最新物理牛顿运动定律练习题20篇

最新物理牛顿运动定律练习题20篇

一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律

1．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：

（1）弹簧压缩至A 点时的弹性势能；

（2）工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间；

（3）工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中，工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。

【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J

【解析】

【详解】

（1）由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为：

2P 01sin 37cos372

E mgx mgx mv μ︒︒=++ 解得：E p ＝42J

（2）工件在减速到与传送带速度相等的过程中，加速度为a 1，由牛顿第二定律得： 1sin 37cos37mg mg ma μ︒︒+=

解得：a 1＝10m/s 2 工件与传送带共速需要时间为：011

v v t a -=

解得：t 1＝0.4s 工件滑行位移大小为：22

0112v v x a -= 解得：1 2.4x m L =<

因为tan 37μ︒

<，所以工件将沿传送带继续减速上滑，在继续上滑过程中加速度为a 2，则有：

2sin 37cos37mg mg ma μ︒︒-=

解得：a 2＝2m/s 2

假设工件速度减为0时，工件未从传送带上滑落，则运动时间为：

22v

t a = 解得：t 2＝2s

工件滑行位移大小为：2 3? 1

n n n n n 解得：x 2＝4m

工件运动到C 点时速度恰好为零，故假设成立。

工作在传送带上上滑的总时间为：t ＝t 1+t 2＝2.4s

（3）第一阶段：工件滑行位移为：x 1＝2.4m 。

传送带位移'11 1.6m x vt ==，相对位移为：10.8m x =V 。

摩擦生热为：11cos37Q mg x V μ︒=

解得：Q 1＝3.2J

第二阶段：工件滑行位移为：x 2＝4m ，

传送带位移为：'228m x vt ==

相对位移为：24m x ∆=

摩擦生热为： 22cos37Q mg x μ︒=∆

解得：Q 2＝16J

总热量为：Q ＝19.2J 。

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 2012

Q 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．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：212

B 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 ＝50W