最新高考物理牛顿运动定律练习题
新高考物理:牛顿运动定律 匀变速直线运动(解析版)
牛顿运动定律 匀变速直线运动
1.本专题是动力学方法的典型题型,包括动力学两类基本问题和应用动力学方法解决多运动过程问题。高考中既可以在选择题中命题,更会在计算题中命题。2024年高考对于动力学的考查仍然是热点。
2.通过本专题的复习,可以培养同学们的审题能力,分析和推理能力。提高学生关键物理素养。
3.用到的相关知识有:匀变速直线运动规律,受力分析、牛顿运动定律等。牛顿第二定律对于整个高中物理的串联作用起到至关重要的效果,是提高学生关键物理素养的重要知识点,因此在近几年的高考命题中动力学问题一直都是以压轴题的形式存在,其中包括对与高种常见的几种运动形式,以及对于图像问题的考查等,所以要求考生了解题型的知识点及要领,对于常考的模型要求有充分的认知。
考向一:有关牛顿第二定律的连接体问题
1.处理连接体问题的方法:
①当只涉及系统的受力和运动情况而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时,一般采用整体法。②当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时,一般采用隔离法。
2.处理连接体问题的步骤:
3.特例:加速度不同的连接体的处理方法:
①方法一(常用方法):可以采用隔离法,对隔离对象分别做受力分析、列方程。
②方法二(少用方法):可以采用整体法,具体做法如下:
此时牛顿第二定律的形式:F 合x =m 1a 1x +m 2a 2x +m 3a 3x +⋯;F 合y =m 1a 1y +m 2a 2y +m 3a 3y +⋯
说明:①F 合x 、F 合y 指的是整体在x 轴、y 轴所受的合外力,系统内力不能计算在内;
牛顿运动定律试题(含答案)
高考物理牛顿运动定律试题
一、单解选择题
1.设洒水车的牵引力不变,所受阻力跟车重成正比,洒水车在平直路面上行驶,原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将 ( ) A . 继续做匀速运动 B .变为做匀加速运动 C .变为做变加速运动 D .变为做匀减速运动
2.如图,物体m 原来以加速度a 沿斜面匀加速下滑,现在物体上施加一竖
直向下的恒力F ,则下列说法中正确的是( ) ①物体m 受到的摩擦力增大 ②物体m 受到的摩擦力不变 ③物体m 下滑的加速度不变 ④物体m 下滑的加速度增大 A .①③ B .①④ C .②③ D .②④
3.一个物体受到的合力F 如图所示,该力的大小不变,方向随时间t
周期性变化,正力表示力的方向向东,负力表示力的方向向西,力的总作用时间足够长,将物体在下面哪个时刻由静止释放,物体可以运动到出发点的西边且离出发点很远的地方 ( ) A .t=0时 B. t=t1时 C .t=t2时 D .t=t3时
4.如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量m 的小球,小球上下振动时框架始终没
有跳起,当框架对地面压力为零的瞬间,小球的加速大小为( ) A .
g B .m g m M /)(-
C .m Mg /
D .m g m M /)(+
5.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( )
最新高考物理牛顿运动定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
最新高考物理牛顿运动定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律
1.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)2
2
121,0.5m m
a a s
s ==;(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 =,2
20.5m /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2x
1221
122221212L x x x a t x a t ⎧
+=⎪⎪
⎪=⎨⎪
⎪=⎪⎩
代入数据解得:12m x =,21m x =,2s t =
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)及解析
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)及解析
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v0=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/s2,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.利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。如图所示,传送带与水平方向成37度角,顺时针匀速运动的速度v=4m/s。B、C分别是传送带与两轮的切点,相距L=6.4m。倾角也是37 的斜面固定于地面且与传送带上的B点良好对接。一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置,下端固定在斜面底端,上端放一质量m=1kg的工件(可视为质点)。
用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0=8m/s ,A 、B 间的距离x =1m ,工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同,均为μ=0.5,工件到达C 点即为运送过程结束。g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)及解析
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)及解析
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律
1.如图所示,倾角θ的足够长的斜面上,放着两个相距L 0、质量均为m 的滑块A 和B ,滑块A 的下表面光滑,滑块B 与斜面间的动摩擦因数tan μθ=.由静止同时释放A 和B ,此后若A 、B 发生碰撞,碰撞时间极短且为弹性碰撞.已知重力加速度为g ,求:
(1)A 与B 开始释放时,A 、B 的加速度A a 和B a ;
(2)A 与B 第一次相碰后,B 的速率B v ;
(3)从A 开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的时间t .
【答案】(1)sin A a g θ=;0B a =(202sin gL θ3)023
sin L g θ
【解析】
【详解】
解:(1)对B 分析:sin cos B mg mg ma θμθ-= 0B a =,B 仍处于静止状态
对A 分析,底面光滑,则有:mg sin A ma θ=
解得:sin A a g θ=
(2) 与B 第一次碰撞前的速度,则有:202A A v a L = 解得:02sin A v gL θ=所用时间由:1v A at =,解得:012sin L g t θ=
对AB ,由动量守恒定律得:1A B mv mv mv =+ 由机械能守恒得:
2221111222A B mv mv mv =+ 解得:100,2sin B v v gL θ==(3)碰后,A 做初速度为0的匀加速运动,B 做速度为2v 的匀速直线运动,设再经时间2t 发生第二次碰撞,则有:2212A A x a t =
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用
1.如图所示,钉子A 、B 相距5l ,处于同一高度.细线的一端系有质量为M 的小物块,另一端绕过A 固定于B .质量为m 的小球固定在细线上C 点,B 、C 间的线长为3l .用手竖直向下拉住小球,使小球和物块都静止,此时BC 与水平方向的夹角为53°.松手后,小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零,然后向下运动.忽略一切摩擦,重力加速度为g ,取sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)小球受到手的拉力大小F ; (2)物块和小球的质量之比M :m ;
(3)小球向下运动到最低点时,物块M 所受的拉力大小T
【答案】(1)53F Mg mg =- (2)
65M m = (3)()85mMg T m M =+(4855
T mg =或8
11T Mg =
) 【解析】 【分析】 【详解】 (1)设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2 F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得5
3
F Mg mg =
- (2)小球运动到与A 、B 相同高度过程中 小球上升高度h 1=3l sin53°,物块下降高度h 2=2l 机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得
65
M m = (3)根据机械能守恒定律,小球回到起始点.设此时AC 方向的加速度大小为a ,重物受到的拉力为T
牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T 牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用
1.如图,质量为m =lkg 的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上,离斜面末端B 的高度h =0. 2m ,滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失,传送带的运行速度为v 0=3m/s ,长为L =1m .今将水平力撤去,当滑块滑 到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.g 取l0m/s 2.求:
(1)水平作用力F 的大小;(已知sin37°=0.6 cos37°=0.8) (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ; (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量. 【答案】(1)7.5N (2)0.25(3)0.5J 【解析】 【分析】 【详解】
(1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态,由平衡条件可知,水平推力F=mg tan θ, 代入数据得:
F =7.5N.
(2)设滑块从高为h 处下滑,到达斜面底端速度为v ,下滑过程机械能守恒, 故有:
mgh =
212
mv 解得
v 2gh ;
滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动; 根据动能定理有:
μmgL =
2201122
mv mv 代入数据得:
μ=0.25
(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移为:
x=v 0t
对物体有:
v 0=v −at
ma=μmg
滑块相对传送带滑动的位移为:
△x =L−x
相对滑动产生的热量为:
高中物理【牛顿运动定律】高考必考题(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
1
D.
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)
5
6
,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.2
D.
;
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)3
4
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
5
6
开始运动时,两者之间的距离.
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高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用
1.如图所示,钉子A 、B 相距5l ,处于同一高度.细线的一端系有质量为M 的小物块,另一端绕过A 固定于B .质量为m 的小球固定在细线上C 点,B 、C 间的线长为3l .用手竖直向下拉住小球,使小球和物块都静止,此时BC 与水平方向的夹角为53°.松手后,小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零,然后向下运动.忽略一切摩擦,重力加速度为g ,取sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)小球受到手的拉力大小F ; (2)物块和小球的质量之比M :m ;
(3)小球向下运动到最低点时,物块M 所受的拉力大小T
【答案】(1)53F Mg mg =- (2)
65M m = (3)()85mMg T m M =+(4855
T mg =或8
11T Mg =
) 【解析】 【分析】 【详解】 (1)设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2 F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得5
3
F Mg mg =
- (2)小球运动到与A 、B 相同高度过程中 小球上升高度h 1=3l sin53°,物块下降高度h 2=2l 机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得
65
M m = (3)根据机械能守恒定律,小球回到起始点.设此时AC 方向的加速度大小为a ,重物受到的拉力为T
牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T 牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma
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
/5
m 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:2
112v x a
=
解得:1 1.25x m =,12
L
x <
,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1
1=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 ∆=+
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用
1.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m ,如图(a )所示.0t =时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至1t s =时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1s 时间内小物块的v t -图线如图(b )所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g 取10m/s 2.求
(1)木板与地面间的动摩擦因数1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ; (2)木板的最小长度;
(3)木板右端离墙壁的最终距离.
【答案】(1)10.1μ=20.4μ=(2)6m (3)6.5m 【解析】
(1)根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v 4m/s = 碰撞后木板速度水平向左,大小也是v 4m/s =
木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速,根据牛顿第二定律有24/0/1m s m s
g s
μ-=
解得20.4μ=
木板与墙壁碰撞前,匀减速运动时间1t s =,位移 4.5x m =,末速度v 4m/s = 其逆运动则为匀加速直线运动可得212
x vt at =+ 带入可得21/a m s =
木块和木板整体受力分析,滑动摩擦力提供合外力,即1g a μ= 可得10.1μ=
(2)碰撞后,木板向左匀减速,依据牛顿第二定律有121()M m g mg Ma μμ++= 可得214
/3
2024届全国高考(统考版)物理复习历年真题好题专项(牛顿运动定律)练习(附答案)
2024届全国高考(统考版)物理复习历年真题好题专项(牛顿运动定律)练习
做真题 明方向
1.[2022ꞏ全国甲卷](多选)如图,质量相等的两滑块P 、Q 置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度大小为g .用水平向右的拉力F 拉动P ,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前( )
A .P 的加速度大小的最大值为2μg
B .Q 的加速度大小的最大值为2μg
C .P 的位移大小一定大于Q 的位移大小
D .P 的速度大小均不大于同一时刻Q 的速度大小
2.[2022ꞏ全国乙卷]如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L .一大小为F 的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直.当两球运动至二者相距3
5 L 时,它们加速度的大小均为( )
A .5F 8m
B .2F 5m
C .3F 8m
D .3F 10m
3.[2022ꞏ湖南卷](多选)球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机,总质量为M .飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即F 阻=k v 2,k 为常量).当发动机关闭时,飞行器竖直下落,经过一段时间后,其匀速下落的速率为10 m/s ;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,经过一段时间后,飞行器匀速向上的速率为5 m/s.重力加速度大小为g ,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化,下列说法正确的是( )
A .发动机的最大推力为1.5 Mg
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用
1.如图所示,质量为2kg 的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F 作用下由静止开始运动.已知力F 的大小为5N ,物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)物体由静止开始运动后的加速度大小;
(2)8s 末物体的瞬时速度大小和8s 时间内物体通过的位移大小; (3)若8s 末撤掉拉力F ,则物体还能前进多远? 【答案】(1)a =0.3m/s 2 (2)x =9.6m (3)x ′=1.44m 【解析】
(1)物体的受力情况如图所示:
根据牛顿第二定律,得: F cos37°-f =ma F sin37°+F N =mg 又f =μF N
联立得:a =cos37(sin 37)
F mg F m
μ--o o
代入解得a =0.3m/s 2
(2)8s 末物体的瞬时速度大小v =at =0.3×8m/s=2.4m/s 8s 时间内物体通过的位移大小2
19.6m 2
x at =
= (3)8s 末撤去力F 后,物体做匀减速运动, 根据牛顿第二定律得,物体加速度大小22.0m/s f mg a g m m
μμ=
==='' 由v 2
=2a ′x ′得:2
1.44m 2v x a =''
=
【点睛】本题关键是多次根据牛顿第二定律列式求解加速度,然后根据运动学公式列式求解运动学参量.
2.如图所示,长木板B 质量为m 2=1.0 kg ,静止在粗糙的水平地面上,长木板左侧区域光滑.质量为m 3=1.0 kg 、可视为质点的物块C 放在长木板的最右端.质量m 1=0.5 kg 的物块A ,以速度v 0=9 m /s 与长木板发生正碰(时间极短),之后B 、C 发生相对运动.已知物块C 与长木板间的动摩擦因数μ1=0.1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程物块C 始终在长木板上,g 取10 m /s 2.
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律
1.如图所示,在光滑的水平面上有一足够长的质量M=4kg 的长木板,在长木板右端有一质量m=1kg 的小物块,长木板与小物块间的动擦因数μ=0.2,开始时长木板与小物块均静止.现用F=14N 的水平恒力向石拉长木板,经时间t=1s 撤去水平恒力F ,g=10m/s 2.求
(1)小物块在长木板上发生相对滑幼时,小物块加速度a 的大小; (2)刚撤去F 时,小物块离长木板右端的距离s ; (3)撒去F 后,系统能损失的最大机械能△E . 【答案】(1)2m/s 2(2)0.5m (3)0.4J 【解析】 【分析】
(1)对木块受力分析,根据牛顿第二定律求出木块的加速度;
(2)先根据牛顿第二定律求出木板的加速度,然后根据匀变速直线运动位移时间公式求出长木板和小物块的位移,二者位移之差即为小物块离长木板右端的距离;
(3)撤去F 后,先求解小物块和木板的速度,然后根据动量守恒和能量关系求解系统能损失的最大机械能△E . 【详解】
(1)小物块在长木板上发生相对滑动时,小物块受到向右的滑动摩擦力,则:µmg=ma 1, 解得a 1=µg=2m/s 2
(2)对木板,受拉力和摩擦力作用, 由牛顿第二定律得,F-µmg=Ma 2, 解得:a 2= 3m/s 2. 小物块运动的位移:x 1=12a 1t 2=1
2×2×12m=1m , 长木板运动的位移:x 2=
12a 2t 2=1
2
×3×12m=1.5m , 则小物块相对于长木板的位移:△x=x 2-x 1=1.5m-1m=0.5m .
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用
1.质量为m =0.5 kg 、长L =1 m 的平板车B 静止在光滑水平面上,某时刻质量M =l kg 的物体A (视为质点)以v 0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车B 的上表面,在A 滑上B 的同时,给B 施加一个水平向右的拉力.已知A 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g 取10 m/s 2.试求:
(1)如果要使A 不至于从B 上滑落,拉力F 大小应满足的条件; (2)若F =5 N ,物体A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离. 【答案】(1)1N 3N F ≤≤ (2)0.5m x ∆= 【解析】 【分析】
物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度,结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值.另一种临界情况是A 、B 速度相同后,一起做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出拉力的最大值,从而得出拉力F 的大小范围. 【详解】
(1)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度v 1,则:
222
011-22A B
v v v L a a =+ 又: 011
-=A B
v v v a a 解得:a B =6m/s 2
再代入F +μMg =ma B 得:F =1N
若F <1N ,则A 滑到B 的右端时,速度仍大于B 的速度,于是将从B 上滑落,所以F 必须大于等于1N
当F 较大时,在A 到达B 的右端之前,就与B 具有相同的速度,之后,A 必须相对B 静止,才不会从B 的左端滑落,则由牛顿第二定律得: 对整体:F =(m +M )a 对物体A :μMg =Ma 解得:F =3N
2024年高考真题和模拟题物理分类汇编专题03牛顿运动定律(解析版)
专题03牛顿运动定律
1.(2024浙江1月考题) 1.下列属于国际单位制基本单位符号的是(
)A.s B.N
C.F
D.T
【答案】A
【解析】国际单位制中的基本单位分别是:长度的单位是米,符号m;质量的单位是千克,符号kg;时间的单位是秒,符号s;电流的单位是安培,符号是A;热力学温度的单位是开尔文,符号K;物质的量单位是摩尔,符号mol;发光强度的单位是坎德拉,符号cd。
故选A。
2.(2024年山东卷考题)2.如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于(
)
A.
12
B.
33
C.
22
D.
32
【答案】B
【解析】根据题意可知机器人“天工”它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,对“天工”分析有
sin 30cos30mg mg μ︒≤︒
可得3tan 303
μ≥︒=
故选B。
3.(2024年湖南卷考题)3.如图,质量分别为4m 、3m 、2m 、m 的四个小球A 、B 、C 、D ,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O 点,处于静止状态,重力加速度为g 。若将B 、C 间的细线剪断,则剪断瞬间
B 和
C 的加速度大小分别为()
A.g ,1.5g B.2g ,1.5g C.2g ,0.5g D.g ,0.5g
【答案】A
【解析】剪断前,对BCD 分析()32AB F m m m g
=++对D
CD F mg
=剪断后,对B 33AB B
F mg ma -=解得B a g
=方向竖直向上;对C
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最新高考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,质量2kg M =的木板静止在光滑水平地面上,一质量1kg m =的滑块(可
视为质点)以03m/s v =的初速度从左侧滑上木板水平地面右侧距离足够远处有一小型固定挡板,木板与挡板碰后速度立即减为零并与挡板粘连,最终滑块恰好未从木板表面滑落.已知滑块与木板之间动摩擦因数为0.2μ=,重力加速度210m/s g =,求:
(1)木板与挡板碰撞前瞬间的速度v ? (2)木板与挡板碰撞后滑块的位移s ? (3)木板的长度L ?
【答案】(1)1m/s (2)0.25m (3)1.75m 【解析】 【详解】
(1)滑块与小车动量守恒0()mv m M v =+可得1m/s v =
(2)木板静止后,滑块匀减速运动,根据动能定理有:2102
mgs mv μ-=- 解得0.25m s =
(3)从滑块滑上木板到共速时,由能量守恒得:220111
()22
mv m M v mgs μ=++ 故木板的长度1 1.75m L s s =+=
2.如图,光滑固定斜面上有一楔形物体A 。A 的上表面水平,A 上放置一物块B 。已知斜面足够长、倾角为θ,A 的质量为M ,B 的质量为m ,A 、B 间动摩擦因数为μ(μ<),
最大静擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g 。现对A 施加一水平推力。求:
(1)物体A 、B 保持静止时,水平推力的大小F 1;
(2)水平推力大小为F 2时,物体A 、B 一起沿斜面向上运动,运动距离x 后撒去推力,A 、B 一起沿斜面上滑,整个过程中物体上滑的最大距离L ;
(3)为使A 、B 在推力作用下能一起沿斜面上滑,推力F 应满足的条件。 【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】
先以AB组成的整体为研究的对象,得出共同的加速度,然后以B为研究的对象,结合牛顿第二定律和运动学公式联合求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
【详解】
(1) A和B整体处于平衡状态,则
解得:;
(2) A和B整体上滑过程由动能定理有
解得:;
(3) A和B间恰好不滑动时,设推力为F0,上滑的加速度为a,A对B的弹力为N
对A和B整体有
对B有:
解得:
则为使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑,推力应满足的条件
3.水平面上固定着倾角θ=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。已知重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,
co37°=0.8,求
(1)A与斜面之间的动摩擦因数μ1;
(2)B与斜面之间的动摩擦因数μ2。
【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:
。
4.如图是利用传送带装运煤块的示意图.其中,传送带的从动轮与主动轮圆心之间的距离为3s m =,传送带与水平方向间的夹角37θ=o ,煤块与传送带间的动摩擦因数
0.8μ=,传送带的主动轮和从动轮半径相等,主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度
1.8H m =,与运煤车车箱中心的水平距离0.6.x m =现在传送带底端由静止释放一煤块(
可视为质点).煤块恰好在轮的最高点水平抛出并落在车箱中心,取
210/g m s =,sin370.6=o ,cos370.8=o ,求:
(1)主动轮的半径; (2)传送带匀速运动的速度;
(3)煤块在传送带上直线部分运动的时间. 【答案】(1)0.1m (2)1m/s ;(3)4.25s 【解析】 【分析】
(1)要使煤块在轮的最高点做平抛运动,则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零,根据
平抛运动的规律求出离开传送带最高点的速度,结合牛顿第二定律求出半径的大小. (2)根据牛顿第二定律,结合运动学公式确定传送带的速度.
(3)煤块在传送带经历了匀加速运动和匀速运动,根据运动学公式分别求出两段时间,从而得出煤块在传送带上直线部分运动的时间. 【详解】
(1)由平抛运动的公式,得x vt = ,21H gt 2
= 代入数据解得
v =1m/s
要使煤块在轮的最高点做平抛运动,则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零, 由牛顿第二定律,得
2
v mg m R
=,
代入数据得R =0.1m (2)由牛顿第二定律得
mgcos mgsin ma μθθ=﹣ ,
代入数据解得
a =0.4m/s 2
由2
12v s a
=得s 1=1.25m <s ,即煤块到达顶端之前已与传送带取得共同速度,
故传送带的速度为1m/s .
(3)由v=at 1解得煤块加速运动的时间t 1=2.5s 煤块匀速运动的位移为
s 2=s ﹣s 1=1.75m ,
可求得煤块匀速运动的时间
t 2=1.75s
煤块在传送带上直线部分运动的时间
t =t 1+t 2
代入数据解得
t =4.25s
5.如图所示,斜面体ABC 放在粗糙的水平地面上,滑块在斜面地端以初速度0υ,沿斜面上滑。斜面倾角037θ=,滑块与斜面的动摩擦因数μ。整个过程斜面体保持静止不动,已知小滑块的质量m=1kg ,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取10 m /s 2。试求: