高中物理牛顿运动定律的应用计算题专题训练含答案

高中物理牛顿运动定律的应用计算题专题训练含答案
姓名：__________ 班级：__________考号：__________
一、计算题（共20题）
1、处于光滑水平面上的质量为2千克的物体，开始静止，先给它一个向东的6牛顿的力F1，作用2秒后，撤去F1，同时给它一个向南的8牛顿的力，又作用2秒后撤去，求此物体在这4秒内的位移是多少？
2、一个质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g.g为重力加速度，求人对电梯的压力的大小．
3、一物块从倾角为θ、长为s的斜面的项端由静止开始下滑,物块与斜面的滑动摩擦系数为μ,
求物块滑到斜面底端所需的时间.
4、放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．取重力加速度g=10 m/s2．试利用两图线求出物块的质量及物块与地面间的动摩擦因数．
5、如图所示，质量为m=1l kg的物块放在水平地面上，在与水平方向成θ=37°角斜向上、大小为50N的拉力F作用下，以大小为v0=l0m/s的速度向右做匀速直线运动，（取当地的重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求
（1）物块与水平面间的动摩擦因数;
（2）若撤去拉力F，物块经过3秒在水平地面上滑行的距离是多少?
6、质量为2kg的物体，静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。

现对物体施加一个大小为6N的水平力，此力作用一段时间后立即改变，改变后的力与原来比较，大小
不变、方向相反。

再经过一段时间，物体的速度变为零。

如果这一过程物体的总位移为15m。

求：
（1）力改变前后物体加速度的大小a1、a2分别为多少？
（2）在这一过程物体的最大速度；
（3）全过程的总时间。

（g=10m/s2）
7、直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m＝500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角＝45°.直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角＝14°.如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求水箱中水的质量M。

（取重力加速度g=10m/s2；sin14°≈0.242；cos14°≈0.970）
8、质量为m=2kg的物体，静止放在水平面上，它们之间的动摩擦因数μ=0.5，现对物体施F=20N的作用力，方向与水平成θ=370（sin370=0.6）斜向上，如图所示，物体运动4s后撤去力F到物体再停止时，求整个过程物体通过的总路程是多少？（g=10m/s2）
9、如图所示，质量分别为2kg、3kg的物体A、B，叠放在光滑水平面上。

B物体在大小为
6N、方向水平向右拉力的作用下运动，A、B保持相对静止。

求：A物体所受摩擦力的大小和方向。

10、在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯先从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系（N-t）图像，如图所示，则（1）电梯在启动阶段经历了_______s加速上升过程。

（2）电梯的最大加速度是多少？（g取10m/s2）
11、某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角
θ= 30°，传送带两端A、B的长度L = 10m。

传送带以v = 5m/s的恒定速度匀速向上运动。

在传送带底端A轻轻放一质量m = 5kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数。

求货物从A端运送到B端所需的时间。

（g取10m/s2）
12、如图所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，一个劲度系数为k，自然长度为L（L＜2R）的轻质弹簧，一端与小球相连，另一端固定在大环的最高点，求小球处于静止状态时，弹簧与竖直方向的夹角φ．
13、质量为 10 kg的物体在F＝200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°．力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1．25秒钟后，速度减为零．
求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移S。

（已知sin37°＝0．6，cos37°＝0．8，g＝10 m/s2）
14、质量的物体静止在水平地面上，用―F=18N有水平力推物体，t=2.0s内物体的位移s=10m，此时撤去力F。

求：
（1）推力F作用时物体的加速度；
（2）撤去推力F后物体还能运动多远。

15、质量为m=10kg的物体在F=200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ=37°。

力F作用2秒后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒后，速度减为零，求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移s
的大小。

（已知）
16、在临沂市某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目. 该山坡可看成倾角θ=30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m=80kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m. （不计空气阻力，取g=10m/s2，结果保留2位有效数字）问：
（1）游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大？
（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？
17、美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”，飞行员将飞艇开到6000m的高空后，让飞艇由静止下落，以模拟一种微重力的环境。

下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍，这样，可以获得持续25s之久的失重状态，大学生们就可以进行微重力影响的实验. 紧接着飞艇又做匀减速运动，若飞艇离地面的高度不得低于500m. 重力加速度g取10m/s2，试计算：
（1）飞艇在25s内所下落的高度；
（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力是其重力的多少倍.
18、如图（a）所示，质量为M=10kg的滑块放在水平地面上，滑块上固定一个轻细杆ABC，∠ABC=45°. 在A端固定一个质量为m=2kg的小球，滑块与地面间的动摩擦因数为μ=0.3. 现
对滑块施加一个水平向右的推力F
1=96N，使滑块做匀加速运动. 求此时轻杆对小球作用力F
2
，
（取g=10m/s2）.
有位同学是这样解答的：小球受到重力及杆的作用力F
2，因为是轻杆，所以F
2
方向沿杆向上，
受力情况如图（b）所示. 根据所画的平行四边形，可以求得：
你认为上述解法是否正确？如果不正确，请说明理由，并给出正确的解答.
19、一列长100m的列车以的正常速度行驶，当通过1000m长的大桥时，必须以v
2
=10m/s的速度行驶。

在列车上桥前需提前减速，当列车头刚上桥时速度恰好为10m/s；列车全部离开大桥时又需通过加速恢复原来的速度。

减速过程中，加速度大小为0.25m/s2。

加速过程中，加速度大小为1m/s2，则该列车从减速开始算起，到过桥后速度达到20m/s，共用了多长时间？
20、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离，我国公安部门规定，高速公路上行驶的汽车的安全距离为200m，最高时速为120km/h，请你根据下面提供的资料，通过计算来说明安全距离为200m的理论依据（取g=10m/s2）。

资料一：行驶员的反应时间：0.35―0.65之间
资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数
路面动摩擦因数
干沥青与混凝土0.7―0.7
干碎石路面0.6―0.7
湿历青与混土路面0.32―0.4
（1）在计算中驾驶员反应时间，路面与轮胎之间的动摩擦因数各应取多少？
（2）通过你的计算来说明安全距离为200m的必要性。

============参考答案============
一、计算题
1、向东加速6米匀速12米,向南8米总位移19.6米
2、mg
解析：对人受力分析人受重力mg和电梯给人的支持力F N.由牛顿第二定律F N－mg＝ma，故F N ＝mg.由牛顿第三定律知人对电梯压力F N′大小等于F N.
3、解：设物块质量为m,加速度为a,物块受力情况如下图所示,
mgsinθ-f=ma,
N-mgcosθ=0,
f=μN,
解得：a=gsinθ-μgcosθ,
由：
得：
4、解：
由v－t图象及F－t图象可知，
物块在0～3s内静止，
物块在3 s～6 s内做匀加速运动，设加速度为a,
物块在6 s～9 s内做匀速运动，
因此
而v2 =at=3a=6 m/s,
由以上各式得m=1 kg，=0.4.
5、（1）由于物块做匀速直线运动，则
①
②
③
联立①②③方程求得：=0.5
（2）撤去拉力F后，设物块运动的加速度大小为a，经t时间停下，则6、（1）m/s2m/s2
（2）m v=5m/s
（3）s
7、直升机取水，水箱受力平衡f=mgtanθ
1
直升机返回，由牛顿第二定律
T 2sinθ
2
-f=(m+M)a ④
T 2cosθ
2
-(m+M)g=0 ⑤
由④⑤得，水箱中水的质量 M＝4.5×103kg.
8、 192m
9、对A、B，由牛顿第二定律得
A物体所受摩擦力为F
1
方向水平向右。

10、解析：（1）由图像可知：电梯在启动阶段经历了_4.0_s加速上升过程。

（2分）（2）由牛顿第二定律可知：（2分）
（2分）
11、解：mgμcos30°－mgμsin30°= ma
解得a = 2.5 m / s2
货物匀加速运动的时间
货物匀加速运动的位移
随后货物做匀速运动。

运动位移 S
2 = L－S
1
= 5m
匀速运动时间
t = t
1 + t
2
= 3s
12、解：小球受力如图所示，有竖直向下的重力G，弹簧的弹力F，圆环的弹力N，N沿半径方向背离圆心O．
利用合成法，将重力G和弹力N合成，合力F合应与弹簧弹力F平衡观察发现，图中力的三角形△BCD与△AOB相似，设AB长度为l由三角形相似有：
= = ，即得F =
另外由胡克定律有F = k（l-L），而l = 2R cosφ
联立上述各式可得：cosφ = ，φ = arcos
13、解：
物体受力分析如图所示，设加速的加速度为a1，末速度为v，减速时的加速度大小为a2，将mg和F分解后，
由牛顿运动定律得
N＝Fsinθ＋mgcosθ
Fcosθ－f－mgsinθ＝ma
1
根据摩擦定律有f＝μN
加速过程由运动学规律可知v＝a1t1
撤去F 后，物体减速运动的加速度大小为a2，则a2＝μg cosθ＋gsinθ
由匀变速运动规律有v=a2t2
有运动学规律知 s＝a1t12＋a2t22
代入数据得μ＝0.25 s＝16.25m
14、解：
（1）物体的初速度为0，设物体的加速度为a
1
根据
得：
（2）设物体所受地面的摩擦力为f，撤去F时物体的速度为v，撤去F后物体运动时的加速度为a
，所求距离为s′
2
由以上方程解得：
15、物体受力分析如图所示，设加速的加速度为a1，末速度为v，减速时的加速度大小为a2，由牛顿运动定律得
又：
加速过程由运动学规律可知：
撤去F后，物体减速运动的加速度大小为a2，则
由匀变速运动规律有
有运动学规律知
代入数据得
16、解：
（1）由位移公式
沿斜面方向，由牛顿第二定律得：
联立并代入数值后，得
（2）在垂直斜面方向上，
又
联立并代入数值后，得
17、解答：（1）设飞艇在25s内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得
解得：
飞艇在25s内下落的高度为
（2）25s后飞艇将做匀速运动，开始减速时飞艇的速度v为
减速运动下落的最大高度为
减速运动飞艇的加速度大小a2至少为
设座位对大学生的支持力为F N，则
即大学生对座位压力是其重力的2.15倍.
18、结果不正确。

杆AB对称的作用力方向不一定沿杆的方向，它可能会是向右偏上的方向，大小和方向由加速度a的大小来决定，并随a的变化而变化。

对整体，由牛顿第二定律，
解得：
与水平方向的夹角，斜向右上.
轻杆对小块的作用力F
2
19、解：设过桥前减速过程所需时间为t
1
设过桥所用的时间为t
.
2
设过桥后加速度过程所需时间为t
3
共用时间
20、解：
（1）驾驶员反应时间为t = 0.6s，动摩擦因数μ=0.32
（2）汽车在反应时间内做匀速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动因此，高速公路上汽车安全行驶距离是200m是必要的。