高中物理牛顿运动定律经典练习题
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,质量为M=0.5kg 的物体B 和质量为m=0.2kg 的物体C ,用劲度系数为k=100N/m 的竖直轻弹簧连在一起.物体B 放在水平地面上,物体C 在轻弹簧的上方静止不动.现将物体C 竖直向下缓慢压下一段距离后释放,物体C 就上下做简谐运动,且当物体C 运动到最高点时,物体B 刚好对地面的压力为0.已知重力加速度大小为g=10m/s 2.试求:①物体C 做简谐运动的振幅;②当物体C 运动到最低点时,物体C 的加速度大小和此时物体B 对地面的压力大小. 【答案】①0.07m ②35m/s 2 14N 【解析】 【详解】①物体C 放上之后静止时:设弹簧的压缩量为0x . 对物体C ,有:0mg kx = 解得:0x =0.02m设当物体C 从静止向下压缩x 后释放,物体C 就以原来的静止位置为平衡位置上下做简谐运动,振幅A =x当物体C 运动到最高点时,对物体B ,有:0()Mg k A x =- 解得:A =0.07m②当物体C 运动到最低点时,设地面对物体B 的支持力大小为F ,物体C 的加速度大小为a .对物体C ,有:0()k A x mg ma +-= 解得:a =35m/s 2对物体B ,有:0()F Mg k A x =++ 解得:F =14N所以物体B 对地面的压力大小为14N2.如图,质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 的A 、B 两滑块放在水平面上,处于场强大小E=3×105N/C 、方向水平向右的匀强电场中,A 不带电,B 带正电、电荷量q=2×10-5C .零时刻,A 、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着,从静止同时开始运动,2s 末细绳断开.已知A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1,重力加速度大小g=10m/s 2.求:(1)前2s 内,A 的位移大小; (2)6s 末,电场力的瞬时功率. 【答案】(1) 2m (2) 60W 【解析】 【分析】 【详解】(1)B 所受电场力为F=Eq=6N ;绳断之前,对系统由牛顿第二定律:F-μ(m A +m B )g=(m A +m B )a 1 可得系统的加速度a 1=1m/s 2; 由运动规律:x=12a 1t 12 解得A 在2s 内的位移为x=2m ;(2)设绳断瞬间,AB 的速度大小为v 1,t 2=6s 时刻,B 的速度大小为v 2,则v 1=a 1t 1=2m/s ;绳断后,对B 由牛顿第二定律:F-μm B g=m B a 2 解得a 2=2m/s 2;由运动规律可知:v 2=v 1+a 2(t 2-t 1) 解得v 2=10m/s电场力的功率P=Fv ,解得P=60W3.如图所示,水平地面上固定着一个高为h 的三角形斜面体,质量为M 的小物块甲和质量为m 的小物块乙均静止在斜面体的顶端.现同时释放甲、乙两小物块,使其分别从倾角为α、θ的斜面下滑,且分别在图中P 处和Q 处停下.甲、乙两小物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ.设两小物块在转弯处均不弹起且不损耗机械能,重力加速度取g.求:小物块(1)甲沿斜面下滑的加速度; (2)乙从顶端滑到底端所用的时间;(3)甲、乙在整个运动过程发生的位移大小之比. 【答案】(1) g(sin α-()2sin sin cos hg θθμθ-【解析】 【详解】(1) 由牛顿第二定律可得F 合=Ma 甲Mg sin α-μ·Mg cos α=Ma 甲 a 甲=g(sin α-μcos α)(2) 设小物块乙沿斜面下滑到底端时的速度为v ,根据动能定理得W 合=ΔE k mgh -μmgcos θ·θsin h=212mv v=cos 21sin gh θμθ⎛⎫- ⎪⎝⎭a 乙=g (sin θ-μcos θ) t =()2sin sin cos hg θθμθ-(3) 如图,由动能定理得Mgh -μ·Mg cos α·sin hα-μ·Mg (OP -cos sin h αα)=0mgh -μmg cos θ·θsin h-μmg (OQ -cos sin h θθ)=0 OP=OQ根据几何关系得222211x h OP x h OQ ++甲乙4.高铁的开通给出行的人们带来了全新的旅行感受,大大方便了人们的工作与生活.高铁每列车组由七节车厢组成,除第四节车厢为无动力车厢外,其余六节车厢均具有动力系统,设每节车厢的质量均为m ,各动力车厢产生的动力相同,经测试,该列车启动时能在时间t 内将速度提高到v ,已知运动阻力是车重的k 倍.求: (1)列车在启动过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力;(2)列车在匀速行驶时,第六节车厢失去了动力,若仍要保持列车的匀速运动状态,则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大? 【答案】(1)13m (v t +kg ) (2)1415kmg 【解析】 【详解】(1)列车启动时做初速度为零的匀加速直线运动,启动加速度为a =vt① 对整个列车,由牛顿第二定律得:F -k ·7mg =7ma ②设第五节对第六节车厢的作用力为T ,对第六、七两节车厢进行受力分析,水平方向受力如图所示,由牛顿第二定律得26F+T -k ·2mg =2ma , ③ 联立①②③得T =-13m (vt+kg ) ④ 其中“-”表示实际作用力与图示方向相反,即与列车运动相反. (2)列车匀速运动时,对整体由平衡条件得F ′-k ·7mg =0 ⑤设第六节车厢有动力时,第五、六节车厢间的作用力为T 1,则有:26F '+T 1-k ·2mg =0 ⑥ 第六节车厢失去动力时,仍保持列车匀速运动,则总牵引力不变,设此时第五、六节车厢间的作用力为T 2, 则有:5F '+T 2-k ·2mg =0, ⑦ 联立⑤⑥⑦得T 1=-13kmg T 2=35kmg 因此作用力变化ΔT =T 2-T 1=1415kmg5.在水平长直的轨道上,有一长度为L 的平板车在外力控制下始终保持速度v 0做匀速直线运动.某时刻将一质量为m 的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数为μ,此时调节外力,使平板车仍做速度为v 0的匀速直线运动.(1)若滑块最终停在小车上,滑块和车之间因为摩擦产生的内能为多少?(结果用m ,v 0表示)(2)已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2,滑块质量m =1kg ,车长L =2m ,车速v 0=4m/s ,取g =10m/s 2,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F ,要保证滑块不能从车的左端掉下,恒力F 大小应该满足什么条件? 【答案】(1)2012m v (2)6F N ≥【解析】解:根据牛顿第二定律,滑块相对车滑动时的加速度mga g mμμ==滑块相对车滑动的时间:0v t a=滑块相对车滑动的距离2002v s v t g=-滑块与车摩擦产生的内能Q mgs μ= 由上述各式解得2012Q mv =(与动摩擦因数μ无关的定值) (2)设恒力F 取最小值为1F ,滑块加速度为1a ,此时滑块恰好达到车的左端,则: 滑块运动到车左端的时间011v t a = 由几何关系有:010122v t Lv t -= 由牛顿定律有:11F mg ma μ+= 联立可以得到:10.5s t=,16F N =则恒力F 大小应该满足条件是:6F N ≥.6.某天,张叔叔在上班途中沿人行道向一公交车站走去,发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过,此时,张叔叔的速度是1m/s ,公交车的速度是15m/s ,他们距车站的距离为50m .假设公交车在行驶到距车站25m 处开始刹车.刚好到车站停下,停车10s 后公交车又启动向前开去.张叔叔的最大速度是6m/s ,最大起跑加速度为2.5m/s 2,为了安全乘上该公交车,他用力向前跑去,求:(1)公交车刹车过程视为匀减速运动,其加速度大小是多少. (2)分析张叔叔能否在该公交车停在车站时安全上车. 【答案】(1)4.5m/s 2 (2)能 【解析】试题分析:(1)公交车的加速度221110 4.5/2v a m s x -==- 所以其加速度大小为24.5/m s (2)汽车从相遇处到开始刹车时用时:11153x x t s v -==汽车刹车过程中用时:1210103v t s a -== 张叔叔以最大加速度达到最大速度用时:32322v v t s a -== 张叔叔加速过程中的位移:2323·72v v x t m +== 以最大速度跑到车站的时间243437.26x x t s s v -==≈ 因341210t t t t s +<++,张叔叔可以在汽车还停在车站时安全上车. 考点:本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律.7.2019年1月3日10时26分.中国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。
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。
必修1 牛顿运动定律(含答案)全部题型
高中物理必修1牛顿运动定律经典练习题 (含答案)1、牛顿第一定律是()A. 由科学家的经验得出的B. 通过物理实验直接得到的C. 斜面小车实验做成功后就能够得出的结论D. 在实验基础上经过分析、推理得出的结论2、根据牛顿第一定律可知()A. 物体若不受外力的作用,一定处于静止状态B. 物体的运动是依靠力来维持的C. 运动的物体若去掉外力作用,物体一定慢慢停下来D. 物体运动状态改变时,一定受到外力的作用3、关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是()A. 牛顿第一定律揭示了“物体的运动不需要力来维持”,所以又称为惯性定律B. 地球上没有不受力的物体,但受平衡力的物体合力为0,可以参照牛顿第一定律进行分析C. 牛顿第一定律是在实验中直接得出的结论D. 牛顿第一定律告诉我们:做匀速直线运动的物体一定不受力4、科学家建立牛顿第一定律的科学方法是()A. 经验总结B. 凭空猜想C. 观察和实验D. 在大量经验事实基础上的科学推理5、一个做匀加速直线运动的物体,在运动过程中,若所受的一切外力都突然消失,则由牛顿第一定律可知,该物体将()A. 立即静止B. 改做匀速直线运动C. 继续做匀加速直线运动D. 改做变加速直线运动6、下面惯性最大的是()A. 冲刺的运动员B. 静止在站台上的火车C. 飞奔的兔子D. 徐徐升空的氢气球7、物体保持匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性,一切物体都具有惯性,下列关于惯性的说法正确的是()A. 运动越快的物体,惯性越大B. 受合力越大的物体,惯性越大C. 质量越大的物体,惯性越大D. 静止的物体运动时惯性大8、关于惯性,下列说法正确的是()A. 物体在阻力相同的情况下,速度大的不容易停下来,所以速度大的物体惯性大B. 推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大,所以静止的物体惯性大C. 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D. 物体的惯性与物体运动速度的大小、物体运动状态的改变、物体所处的位置无关9、关于惯性与牛顿第一定律定律,下列说法正确的是()A. 只有物体在匀速直线运动或静止时才表现出惯性的性质B. 惯性的大小由物体的质量决定,与受力及运动状态无关C. 牛顿第一定律既提出了物体不受力作用时的运动规律,又提出了力是改变物体运动状态的原因D. 牛顿第一定律就是惯性10、关于牛顿第三定律,下列说法正确的是()A. 作用力大时,反作用力小B. 作用力和反作用力的方向总是相反的C. 作用力和反作用力是作用在同一个物体上的D. 牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时也适用11、用牛顿第三定律判断,下列说法正确的是()A. 人走路时,地对脚的力大于脚蹬地的力,所以人才能往前奏B. 不论站着不动,还是走动过程,人对地面的压力和地面对人的支持力,总是大小相等方向相反的C. 物体A静止在物体B上,A的质量是B质量的100倍,所以A作用于B的力大于B作用于A的力D. 以卵击石,石头没事而鸡蛋碎了,这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力12、跳高运动员在竖直向上跳起的瞬间,地面对他的弹力的大小为N,他对地面的压力的大小为N′,根据牛顿第三定律,比较N和N′的大小()A.N=N′B.N<N′C.N>N′D. 不能确定N、N′那个力较大13、甲、乙两人发生口角,甲打了乙的胸口一拳致使乙手上,法院判决甲应支付乙的医药费。
高中物理牛顿运动定律应用专项训练100(附答案)
最新高中物理牛顿运动定律的应用专项训练100( 附答案 )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 静止在圆滑水平面上,某时辰质量M=l kg 的物体 A(视为质点)以v0=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,重力加快度 g 取 10 m/s 2.试求:(1)假如要使 A 不至于从 B 上滑落,拉力 F 大小应知足的条件;(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 F 3N(2)x0.5m【分析】【剖析】物体 A 不滑落的临界条件是 A 抵达 B 的右端时, A、 B 拥有共同的速度,联合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值.另一种临界状况是A、 B 速度同样后,一同做匀加快直线运动,依据牛顿第二定律求出拉力的最大值,进而得出拉力 F 的大小范围.【详解】(1)物体 A 不滑落的临界条件是 A 抵达 B 的右端时, A、 B 拥有共同的速度v1,则:v02 -v12v12+L2a A2a B又:v-v1 =v1 a A a B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,因此 F 一定大于等于 1N当 F 较大时,在 A 抵达 B 的右端以前,就与 B 拥有同样的速度,以后, A 一定相对 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若F 大于 3N, A 就会相对 B 向左滑下综上所述,力 F 应知足的条件是 1N≤F≤3N(2)物体 A 滑上平板车 B 此后,做匀减速运动,由牛顿第二定律得:μ Mg=Ma A解得: a A=μg=2m/s 2平板车 B 做匀加快直线运动,由牛顿第二定律得:F+μMg=ma B解得: a B=14m/s2二者速度同样时物体相对小车滑行最远,有:v 0- a A t=a B t解得: t=0.25s1 215 A 滑行距离 x A =v 0t -a A t =m216B 滑行距离: x B = 1 a B t 2= 7m216最大距离: Δx =x A - x B =0.5m【点睛】解决此题的重点理清物块在小车上的运动状况,抓住临界状态,联合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.2. 如下图,质量为 M =10kg 的小车停放在圆滑水平面上.在小车右端施加一个F=10N 的水平恒力.当小车向右运动的速度达到2.8m/s 时,在其右端轻轻放上一质量 m=2.0kg 的小黑煤块(小黑煤块视为质点且初速度为零),煤块与小车间动摩擦因数 μ 0.20.假设小 = 车足够长.( 1)求经过多长时间煤块与小车保持相对静止 ( 2) 求 3s 内煤块行进的位移( 3)煤块最后在小车上留下的印迹长度【答案】 (1) 2s (2) 8.4m (3) 2.8m【分析】【剖析】分别对滑块和平板车进行受力剖析,依据牛顿第二定律求出各自加快度,物块在小车上停止相对滑动时,速度同样,依据运动学基本公式即能够求出时间.经过运动学公式求出位移.【详解】(1)依据牛顿第二定律,刚开始运动时对小黑煤块有:F Nma 1F N -mg =0代入数据解得: a 1=2m/s 2刚开始运动时对小车有:FF NMa 2解得: a 2=0.6m/s 2经过时间 t ,小黑煤块和车的速度相等,小黑煤块的速度为:v 1=a 1t车的速度为:v 2=v+a 2 t解得: t=2s;(2)在 2s 内小黑煤块行进的位移为:x11a1t 24m22s 时的速度为:v1 a1t1 2 2m/s 4m/s今后加快运动的加快度为:a F 5m/s23M m6而后和小车共同运动t 2=1s 时间,此 1s 时间内位移为:x2v1t21a3t22 4.4m 2因此煤块的总位移为:x1x28.4m (3)在 2s 内小黑煤块行进的位移为:x11a1t 24m2小车行进的位移为:x v1t 1a1t2 6.8m 2二者的相对位移为:x x x1 2.8m即煤块最后在小车上留下的印迹长度 2.8m.【点睛】该题是相对运动的典型例题,要仔细剖析两个物体的受力状况,正确判断两物体的运动状况,再依据运动学基本公式求解.3.如图,质量M=4kg 的长木板静止处于粗拙水平川面上,长木板与地面的动摩擦因数μ1=0.1,现有一质量m=3kg 的小木块以v0=14m/s 的速度从一端滑上木板,恰巧未从木板上滑下,滑块与长木板的动摩擦因数μ2,求:2=0.5,g取10m/s(1)木块刚滑上木板时,木块和木板的加快度大小;(2)木板长度;(3)木板在地面上运动的最大位移。
物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
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:222011-22A Bv v v L a a =+ 又: 011-=A Bv 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若F 大于3N ,A 就会相对B 向左滑下 综上所述,力F 应满足的条件是1N≤F ≤3N(2)物体A 滑上平板车B 以后,做匀减速运动,由牛顿第二定律得:μMg =Ma A 解得:a A =μg =2m/s 2平板车B 做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F +μMg =ma B 解得:a B =14m/s 2两者速度相同时物体相对小车滑行最远,有:v 0-a A t =a B t 解得:t =0.25s A 滑行距离 x A =v 0t -12a A t 2=1516m B 滑行距离:x B =12a B t 2=716m 最大距离:Δx =x A -x B =0.5m 【点睛】解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况,抓住临界状态,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.2.如图甲所示,长为L =4.5 m 的木板M 放在水平地而上,质量为m =l kg 的小物块(可视为质点)放在木板的左端,开始时两者静止.现用一水平向左的力F 作用在木板M 上,通过传感器测m 、M 两物体的加速度与外力F 的变化关系如图乙所示.已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g = 10m /s 2.求:(1)m 、M 之间的动摩擦因数;(2)M 的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数;(3)若开始时对M 施加水平向左的恒力F =29 N ,且给m 一水平向右的初速度v o =4 m /s ,求t =2 s 时m 到M 右端的距离. 【答案】(1)0.4(2)4kg ,0.1(3)8.125m 【解析】 【分析】 【详解】(1)由乙图知,m 、M 一起运动的最大外力F m =25N , 当F >25N 时,m 与M 相对滑动,对m 由牛顿第二定律有:11mg ma μ=由乙图知214m /s a =解得10.4μ=(2)对M 由牛顿第二定律有122()F mg M m g Ma μμ--+=即12122()()F mg M m g mg M m g Fa M M Mμμμμ--+--+==+乙图知114M = 12()94mg M m g M μμ--+=-解得M = 4 kg μ2=0. 1(3)给m 一水平向右的初速度04m /s v =时,m 运动的加速度大小为a 1 = 4 m/s 2,方向水平向左,设m 运动t 1时间速度减为零,则111s v t a == 位移21011112m 2x v t a t =-=M 的加速度大小2122()5m /s F mg M m ga Mμμ--+==方向向左, M 的位移大小22211 2.5m 2x a t == 此时M 的速度2215m /s v a t ==由于12x x L +=,即此时m 运动到M 的右端,当M 继续运动时,m 从M 的右端竖直掉落,设m 从M 上掉下来后M 的加速度天小为3a ,对M 由生顿第二定律23F Mg Ma μ-=可得2325m /s 4a =在t =2s 时m 与M 右端的距离2321311()()8.125m 2x v t t a t t =-+-=.3.如图所示,倾角θ=30°的足够长光滑斜面底端A 固定有挡板P ,斜面上B 点与A 点的高度差为h .将质量为m 的长木板置于斜面底端,质量也为m 的小物块静止在木板上某处,整个系统处于静止状态.已知木板与物块间的动摩擦因数32μ=,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .(1)若对木板施加一沿斜面向上的拉力F 0,物块相对木板刚好静止,求拉力F 0的大小; (2)若对木板施加沿斜面向上的拉力F =2mg ,作用一段时间后撤去拉力,木板下端恰好能到达B 点,物块始终未脱离木板,求拉力F 做的功W . 【答案】(1) 32mg (2) 94mgh 【解析】(1)木板与物块整体:F 0−2mg sinθ=2ma 0 对物块,有:μmg cosθ−mg sinθ═ma 0 解得:F 0=32mg (2)设经拉力F 的最短时间为t 1,再经时间t 2物块与木板达到共速,再经时间t 3木板下端到达B 点,速度恰好减为零. 对木板,有:F −mg sinθ−μmg cosθ=m a 1 mg sinθ+μmg cosθ=ma 3对物块,有:μmg cosθ−mg sinθ=ma 2 对木板与物块整体,有2mg sinθ=2m a 4另有:1132212 ()a t a t a t t -=+ 21243 ()a t t a t +=222111123243111222sin h a t a t t a t a t θ+⋅-+= 21112W F a t =⋅解得W =94mgh 点睛:本题考查牛顿第二定律及机械能守恒定律及运动学公式,要注意正确分析物理过程,对所选研究对象做好受力分析,明确物理规律的正确应用即可正确求解;注意关联物理过程中的位移关系及速度关系等.4.滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板和雪地之间形成暂时的“气垫”从而减小雪地对滑雪板的摩擦,然后当滑雪板的速度较小时,与雪地接触时间超过某一时间就会陷下去,使得它们间的摩擦阻力增大.假设滑雪者的速度超过4m/s 时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会从0.25变为0.125.一滑雪者从倾角为θ=37°斜坡雪道的某处A 由静止开始自由下滑,滑至坡底B 处(B 处为一长度可忽略的光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪道,最后停在水平雪道BC 之间的某处.如图所示,不计空气阻力,已知AB 长14.8m ,取g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化时(即速度达到4m/s )所经历的时间; (2)滑雪者到达B 处的速度;(3)滑雪者在水平雪道上滑行的最大距离. 【答案】(1)1s ;(2)12m/s ;(3)54.4m . 【解析】 【分析】(1)根据牛顿第二定律求出滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v 1=4m/s 期间的加速度,再根据速度时间公式求出运动的时间.(2)再根据牛顿第二定律求出速度大于4m/s 时的加速度,球心速度为4m/s 之前的位移,从而得出加速度变化后的位移,根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑雪者到达B 处的速度.(3)分析滑雪者的运动情况,根据牛顿第二定律求解每个过程的加速度,再根据位移速度关系求解. 【详解】(1)滑雪者从静止开始加速到v 1=4m/s 过程中: 由牛顿第二定律得:有:mgsin37°-μ1mgcos37°=ma 1; 解得:a 1=4m/s 2; 由速度时间关系得 t 1=11v a =1s (2)滑雪者从静止加速到4m/s 的位移:x 1=12a 1t 2=12×4×12=2m 从4m/s 加速到B 点的加速度:根据牛顿第二定律可得:mgsin37°-μ2mgcos37°=ma 2; 解得:a 2=5m/s 2;根据位移速度关系:v B 2−v 12=2a 2(L −x 1) 计算得 v B =12m/s(3)在水平面上第一阶段(速度从12m/s 减速到v=4m/s ):a 3=−μ2g =−1.25m /s 222223341251.222 1.25B v v x m a --===-⨯ 在水平面上第二阶段(速度从4m/s 减速到0)a 4=−μ1g =−2.5m /s 2,2443.22vx m a -== 所以在水平面上运动的最大位移是 x=x 3+x 4=54.4m 【点睛】对于牛顿第二定律的综合应用问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁.5.如图1所示, 质量为M 的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m 、可视为质点的物块,以某一水平初速度v 0从左端冲上木板。
高考物理牛顿运动定律专项训练100(附答案)及解析
高考物理牛顿运动定律专项训练100(附答案)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,在倾角为θ = 37°的足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m 的极薄平板 AB ,在薄平板的上端A 处放一质量m =1kg 的小滑块(视为质点),将小滑块和薄平板同时无初速释放。
已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1=0.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s 2。
求:(1)释放后,小滑块的加速度a l 和薄平板的加速度a 2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t 。
【答案】(1)24m/s ,21m/s ;(2)1s t = 【解析】 【详解】(1)设释放后,滑块会相对于平板向下滑动,对滑块m :由牛顿第二定律有:011sin 37mg f ma -=其中01cos37N F mg =,111N f F μ= 解得:00211sin 37cos374/a g g m s μ=-=对薄平板M ,由牛顿第二定律有:0122sin 37Mg f f Ma +-= 其中002cos37cos37N F mg Mg =+,222N f F μ=解得:221m/s a =12a a >,假设成立,即滑块会相对于平板向下滑动。
设滑块滑离时间为t ,由运动学公式,有:21112x a t =,22212x a t =,12x x L -= 解得:1s t =2.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。
如图所示,水平传送带匀速运行速度为v=2m/s ,传送带两端AB 间距离为s 0=10m ,传送带与行李箱间的动摩擦因数μ=0.2,当质量为m=5kg 的行李箱无初速度地放上传送带A 端后,传送到B 端,重力加速度g 取10m/2;求:(1)行李箱开始运动时的加速度大小a ; (2)行李箱从A 端传送到B 端所用时间t ; (3)整个过程行李对传送带的摩擦力做功W 。
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A.乙图表示电梯可能做变减速下降
D.在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中小球不能到达轨道 B.乙图表示电梯可能做匀减速下降
的另一端.
C.乙图表示电梯可能做变减速上升
17.(辽宁省五校协作体 2013 届高三摸底考试理科综合试题,1) 将 D.乙图表示电梯可能做匀速下降
“超市” 所用的平板车固定在平地面上,用 300N 的水平力拖动一 19.(重庆市 2013 届高三九校模拟,1)下列说法正确的有
的是(曲率半径简单地理解为在曲线上一点附近与之重合的圆弧的
面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为 Ek2,则 Ek1: Ek2 为 A. 7.5 B. 3.33 C. 0.3 D. 0.13 4.(山东省淄博市 2013 届高三下学期 4 月复习阶段性检测,7)在倾角
为 的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块 A、B,它们的
1:2,用皮带连接 a、b 两轮转动时,钢球①、②所受的向心力之比
为( )
(A)8:1
(B)4:1 (C)2:1 (D)1:2 14.(上海市黄浦区 2013 届高三第一学期期末学科质量监测物理试卷, 5) 静止在光滑水平面上的物体,受到一个大小不为零的水平拉力 作用,若拉力开始作用瞬间物体的速度大小为 v,加速度大小为 a, 则下列判断中正确的是( ) (A)v≠0,a≠0 (B)v=0,a≠0
的反映了小球的速度大小随时间变化的函数关系( ) 23.(2013 届河北唐山高三摸底考试,14)从 16 世纪末,随着人们对 力的认识逐渐清晰和丰富,建立了经典力学理论,以下有关力的说
A. B. C. D. 26.(2013 届武汉部分学校高三 11 月联考,6)如图甲所示,绷紧 的水平传送带始终以恒定速率运行,质量 m = 2.0 kg 的小物块从与
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。
完整)高中物理牛顿运动定律经典练习题
完整)高中物理牛顿运动定律经典练习题对牛顿第三定律的理解总结牛顿运动定律是描述物体运动规律的基础定律,其中第一定律揭示了物体的惯性和静止状态与匀速直线运动状态的等价性;第二定律定量揭示了力与运动的关系,即力是改变物体运动状态的原因;第三定律揭示了力的相互作用性质,即物体间的相互作用力总是成对的,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
这些定律为我们研究物理现象提供了基础理论和数学工具。
2.在拔出销钉M的瞬间,小球的加速度大小为12m/s,如果拔出销钉N,小球可能的加速度是(取g=10m/s):A。
22m/s,方向竖直向下;B。
22m/s,方向竖直向上;C。
2m/s,方向竖直向上;9.一物体受绳子拉力作用,由静止开始前进,先做加速运动,然后改为匀速运动,再改为减速运动。
下列说法中正确的是:A。
加速前进时,绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力;B。
减速前进时,绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力;C。
只有匀速前进时,绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小相等;10.一个物体放在水平桌面上,下列说法正确的是:A。
桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力;B。
物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力;C。
物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一性质的力;11.甲、乙两队进行拔河比赛,结果甲队获胜。
则比赛过程中:A。
甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力;B。
甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力;C。
甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等,方向相反;12.若在例题3中不计绳子的质量,则:A。
甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力;B。
甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力;C。
甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等,方向相反;1.下列物体的运动状态保持不变的是:A。
匀速行驶的列车;B。
地球同步卫星;C。
自由下落的小球;2.有关加速度的说法,正确的是:A。
物体加速度的方向与物体运动的方向不是同向就是反向;B。
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 sg sμ-=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212x 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214/3a m s =对滑块,则有加速度224/a m s =滑块速度先减小到0,此时碰后时间为11t s = 此时,木板向左的位移为2111111023x vt a t m =-=末速度18/3v m s =滑块向右位移214/022m s x t m +== 此后,木块开始向左加速,加速度仍为224/a m s =木块继续减速,加速度仍为214/3a m s =假设又经历2t 二者速度相等,则有22112a t v a t =- 解得20.5t s =此过程,木板位移2312121726x v t a t m =-=末速度31122/v v a t m s =-= 滑块位移24221122x a t m == 此后木块和木板一起匀减速.二者的相对位移最大为13246x x x x x m ∆=++-= 滑块始终没有离开木板,所以木板最小的长度为6m(3)最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止,整体加速度211/a g m s μ==位移23522v x m a==所以木板右端离墙壁最远的距离为135 6.5x x x m ++= 【考点定位】牛顿运动定律【名师点睛】分阶段分析,环环相扣,前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态,认真沉着,不急不躁2.如图所示,水平面与倾角θ=37°的斜面在B 处平滑相连,水平面上A 、B 两点间距离s 0=8 m .质量m =1 kg 的物体(可视为质点)在F =6.5 N 的水平拉力作用下由A 点从静止开始运动,到达B 点时立即撤去F ,物体将沿粗糙斜面继续上滑(物体经过B 处时速率保持不变).已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25.(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)物体在水平面上运动的加速度大小a 1; (2)物体运动到B 处的速度大小v B ; (3)物体在斜面上运动的时间t .【答案】(1)4m/s 2 (2)8m/s (3)2.4s 【解析】 【分析】(1)在水平面上,根据牛顿第二定律求出加速度;(2)根据速度位移公式求出B 点的速度;(3)物体在斜面上先向上减速,再反向加速度,求出这两段的时间,即为物体在斜面上的总时间. 【详解】(1)在水平面上,根据牛顿第二定律得:1F mg ma μ-=代及数据解得:214/a m s =(2)根据运动学公式:2102B v a s =代入数据解得:8/B v m s =(3)物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中,根据牛顿第二定律得:23737mgsin mgcos ma μ︒+︒=①物体沿斜面向上运动的时间:22Bv t a =② 物体沿斜面向上运动的最大位移为:222212s a t = ③因3737mgsin mgcos μ︒>︒,物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动根据牛顿第二定律得:33737mgsin mgcos ma μ︒-︒=④ 物体沿斜面下滑的时间为:223312s a t =⑤ 物体在斜面上运动的时间:23t t t =+⑥联立方程①-⑥代入数据解得:()2312 2.4t t t s s =+=+≈ 【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用,注意第二问求的是在斜面上的总时间,不是上滑时间.3.如图所示,倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m ,质量M=0.5kg 的薄木板,木板的最右端叠放质量为m=0.3kg 的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F ,同时让传送带逆时针转动,运行速度v=1.0m/s 。
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)物理牛顿运动定律练习题20篇含解析
(物理)物理牛顿运动定律练习题20篇含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,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)023sin 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 =22B x v t =第二次相碰:A B x x = 解得:0222sin L t g θ= 从A 开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的的时间:12t t t =+ 解得:023sin L t g θ=2.近年来,随着AI 的迅猛发展,自动分拣装置在快递业也得到广泛的普及.如图为某自动分拣传送装置的简化示意图,水平传送带右端与水平面相切,以v 0=2m/s 的恒定速率顺时针运行,传送带的长度为L =7.6m.机械手将质量为1kg 的包裹A 轻放在传送带的左端,经过4s 包裹A 离开传送带,与意外落在传送带右端质量为3kg 的包裹B 发生正碰,碰后包裹B 在水平面上滑行0.32m 后静止在分拣通道口,随即被机械手分拣.已知包裹A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为0.1,取g =10m/s 2.求:(1)包裹A 与传送带间的动摩擦因数; (2)两包裹碰撞过程中损失的机械能; (3)包裹A 是否会到达分拣通道口.【答案】(1)μ1=0.5(2)△E =0.96J (3)包裹A 不会到达分拣通道口 【解析】 【详解】(1)假设包裹A 经过t 1时间速度达到v 0,由运动学知识有01012v t v t t L +-=() 包裹A 在传送带上加速度的大小为a 1,v 0=a 1t 1包裹A 的质量为m A ,与传输带间的动摩檫因数为μ1,由牛顿运动定律有:μ1m A g =m A a 1 解得:μ1=0.5(2)包裹A 离开传送带时速度为v 0,设第一次碰后包裹A 与包裹B 速度分别为v A 和v B , 由动量守恒定律有:m A v 0=m A v A +m B v B包裹B 在水平面上滑行过程,由动能定理有:-μ2m B gx =0-12m B v B 2 解得v A =-0.4m/s ,负号表示方向向左,大小为0.4m/s 两包裹碰撞时损失的机械能:△E =12m A v 02 -12m A v A 2-12m B v B 2 解得:△E =0.96J(3)第一次碰后包裹A 返回传送带,在传送带作用下向左运动x A 后速度减为零,由动能定理可知-μ1m A gx A=0-12m A v A2解得x A=0.016m<L,包裹A在传送带上会再次向右运动.设包裹A再次离开传送带的速度为v A′μ1m A gx A=12m A v A′2解得:v A′ =0.4m/s设包裹A再次离开传送带后在水平面上滑行的距离为x A-μ2m A gx A′=0-12m A v A2解得x A′=0.08mx A′=<0.32m包裹A静止时与分拣通道口的距离为0.24m,不会到达分拣通道口.3.如图为高山滑雪赛道,赛道分为斜面与水平面两部分,其中斜面部分倾角为37°,斜面与水平面间可视为光滑连接。
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.如图所示,一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。
某时刻速度为v 0=2m/s ,此时一质量与木板相等的小滑块(可视为质点)以v 1=4m/s 的速度从右侧滑上木板,经过1s 两者速度恰好相同,速度大小为v 2=1m/s ,方向向左。
重力加速度g =10m/s 2,试求:(1)木板与滑块间的动摩擦因数μ1 (2)木板与地面间的动摩擦因数μ2(3)从滑块滑上木板,到最终两者静止的过程中,滑块相对木板的位移大小。
【答案】(1)0.3(2)120(3)2.75m 【解析】 【分析】(1)对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解; (2)对木板分析,先向右减速后向左加速,分过程进行分析即可; (3)分别求出二者相对地面位移,然后求解二者相对位移; 【详解】(1)对小滑块分析:其加速度为:2221114/3/1v v a m s m s t --===-,方向向右 对小滑块根据牛顿第二定律有:11mg ma μ-=,可以得到:10.3μ=;(2)对木板分析,其先向右减速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:1212v mg mg mt μμ+⋅= 然后向左加速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:21222v mg mg mt μμ-⋅= 而且121t t t s +== 联立可以得到:2120μ=,10.5s t =,20.5t s =; (3)在10.5s t=时间内,木板向右减速运动,其向右运动的位移为:1100.52v x t m +=⋅=,方向向右; 在20.5t s =时间内,木板向左加速运动,其向左加速运动的位移为:22200.252v x t m +=⋅=,方向向左; 在整个1t s =时间内,小滑块向左减速运动,其位移为:122.52v v x t m +=⋅=,方向向左 则整个过程中滑块相对木板的位移大小为:12 2.75x x x x m ∆=+-=。
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=12×2×12m=1m , 长木板运动的位移:x 2=12a 2t 2=12×3×12m=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 .(3)撤去F 后,小物块和木板的速度分别为:v m =a 1t=2m/s v=a 2t=3m/s 小物块和木板系统所受的合外力为0,动量守恒:()m mv Mv M m v +=+' 解得 2.8/v m s ='从撤去F 到物体与木块保持相对静止,由能量守恒定律:222111()222m mv Mv E M m v +=∆'++ 解得∆E=0.4J 【点睛】该题考查牛顿第二定律的应用、动量守恒定律和能量关系;涉及到相对运动的过程,要认真分析物体的受力情况和运动情况,并能熟练地运用匀变速直线运动的公式.2.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。
四套牛顿运动定律专题练习题(带答案)高中物理必修1
B.物块的质量为1.5kg
C.物块在6-9s内的加速度大小是2m/s2
D.物块前6s内的平均速度大小是4.5m/s
6、如图所示,质量为M的长平板车放在光滑的倾角为
的斜面上,车上站着一质量为m的人,若要平板车静止在斜面上,车上的人必须()
A.匀速向下奔跑
B.以加速度 向下加速奔跑
解得:
牛顿运动定律练习2
一、选择题
1.在太空站的完全失重环境中,下列仪器可以使用的是()
A.体重计B.打点计时器
C.天平D.弹簧测力计
2.甲乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的位移——时间图像(s-t)图像如图所示,则下列说法正确的是()
A.t1时刻乙车从后面追上甲车
D、自由落下的物体处于完全失重状态,但物体的惯性并没有消失
2、关于牛顿第二定律,正确的说法是:()
A、物体的质量跟外力成正比,跟加速度成反比
B、加速度跟合外力成正比,跟物体的质量成反比
C、加速度的方向一定与合外力的方向一致
D、由于加速度跟合外力成正比,整快砖的重力加速度一定是半块砖重力加速度的2倍
3、跳高运动员从地面上起跳的瞬间,下列说法中正确的是:()
6、一物体从某高度自由落下,恰好落在直立于地面上的轻弹簧上,如图所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时物体速度为零,以后被弹回、那么下列说法中正确的是:()
A、下降时物体在AB段的速度越来越小
B、上升时物体在AB段的速度越来越大
C、物体在AB段下降时和在AB段上升时其速度是先增大后减小
D、在B点时因为物体速度为零,所以它受到的合外力也为零
B.力F在时间 t内可以使质量 m的物体移动的距离为s
【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。
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。
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)及解析.docx
高中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,质量为M=0.5kg 的物体 B 和质量为m=0.2kg 的物体 C,用劲度系数为k=100N/m 的竖直轻弹簧连在一起.物体B 放在水平地面上,物体C 在轻弹簧的上方静止不动.现将物体 C 竖直向下缓慢压下一段距离后释放,物体 C 就上下做简谐运动,且当物体 C 运动到最高点时,物体 B 刚好对地面的压力为 0.已知重力加速度大小为g=10m/s2.试求:①物体 C 做简谐运动的振幅;②当物体 C 运动到最低点时,物体 C 的加速度大小和此时物体 B 对地面的压力大小.【答案】① 0.07m ②35m/s 214N【解析】【详解】①物体 C 放上之后静止时:设弹簧的压缩量为x0.对物体 C,有: mg kx0解得: x0=0.02m设当物体 C 从静止向下压缩x 后释放,物体 C 就以原来的静止位置为平衡位置上下做简谐运动,振幅 A=x当物体 C 运动到最高点时,对物体B,有:Mg k( A x0)解得: A=0.07m②当物体 C 运动到最低点时,设地面对物体 B 的支持力大小为F,物体 C 的加速度大小为a.x0 )mg ma对物体,有: k ( AC解得: a=35m/s 2对物体 B,有:F Mg k( A x0 )解得: F=14N所以物体 B 对地面的压力大小为14N2.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。
如图所示,水平传送带匀速运行速度为v=2m/s ,传送带两端AB 间距离为 s0=10m,传送带与行李箱间的动摩擦因数μ=0.2,当质量为 m=5kg 的行李箱无初速度地放上传送带 A 端后,传送到 B 端,重力加速度 g 取 10m/ 2;求:(1)行李箱开始运动时的加速度大小a;(2)行李箱从 A 端传送到 B 端所用时间t ;(3)整个过程行李对传送带的摩擦力做功W。
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牛顿运动定律一、基础知识回顾:1、牛顿第一定律一切物体总保持,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
注意:(1)牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动(物体速度)的原因,而是物体运动状态(物体速度)的原因,换言之,力是产生的原因。
(2)牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略的“理想实验“为基础,经过科学抽象,归纳推理而总结出来的。
2、惯性物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。
3、对牛顿第一运动定律的理解(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
(2)它定性地揭示了运动与力的关系,力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。
(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。
(4)牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。
4、对物体的惯性的理解(1)惯性是物体总有保持自己原来状态(速度)的本性,是物体的固有属性,不能克服和避免。
(2)惯性只与物体本身有关而与物体是否运动,是否受力无关。
任何物体无论它运动还是静止,无论运动状态是改变还是不改变,物体都有惯性,且物体质量不变惯性不变。
质量是物体惯性的唯一量度。
(3)物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。
物体惯性(质量)大,保持原来的运动状态的本领强,物体的运动状态难改变,反之物体的运动状态易改变。
(4)惯性不是力。
5、牛顿第二定律的内容和公式物体的加速度跟成正比,跟成反比,加速度的方向跟合外力方向相同。
公式是:a=F合/ m 或F合 =ma6、对牛顿第二定律的理解(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律得出物体的运动规律。
反过来,知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况,在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力。
(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度。
(3)牛顿第二定律公式:F合=ma是矢量式,F、a都是矢量且方向相同。
(4)牛顿第二定律F合=ma定义了力的单位:“牛顿”。
7、牛顿第三定律的内容两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上8、对牛顿第三定律的理解(1)作用力和反作用力的同时性。
它们是同时产生同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力。
(2)作用力和反作用力的性质相同,即作用力和反作用力是属于同种性质的力。
若作用力是弹力,反作用力必定是弹力。
(3)作用力和反作用力不可叠加性。
作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生各的效果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消。
二、重点、难点分析:1.惯性和惯性定律的区别(1)惯性:是物体本身的固有属性,仅由质量决定。
(2)惯性定律:是在理想条件下的一种运动规律。
2.加速度和运动状态的改变(1)运动状态的改变:物体的速度发生了改变,我们就说物体的运动状态发生了改变。
由于速度是矢量,既有大小又有方向,所以运动状态的改变有三种情况:①如:②如:③如:(2)力是产生加速度的原因牛顿第一定律表明,力是改变物体运动状态的原因,而运动状态改变必然有加速度,所以力是产生加速度的原因。
3.质量与惯性的关系(1)惯性的普遍性和差异性:一切物体在任何条件下都具有惯性,这表明了惯性的普遍性。
当物体受到外力作用时,物体运动状态的改变又有难易之别,质量大的物体运动状态难以改变,质量小的物体运动状态容易改变,这表明不同物体的惯性大小具有差异性。
(2)质量是惯性大小的量度:因为惯性是物体固有的性质,所以物体惯性的大小只能由物体自身来决定。
4.关于牛顿第二定律(1)同体性:F、m、a是研究同一个物体的三个物理量。
(2)同时性:(3)同向性:(4)力的独立性:作用在物体上的每个力都将产独立地产生各自的加速度,与其他力无关,合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。
5.牛顿运动定律只适用于宏观、低速的物体,不适用于微观、高速的物体,只适用于惯性参考系,不适用于非惯性参考系。
三、典型例题精讲:【例1】关于惯性的大小,以下说法正确的是哪一个?错误的说法如何修正。
A .只有处于静止或匀速运动状态的物体才具有惯性。
B .推动地面上静止的物体比保持这个物体做匀速运动所需的力大,所以静止的物体惯性大。
C .在光滑的水平面上,用相同的水平推力推一辆空车和一辆装满货物的车,空车启动的快,所以质量小的物体惯性小。
D .在月球上举起重物比地球上容易,所以同一物体在月球上比地球上惯性小。
【例2】火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为:A .人跳起后,车厢内空气给他向前的力,带着他随同火车一起向前运动。
B .人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动。
C .人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短偏后距离太短看不出来。
D .人跳起后直到落地,在水平方向上和车始终具有相同的速度。
【例3】当高速行驶的公共汽车突然刹车,乘客会向什么方向倾斜?为什么?若公共汽车向左转弯,乘客会向什么方向倾斜?为什么?为什么在高速公路上行驶的小车中的司机和乘客必须系好安全带?【例4】一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M 与N ,它们只能在图示平面内摆动,某一瞬时出现图示情景,由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢的运动的可能情况是A .车厢做匀速直线运动,M 在摆动,N 静止( )B .车厢做匀速直线运动,M 在摆动,N 也在摆动C .车厢做匀速直线运动,M 静止,N 在摆动D .车厢做匀加速直线运动,M 静止,N 也静止【例5】如图3-3所示,小车从足够长的光滑斜面自由下滑,斜面倾角为α,小车上吊着小球m【例6】如图所示,AB 、AC 为位于竖直平面的两根光滑细杆,A 、B 、C 三点恰位于圆周上,C 为该圆周的最低点,b 、c 为套在细杆上的两个小环。
当两环同时从B 、C 点自静止开始下滑,则:A .环b将先到达点A B .环c 将先到达点A C .两环同时到达点AD .因两杆的倾角不知道,无法判断谁先到达A 点【例7】如图所示,质量为m 的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a 向上减速运动, a 与水平方向的夹角为θ,求人受到的支持力与摩擦力。
【例8】如图所示,竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别用销钉M 、N 固定于杆上,小球处于静止状态。
设拔出销钉M 的瞬间,小球加速度大小为12m/s 2若不拔出销钉M 而拔出销钉N 瞬间。
小球的加速度可能是(取 g=10m/ s 2 )A .22m/ s 2,方向竖直向下B .22 m/ s 2,方向竖直向上C .2m/ s 2,方向竖直向上D .2m/ s 2,方向竖直向下【例9】一物体受绳子的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动;然后改为匀速运动;再改做减速运动,则下列说法中正确的是:( )A .加速前进时,绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力B .减速前进时,绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力C .只有匀速前进时,绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小相等D .不管物体如何前进,绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等【例10】一个物体放在水平桌面上,下列说法正确是:( )A .桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力B .物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力C .物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一性质的力D .物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力【例11】甲、乙两队进行拔河比赛,结果甲队获胜,则比赛过程中( )A .甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力B .甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力C .甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等,方向相反D .甲、乙两队拉绳子的力大小相等,方向相反【例12】若在例题3中不计绳子的质量,则:( )A .甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力B .甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力C .甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等,方向相反D .甲、乙两队拉绳子的力大小相等,方向相反四、课后跟踪练习:MN1 下列物体的运动状态保持不变的是()A.匀速行驶的列车B.地球同步卫星C.自由下落的小球D.在水面上浮动的木块2. 有关加速度的说法,正确的是()A.物体加速度的方向与物体运动的方向不是同向就是反向B.物体加速度方向与物体所受合外力的方向总是相同的C.当物体速度增加时,它的加速度也就增大D.只要加速度为正值,物体一定做加速运动3.下面关于惯性的说法中,正确的是()A. 运动速度大的物体比速度小的物体难以停下来,所以运动速度大的物体具有较大的惯性B. 物体受的力越大,要它停下来就越困难,所以物体受的推力越大,则惯性越大C. 物体的体积越大,惯性越大D. 物体含的物质越多,惯性越大4.在粗糙水平面上放着一个箱子,前面的人用水平方向成仰角θ1的力F1拉箱子,同时后面的人用与水平方向成俯角θ2的推力F2推箱子,如图所示,此时箱子的加速度为a,如果此时撤去推力F2,则箱子的加速度()A.一定增大B.一定减小C .可能不变D .不是增大就是减小,不可能不变5.如图单所示,有两个物体质量各为m1、m2,m1原来静止,m2以速度v o向右运动,如果它们加上完全相同的作用力F,在下述条件下,哪些可使它们的速度有达到相同的时刻 ( )A.F方向向右 m1>m2 B.F方向向右 m1<m2C.F方向向左 m l>m2 D.F方向任意 m1=m26.如图,质量为m1的粗糙斜面上有一质量为m的木块匀减速下滑,则地面受到的正压力应当是 ( ).A.等于(m l+m2)g B.大于(m l+m2)gC.小于(m l+m2)g D. 以上结论都不对7.在验证“牛顿第二定律”的实验中,打出的纸带如图单所示,相邻计数点间的时间间隔为0.1s,由此可算出小车的加速度a=______,若实验中交流电频率变为40Hz,但计算中仍引用50Hz,这样测定的加速度将变_______(填“大”或“小”),该实验中,为验证小车质量M不变时,a与F成正比,小车质量M和砂及桶质量m分别选取下列四组值.A、M=500g,m分别为50g、70g、100g、125gB 、M=500g ,m 分别为20g 、30g 、 40g 、 50gC 、M=200g ,m 分别为50g 、70g 、100g 、125gD 、M=200g ,m 分别为30g 、40g 、 50g 、 60g若其它操作正确,那么在选用__________组值测量时所画出的a 一F 的图线较准确.9.质量为m 的物体放在倾角为a 的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为µ,如沿水平方向加一个力F , 使物体沿斜面向上以加速度a 做匀加速直线运动(如图),求F=?10.如图所示,一质量为M 的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为ɑ和β;a,b 为两个位于斜面上质量均为m 的小木块.已知所有接触面都是光滑的。