最新高中物理牛顿运动定律试题经典.doc

1、最新高中物理牛顿运动定律试题经典一、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g10m/s2求：（1）小环的质量m；（2）细杆与地面间的倾角a【答案】（1）m1kg，（2）a30【解析】【详解】由图得：0-2s内环的加速度a=0.5m/s2前2s，环受到重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有： 2s后物体做匀速运动，根据共点力平衡条件，有： 由图读出F1=5.5N，F2=5N联立两式，代入数据可解得：m=1kg，sin=0.5，即=302如图甲所示，质量为

2、的放在足够高的平台上，平台表面光滑质量也为的物块放在水平地面上，物块与劲度系数为的轻质弹簧相连，弹簧 与物块用绕过定滑轮的轻绳相连，轻绳刚好绷紧现给物块施加水平向右的拉力（未知），使物块做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为，重力加速度为均可视为质点（1）当物块刚好要离开地面时，拉力的大小及物块的速度大小分别为多少；（2）若将物块换成物块，拉力的方向与水平方向成角，如图乙所示，开始时轻绳也刚好要绷紧，要使物块离开地面前，物块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？（）【答案】（1） （2）【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A

3、的速度大小为v，对物块B受力分析有 ，得： 根据解得：对物体A:;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:，其中；竖直方向：；联立解得 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。板左端有一质量为m= 0.5kg的物块（视为质点），物块与木板间的动摩擦因数为=0.2。初始时物块与木板均处于静止状态，已知g = 10m/s2,物块与木板间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。(1)若仅给木板一水平向左的初速度,求物块相对木板滑动的距离；(2)若仅给物块施加一水平向右的力F，F随时间t变化的图像如图乙所示，求物块与木板最终的速度；(3

4、)若按（1)问中给板初速度的同时，给木板施加一水平向右的恒力F = 6N，求经多长时间物块会从木板上滑落。【答案】（1）1.5m；（2）物块和木板最终以0.6m/s的速度匀速运动.（3）0.91s【解析】【详解】（1）设物块与板最终达到相同的速度v，物块在板上滑行的位移为L，由动量守恒： 由能量关系： 解得L=1.5m（2）由题意可知，若物块和木板一起向右加速，则拉力F1.5N，故在如图所示的拉力F的作用下物块和板无法一起加速，经t1=0.5s时，物块的速度v1，板的速度v2对物块： 对木板：解得v1=0.8m/s，v2=0.5m/s；4一长木板静止在水平地面上，木板长，小茗同学站在木板的左端

5、，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（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/s2在2s内人的位移为：x1 代入数据解得：x1=4m由于x1=4m5m，可知该过程中木板的

6、位移：x2=l-x1=5-4=1m对木板：x2 可得：a2=0.5m/s2对木板进行分析，根据牛顿第二定律：f-（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代入数据解得：【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5如图所示，某货场而将质量为m1=100 kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=1.8 m地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A、B，长度均为l=2m，质量均

7、为m2=100 kg，木板上表面与轨道末端相切货物与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数=0.2（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2）（1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力（2）若货物滑上木板4时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求1应满足的条件（3）若1=0.5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间【答案】（1）（2）0.412(m1+m2)g 联立式代入数据得0.410.6 (3)当1=0.5时，由式可知，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1m1gm1a1 设货物滑到木板A

8、末端是的速度为V1,由运动学公式得V12V02=2a1L 联立式代入数据得V1=4m/s设在木板A上运动的时间为t,由运动学公式得V1=V0a1t 联立式代入数据得t=0.4s6如图所示，水平传送带长L=5m，以速度v=2m/s沿图示方向匀速运动现将一质量为1kg的小物块轻轻地放上传送带的左端，已知小物块与传送带间的动摩擦因数为=0.2，g=10m/s2。求：物块从左端传送到右端需要的时间物体在传送带上因摩擦而产生的热量【答案】3s 2J【解析】【详解】物体在传送带上开始做加速运动，共速后做匀速运动，开始的加速度为 ；加速的时间 加速的位移：；匀速的时间： 则物块从左端传送到右端需要的时间t=

9、t1+t2=3s；物体在传送带上因摩擦而产生的热量：7如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=06m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025，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）（2）（3）5J【解析】试题分析： （1）对滑块

10、从A到B的过程，由动能定理得F1x1F3x3mgxmvB2得vB2m/s（2）在前2 m内，由牛顿第二定律得F1mgma 且x1at12解得t1s（3）当滑块恰好能到达最高点C时，有mgm对滑块从B到C的过程，由动能定理得Wmg2RmvC2mvB2代入数值得W5 J即克服摩擦力做的功为5 J考点：动能定理；牛顿第二定律8如图所示为四旋翼无人机，它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=1 kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F=16 N，无人机上升过程中最大速度为6m/s若无人机从地面以最大升力竖直起飞，打到最大速度所用时间为3s，假设无人机竖直飞行时所

11、受阻力大小不变（g取10 ms）2求：(1)无人机以最大升力起飞的加速度；(2)无人机在竖直上升过程中所受阻力Ff的大小；(3)无人机从地面起飞竖直上升至离地面h=30m的高空所需的最短时间【答案】（1）（2） （3）【解析】（1）根据题意可得（2）由牛顿第二定律 得 （3）竖直向上加速阶段，匀速阶段故9如图，足够长的斜面倾角=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=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

12、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3.62s【解析】试题分析：（1）沿斜面向上运动，由牛顿第二定律得a1=8m/s2（2）物体沿斜面上滑由，得x=9m（3）物体沿斜面返回下滑时，则a2=4m/s2（4）物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间t沿斜面向上运动，沿斜面向下运动则t=t1+t2=s362s考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式

13、的应用10如图所示，质量的小球套在细斜杆上，斜杆与水平方向成角，球与杆之间的滑动摩擦因数，球在竖直向上的拉力作用下沿杆向上滑动（）求：（1）求球对杆的压力大小和方向；（2）小球的加速度多大；（3）要使球以相同的加速度沿杆向下加速运动，应变为多大【答案】（1） 方向垂直于杆向上 （2） （3） 0N【解析】 (1)小球受力如图所示：建立图示坐标，沿y方向，有：(Fmg)cos30FN=0解得：FN=根据牛顿第三定律，球对杆的压力大小为，方向垂直于杆向上(2)沿x方向由牛顿第二定律得(Fmg)sin30f=ma而f=FN解得：a=2.5m/s2（3）沿y方向，有：(mg F)cos30FN=0沿x方向由牛顿第二定律得(mg F)sin30f=ma而f=FN解得：F=0N