2018高中物理第三章牛顿运动定律力与运动的两类问题练习(基础篇)教科版

力与运动的两类问题(基础篇）
一、选择题：
A．40m B．20m C．10m D．5m
3．用3N的水平恒力，在水平面拉一个质量为2kg的木块,从静止开始运动，2s内位移为2m，则木块的加速度为（）
A．0.5m/s2 B．1m/s2C．1。

5m/s2 D．2m/s2 4．如图，在光滑的水平面上，质量分别为m1,m2的木块A和B之间用轻弹簧相连,在拉力F作用下以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬间A和B的加速度为a1和a2，则( ）
A．a1=a2=0 B．a1=a,a2=0 C．a1=m1a/（m1+m2)，a2=m2a/（m1+m2) D．a1=a，a2=—m1a/m2
5．如图，自由落下的小球，从开始接触竖直放置的弹簧到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受合力的变化情况是（）
A．合力变小,速度变小B．合力变小，速度变大C．合力先变小，后变大，速度先变大，后变小D．合力先变大，后变小,速度先变小，后变大
6．如图所示，弹簧一端系在墙上O点，另一端自由伸长到B点，今将一小物体m压着弹簧（与弹簧未连接），将弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定．下列说法中正确的是（）
F
A B
A ．物体在
B 点受合外力为零
B ．物体的速度从A 到B 越来越大，从B 到
C 越来越小 C ．物体从A 到B 加速度越来越小,从B 到C 加速度不变
D ．物体从A 到B 先加速后减速，从B 到C 匀减速
7．一物体质量为m ，用细绳将它悬吊在电梯的天花板上，当电梯
以3g
的加速度竖直减速上升时,细线对物体的拉力为( ）
A ．13mg
B ．2
3mg
C ．mg
D ．4
3mg
二、计算题：
1．在粗糙水平面上有一质量为m 的物体，物体与水平面的动摩擦因数μ=0.2，现在对物体施加斜向下的推力F ，F 与水平面的夹角α=37°。

已知F =10N ，m=1kg ，物体在向右运动。

则物体的加速度为多少？（g 取10m/s 2)（保留一位小数）。

2．一物体放在倾角为θ的斜面上，轻轻推动一下,恰好能沿斜面匀
速下滑,则物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少？若给物体初速度v 0，使它沿此斜面上滑，则向上滑行的最大距离为多远？
3．质量为m 1=0.3kg 的物体A 放在光滑的水平地面上，质量为m 2=0.2kg 的物体B 置于A 的竖直前壁上.如图所示,AB 间摩擦因数µ=0.5。

今用F=15N 的水平推力推A ，求A 对地面的压力.(g 取10m/s 2）
4．小明在假期中乘火车外出旅游。

在火车启动时，发现悬挂在车
A F
B
α
F
厢顶上的小物体向后偏离竖直方向约140角，这时小物体与车厢处于相对静止状态，如图所示.他通过随身带的便携计算器求得tan140≈0.25.(g=10m/s2）
（1）求火车的加速度；
（2）算出火车从静止开始加速到180km/h所需的时间.
5．质量m=2kg的物体，静止在水平地面上，今对其施加一个F＝18N的水平向右的力作用t1=2s，然后撤去该力，若物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，求物体从开始运动到停止，发生的总位移是多少?
6．一位滑雪者从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角θ＝30°,滑雪板与雪地的动摩擦因数是0。

04,求5s内滑下来的路程和5s末的速度大小(g取10m/s2)．
8．如图，一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角θ为30°，现小球在10
F N
的沿杆向上的拉力作用下,从A
点静止出发沿杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数μ3．试
求:
(1）小球运动的加速度1a;
(2)若F作用2s后撤去，小球上滑过程中距A点最大距离m S；（3）若从撤去力F开始计时,小球经多长时间将经过距A点上方为4。

64m的B点．
【答案与解析】
解析:根据运动学公式2
2
02v
v ax -=，根据牛顿第二定律,
F mg
a g m m =
==阻,所
以222002020m
22(10)v v x a --===⨯-
解析：根据212x at =
，可求2222221m/s 2x a t ⨯===，也就是说,题目中除了
3N
的水平恒力，还有其它力。

解析：撤去拉力F ，弹簧的弹力保持不变,因此A 物体的受力没有变化，其加速度还是原来的加速度a ，B 物体在水平方向只受弹簧弹力,因此a 2=-m 1a/m 2，方向与A 物体加速度方向相反。

解析:刚接触弹簧时，由于重力比弹簧的弹力大，物体速度向下，加速度向下，物体的速度增大；随着物体下落，弹力越来越大,当弹力和重力的大小相等时,合力最小，此时速度最大，物体继续下落,弹力大于重力，物体速度逐渐减小. 6、D
解析：AB 、物体竖直方向受到重力与地面的支持力平衡,水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力．从A 到B 过程中,弹簧的弹力水平向右，摩擦力水平向左，弹簧不断减小，弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力，故物体先加速后减速，从B 到C 过程,水平方向只受摩擦力，方向向左,物体做匀减速运动．物体在B 点受合外力不为零,方向向左，故AB 错误．
C 、物体从A 到B ，弹力减小，合力减小,加速度越来越小，从B 到C ，弹力向左，合力向左，合力增大，加速度越来越大，故C 错误．
D 、由上分析知物体从A 到B 先加速后减速，从B 到C 匀减速，故D 正确． 故选：D ． 7、B
如图对物体进行受力分析有：
物体受重力mg 和细线拉力T 作用下产生向下的加速
度3g ,
根据牛顿第二定律有：mg T ma -=， 所以细线的拉力
2
3T mg ma m g a mg =-=-=
（），
故ACD 错误，B 正确； 故选：B ．
二、计算题:
1． 4。

8m/s 2
解析：根据牛顿第二定律，cos =F F ma θ-摩
(1) =N
F F
μ摩 （2） sin N
F mg F θ=+ (3) 代入数据整理得：a=4.8m/s 2
2．tanθ；2
v 4gsin /θ
解析：(1）受力分析得:mgsin mgcos θ=μθ
tan μ=θ
（2）物体沿斜面上滑的加速度为： a g sin cos =θ+μθ－（）
根据2
20
v v 2ax =－得：
20x v 4gsin /=θ
3．5N
解析:对A 、B 组成的系统：
2
2
1
2
15/30/0.5F a m s m s
m m ===+
对于B ；N 2
F m a 0230N 6N .==⨯=
最大静摩擦力N
0.563m f F N N μ==⨯=
B 的重力m 2g=2N 小于最大静摩擦力，AB 相对静止，AB 间静摩擦力f 等于使AB 发生相对运动趋势的外力，即等于B 的重力,f=m 2g=2N 。

所以A 对地面的压力为：1
F m g f 5N ==压
＋ 4.(1）2。

5m/s 2 （ 2 )20s 解析：（1)22
tan 100.25m/s 2.5m/s a g θ==⨯=
（2） 180km/h ＝50m/s ，根据v at =,解得：50s 20s 2.5v t a =
==
5。

36m
解析:没有撤去外力前，根据牛顿第二定律1
F mg ma μ-=
解得2
1
6m/s a =
根据
2211111
6212m 22x a t =
=⨯⨯=
撤去外力瞬间，11
12m/s v a t ==
撤去外力物体做匀减速直线运动，该过程的加速度22
3m/s a
g μ==
22
2
02201224m
22(3)v v x a --===⨯-
因此1
2
x x x 36m =+=
6．58m 23。

3m/s
解析：这是一个典型的已知物体的受力情况求物体的运动情况的问题,解决此类问题的基本思路是:
以滑雪者为研究对象，受力情况如图所示．
研究对象的运动状态为:垂直山坡方向,处于平衡；沿山坡方向，做匀加速直线运动．
将重力mg 分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向，据牛顿第二定律列方程:
cos 0N
F mg θ==， ① sin f
mg F ma θ-=， ②
又因为 f
N
F F μ=． ③
由①②③可得 (sin cos )a g θμθ=-，
故
2211
(sin cos )22x at g t θμθ=
=-．
2113100.045m 58m 222⎛⎫=⨯⨯-⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭． 13100.045m /s 23.3m /s 22v at ⎛⎫
==⨯-⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭
．
7．212m F m m +；112m F m m +
11m g 静＝，11F F μ阻弹＝ 竖直方向2
2F g 静
,又22F F μ阻
弹
＝
联立以上各式可得A 、B 间相互作用力为2
1
12
m F F m m =
+,
当F 作用B 时，应用同样的方法可求A 、B 间的相互作用力F 2
为1
2
12
m F F m m =+ 所以12
F a g
m m μ=-+
则A 、B 间相互作用力F 1为
2112
m F
F m m =
+:同理可求得
1212m F F m m =
+
8、解析：（1)在力F 作用时有： 13030F mgsin mgcos ma μ︒︒=﹣﹣代入数据解得2
1
2 /a m s =
（2）刚撤去F 时，小球的速度111
22/4/v a t m s m s ==⨯=
小球的位移
1114
2422v s t m m =
=⨯=
撤去力F 后，小球上滑时有：2
3030mgsin mgcos ma ︒+︒=
代入数据解得2
2
8/a m s =
因此小球上滑时间
1224
0.58v s t s a =
==
上滑位移
1224
0.5122v s t m m =
=⨯=
则小球上滑的最大距离为1
2
(41)5m
s s s m m =+=+=
（3）在上滑阶段通过B 点：
2113
231
2AB S S v t a t =﹣﹣
通过B 点时间t 3=0.2 s,另t 3=0。

8s （舍去）
小球返回时有:
3
3030mgsin mgcos ma ︒︒=﹣
代入数据解得2
32/a m s =
因此小球由顶端返回B 点时有：
23412m AB S S a t =
﹣
代入数据解得4
0.6t s =
通过通过B 点时间2
4
1.1t t
s +=。