牛顿定律练习题
牛顿运动定律练习题
牛顿运动定律练习题一、选择题1.关于伽利略的理想实验,以下说法中正确的是( )A .伽利略的实验是假想实验,事实上无法完成,从而得出的结论不可靠B .是以可靠事实为基础,经科学抽象出来的C .伽利略通过斜面实验得到结论:一切运动着的物体在没有受到阻力作用的时候,它的速度不变,并且一直运动下去D .伽利略利用自己设计的理想实验,观察到小球不受阻力时以恒定速度运动,从而推翻了亚里士多德的结论2.一个物体在水平恒力F 的作用下,由静止开始在一个粗糙的水平面上运动,经过时间t ,速度变为v ,如果要使物体的速度变为2v ,下列方法正确的是( )A .将水平恒力增加到2F ,其他条件不变B .将物体质量减小一半,其他条件不变C .物体质量不变,水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D .将时间增加到原来的2倍,其他条件不变 3.关于物体的惯性,下列说法中正确的是( )A .把手中的球由静止释放后,球能加速下落,说明力是改变物体惯性的原因B .我国优秀田径运动员刘翔在进行110 m 栏比赛中做最后冲刺时,速度很大,很难停下来,说明速度越大,物体的惯性也越大C .战斗机在空战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性D .公交汽车在起动时,乘客都要向前倾,这是乘客具有惯性的缘故 4.如图所示,物块A 和B 的质量均为m ,吊篮C 的质量为2m ,物块A 、B 之间用轻弹簧连接.重力加速度为g ,将悬挂吊篮的轻绳烧断的瞬间,A 、B 、C 的加速度分别为( )A .a A =0B . a B =g3C .a C =gD .a B =2g5.如图甲所示,一个质量为m 的圆环套在一根固定的水平长直杆上,环与杆间的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v 0,同时对环加一个竖直向上的作用力F ,并使F 的大小随v 的大小变化,两者的关系为F =kv ,其中k 为常数,则环在运动过程中的速度图象可能是图乙中的( )6.如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v 1沿顺时针转动,传送带右侧有一与传送带等高的光滑水平面,一物块以初速度v 2沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,此时其速率为v 3.则下列说法正确的是( )A .只有v 1=v 2时,才有v 3=v 1B .若v 1 >v 2,则v 3=v 2C .若v 1 <v 2,则v 3=v 1D .不管v 2多大,总有v 3=v 17.(2011·四川卷,19)如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则A .火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B .返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C .返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D .返回舱在喷气过程中处于失重状态 8.(2011·福建卷,16)如图3-3-21甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行.初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v -t 图象(以地面为参考系)如图3-3-21乙所示.已知v 2>v 1,则A .t 2时刻,小物块离A 处的距离达到最大B .t 2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C .0~t 2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D .0~t 3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用9.某研究性学习小组用实验装置模拟火箭发射卫星.火箭点燃后从地面竖直升空,燃料燃尽后火箭的第一级和第二级相继脱落,实验中测得卫星竖直方向的速度—时间图象如图所示,设运动中不计空气阻力,燃料燃烧时产生的推力大小恒定.下列判断正确的是( )A .t 2时刻卫星到达最高点,t 3时刻卫星落回地面B .卫星在0~t 1时间内的加速度大于t 1~t 2时间内的加速度C .t 1~t 2时间内卫星处于超重状态D .t 2~t 3时间内卫星处于超重状态10.身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在同一水平面上通过一轻杆进行顶牛比赛.企图迫使对方后退.设甲、乙两人对杆的推力分别是F1、F 2,甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为α1、α2,倾角α越大,此刻人手和杆的端点位置就越低,如图所示,若甲获胜,则( )A .F 1=F 2,α1>α2B .F 1>F 2,α1=α2C .F 1=F 2,α1<α2D .F 1>F 2,α1>α211. (2011·高考北京理综卷)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处, 从几十米高处跳下的一种极限运动. 某人做蹦极运动, 所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示. 将蹦极过程近似为在竖直方向的运动, 重力加速度为g .据图3-1-12可知, 此人在蹦极过程中最大加速度约为 A. g B. 2g C. 3g D. 4g12. 如图所示, 两个质量分别为m 1=1 kg 、m 2=4 kg 的物体置于光滑的水平面上, 中间用轻质弹簧秤连接. 两个大小分别为T 1=30 N 、T 2=20 N 的水平拉力分别作用在m 1、m 2上, 则达到稳定状态后, 下列说法正确的是( )A. 弹簧秤的示数是25 NB. 弹簧秤的示数是50 NC. 在突然撤去T2的瞬间, m2的加速度大小为7 m/s2D. 在突然撤去T1的瞬间, m1的加速度大小为28 m/s213.(2011·高考新课标全国卷)如图所示, 在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板, 其上叠放一质量为m2的木块. 假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等. 现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数), 木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )14. (2012·安徽省城名校高三第三次联考)如图所示, 在光滑的水平面上叠放A、B两滑块(B 足够长), 其中A的质量为1 kg, B的质量为2 kg, 现有一水平作用力F作用于B上, A、B间的摩擦因数为0.2, 当F取不同值时, (g=10 m/s2)关于A的加速度说法正确的是( )A. 当F=2 N, A的加加速度为2 m/s2B. 当F=4 N, A的加加速度为2 m/s2C. 当F=5 N, A的加加速度为2 m/s2D. 当F=7 N, A的加加速度为2 m/s215.如图①所示,一根轻弹簧竖直立在水平地面上,下端固定.一物块从高处自由落下,落到弹簧上端,将弹簧压缩至最低点.在上述过程中,物块加速度的大小随下降位移x变化关系的图像可能是图②中的()16.如下图所示,水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列说法中正确的是()A.作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B.作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力17.(2013·安徽“江南十校”联考)如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态,现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x的关系如图b所示(取g=10 m/s2),则正确的结论是()A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态B.弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC.物体的质量为3 kgD.物体的加速度大小为5 m/s218.如下图所示,竖直放置在水平面上的轻弹簧上放着质量为2 kg 的物体A ,处于静止状态.若将一个质量为3 kg 的物体B 轻放在A 上的一瞬间,则B 对A 的压力大小为(g 取10 m/s 2)( )A .30 NB .0C .15 ND .12 N 19. (2010·高考山东理综卷)如图所示, 物体沿斜面由静止滑下, 在水平面上滑行一段距离停止, 物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同, 斜面与水平面平滑连接. 图中v 、a 、f 和s 分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程. 图中正确的是( )二、填空题20.如图所示, 两个质量相同的小球A 和B , 甲图中两球用不可伸长的细绳连接, 乙图中两球用轻弹簧相连, 然后用细绳悬挂起来. 对于甲图, 在剪断悬挂线OA 的瞬间, A 球的加速度大小是 ,B 球的加速度大小 对于乙图, 在剪断细绳的瞬间, A 球的加速度大小 ,B 球的加速度大小 21. (2012·南京模拟)某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力F 及质量m 关系的实验, 图中(a)所示为实验装置简图. (交流电的频率为50 Hz)(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带, 根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s 2.(保留两位有效数字)(2)保持砂和砂桶质量不变, 改变小车质量m , 分别得到小车加速度a 与质量m 及对应的1m数据请在如图所示的坐标纸中画出a-1m图线, 并由图线求出小车加速度a与质量倒数1m之间的关系式是________.22.(1)如图为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置, 在图示状态下开始做实验. 该同学在装置和操作中的主要错误有: ______________ ________________________________________________________________________________________.(至少写出两处)(2)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中, 为了使小车受到合外力等于砂和砂桶的总重力, 通常采用如下两个措施:a. 平衡摩擦力: 将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块, 反复移动木块的位置, 直到小车在砂桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动.B. 调整砂的多少, 使砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M.①以上哪一个措施中有错误?有何重大错误?答: ________________________________________________________________________.②在改正了上述错误之后, 保持小车及砝码的总质量M不变, 反复改变砂的质量, 并测得一系列数据, 结果发现小车受到的合外力(砂桶及砂的总重量)与加速度的比值略大于小车及砝码的总质量M.经检查发现滑轮非常光滑, 打点计时器工作正常, 且事先基本上平衡了摩擦力. 那么出现这种情况的主要原因是什么?答: ________________________________________________________________________.三、计算题23.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升力F =28 N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g 取10 m/s2.(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H=64 m.求飞行器所受阻力Ff的大小;(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h.24.如下图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为m A、m B,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态.现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d.重力加速度为g.25.在2008年北京残奥会开幕式上运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如下图所示.设运动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1 m/s2上升时,试求(1)运动员竖直向下拉绳的力;(2)运动员对吊椅的压力.26.如图3-2-26所示, 木板静止于水平地面上, 在其最右端放一可视为质点的木块. 已知木块的质量m=1 kg, 木板的质量M=4 kg, 长L=2.5 m, 上表面光滑, 下表面与地面之间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平恒力T=20 N拉木板, g取10 m/s2, 求:(1)木板加速度的大小;(2)要使木块能滑离木板, 水平恒力T作用的最短时间;(3)如果其他条件不变, 假设木板的上表面也粗糙, 其上表面与木块之间的动摩擦因数为μ1=0.3, 欲使木板能从木块的下方抽出, 需对木板施加的最小水平拉力;(4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变, 只将水平恒力增加为30 N, 则木块滑离木板需要多长时间?牛顿运动定律练习题答案:1.BC 2. D 3. C4. 【解析】将悬挂吊篮的轻绳烧断的瞬间,弹簧的弹力不能突变,所以a A =0,B 和C 的加速度相同,为a B =a C =43g ,所以只有A 选项正确.5. 【解析】当v 0较大时,F >mg ,物体做加速度减小的减速运动,最后趋于匀速直线运动;当kv 0=mg 时,物体做匀速直线运动;当v 0较小时,F <mg ,物体做加速度增大的减速运动,所以A 、B 、D 正确. 【答案】ABD6. 【解析】注意传送带对物块的摩擦力方向的判断.物块向左减速运动:位移L =v 222μg ;物块减速到零后向右做加速运动:若v 1 >v 2,物块一直匀加速到返回水平面,则v 3=v 2;若v 1 <v 2,物块加速到速度等于v 1后,匀速运动到水平面,则v 3=v 1.此题也可用v -t 图象求解.【答案】BC7. 解析 火箭开始喷气瞬间,返回舱受到向上的反作用力,所受合外力向上,故伞绳的拉力变小,所以选项A 正确;返回舱与降落伞组成的系统在火箭喷气前受力平衡,喷气后减速的主要原因是受到喷出气体的反作用力,故选项B 错误;返回舱在喷气过程中做减速直线运动,故合外力一定做负功,选项C 错误;返回舱喷气过程中产生竖直向上的加速度,故应处于超重状态,选项D 错误. 答案 A8. 解析 相对地面而言,小物块在0~t 1时间内,向左做匀减速运动,t 1~t 2时间内,又反向向右做匀加速运动,当其速度与传送带速度相同时(即t 2时刻),小物块向右做匀速运动.故小物块在t 1时刻离A 处距离最大,A 错误.相对传送带而言,在0~t 2时间内,小物块一直相对传送带向左运动,故一直受向右的滑动摩擦力,在t 2~t 3时间内,小物块相对于传送带静止,小物块不受摩擦力作用,因此t 2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大值,B 正确,C 、D 均错误.(传送带模型) 答案 B9. 解析:卫星在0~t 3时间内速度方向不变,一直升高,在t 3时刻到达最高点,A 错误;v -t 图象的斜率表示卫星的加速度;由图可知,t 1~t 2时间内卫星的加速度大,B 错误;t 1~t 2时间内,卫星的加速度竖直向上,处于超重状态,t 2~t 3时间内,卫星的加速度竖直向下,处于失重状态,故C 正确、D 错误. 答案:C10. 解析:由于杆是轻杆,把杆当做甲或乙的一部分,由牛顿第三定律,F 1=F 2,故B 、D 错误.甲获胜是由于甲所受地面的最大静摩擦力大于乙,故甲端杆的端点的位置较低,由受力分析和力的平衡可知,α1>α2,故A 对. 答案:A11. 解析: 选 B.“蹦极”运动的最终结果是运动员悬在空中处于静止状态, 此时绳的拉力等于运动员的重力, 由图可知, 绳子拉力最终趋于恒定时等于重力且等于35T 0即mg =35T 0.即T 0=53mg .当绳子拉力最大时, 运动员处于最低点且合力最大, 故加速度也最大, 此时T 最大=95T 0=3mg , 方向竖直向上, 由ma =T 最大-mg =3mg -mg =2mg 得最大加速度为2g , 故B 正确.12.以m 1、m 2以及弹簧为研究对象, 则整体向右的加速度a =T 1-T 2m 1+m 2=2 m/s 2; 再以m 1为研究对象, 设弹簧的弹力为F , 则T 1-F =m 1a , 则F =28 N, A 、B 错误; 突然撤去T 2的瞬间, 弹簧的弹力不变, 此时m 2的加速度大小a =Fm 2=7 m/s 2, C 正确; 突然撤去T 1的瞬间, 弹簧的弹力也不变, 此时m 1的加速度大小a =Tm 1=28 m/s 2, D 正确.13. 解析: 选A.在m 2与m 1相对滑动前, F =kt =(m 1+m 2)·a , a 与t 成正比关系, a 1-t 关系图线的斜率为k m 1+m 2, 当m 1与m 2相对滑动后, m 1受的是f 21=μm 2g =m 1a 1, a 1=μm 2gm 1为一恒量, 对m 2有F -μm 2g =m 2a 2, 得a 2=kt m 2-μg , 斜率为km 2, 此斜率大于滑动前图线的斜率, 可知A 正确,B 、C 、D 错误.14. 解析: 选 D.当F 取某一值时, A 、B 将发生相对滑动, 对A 、B 有: a A =μg , a B =F -μm A gm B, 发生滑动时, a B ≥a A , 所以当F ≥6 N 时, A 、B 将发生相对滑动, A 的加速度为2 m/s 2, 选项D 正确.15. 解析 由牛顿第二定律mg -kx =ma 可知,接触弹簧后加速度随位移线性变化.当弹簧的弹力等于重力时,此时的加速度为零,物体的速度达到最大,在平衡位置上方和平衡位置下方对称的位置,物体加速运动的加速度和减速运动的加速度的大小相等,故当减速运动的加速度大小等于重力加速度时,物体的速度等于刚接触弹簧时的速度,物体要继续向下运动至速度减为零,所以最低点的加速度一定大于g ,正确选项为A. 答案 A16. 解析:作用力F 跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、在一条直线上,是一对平衡力,因此选项A 错误;作用力F 作用在物体上,而物体对墙壁的压力作用在墙壁上,这两个力不能成为平衡力,选项B 错误;在竖直方向上物体受重力,方向竖直向下,还受墙壁对物体的静摩擦力,方向竖直向上.由于物体处于平衡状态,因此这两个力是一对平衡力,选项C 正确;物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力,因此是一对作用力与反作用力,选项D 正确. 答案:CD17. 解析:物体与弹簧分离时,弹簧恰好恢复到自然长度,选项A 错;设物体的质量为m ,加速度为a ,初始时弹簧的压缩量为x 0,kx 0=mg ;当物体位移大小为x 时:F +k (x 0-x )-mg =ma ,解得:F =kx +ma ;由F -x 图象的斜率知,弹簧的劲度系数为k =5 N/cm ,选项B 错;又当x =0时:10 N =ma ;x =4 cm 时,30 N -mg =ma ,可得:m =2 kg ,a =5 m/s 2,故选项C 错,D 对. 答案:D18. 解析:在B 轻放在A 上瞬间时,对整体用牛顿第二定律得m B g =(m A +m B )a 再对B 用牛顿第二定律得m B g -F N =m B a 解得F N =12 N .据牛顿第三定律可知B 对A 的压力大小12 N .故选D. 答案:D19. 解析: 选C.物体先做匀加速运动后做匀减速运动, 其v -t 图像应为倾斜直线, a -t 图像为平行于横轴的直线, s -t 图像应为抛物线, 选项A 、B 、D 错误; 根据滑动摩擦力f =μN 可知, f -t 图像应为平行于横轴的直线, 由于物体对水平面的压力比对斜面的压力大, 所以物体对水平面的摩擦力较大, 选项C 正确.20. 解析: (1)不可伸长的细绳的张力变化时间可以忽略不计, 因此可称之为“突变弹力”. 甲图中剪断OA 后, A 、B 间的细绳张力立即变为零, 故有a A =a B =g . (2)当A 、B 间是用轻弹簧相连时, 剪断OA 后, 弹簧形变量尚未改变, 其弹力将逐渐减小, 可称之为“渐变弹力”. 因此, 这时B 球加速度仍为零, 即a B =0, A 球加速度为a A =2g . 答案: (1)g g (2)2g 021. (1)由逐差法得a =a -=s 3+s 4-s 1+s 24T 2=7.72+7.21-+4×0.042×10-2 m/s 2≈3.2 m/s 2.(2)如图所示由图知斜率k =0.5, 即保持合外力F =0.5 N, 所以a =0.5m =12m.22. (1)主要错误有: ①长木板右端未垫高以平衡摩擦力; ②打点计时器用的是直流电源; ③牵引小车的细线没有与木板平行; ④开始实验时, 小车离打点计时器太远.(2)①a 中平衡摩擦力时, 不应用小桶拉动小车做匀速运动, 应让小车自身的重力沿斜面方向的分力来平衡摩擦力. ②由于砂桶及砂向下加速, 处于失重状态, 拉小车的合外力F <mg , 而处理数据时又将F 按等于mg 处理. 因此, M =F a <mga. 23. 解析:(1)由H =12at2得a =2 m/s2 由F -Ff -mg =ma 得Ff =4 N(2)前6 s 向上做匀加速运动最大速度:v =at =12 m/s上升的高度:h1=12at2=36 m然后向上做匀减速运动加速度a2=Ff +mgm =12 m/s2上升的高度h2=v22a2=6 m所以上升的最大高度:h =h1+h2=42 m 答案:(1)4 N (2)42 m 24. 解析:令x 1表示未加F 时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿定律可知kx 1=m A g sin θ① 令x 2表示B 刚要离开C 时弹簧的伸长量,a 表示此时A 的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知kx 2=m B g sin θ② F -m A g sin θ-kx 2=m A a ③由②③式可得a =F -m A +m B g sin θm A④由题意 d =x 1+x 2⑤由①②⑤式可得d =m A +m B g sin θk .答案:a =F -m A +m B g sin θm A d =m A +m B g sin θk25. 解析:解法1:(1)设运动员和吊椅的质量分别为M 和m ,绳拉运动员的力为F .以运动员和吊椅整体为研究对象,受到重力的大小为(M +m )g ,向上的拉力为2F ,根据牛顿第二定律2F -(M +m )g =(M +m )a F =440 N根据牛顿第三定律,运动员拉绳的力大小为440 N ,方向竖直向下.(2)以运动员为研究对象,运动员受到三个力的作用,重力大小Mg ,绳的拉力F ,吊椅对运动员的支持力F N .根据牛顿第二定律:F +F N -Mg =MaF N =275 N根据牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力大小为275 N ,方向竖直向下.解法2:设运动员和吊椅的质量分别为M 和m ;运动员竖直向下的拉力大小为F ,对吊椅的压力大小为F N .根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为F ,吊椅对运动员的支持力大小为F N .分别以运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律:F +F N -Mg =Ma ① F -F N -mg =ma ②由①②解得F =440 N ,F N =275 N. 答案:(1)440 N (2)275 N11 26.解析: (1)木板受到的摩擦力f =μ(M +m )g =10 N木板的加速度a =T -f M =2.5 m/s 2.(2)设拉力T 作用t 时间后撤去,木板的加速度为a ′=-f M =-2.5 m/s 2木板先做匀加速运动, 后做匀减速运动, 且a =-a ′, 故at 2=L解得t =1 s, 即T 作用的最短时间为1 s.(3)设木块的最大加速度为a 木块, 木板的最大加速度为a 木板, 则μ1mg =ma 木块 得: a 木块=μ1g =3 m/s 2对木板: T 1-μ1mg -μ(M +m )g =Ma 木板木板能从木块的下方抽出的条件: a 木板>a 木块 解得: T 1>25 N.(4)木块的加速度a 木块=μ1g =3 m/s 2木板的加速度a 木板=T 2-μ1mg -μM +m g M =4.25 m/s 2木块滑离木板时, 两者的位移关系为s 木板-s 木块=L , 即12a 木板t 2-12a 木块t 2=L代入数据解得: t =2 s. 答案: (1)2.5 m/s 2 (2)1 s (3)25 N (4)2 s。
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)
高中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.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v 0=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 /s 2,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.地震发生后,需要向灾区运送大量救灾物资,在物资转运过程中大量使用了如图所示的传送带.已知某传送带与水平面成37θ=角,皮带的AB 部分长 5.8L m =,皮带以恒定的速率4/v m s =按图示方向传送,若在B 端无初速度地放置一个质量50m kg =的救灾物资(P 可视为质点),P 与皮带之间的动摩擦因数0.5(μ=取210/g m s =,sin370.6)=,求:()1物资P 从B 端开始运动时的加速度. ()2物资P 到达A 端时的动能.【答案】()1物资P 从B 端开始运动时的加速度是()210/.2m s 物资P 到达A 端时的动能是900J . 【解析】 【分析】(1)选取物体P 为研究的对象,对P 进行受力分析,求得合外力,然后根据牛顿第三定律即可求出加速度;(2)物体p 从B 到A 的过程中,重力和摩擦力做功,可以使用动能定律求得物资P 到达A 端时的动能,也可以使用运动学的公式求出速度,然后求动能. 【详解】(1)P 刚放上B 点时,受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用,sin mg F ma θ+=;cos N F mg θ=N F F μ=其加速度为:21sin cos 10/a g g m s θμθ=+=(2)解法一:P 达到与传送带有相同速度的位移210.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用 根据动能定理:()()2211sin 22A mg F L s mv mv θ--=- 到A 端时的动能219002kA A E mv J == 解法二:P 达到与传送带有相同速度的位移210.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用,P 的加速度22sin cos 2/a g g m s θμθ=-=后段运动有:222212L s vt a t -=+, 解得:21t s =,到达A 端的速度226/A v v a t m s =+=动能219002kA A E mv J == 【点睛】传送带问题中,需要注意的是传送带的速度与物体受到之间的关系,当二者速度相等时,即保持相对静止.属于中档题目.3.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F 1、F 2和F 3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 km 及东东家阳台距地面的高度h . 【答案】(1) m =2kg (2)2112km E mv J == h =56m 【解析】 【分析】 【详解】(1)在货物匀速上升的过程中 由平衡条件得2F mg f =+ 其中0.02f mg = 解得2kg m =(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33–mg f F ma += 由运动学公式得330v a t =- 解得1m v s = 最大动能211J 2m k E mv == 减速阶段的位移3310.5m 2x vt == 匀速阶段的位移2253m x vt ==加速阶段,由牛顿运动定律得11––F mg f ma =,由运动学公式得2112a x v =,解得1 2.5m x =阳台距地面的高度12356m h x x x =++=4.某种弹射装置的示意图如图所示,光滑的水平导轨MN 右端N 处于倾斜传送带理想连接,传送带长度L=15.0m ,皮带以恒定速率v=5m/s 顺时针转动,三个质量均为m=1.0kg 的滑块A 、B 、C 置于水平导轨上,B 、C 之间有一段轻弹簧刚好处于原长,滑块B 与轻弹簧连接,C 未连接弹簧,B 、C 处于静止状态且离N 点足够远,现让滑块A 以初速度v 0=6m/s 沿B 、C 连线方向向B 运动,A 与B 碰撞后粘合在一起.碰撞时间极短,滑块C 脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带,并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上,已知滑块C 与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8,重力加速度g=10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(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v 0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v 0的取值范围是什么?(结果可用根号表示) 【答案】(1)9J E ∆= (2)8J Q =03313m/s 397m/s 22v ≤≤ 【解析】试题分析:(1)A 、B 碰撞过程水平方向的动量守恒,由此求出二者的共同速度;由功能关系即可求出损失的机械能;(2)A 、B 碰撞后与C 作用的过程中ABC 组成的系统动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出C 与AB 分开后的速度,C 在传送带上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律求出加速度,然后应用匀变速直线运动规律求出C 相对于传送带运动时的相对位移,由功能关系即可求出摩擦产生的热量.(3)应用动量守恒定律、能量守恒定律与运动学公式可以求出滑块A 的最大速度和最小速度.(1)A 与B 位于光滑的水平面上,系统在水平方向的动量守恒,设A 与B 碰撞后共同速度为1v ,选取向右为正方向,对A 、B 有:012mv mv = 碰撞时损失机械能()220111222E mv m v ∆=- 解得:9E J ∆=(2)设A 、B 碰撞后,弹簧第一次恢复原长时AB 的速度为B v ,C 的速度为C v 由动量守恒得:122B C mv mv mv =+ 由机械能守恒得:()()222111122222B C m v m v mv =+ 解得:4/c v m s =C 以c v 滑上传送带,假设匀加速的直线运动位移为x 时与传送带共速由牛顿第二定律得:210.4/a gcos gsin m s μθθ=-=由速度位移公式得:2212C v v a x -=联立解得:x=11.25m <L 加速运动的时间为t ,有:12.5Cv v t s a -== 所以相对位移x vt x ∆=- 代入数据得: 1.25x m ∆=摩擦生热·8Q mgcos x J μθ=∆= (3)设A 的最大速度为max v ,滑块C 与弹簧分离时C 的速度为1c v ,AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直做加速度为2a 的匀减速直线运动直到P 点与传送带共速则有:22212c v v a L -=根据牛顿第二定律得:2212.4/a gsin gcos m s θμθ=--=-联立解得:1/c v s =设A 的最小速度为min v ,滑块C 与弹簧分离时C 的速度为2C v ,AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直做加速度为1a 的匀加速直线运动直到P 点与传送带共速则有:22112c v v a L -=解得:2/c v s =对A 、B 、C 和弹簧组成的系统从AB 碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中 系统动量守恒,则有:112max B C mv mv mc =+ 由机械能守恒得:()()22211111122222B C m v m v mv =+解得:13/2max c v v s ==同理得:/min v s =0//s v s ≤≤5.5s 后系统动量守恒,最终达到相同速度v′,则()12mv Mv m M v +='+ 解得v′=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v′′, 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233t s =故经过时间12310.913t t t s +=+=≈ 物块滑落.6.一长木板静止在水平地面上,木板长5l m =,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度为v=4m/s ,已知木板质量M =20kg ,小茗质量m =50kg ,g 取10m/s 2,求木板与地面之间的动摩擦因数μ(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=a 1t 代入数据解得:a 1=2m/s 2 在2s 内人的位移为:x 1=2112a t 代入数据解得:x 1=4m由于x 1=4m <5m ,可知该过程中木板的位移:x 2=l-x 1=5-4=1m 对木板:x 2=2212a t可得:a 2=0.5m/s 2对木板进行分析,根据牛顿第二定律:f-μ(M+m )g=Ma 2根据牛顿第二定律,板对人的摩擦力f=ma 1 代入数据解得:f=100N 代入数据解得:μ=90.1370≈. 【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.7.我国科技已经开启“人工智能”时代,“人工智能”己经走进千家万户.某天,小陈叫了外卖,外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上,小陈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上升过程的最大速度为1m/s ,高度为56m .货物质量为2kg ,受到的阻力恒为其重力的0.02倍,重力加速度大小g=10m/s 2.求 (1)无人机匀加速上升的高度;(2)上升过程中,无人机对货物的最大作用力. 【答案】(1)2.5m ;(2)20.8N 【解析】 【详解】(1)无人机匀速上升的高度:h 2=vt 2 无人机匀减速上升的高度:h 3=2v t 3 无人机匀加速上升的高度:h 1=h -h 2-h 3 联立解得:h 1=2.5 m(2)货物匀加速上升过程:v 2=2ah 1货物匀加速上升的过程中,无人机对货物的作用力最大,由牛顿运动定律得: F -mg -0.02mg =ma 联立解得:F =20.8 N8.如图所示,一个质量m =2 kg 的滑块在倾角为θ=37°的固定斜面上,受到一个大小为40 N 的水平推力F 作用,以v 0=20 m/s 的速度沿斜面匀速上滑.(sin 37°=0.6,取g =10 m/s 2)(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;(2)若滑块运动到A 点时立即撤去推力F ,求这以后滑块再返回A 点经过的时间. 【答案】(1)0.5;(2)225s +() 【解析】【分析】 【详解】(1)滑块在水平推力作用下沿斜面向上匀速运动时,合力为零,则有 Fcos37°=mgsin37°+μ(mgcos37°+Fsin37°) 代入解得,μ=0.5(2)撤去F 后,滑块上滑过程:根据牛顿第二定律得:mgsin37°+μmgcos37°=ma 1, 得,a 1=g (sin37°+μcos37°) 上滑的时间为0112v t s a == 上滑的位移为01202v x t m == 滑块下滑过程:mgsin37°-μmgcos37°=ma 2, 得,a 2=g (sin37°-μcos37°)由于下滑与上滑的位移大小相等,则有x=12a 2t 22 解得,22225xt s a ==故 t=t 1+t 2=(2+25)s 【点睛】本题分析滑块的受力情况和运动情况是关键,由牛顿第二定律和运动学公式结合是处理动力学问题的基本方法.9.如图所示为一升降机由静止开始下降..过程中的速度图像,升降机及其载重总质量为2.0t .(1)由图象判断出升降机在哪段时间内出现超重、失重现象;(2)分别求出第2S 内、第5S 内、第7S 内悬挂升降机的钢索的拉力大小.(g 取10m/s 2)【答案】(1)6s -8s 超重;0—2s 失重 (2)41.210N ⨯ 4210N ⨯ 2.8×104N【解析】试题分析:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度;当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;速度时间图象的斜率表示加速度,根据牛顿第二定律求出各段时间内悬挂升降机的钢索的拉力大小.(1)由速度时间图象可知,0-2s 内,升降机向下做匀加速运动,加速度向下,处于失重状态,6s-8s 内升降机减速下降,加速度方向向上,处于超重状态. (2)由加速度定义:∆=∆v a t根据图象得0~2s 内2218/4/2v a m s m s t ∆===∆ 根据牛顿第二定律得:4?11 1.210F mg ma N =-=⨯2s ~6s 内,加速度a 2=0,即匀速运动 悬挂升降机的钢索的拉力F 2=mg =2×104 N 6s ~8s 内,加速度为:22308/4/2v a m s m s t ∆-===-∆ 根据牛顿第二定律得:433 2.810?F mg ma N =-=⨯ 点睛:本题主要考查了对超重失重现象的理解及牛顿第二定律的直接应用,属于基础题.10.如图所示,质量为M=8kg 的小车停放在光滑水平面上,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t 1=2s 的时间,小物块与小车保持相对静止。
牛顿定律测试题
牛顿定律测试题一、选择题1. 牛顿第一定律也被称为:A. 质量定律B. 加速度定律C. 动量定律D. 作用-反作用定律2. 牛顿第二定律表达了什么关系?A. 力和加速度的关系B. 质量和加速度的关系C. 力和速度的关系D. 质量和力的关系3. 牛顿第三定律描述了什么?A. 力的大小与物体加速度相关B. 力的作用和反作用相等且方向相反C. 力的作用和反作用不相等D. 力的作用和速度成反比二、填空题1. 牛顿第一定律指出:若物体所受的合力为零,则物体将保持________。
2. 牛顿第二定律的数学表达式为:力 =________。
3. 牛顿第三定律又称为作用-________定律。
三、简答题1. 解释牛顿第一定律的内容,并给出一个日常生活中的例子。
2. 简述牛顿第二定律的数学表达式和意义。
3. 用一个例子解释牛顿第三定律的概念。
注意:请在答案后面标明题号和答案内容。
参考答案:一、选择题1. A2. B3. B二、填空题1. 静止或匀速直线运动状态2. 力 = 质量 ×加速度3. 反作用三、简答题1. 牛顿第一定律,也称为惯性定律,指出当物体所受的合力为零时,物体将保持静止或匀速直线运动的状态。
例如,当汽车突然停止时,人体会继续向前运动,因为人体具有惯性,继续保持运动状态。
2. 牛顿第二定律的数学表达式为力 = 质量 ×加速度。
这个定律指出,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比。
从数学角度上可以表示为 F = ma,其中 F 表示物体所受的合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
这个定律告诉我们,由于质量不同,物体在相同的力作用下会获得不同的加速度。
3. 牛顿第三定律也称为作用-反作用定律,它指出力的作用和反作用总是相等且方向相反。
例如,当我们划船时,我们用桨划水向后,船向前移动。
这是因为我们划水时施加了一个向后的力,根据牛顿第三定律,水会给船以相同大小的向前的力,从而推动船向前移动。
物理牛顿运动定律专题练习(及答案)含解析
物理牛顿运动定律专题练习(及答案)含解析一、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.在距水平地面高h =0.80m 的水平桌面一端的边缘放置一个质量m =0.80kg 的木块B ,桌面的另一端有一块质量M =1.0kg 的木块A 以初速度v 0=4.0m/s 开始向着木块B 滑动,经过时间t =0.80s 与B 发生碰撞,碰后两木块都落到地面上,木块B 离开桌面后落到地面上的D 点.设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知D 点距桌面边缘的水平距离s =0.60m ,木块A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度取g =10m/s 2.求:(1)木块B 离开桌面时的速度大小; (2)两木块碰撞前瞬间,木块A 的速度大小; (3)两木块碰撞后瞬间,木块A 的速度大小. 【答案】(1) 1.5m/s (2) 2.0m/s (3) 0.80m/s 【解析】 【详解】(1)木块离开桌面后均做平抛运动,设木块B 离开桌面时的速度大小为2v ,在空中飞行的时间为t ′.根据平抛运动规律有:212h gt =,2s v t '= 解得:2 1.5m/s 2gv h== (2)木块A 在桌面上受到滑动摩擦力作用做匀减速运动,根据牛顿第二定律,木块A 的加速度:22.5m/s Mga Mμ==设两木块碰撞前A 的速度大小为v ,根据运动学公式,得0 2.0m/s v v at =-=(3)设两木块碰撞后木块A 的速度大小为1v ,根据动量守恒定律有:2Mv Mv mv =+1解得:210.80m/s Mv mv v M-==.3.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:1mg ma μ=解得:21 2.5m/s a =A 与皮带共速需要发生位移:219 1.8m 0.2m 25v x m a ===>共故根据运动学公式,物体A 从a 运动到b :21112ab x a t =代入数据解得:10.4s t =(2)到达b 点的速度:111m/s 3m/s b v a t ==<由牛顿第二定律得:22sin 37mg f ma ︒+=2cos37N mg =︒且22f N μ=代入数据解得:228m/s a =物块在斜面上与传送带共速的位移是:2222b v vs a -=共代入数据解得:0.5m 5.5m s =<共时间为:2231s 0.25s 8b v v t a --=== 因为22sin 376m/s cos372m/s g g μ︒=︒=>,物块继续加速下滑 由牛顿第二定律得:23sin 37mg f ma ︒-= 2cos37N mg =︒,且22f N μ=代入数据解得:234m/s a =设从共速到下滑至c 的时间为t 3,由23331 2bc x s vt a t -=+共,得: 31s t =综上,物块从b 运动到c 的时间为:23 1.25s t t +=4.如图甲所示,质量为m=2kg 的物体置于倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,t=0时刻对物体施以平行于斜面向上的拉力F ,t 1=0.5s 时撤去该拉力,整个过程中物体运动的速度与时间的部分图象如图乙所示,不计空气阻力,g=10m /s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ (2)拉力F 的大小(3)物体沿斜面向上滑行的最大距离s . 【答案】(1)μ=0.5 (2) F =15N (3)s =7.5m【解析】 【分析】由速度的斜率求出加速度,根据牛顿第二定律分别对拉力撤去前、后过程列式,可拉力和物块与斜面的动摩擦因数为 μ.根据v-t 图象面积求解位移. 【详解】(1)由图象可知,物体向上匀减速时加速度大小为:2210510/10.5a m s -==- 此过程有:mgsinθ+μmgcosθ=ma 2 代入数据解得:μ=0.5(2)由图象可知,物体向上匀加速时加速度大小为:a 1=210/0.5m s =20m/s 2 此过程有:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma 1 代入数据解得:F=60N(3)由图象可知,物体向上滑行时间1.5s ,向上滑行过程位移为:s =12×10×1.5=7.5m 【点睛】本题首先挖掘速度图象的物理意义,由斜率求出加速度,其次求得加速度后,由牛顿第二定律求解物体的受力情况.5.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10m/s .当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5s ).已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍,乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍,g 取10m/s 2.(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m ,他采取上述措施能否避免闯警戒线? (2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?【答案】(1)见解析(2)2.5m 【解析】 【分析】(1)根据甲车刹车时的制动力求出加速度,再根据位移时间关系求出刹车时的位移,从而比较判定能否避免闯红灯;(2)根据追及相遇条件,由位移关系分析安全距离的大小. 【详解】(1)甲车紧急刹车的加速度为210.44/a g m s ==甲车停下来所需时间0112.5v t s a ==甲滑行距离 20112.52v x m a == 由于12.5 m <15 m ,所以甲车能避免闯红灯;(2)乙车紧急刹车的加速度大小为:220.55/a g m s ==设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离0x ,在乙车刹车2t 时刻两车速度相等,0120022()v a t t v a t -+=-解得2 2.0t s =此过程中乙的位移: 220002121152x v t v t a t m =+-= 甲的位移:210021021()()12.52x v t t a t t m =+-+= 所以两车安全距离至少为:012 2.5x x x m =-= 【点睛】解决本题的关键利用牛顿第二定律求出加速度,再根据运动学公式进行求解.注意速度大者减速追速度小者,判断能否撞上,应判断速度相等时能否撞上,不能根据两者停下来后比较两者的位移去判断.6.如图甲所示,在平台上推动物体压缩轻质弹簧至P 点并锁定.解除锁定,物体释放,物体离开平台后水平抛出,落在水平地面上.以P 点为位移起点,向右为正方向,物体在平台上运动的加速度a 与位移x 的关系如图乙所示.已知物体质量为2kg ,物体离开平台后下落0.8m 的过程中,水平方向也运动了0.8m ,g 取10m/s 2,空气阻力不计.求:(1)物体与平台间的动摩擦因数及弹簧的劲度系数; (2)物体离开平台时的速度大小及弹簧的最大弹性势能. 【答案】(1)0.2μ=,400/k N m =(2)2/v m s =, 6.48p E J = 【解析】 【详解】(1)由图象知,弹簧最大压缩量为0.18x m ∆=,物体开始运动时加速度2134/a m s =,离开弹簧后加速度大小为222/a m s =.由牛顿第二定律1k x mg ma μ⋅∆-=①,2mg ma μ=②联立①②式,代入数据解得0.2μ=③400/k N m =④(2)物体离开平台后,由平抛运动规律得:212h gt =⑤ d vt =⑥物体沿平台运动过程由能量守恒定律得:212p E mgx mv μ-=⑦ 联立①②⑤⑥⑦式,代入数据得2/v m s =⑧6.48p E J =⑨7.木块A 、B 质量分别为5A m kg =和7B m kg =,与原长为020l cm =、劲度系数为100/k N m =轻弹簧相连接,A 、B 系统置于水平地面上静止不动,此时弹簧被压缩了5c m .已知A 、B 与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2μ=,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现用水平推力F=2N 作用在木块A 上,如图所示(g 取10m/s 2),(1)求此时A ,B 受到的摩擦力的大小和方向;(2)当水平推力不断增大,求B 即将开始滑动时,A 、B 之间的距离 (3)若水平推力随时间变化满足以下关系12(),2F t N =+ 求A 、B 都仍能保持静止状态的时间,并作出在A 开始滑动前A 受到的摩擦力图像.(规定向左为正方向)【答案】(1)3,A f N =向右,3,B f N =向左;(2)11cm ,(3).【解析】试题分析:(1)分析A 、B 的最大静摩擦力大小关系,根据平衡条件进行求解;(2)当B 要开始滑动时弹簧弹力不变,则A 、B 的距离等于原长减去压缩量;(3)A 开始滑动时B 静止,则弹簧弹力不变,求出此时的时间,在A 没有滑动前,根据平衡条件求出A f t -的表达式,并作出图象.(1)由:max 10A A f f m g N μ===静动,max 14B B f f m g N μ===静动 此时假设A 、B 均仍保持静止状态由题得:5F kx N ==弹 对A 有:A F F f -=弹max 3A A f N f ∴=<方向向右;对B 有:B F f =弹max 5B B f N f ∴=<方向向左 则假设成立(2)当B 要开始滑动时,此时,max F f =弹静 由max B f f m g μ==静动 则:B kx m g μ'=0.1414B m gx m cm kμ∴='==A 、B 间距离: 011s l x cm '=-=(3)在A 没有开始滑动前,A 处于静止状态,弹簧弹力不变 则有:A F f F +=弹 得:13()2A f F F t N =-=-弹 设t 时刻A 开始滑动,此时B 静止,弹簧弹力不变 对A: max A F f F +=弹 代入数据解得:t=26s作出在A 开始滑动前A 受到的摩擦力A f t -图象如图所示8.草逐渐成为我们浙江一项新兴娱乐活动。
高中物理牛顿第二定律经典练习题专题训练(含答案)
高中物理牛顿第二定律经典练习题专题训
练(含答案)
高中物理牛顿第二定律经典练题专题训练(含答案)
1. Problem
已知一个物体质量为$m$,受到一个力$F$,物体所受加速度为$a$。
根据牛顿第二定律,力、质量和加速度之间的关系可以表示为:
$$F = ma$$
请计算以下问题:
1. 如果质量$m$为2kg,加速度$a$为3m/s^2,求所受的力
$F$的大小。
2. 如果质量$m$为5kg,力$F$的大小为10N,求物体的加速度$a$。
2. Solution
使用牛顿第二定律的公式$F = ma$来解决这些问题。
1. 问题1中,已知质量$m$为2kg,加速度$a$为3m/s^2。
将这些值代入牛顿第二定律的公式,可以得到:
$$F = 2 \times 3 = 6 \,\text{N}$$
所以,所受的力$F$的大小为6N。
2. 问题2中,已知质量$m$为5kg,力$F$的大小为10N。
将这些值代入牛顿第二定律的公式,可以得到:
$$10 = 5a$$
解方程可以得到:
$$a = \frac{10}{5} = 2 \,\text{m/s}^2$$
所以,物体的加速度$a$为2m/s^2。
3. Conclusion
通过计算题目中给定的质量、力和加速度,我们可以使用牛顿第二定律的公式$F = ma$来求解相关问题。
掌握这一定律的应用可以帮助我们更好地理解物体运动的规律和相互作用。
牛顿运动定律-经典习题汇总
牛顿运动定律经典练习题一、选择题1.下列关于力和运动关系的说法中,正确的是 ( )A .没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第一定律的体现B .物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第二定律的C .物体所受合外力为0,则速度一定为0;物体所受合外力不为0,则其速度也一定不为0D .物体所受的合外力最大时,速度却可以为0;物体所受的合外力为0时,速度却可以最大2.升降机天花板上悬挂一个小球,当悬线中的拉力小于小球所受的重力时,则升降机的运动情况可能是 ( ) A .竖直向上做加速运动 B .竖直向下做加速运动C .竖直向上做减速运动D .竖直向下做减速运动3.物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合力方向的关系是 ( )A .速度方向、加速度方向、合力方向三者总是相同的B .速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合力方向相同C .速度方向总是和合力方向相同,而加速度方向可能和合力相同,也可能不同D .速度方向与加速度方向相同,而加速度方向和合力方向可以成任意夹角 4.一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面,在此过程中,木箱所受的合力( )A .等于人的推力B .等于摩擦力C .等于零D .等于重力的下滑分量 5.物体做直线运动的v-t 图象如图所示,若第1 s 内所受合力为F 1,第2 s 内所受合力为F 2,第3 s 内所受合力为F 3,则( ) A .F 1、F 2、F 3大小相等,F 1与F 2、F 3方向相反B .F 1、F 2、F 3大小相等,方向相同C .F 1、F 2是正的,F 3是负的D .F 1是正的,F 1、F 3是零6.质量分别为m 和M 的两物体叠放在水平面上如图所示,两物体之间及M 与水平面间的动摩擦因数均为μ。
现对M 施加一个水平力F ,则以下说法中不正确的是( )A .若两物体一起向右匀速运动,则M 受到的摩擦力等于FB .若两物体一起向右匀速运动,则m 与M 间无摩擦,M 受到水平面的摩擦力大小为μmgC .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力的大小等于F -M aD .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力大小等于μ(m+M )g+m a7.用平行于斜面的推力,使静止的质量为m 的物体在倾角为θ的光滑斜面上,由底端向顶端做匀加速运动。
牛顿运动定律
练习1-5 牛顿运动定律一、填空题1.一切物体总保持静止或匀速直线运动状态,直到力迫使它改变这种状态为止。
这是牛顿第一定律。
2. 力是改变物体运动状态的原因。
3.物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
这就是牛顿第二定律。
4. 质量是物体惯性大小的量度。
5.两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
这是牛顿第三定律。
6.作用力和反作用力总是成对出现,同时产生,同时消失。
7.作用力和反作用力总是分别作用在两个物体上,各自产生各自的作用效果,不能平衡,不能抵消。
8.在力学的国际单位制中,长度、时间和质量的单位叫作基本单位,其他物理量的单位叫作导出单位。
9. 从牛顿运动定律可知:在不受外力作用或合外力为零时,物体将保持静止或匀速直线运动状态。
力是使物体产生加速度的原因。
10.质量为0.3kg的物体在0.6N的拉力作用下,产生的加速度为2m/s2。
11.一个物体受到4N的力,产生2m/s2的加速度。
要使它产生3m/s2的加速度,需要对它施加 6N 的力。
12.甲、乙两辆实验小车,在相同的力作用下,甲车产生的加速度为2m/s2,乙车产生的加速度为8m/s2,甲车的质量是乙车的 4 倍。
13.用弹簧秤在水平桌面上匀速拉动一物体,弹簧秤的读数是 2.94N;当以0.98m/s2的加速度使物体做匀加速直线运动时,弹簧秤的示数是 4.90N,则物体的质量是 2 kg。
14.在平直公路上行驶的卡车上放有一个木箱,当卡车做匀加速直线运动时,木箱可能向后滑动;当卡车做匀减速直线运动时,木箱可能向前滑动。
(填“匀加速”或“匀减速”)二、判断题1. 只有运动的物体才具有惯性,静止的物体没有惯性。
(× )2.受到外力作用的物体没有惯性,不受外力作用的物体才有惯性。
(×)3.物体的运动需要力来维持。
(× )4.力是改变物体运动速度的原因。
牛顿第一定律练习题附详细答案
牛顿第一定律练习题1一、填空题1.要想改变物体的运动状态,必须对物体施以______的作用,力是______物体运动状态的原因.2.物体从____变为运动或从_____变为静止,物体速度的_____或_____发生变化,都叫做运动状态的改变.3.一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持_________或_________,这就是牛顿第一定律.又叫做______.4.当汽车突然起动的时候,由于乘客具有______,他会向跟车行______的方向倾倒;向北行驶的汽车突然向西拐弯时,车上的乘客会向______倾倒.5.沿水平方向匀速飞行的轰炸机,要击中地面目标,应在_________投弹.(填目标正上方或到达目标上方前)6.在平直公路上匀速行驶的汽车受到的阻力大小___________汽车的牵引力.7.用钢丝绳系上一个重为500 N的物体,当钢丝绳拉着它匀速上升时,绳对物体的拉力是___N,当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力是__N,当钢丝绳拉着物体以2 m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力是___N.8.放在水平桌面上静止的物体,受到______和_______两个力的作用,它们的施力物体______和______,这两个力的关系是______.9.重104N的车厢,在103N水平拉力作用下做匀速直线运动,车厢受到的阻力是______N;若将拉力增大,则车厢速度将______;若拉力减小,则车厢速度将______.二、选择题10.正在运动着的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它将A.立即停下来B.先慢下来,然后再停下来C.改变运动方向D.沿原来的运动方向做匀速直线运动11.关于惯性,以下说法正确的是A.静止的物体没有惯性,运动的物体才有惯性B.物体运动速度越大,其惯性越大C.物体惯性的大小与运动状态有关D.任何物体在任何情况下都有惯性12.一位旅客在匀速直线前进的轮船的甲板上竖直向上跳起,这位旅客的落地点(不计空气阻力)A.在起跳点之后B.在起跳点之前C.仍在起跳点D.无法确定13.关于力和运动的关系,下列说法中正确的是A.力是维持物体运动状态的原因B.力是改变物体运动状态的原因C.只有在力的作用下物体才能运动D.只要有力作用在物体上,物体的运动状态就一定改变14.物体在平衡力的作用下,下列说法中哪个正确A.物体一定处于静止状态B.物体一定做匀速直线运动C.物体的运动状态一定发生变化D.物体的运动状态一定不发生变化15.下列现象中,不属于惯性现象应用的是A.用手拍打衣服上的灰尘B.锤头松了,将锤柄在地上撞几下C.运动员采用助跑跳远D.骑自行车时为了减速捏车闸16.我国公安部规定,汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带,这主要是为了减轻在下列那种情况出现时,可能对人体造成伤害A.车速太快B. 车速太慢C.突然起动D.紧急刹车17.牛顿第一定律是A.是通过斜面小车实验直接得到的结论B.只是通过理论分析得出的规律C.是在实验基础上,经过分析推理得到的结论D.是日常生活得出的结论三、作图和实验题18.关闭发动机的汽车,在水平路面上运动,在图11—7中画出汽车受力示意图.19.如图11—8所示的小车实验,表面越粗糙,小车受到的摩擦阻力________,它的速度减小得______;表面越光滑,摩擦阻力______,它的速度减小得______,当小车受到的摩擦阻力为零时,它将做 _____运动.图11—8 图11—920.如图11—9所示,弹簧秤的最小刻度值是______N,量程是______N,弹簧秤示数是______N.四、简答与计算题21.人跑步时,当脚下碰到障碍物时会摔倒,这是为什么?22.重104 N的汽车在公路上做匀速直线运动,它受到的阻力是车重的0.03倍,则汽车发动机的牵引力是多少N?图11—7牛顿第一定律练习题2一、选择题1、正在行驶的汽车,如果作用在汽车上的一切外力突然消失,那么汽车将()A、立即停下来B、先慢下来,然后停止C、做匀速直线运动D、改变运动方向2、下列实例中,属于防止惯性的不利影响的是()A、跳远运动员跳远时助跑B、拍打衣服时,灰尘脱离衣服C、小型汽车驾驶员驾车时必须系安全带D、锤头松了,把锤柄的一端在水泥地上撞击几下,使锤头紧套在锤柄上3、水平射出的子弹离开枪口后,仍能继续高速飞行,这是由于()A、子弹受到火药推力的作用B、子弹具有惯性C、子弹受到飞行力的作用D、子弹受到惯性力的作用4、下列现象中不能用惯性知识解释的是()A、跳远运动员的助跑,速度越大,跳远成绩往往越好B、用力将物体抛出去,物体最终要落到地面上C、子弹离开枪口后,仍然能继续高速向前飞行D、古代打仗时,使用绊马索能将敌人飞奔的马绊倒5、关于惯性,下列说法中正确的是()A、静止的物体才有惯性B、做匀速直线运动的物体才有惯性C、物体的运动方向改变时才有惯性D、物体在任何状态下都有惯性6、.对于物体的惯性,下列正确说法是 [ ]A.物体在静止时难于推动,说明静止物体的惯性大B.运动速度大的物体不易停下来,说明物体速度大时比速度小时惯性大C.作用在物体上的力越大,物体的运动状态改变得也越快,这说明物体在受力大时惯性变小D.惯性是物体自身所具有的,与物体的静止、速度及受力无关,它是物体自身属性7、一架匀速飞行的战斗机,为能击中地面上的目标,则投弹的位置是()A.在目标的正上方B.在飞抵目标之前C.在飞抵目标之后D.在目标的正上方,但离目标距离近些8、汽车在高速公路上行驶,下列交通规则与惯性无关的是()A、右侧通行B、系好安全带C、限速行驶D、保持车距9、在匀速直线行驶的火车上,有人竖直向上跳起,他的落地点在()A.位于起跳点后面B.位于起跳点前面C.落于起跳点左右D.位于起跳点处10、在匀速直线行驶的火车车厢里,有一位乘客做立定跳远,则他()A、向前跳将更远B、向后跳的更远C、向旁边跳得更远D、向前向后跳得一样远11.在光滑的水平面上,使原来静止的物体运动起来以后,撤去外力,物体将不断地继续运动下去,原因是()A.物体仍然受到一个惯性力的作用B.物体具有惯性,无外力作用时,保持原来运动状态不变C.由于运动较快,受周围气流推动D.由于质量小,速度不易减小12.关于运动和力的关系,下列几种说法中,正确的是()A.物体只有在力的作用下才能运动B.力是使物体运动的原因,比如说行驶中的汽车,只要把发动机关闭,车马上就停下了C.力是维持物体运动的原因D.力是改变物体运动状态的原因13、把一只盛有水的杯子,放在水平桌面边缘的纸条上,当抽动纸条时,发生的现象是()A. 快速抽动时,杯子随纸条一起运动B. 慢慢抽动时,纸条被抽出,而杯子留在原处C. 快速抽动时,纸条被抽出,而杯子留在原处D. 无论快速抽动,还是慢慢抽动,杯子都随纸条一起运动14、山西农民朱朝辉巧妙利用惯性在1999年6月20日驾驶摩托车飞越了山西壶口的黄河,令人叹为观止,为了安全,表演者在摩托车落地时,应让()A. 前轮先落地B. 两轮同时落地C. 后轮先落地D. 以上情况都行二、填空题15.在下面现象中,物体的运动状态是否发生了变化(填上“变化”或“不变化”)小朋友荡秋千_________。
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)
高考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.如图所示,传送带的倾角θ=37°,上、下两个轮子间的距离L=3m ,传送带以v 0=2m/s 的速度沿顺时针方向匀速运动.一质量m=2kg 的小物块从传送带中点处以v 1=1m/s 的初速度沿传送带向下滑动.已知小物块可视为质点,与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,小物块在传送带上滑动会留下滑痕,传送带两个轮子的大小忽略不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g 取10m/s 2.求(1)小物块沿传送带向下滑动的最远距离及此时小物块在传送带上留下的滑痕的长度. (2)小物块离开传送带时的速度大小. 【答案】(1)1.25m;6m (2)55/5m s 【解析】 【分析】 【详解】(1)由题意可知0.8tan 370.75μ=>=o ,即小物块所受滑动摩擦力大于重力沿传送带向下的分力sin 37mg o,在传送带方向,对小物块根据牛顿第二定律有:cos37sin 37mg mg ma μ-=o o解得:20.4/a m s =小物块沿传送带向下做匀减速直线运动,速度为0时运动到最远距离1x ,假设小物块速度为0时没有滑落,根据运动公式有:2112v x a=解得:1 1.25x m =,12Lx <,小物块没有滑落,所以沿传送带向下滑动的最远距离1 1.25x m =小物块向下滑动的时间为11=v t a传送带运动的距离101s v t = 联立解得15s m =小物块相对传送带运动的距离11x s x ∆=+解得: 6.25x m ∆=,因传送带总长度为26L m =,所以传送带上留下的划痕长度为6m ; (2)小物块速度减小为0后,加速度不变,沿传送带向上做匀加速运动 设小物块到达传送带最上端时的速度大小为2v 假设此时二者不共速,则有:22122L v a x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭解得:255/v m s =20v v <,即小物块还没有与传送带共速,因此,小物块离开传送带时的速度大小为55/m s .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.3.四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大小恒为f =4 N .(g 取10 m /s 2)(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t 1.【答案】(1)75m (2)40m/s (355s 【解析】 【分析】 【详解】(1)由牛顿第二定律 F ﹣mg ﹣f=ma 代入数据解得a=6m/s 2上升高度代入数据解得 h=75m . (2)下落过程中 mg ﹣f=ma 1 代入数据解得落地时速度 v 2=2a 1H , 代入数据解得 v=40m/s(3)恢复升力后向下减速运动过程 F ﹣mg+f=ma 2 代入数据解得设恢复升力时的速度为v m ,则有由 v m =a 1t 1 代入数据解得.4.如图,竖直墙面粗糙,其上有质量分别为m A =1 kg 、m B =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F 1=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F 2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μ=0.2,重力加速度大小g =10 m/s 2.求:(1)滑块A 的加速度大小a A ; (2)相遇前瞬间,恒力F 2的功率P .【答案】(1)2A 8m/s a =;(2)50W P =【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:N 1F F = 竖直方向:A A A m g f m a -= 且:N f F μ=联立以上各式并代入数据解得:2A 8m/s a =(2)对A 由位移公式得:212A A x a t = 对B 由位移公式得:212B B x a t =由位移关系得:B A x h x =- 由速度公式得B 的速度:B B v a t = 对B 由牛顿第二定律得:2B B B F m g m a -= 恒力F 2的功率:2B P F v = 联立解得:P =50W5.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 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v 0=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μ=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/s 2.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F N; (3)木块最终停止时离A 点的距离s.【答案】(1)2/v m s = (2)12.5N F N = (3) 1.25L m ∆= 【解析】(1) 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:0001()m v m m v =+解得:2m v s =;(2) 木块滑上薄板后,木块的加速度210.5m a g s μ==,且方向向右板产生的加速度220.5mgma s Mμ==,且方向向左设经过时间t ,木块与木板共同速度v 运动则:12v a t a t -=此时木块与木板一起运动的距离等于木板的长度22121122x vt a t a t L ∆=--=故共速时,恰好在最左侧B 点,此时木块的速度11m v v a t s'=-=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:'2N v F mg m R-=代入相关数据解得:F N =12.5N.由牛顿第三定律知,木块过圆弧C 点时对C 点压力为12.5N ; (3) 木块还能上升的高度为h ,由机械能守恒有:201011()()2m m v m m gh +=+ 0.050.4h m m =<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t 1共速,此时木板的加速度方向向右,大小仍为a 2,木块的加速度仍为a 1, 则:21121v a t a t -=,解得:11t s = 此时2211121110.522x v t a t a t m ∆=--='' 3210.5m v v at s=-=碰撞后,v 薄板=0,木块以速度v 3=0.5m/s 的速度向右做减速运动 设经过t 2时间速度为0,则3211v t s a == 2322210.252x v t a t m =-=故ΔL=L ﹣△x'﹣x=1.25m即木块停止运动时离A 点1.25m 远.6.某种弹射装置的示意图如图所示,光滑的水平导轨MN 右端N 处于倾斜传送带理想连接,传送带长度L=15.0m ,皮带以恒定速率v=5m/s 顺时针转动,三个质量均为m=1.0kg 的滑块A 、B 、C 置于水平导轨上,B 、C 之间有一段轻弹簧刚好处于原长,滑块B 与轻弹簧连接,C 未连接弹簧,B 、C 处于静止状态且离N 点足够远,现让滑块A 以初速度v 0=6m/s 沿B 、C 连线方向向B 运动,A 与B 碰撞后粘合在一起.碰撞时间极短,滑块C 脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带,并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上,已知滑块C 与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8,重力加速度g=10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(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v 0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v 0的取值范围是什么?(结果可用根号表示) 【答案】(1)9J E ∆= (2)8J Q =03313m/s 397m/s 22v ≤≤ 【解析】试题分析:(1)A 、B 碰撞过程水平方向的动量守恒,由此求出二者的共同速度;由功能关系即可求出损失的机械能;(2)A 、B 碰撞后与C 作用的过程中ABC 组成的系统动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出C 与AB 分开后的速度,C 在传送带上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律求出加速度,然后应用匀变速直线运动规律求出C 相对于传送带运动时的相对位移,由功能关系即可求出摩擦产生的热量.(3)应用动量守恒定律、能量守恒定律与运动学公式可以求出滑块A 的最大速度和最小速度.(1)A 与B 位于光滑的水平面上,系统在水平方向的动量守恒,设A 与B 碰撞后共同速度为1v ,选取向右为正方向,对A 、B 有:012mv mv = 碰撞时损失机械能()220111222E mv m v ∆=- 解得:9E J ∆=(2)设A 、B 碰撞后,弹簧第一次恢复原长时AB 的速度为B v ,C 的速度为C v 由动量守恒得:122B C mv mv mv =+ 由机械能守恒得:()()222111122222B C m v m v mv =+ 解得:4/c v m s =C 以c v 滑上传送带,假设匀加速的直线运动位移为x 时与传送带共速由牛顿第二定律得:210.4/a gcos gsin m s μθθ=-= 由速度位移公式得:2212C v v a x -=联立解得:x=11.25m <L 加速运动的时间为t ,有:12.5Cv v t s a -== 所以相对位移x vt x ∆=- 代入数据得: 1.25x m ∆=摩擦生热·8Q mgcos x J μθ=∆= (3)设A 的最大速度为max v ,滑块C 与弹簧分离时C 的速度为1c v ,AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直做加速度为2a 的匀减速直线运动直到P 点与传送带共速则有:22212c v v a L -=根据牛顿第二定律得:2212.4/a gsin gcos m s θμθ=--=-联立解得:1/c v s =设A 的最小速度为min v ,滑块C 与弹簧分离时C 的速度为2C v ,AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直做加速度为1a 的匀加速直线运动直到P 点与传送带共速则有:22112c v v a L -=解得:2/c v s =对A 、B 、C 和弹簧组成的系统从AB 碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中 系统动量守恒,则有:112max B C mv mv mc =+ 由机械能守恒得:()()22211111122222B C m v m v mv =+解得:13/2max c v v s ==同理得:/min v s =0//s v s ≤≤7.如图甲所示,质量为m=2kg 的物体置于倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,t=0时刻对物体施以平行于斜面向上的拉力F ,t 1=0.5s 时撤去该拉力,整个过程中物体运动的速度与时间的部分图象如图乙所示,不计空气阻力,g=10m /s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ (2)拉力F 的大小(3)物体沿斜面向上滑行的最大距离s . 【答案】(1)μ=0.5 (2) F =15N (3)s =7.5m 【解析】 【分析】由速度的斜率求出加速度,根据牛顿第二定律分别对拉力撤去前、后过程列式,可拉力和物块与斜面的动摩擦因数为 μ.根据v-t 图象面积求解位移. 【详解】(1)由图象可知,物体向上匀减速时加速度大小为:2210510/10.5a m s -==- 此过程有:mgs inθ+μmgcosθ=ma 2 代入数据解得:μ=0.5(2)由图象可知,物体向上匀加速时加速度大小为:a 1=210/0.5m s =20m/s 2 此过程有:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma 1 代入数据解得:F=60N(3)由图象可知,物体向上滑行时间1.5s ,向上滑行过程位移为:s =12×10×1.5=7.5m 【点睛】本题首先挖掘速度图象的物理意义,由斜率求出加速度,其次求得加速度后,由牛顿第二定律求解物体的受力情况.8.一长木板静止在水平地面上,木板长5l m =,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度为v=4m/s ,已知木板质量M =20kg ,小茗质量m =50kg ,g 取10m/s 2,求木板与地面之间的动摩擦因数μ(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=a 1t 代入数据解得:a 1=2m/s 2 在2s 内人的位移为:x 1=2112a t 代入数据解得:x 1=4m由于x 1=4m <5m ,可知该过程中木板的位移:x 2=l-x 1=5-4=1m 对木板:x 2=2212a t可得:a 2=0.5m/s 2对木板进行分析,根据牛顿第二定律:f-μ(M+m )g=Ma 2 根据牛顿第二定律,板对人的摩擦力f=ma 1 代入数据解得:f=100N 代入数据解得:μ=90.1370≈. 【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.9.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75m ,当落到离地面30m 的位置时开始制动,座舱均匀减速.重力加速度g 取102/m s ,不计空气阻力. (1)求座舱下落的最大速度; (2)求座舱下落的总时间;(3)若座舱中某人用手托着重30N 的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力. 【答案】(1)30m/s (2)5s .(3)75N . 【解析】试题分析:(1)v 2=2gh; v m =30m/s⑵座舱在自由下落阶段所用时间为:2112h gt =t 1=3s 座舱在匀减速下落阶段所用的时间为:t 2=2hv ==2s 所以座舱下落的总时间为:t =t 1+t 2=5s⑶对球,受重力mg 和手的支持力N 作用,在座舱自由下落阶段,根据牛顿第二定律有mg-N=mg解得:N=0根据牛顿第三定律有:N′=N=0,即球对手的压力为零在座舱匀减速下落阶段,根据牛顿第二定律有mg-N=ma根据匀变速直线运动规律有:a=222vh-=-15m/s2解得:N=75N(2分)根据牛顿第三定律有:N′=N=75N,即球对手的压力为75N考点:牛顿第二及第三定律的应用10.如图所示,质量1m kg=的小球套在细斜杆上,斜杆与水平方向成30α=o角,球与杆之间的滑动摩擦因数36μ=,球在竖直向上的拉力20F N=作用下沿杆向上滑动.(210/g m s=)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,F应变为多大.【答案】(1)53N方向垂直于杆向上(2)22.5m/s(3) 0N【解析】(1)小球受力如图所示:建立图示坐标,沿y方向,有:(F−mg)cos30∘−FN=0解得:FN=53N根据牛顿第三定律,球对杆的压力大小为3N,方向垂直于杆向上.(2)沿x方向由牛顿第二定律得(F−mg)sin30∘−f=ma而f=μFN解得:a=2.5m/s2(3)沿y方向,有:(mg −F)cos30∘−FN=0沿x方向由牛顿第二定律得(mg −F)sin30∘−f=ma而f=μFN解得:F=0N。
高一物理牛顿运动定律练习及答案.
相关习题:(牛顿运动定律)一、牛顿第一定律练习题一、选择题1.下面几个说法中正确的是[ ]A.静止或作匀速直线运动的物体,一定不受外力的作用B.当物体的速度等于零时,物体一定处于平衡状态C.当物体的运动状态发生变化时,物体一定受到外力作用D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向2.关于惯性的下列说法中正确的是[ ]A.物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性B.物体不受外力作用时才有惯性C.物体静止时有惯性,一开始运动,不再保持原有的运动状态,也就失去了惯性D.物体静止时没有惯性,只有始终保持运动状态才有惯性3.关于惯性的大小,下列说法中哪个是正确的?[ ]A.高速运动的物体不容易让它停下来,所以物体运动速度越大,惯性越大B.用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体,则难以推动的物体惯性大C.两个物体只要质量相同,那么惯性就一定相同D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小4.火车在长直的轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到原处,这是因为[ ]A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随火车一起向前运动B.人跳起的瞬间,车厢的地板给人一个向前的力,推动他随火车一起运动C.人跳起后,车继续前进,所以人落下必然偏后一些,只是由于时间很短,偏后的距离不易观察出来D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度5.下面的实例属于惯性表现的是[ ]A.滑冰运动员停止用力后,仍能在冰上滑行一段距离B.人在水平路面上骑自行车,为维持匀速直线运动,必须用力蹬自行车的脚踏板C.奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒D.从枪口射出的子弹在空中运动6.关于物体的惯性定律的关系,下列说法中正确的是[ ]A.惯性就是惯性定律B.惯性和惯性定律不同,惯性是物体本身的固有属性,是无条件的,而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律C.物体运动遵循牛顿第一定律,是因为物体有惯性D.惯性定律不但指明了物体有惯性,还指明了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因7.如图所示,劈形物体M的各表面光滑,上表面水平,放在固定的斜面上.在M的水平上表面放一光滑小球m,后释放M,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是[ ] A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规则的曲线D.抛物线二、填空题8.行驶中的汽车关闭发动机后不会立即停止运动,是因为____,汽车的速度越来越小,最后会停下来是因为____。
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。
牛顿第三定律、牛顿第二定律的应用演练试题
牛顿第三定律、牛顿第二定律的应用演练试题
一、牛顿第三定律
1. 小明站在桌子上,用双手抓住桌子,使桌子不动,此时施加了什么力?
答:小明站在桌子上,用双手抓住桌子,使桌子不动,此时施加的力是相等的反作用力。
2. 一个重物悬挂在一根弹簧上,此时弹簧施加了什么力?
答:一个重物悬挂在一根弹簧上,此时弹簧施加的力是向下的弹力。
3. 一个小球落地,反弹回去,此时施加了什么力?
答:一个小球落地,反弹回去,此时施加的力是地面对小球施加的反作用力。
二、牛顿第二定律
1. 一个小球滚动在地上,此时有什么力在作用?
答:一个小球滚动在地上,此时有重力和摩擦力在作用。
2. 一个小球掉进水里,此时有什么力在作用?
答:一个小球掉进水里,此时有重力和浮力在作用。
3. 一个小球掉进油里,此时有什么力在作用?
答:一个小球掉进油里,此时有重力和油力在作用。
牛顿第一定律题目
牛顿第一定律题目牛顿第一定律主要说明了什么?A. 力是改变物体运动状态的原因B. 物体不受力时,一定保持静止状态C. 物体受力时,运动状态一定改变D. 物体的运动需要力来维持答案:A下列哪个现象可以用牛顿第一定律来解释?A. 抛出的篮球在空中继续飞行B. 拉开的弹簧将物体弹开C. 静止在桌面上的书受到的重力与支持力平衡D. 物体在粗糙水平面上减速滑行答案:A关于牛顿第一定律,下列说法正确的是?A. 牛顿第一定律是实验定律B. 牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因C. 牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过推理概括出来的D. 牛顿第一定律只在宏观低速的物体中适用答案:C下列哪个情况最能体现牛顿第一定律的思想?A. 物体在水平面上滑行时,速度逐渐减小B. 物体在水平面上受到拉力作用,速度逐渐增大C. 物体在水平面上不受外力作用,保持匀速直线运动D. 物体在水平面上受到阻力作用,速度逐渐减小到零答案:C下列关于惯性的说法中,正确的是?A. 物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性B. 物体只有在不受外力作用时才有惯性C. 物体受到的外力越大,它的惯性越小D. 物体的惯性与它的运动状态、受力情况均无关答案:D下列哪个实例不能说明“力不是维持物体运动的原因”?A. 关闭发动机的汽车还能继续前进一段距离后停下B. 抛出的石块做抛物线运动C. 物体沿斜面下滑,速度逐渐加快D. 物体在水平面上受到拉力作用,做匀速直线运动答案:D牛顿第一定律揭示了力和运动的关系,下列说法正确的是?A. 物体运动状态改变时,一定受到了力的作用B. 力是维持物体运动的原因C. 物体受到力的作用,运动状态一定改变D. 物体不受力的作用时,一定处于静止状态答案:A下列关于牛顿第一定律的理解,正确的是?A. 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B. 不受力作用的物体不存在,故牛顿第一定律没有实际意义C. 物体运动状态发生变化时,必定受到外力的作用D. 牛顿第一定律表明,物体只有静止和匀速直线运动两种状态答案:A、C。
牛顿运动定律习题
一 选择题
1.光滑的水平桌面上放有两块相互接触的滑块,
质量分别为m1和m2,且m1<m2.今对两滑块施 加相同的水平作用力,如图所示.设在运动过
程中,两滑块不离开,则两滑块之间的相互作
用力N应有
(A) N =0.
(B) 0 < N < F.
(C) F < N <2F. (D) N > 2F. [ B ]
(C) 必须等于 2gR (D) 还应由汽车的质量M决定. [ B ]
二 填空题
10.质量m=40 kg的箱子放在卡车的车厢底板上,已知箱子
与底板之间的静摩擦系数为ms=0.40,滑动摩擦系数为mk= 0.25,试分别写出在下列情况下,作用在箱子上的摩擦力的
大小和方向.
(1)卡车以a = 2 m/s2的加速度行驶,f =8__0_N_,方向 与车行
3.质量分别为m和M的滑块A和B,叠放在光滑水平面上,如
图.A、B间的静摩擦系数为m 0,滑动摩擦系数为mk ,系统原先
处于静止状态.今将水平力F作用于B上,要使A、B间不发生相
对滑动,应有
(A) F ≤ms mg. (B) F ≤ms (1+m/M) mg. (C) F ≤ms (m+M) g.(D) F ≤ kmgMMm.
转弯时不至滑出公路?
解:(1) (2)
a0 Tmg
Tsinma Tcosmg
A
tga/g [或tg1(a/g)]
Tm a2g2
精选2021版课件
8
16.质量为m的物体系于长度为R的绳子的一个端点上,在
竖直平面内绕绳子另一端点(固定)作圆周运动.设t时刻
物体瞬时速度的大小为v,绳子与竖直向上的方向成θ角,如 图所示.
【高考物理必刷题】牛顿运动定律(后附答案解析)
上的张力先增大后减小上的张力先增大后减小1D.的大小不变,而方向与角,物块也恰好做匀速直线运动,物块与桌面间的动摩擦因数为()2由图可知,小车在桌面上是(填“从右向左”或“从左向右”)运动的;(1)该小组同学根据图的数据判断出小车做匀变速运动,小车运动到图(b)中点位置时的速度大小为,加速度大小为.(结果均保留位有效数字)(2)3实验步骤如下:如图(a)将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对4表示滑块下滑的加速度大小,用表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大的关系式为.,.(结果保留3位有效数字)56,放在静止于水平地面上的木板的两;木板的质量为,与地面间的动摩擦因数为两滑块开始相向滑动,初速度大小均为.、相遇时,与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小为.求:开始运动时,两者之间的距离.1上的张力先增大后减小上的张力先增大后减小的合力大小方向不变,且与先增后减,始终变大.2D.;由,可知摩擦力为:,代入数据为:联立可得:,故C正确.故选C.相互作用共点力平衡多个力的动态平衡由图可知,小车在桌面上是(填“从右向左”或“从左向右”)运动的;(1)该小组同学根据图的数据判断出小车做匀变速运动,小车运动到图(b)中点位置时的速度大小为,加速度大小为.(结果均保留位有效数字)(2)34实验步骤如下:如图(a)将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对56开始运动时,两者之间的距离.考点时和板共速和板共速后得加速度:再经过,和板共速,(2)牛顿运动定律牛顿运动定律专题滑块问题。
牛顿第一定律习题(含详细答案)
牛顿第一定律习题(含详细答案)1.正确选项为A。
牛顿第一定律是由实验得出的定律,其实验基础为XXX等人的理想斜面实验,适用在不受外力作用时,因此选项A正确。
2.正确选项为C。
惯性是一切物体的固有性质,质量是惯性大小的量度,惯性大小与物体是否运动、如何运动无关,惯性现象应用是指利用物体由于具有惯性而服务于我们的生活,因此选项C正确。
补充题1:正确选项为D,一切物体在任何情况下都有惯性。
补充题2:正确选项为C,短跑运动员比赛时穿钉鞋与惯性无关。
补充题3:正确选项为C,由于惯性,即使紧急刹车,也需要向前运动一段距离才能停下来。
补充题4:正确选项为A,珍爱生命,远离酒驾是为了防止酒驾带来的危险,与惯性无关。
补充题5:正确选项为B,运动快,所以惯性大,因此难停下来。
惯性反映的是物体运动状态改变的难易程度,惯性越大的物体运动状态改变越难,因此运动快的物体具有更大的惯性。
1.静止的物体没有惯性,运动的物体有惯性,太空中的物体也有惯性。
2.正确说法是:运动速度越大的物体惯性越大,质量越大的物体惯性越大。
3.正确说法是:百米赛跑运动员到达终点时不能马上停下来,是由于运动员具有惯性;汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性;行驶中的公交车紧急刹车时,乘客向前倾,是由于惯性力的作用;高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大。
4.正确说法是:系安全带可以减小因汽车紧急刹车对人员造成的伤害,刹车时人会受到向前的惯性力。
5.正确说法是:标枪运动员通过助跑提高成绩,利用了运动员自身的惯性;坚固锤头时撞击锤枘的下端利用了锤柄的惯性;拍打窗帘清除上面的浮灰,利用了窗帘的惯性;将脸盆里的水泼出去,利用了水的惯性。
6.正确答案是:C,由于惯性,即使刹车,也需要向前运动一段距离才能停下来。
7.正确答案是:C,老虎惯性大不易转弯。
8.正确答案是:B,任何物体在任何情况下都具有惯性。
9.正确答案是:C,乒乓球的运动状态容易改变,是因为乒乓球的惯性较小。
高中物理牛顿运动定律练习题(含解析)
高中物理牛顿运动定律练习题学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.关于电流,下列说法中正确的是( )A .电流跟通过截面的电荷量成正比,跟所用时间成反比B .单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大C .电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向D .国际单位制中,其单位“安培”是导出单位2.2000年国际乒联将兵乓球由小球改为大球,改变前直径是0.038m ,质量是2.50g ;改变后直径是0.040m ,质量是2.70g 。
对此,下列说法正确的是( )A .球的直径大了,所以惯性大了,球的运动状态更难改变B .球的质量大了,所以惯性大了,球的运动状态更难改变C .球的直径大了,所以惯性大了,球的运动状态更容易改变D .球的质量大了,所以惯性大了,球的运动状态更容易改变3.在物理学的探索和发现过程中常用一些方法来研究物理问题和物理过程,下列说法错误的是( )A .在伽利略研究运动和力的关系时,采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法B .在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里运用了理想化模型法C .在不需要考虑物体本身的大小和形状时用质点来代替物体,运用了理想化模型法D .比值定义包含“比较”的思想,例如,在电场强度的概念建立过程中,比较的是相同的电荷量的试探电荷受静电力的大小4.下列说法中正确的是( )A .物体做自由落体运动时没有惯性B .物体速度小时惯性小,速度大时惯性大C .汽车匀速行驶时没有惯性,刹车或启动时才有惯性D .惯性是物体本身的属性,无论物体处于何种运动状态,都具有惯性5.如图所示,质量为10kg 的物体A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为6N 时,物体处于静止状态。
若小车以20.8m /s 的加速度向右加速运动(取210m /s g ),则( )A .物体A 受到的弹簧拉力不变B .物体相对小车向左运动C .物体A 相对小车向右运动D .物体A 受到的摩擦力增大6.下列说法中错误的是( ) A .沿着一条直线且加速度存在且不变的运动,叫做匀变速直线运动B .为了探究弹簧弹性势能的表达式,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每一小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做微元法C .从牛顿第一定律我们得知,物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态,或者说,它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”D .比值定义法是一种定义物理量的方法,即用两个已知物理量的比值表示一个新的物理量,如电容的定义式Q C U=,表示C 与Q 成正比,与U 成反比,这就是比值定义的特点7.一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。
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牛顿定律练习题 一、选择题 1.如图1-3-3所示,物体A 放在物体B 上,物体B 放在光滑的水平面上,已知mA=6kg ,mB=2kg .A 、B 间动摩擦因数μ=0.2.A 物上系一细线,细线能承受的最大拉力是20N ,水平向右拉细线,下述中正确的是(g=10m/s 2
)
[ ]
A .当拉力F <12N 时,A 静止不动
B .当拉力F >12N 时,A 相对B 滑动
C .当拉力F=16N 时, B 受A 摩擦力等于4N
D .无论拉力F 多大,A 相对B 始终静止
2.如图1-3-4所示,物体m 放在固定的斜面上,使其沿斜面向下滑动,设加速度为a 1;若只在物体m 上再放上一个物体m ′,则m ′与m 一起下滑的加速度为a 2;若只在m 上施加一个方向竖直向下,大小等于m ′g 的力F ,此时m 下滑的加速度为a 3,则 [ ]
A .当a 1=0时,a 2=a 3且一定不为零
B .只要a 1≠0,a 1=a 2<a 3
C .不管a 1如何,都有a 1=a 2=a 3
D .不管a 1如何,都有a 1<a 2=a 3
3.在光滑的水平面上,放着两块长度相同,质量分别为M 1和M 2的木板,在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块,如图所示。
开始时,各物均静止。
今在两物块上各作用一水平恒力F 1、F 2,当物块与木板分离时,两木板的速度分别为v 1和v 2。
物块与两木板之间的摩擦因数相同。
下列说法正确的是( )
A .若F 1=F 2,M 1>M 2,则V l >V 2
B .若F 1=F 2,M 1<M 2,则V l >V 2
C .若F 1>F 2,M 1=M 2,则V l >V 2
D .若F 1<F 2,M 1=M 2,则V l >V 2
4、如图所示,传送带与地面倾角为︒=37θ,AB 的长度为16m ,
传送带以10m /s 的速度转动,在传送带上端A 无初速度地放一个质量
为0.5 kg 的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A 运动到B 所用的时间可能为.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m /s 2).( )
A .2.1s B. 2.0s C.1.8s D.4.0S
5、 如下图叠放的a 、b 、c 三个粗糙物块,其相互接触处以及和水平桌面接触处均有摩擦,但摩擦系数不同.当b 物块受一水平力F 作用时,a 、c 随b 一起保持相对静止作加速运动.此时( )
A .a 对c 的摩擦力方向向右
B .b 对a 的摩擦力方向向右
C .a 、b 间的摩擦力和a 、c 间的摩擦力大小相等
D .只有桌面对b 的摩擦力小于a 、c 间的摩擦力的情况下,才能实现上述运动 6、如图所示,物块A 、B 叠放在水平桌面上,装砂的小桶C 通过细线牵引A 、B 一起在水平桌面
上向右加速运动,设A 、B 间的摩擦力为1f ,B 与桌面间的摩擦力为2f ,若增大C 桶 内砂的质量,而A 、B 仍一起向右运动,则摩擦力1f 和2f 的大小关系是( ) A .1f 不变,2f 变大 B .1f 变大,2f 不变 C .1f 和2f 都变大 D .1f 和2f 都不变
7、如图所示,A,B 两物体的质量都为m,叠加在一起,置于一轻弹簧上处于静止状态,现给A 物体上施加一竖直向上的恒力,大小为F,则此时物体A 的加速度大小可能为 ( ) A.
F m B.2F
m C.3F m D 2F m
8、如图所示,光滑水平面上有甲、乙两物体用绳拴在一起,受水平拉力F 1、
F 2作用,已知F 1<F 2,以下说法中错误的是( ) A .若撤去F 1,甲的加速度一定增大 B .若撤去F 2,乙的加速度一定增大
C .若撤去F l ,绳的拉力一定减小
D .若撤去F 2,绳的拉力一定减小 二、非选择题
9.如图1-3-6所示,一质量为M=4kg ,长为L=3m 的木板放在地面上.今施一力F=8N 水平向右拉木板,木板以v0=2m/s 的速度在地上匀速运动,某一时刻把质量为m=1kg 的铁块轻轻放在木板的最右端,不计铁块与木板间的摩擦,且小铁块视为质点,求小铁块经多长时间将离开木板?(g=10m/s2)
10、如图1-3-7所示,质量均为m 的两个梯形木块A 和B 紧挨着并排放在水平面上,在水平推力F 作用下向右做匀加速运动.为使运动过程中A 和B 之间不发生相对滑动,求推力F 的大小.(不考虑一切摩擦)
11、质量m=4kg 的质点,静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O ,先用F1=8N 的力沿x 轴作用了3s ,然后撤去F1,再用y 方向的力F2=12N ,作用了2s ,问最后质点的速度的大小、方向及质点所在的位置.
12、如图,底座A 上装有长0.5cm 的直立杆,总质量为0.2kg ,杆上套有质量为0.05kg 的小环B ,它与杆有摩擦,当环从底座上以4 m ∕s 速度升起时,恰好能达到顶端,求
(1)环在升起过程中,底座对水平面压力多大? (2)小环从杆落回底座需要多少时间?
13、如图所示,风洞实验室中可产生水平方向的,大小可以调节的风力,现将一根套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径。
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的滑动摩擦因数.
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下m s 15=的距离所用时间为多少?(8.037cos 6.037sin =︒=︒,2
/10s m g =)
13、如图所示,质量=M 20kg 的物体从光滑曲面上高度8.0=H m 处释放,到达底端时水平进入水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速率为3m /s .已知物体与传送带间的动摩擦因数=μ0.1.(g 取10m /s 2)
(1)若两皮带轮之间的距离是6m ,物体冲上传送带后就移走光滑曲面,物体将从哪一边离开传送带?通过计算说明你的结论.
(2)若皮带轮间的距离足够大,从M 滑上到离开传送带的整个过程中,由于M 和传送带间的摩擦而产生了多少热量?
14、如图所示,平板车长为L=6m ,质量为M=10kg ,上表面距离水平地面高为h=1.25m ,在水平面上向右做直线运动,A 、B 是其左右两个端点.某时刻小车速度为v 0=7.2m/s ,在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F=50N ,与此同时,将一个质量m=1kg 为小球轻放在平板车上的P 点(小球可视为质点,放在P 点时相对于地面的速度为零),3
L
PB =
,经过一段时间,小球脱离平板车落到地面.车与地面的动摩擦因数为0.2,其他摩擦均不计.取g=10m/s 2.求: (1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间; (2)小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间;
(3)从小球轻放上平板车到落地瞬间,摩擦力对平板车做的功.。