此时滑块发生的位移分别为和 代入数据解得：， 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： 代入数据解得：4滑雪者为什么能在软绵绵的雪地中高速奔驰呢？其原因是白雪内有很多小

6、孔，小孔内充满空气当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦然而当滑雪板对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大假设滑雪者的速度超过4 m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由10.25变为20.125一滑雪者从倾角为37的坡顶A由静止开始自由下滑，滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地，最后停在C处，如图所示不计空气阻力，坡长为l26 m，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8求：(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化经历的时间；(2)滑雪者到达B处

7、的速度；(3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离【答案】1s 99.2m【解析】【分析】由牛顿第二定律分别求出动摩擦因数恒变化前后的加速度，再由运动学知识可求解速度、位移和时间【详解】(1)由牛顿第二定律得滑雪者在斜坡的加速度：a1=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

8、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=99.2m5如图，竖直墙面粗糙，其上有质量分别为mA =1 kg、mB =0.5 kg的两个小滑块A和B，A在B的正上方，A、B相距h=2. 25 m，A始终受一大小F1=l0 N、方向垂直于墙面的水平力作用，B始终受一方向竖直向上的恒力F2作用同时由静止释放A和B，经时间t=0.5 s，A、B恰相遇已知A、B与墙面间的动摩擦因数均为=0.2，重力加速度大小g=10 m/s2求：(1)滑块A的加速度大小aA；(2)相遇前瞬间

9、，恒力F2的功率P【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）A、B受力如图所示：A、B分别向下、向上做匀加速直线运动，对A：水平方向：竖直方向：且：联立以上各式并代入数据解得： （2）对A由位移公式得： 对B由位移公式得： 由位移关系得： 由速度公式得B的速度： 对B由牛顿第二定律得： 恒力F2的功率：联立解得：P50W6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=37一个m=2kg的小球穿在细杆上，小球与细杆间动摩擦因数=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

10、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：代入数据得：小球在A点时的速度(2)小球沿竖直圆轨道从A到B的过程，应用动能定理得： 解得：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：解得：FN=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7如图所示，传送带水平部分

11、xab=0.2m，斜面部分xbc=5.5m，bc与水平方向夹角=37，一个小物体A与传送带间的动摩擦因数=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/s2，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a到b的运动时间到达b点的速度小于传送带的速度，根据牛顿第二定律求出在bc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

12、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b到c的时间【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：解得：A与皮带共速需要发生位移：故根据运动学公式，物体A从a运动到b：代入数据解得：（2）到达b点的速度：由牛顿第二定律得：且代入数据解得：物块在斜面上与传送带共速的位移是：代入数据解得：时间为：因为，物块继续加速下滑由牛顿第二定律得：，且代入数据解得：设从共速到下滑至c的时间为t3，由，得：综上，物块从b运动到c的时间为：85s后系统动量守恒，最终达到相同速度v，则 解得v=0.6m/s，即物块和木板最终以0.6m/s

13、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a1，木板的加速度为a2，经t1时间物块和木板具有相同的速度v，对物块受力分析： 对木板：由运动公式： 解得： 此过程中物块相对木板前进的距离： 解得s=0.5m；t1后物块相对木板向左运动，这再经t2时间滑落，此过程中板的加速度a3，物块的加速度仍为a1，对木板：由运动公式： 解得 故经过时间 物块滑落.9水平面上固定着倾角=37的斜面，将质量m=lkg的物块A从斜面上无初速度释放，其加速度a=3m/s2。经过一段时间，物块A与静止在斜面上的质量M=2kg的物块B发生完全非弹性碰撞，之后一起沿斜面匀速下滑。已知重力加速度大

14、小g=10m/s2，sin37=0.6，co37=0.8，求(1)A与斜面之间的动摩擦因数1；(2)B与斜面之间的动摩擦因数2。【答案】(1)() (2) ()【解析】【分析】物块A沿斜面加速下滑，由滑动摩擦力公式和力的平衡条件求解A与斜面之间的动摩擦因数；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求解B与斜面之间的动摩擦因数。【详解】(1)物块A沿斜面加速下滑， 由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得： 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：。10如图所示，质量为M=8kg的小车停

15、放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F，当小车向右运动速度达 到时，在小车的右端轻轻放置一质量m=2kg的小物块，经过t1=2s的时间，小物块与小车保持相对静止。已知小物块与小车间的动摩擦因数0.2，假设小车足够长，g取10ms2，求：(1)水平恒力F的大小；(2)从小物块放到车上开始经过t=4s小物块相对地面的位移；(3)整个过程中摩擦产生的热量。【答案】（1）8N（2）13.6m（3）12J【解析】试题分析：（1）设小物块与小车保持相对静止时的速度为v，对于小物块，在t1=2s时间内，做匀加速运动，则有：对于小车做匀加速运动，则有：联立以上各式，解得：F=8N （2）对于小物块，在开始t1=2s时间内运动的位移为：此后小物块仍做匀加速运动，加速度大小为，则有x=x1+x2联立以上各式，解得：x=13.6m（3）整个过程中只有前2s物块与小车有相对位移小车位移：相对位移：解得：Q=12J考点：牛顿第二定律的综合应用.