(物理)物理牛顿运动定律练习题含答案及解析

解得 a1＝9.6 m / s2
设滑块上滑位移大小为 L，则由 v02＝2a1L ，解得 L＝4.8 m
滑块沿斜面下滑过程，由牛顿第二定律： mgsin－mgcos＝ma2 ，
解得 a2＝2.4 m / s2
根据 v2＝2a2L ， 解得滑块回到出发点处的速度大小为 v＝4.8 m / s
6．我国科技已经开启“人工智能”时代，“人工智能”己经走进千家万户．某天，小陈叫了外 卖，外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上，小陈操控小型无人机带动货物，由静 止开始竖直向上做匀加速直线运动，一段时间后，货物又匀速上升 53s，最后再匀减速 1s 恰好到达他家阳台且速度为零．货物上升过程中，遥控器上显示无人机在上升过程的最大 速度为 1m/s，高度为 56m．货物质量为 2kg，受到的阻力恒为其重力的 0.02 倍，重力加速 度大小 g=10m/s2．求 (1)无人机匀加速上升的高度； (2)上升过程中，无人机对货物的最大作用力． 【答案】(1)2.5m；(2)20.8N 【解析】 【详解】 （1）无人机匀速上升的高度：h2＝vt2
(1)货物的质量 m； (2)货物上升过程中的最大动能 Ekm 及东东家阳台距地面的高度 h．
【答案】(1) m＝2kg 【解析】
(2)
Ekm
1 2
mv2
1J
h＝56m
【分析】
【详解】
(1)在货物匀速上升的过程中
由平衡条件得 F2＝mg＋f 其中 f＝0.02mg
解得 m＝2kg
(2)设整个过程中的最大速度为 v，在货物匀减速运动阶段
【答案】(1)2 m/s (2)6 m 【解析】
【分析】
在 0-1s 内拉力小于重力，物块静止不动，根据牛顿第二定律求出 1-2s 内的加速度，结合速 度时间公式求出 t=2s 时，物块速度的大小；根据牛顿第二定律求出 2-3s 内的加速度，根据 位移时间公式分别求出 1-2s 内和 2-3s 内的位移，从而求出物块上升的高度； 【详解】
（1）a0 多大？倾角 θ1 多大？ （2）当倾角 θ 为 30°时，物块在力 F 作用下由 O 点从静止开始运动，2s 后撤去，求物块沿
斜面运动的最大距离？
【答案】（1）6m/s2， 37°；（2）2.4m。
【解析】
【详解】
（1）由图象可知，θ=0°，木板水平放置，此时物块的加速度为 a0 由牛顿第二定律：F 合=F=ma0
代入数据解得：μ＝ 9 0.13 ． 70
【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．
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0 ，沿斜面 上滑。斜面倾角 370 ，滑块与斜面的动摩擦因数 。整个过程斜面体保持静止不动，
【解析】 【详解】
(1)若 0.8，滑块上滑过程中，由牛顿第二定律有： mgsin＋mgcos＝ma0 ，
解得滑块上滑过程的加速度大小 a0＝12.4 m / s2 ,
上滑时间
t0＝
v0 a0
1 s ，
上滑位移为
x
1 2
a0t02
6.2m
(2)若 0.45，滑块沿斜面上滑过程，由牛顿第二定律： mgsin＋mgcos＝ma1 ，
பைடு நூலகம்
试题分析:(1)公交车的加速度 a1
0 v12 2x1
4.5m / s2
所以其加速度大小为 4.5m / s2
(2)汽车从相遇处到开始刹车时用时： t1
x x1 v1
5 3
s
汽车刹车过程中用时： t2
0 v1 a1
10 3
s
张叔叔以最大加速度达到最大速度用时： t3
v3 v2 a2
2s
张叔叔加速过程中的位移：
解得 a0=6m/s2 由图象可知木板倾角为 θ1 时，物块的加速度 a=0
即：F=mgsinθ1
解得 θ1=37° （2）当木板倾角为 θ=30o 时，对物块由牛顿第二定律得：
F-mgsinθ=ma1 解得 a1=1m/s2
设木块 2s 末速度为 v1，由 v1=a1t 得 v1=2m/s
2s 内物块位移 s1= 1 a1t2=2m 2
且 x1+x2=100,
联立解得探测器自由落体运动的时间 t1=10s
9．一质量为 0.25 kg 的物块静止在水平地面上，从 t＝0 s 时刻开始受到一个竖直向上的力 F 的作用，F 随时间 t 的变化规律如图乙所示，重力加速度 g 取 10 m/s2.求： (1)t＝2 s 时，物块速度的大小： (2)t＝0 到 t＝3 s 的过程中，物块上升的高度．
x2
v2
2
v3 ·t3
7m
以最大速度跑到车站的时间 t4
x x2 v3
43 s 6
7.2s
因 t3 t4 t1 t2 10s ，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．
8．2019 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
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/s2，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/s2 (2)能 【解析】
已知小滑块的质量 m=1kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g 取 10 m／s2。试求：
（1）若 0.8，0 12.4m / s ，求滑块从 C 点开始在 2s 内的位移。
（2）若 0.45，0 9.6m / s ，求滑块回到出发点时的速度大小。 【答案】（1） x 6.2m （2） v＝4.8 m / s
阳台距地面的高度 h x1 x2 x3 56m
4．一长木板静止在水平地面上，木板长 l 5m ，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/s2，求木板与地面之间的
在
2s
内人的位移为：x1＝
1 2
a1t
2
代入数据解得：x1=4m
由于 x1=4m＜5m，可知该过程中木板的位移：x2=l-x1=5-4=1m
对木板：x2＝
1 2
a2
t
2
可得：a2=0.5m/s2
对木板进行分析，根据牛顿第二定律：f-μ（M+m）g=Ma2
根据牛顿第二定律，板对人的摩擦力 f=ma1
代入数据解得：f=100N
再次打开，探测器开始工作．探测器质量为 1.0×103kg．月球表面重力加速度 g 月
=1.6m/s2．求：
(1)探测器着陆前瞬间的动能．
(2)若探测器从距月面 100m 高度处开始先做自由落体运动，然后开启反推发动机做减速运
动，降落至月球表面时速度恰好为零．已知反推发动机使探测器获得的反推力大小为
A 板与地面间的最大静摩擦力为： f2 =2 M m g 2.4N
由于 f1 f2 ，故 A 静止不动
B 向右做匀减速直线运动.到达 A 的右端时速度为零，有：
v02 2aL 1mg ma1 解得木板 A 的长度 L 3m （2）A、B 系统水平方向动量守恒，取 vB 为正方向，有
mvB m M v
求：(1)木板 A 的长度 L； (2)若把 A 按放在光滑水平地面上，需要给 B 一个多大的初速度，B 才能恰好滑到 A 板的右 端； (3)在(2)的过程中系统损失的总能量．
【答案】(1) 3m (2) 2.4 10m / s (3) 5.4J
【解析】 【详解】
(1)A、B 之间的滑动摩擦力大小为： f1=1mg 1.8N
地内的冯·卡门撞击坑内。实现了人类探测器在月球背面首次软着陆，世界震惊，国人振
奋．嫦娥四号进入近月点 15km 的椭圆轨道后，启动反推发动机，速度逐渐减小，距月面
2.4km 时成像仪启动，扫描着陆区地形地貌并寻找着陆点．距月面 100 米左右，水平移动
选定着陆点，缓慢降落，离地面 3m 时关闭发动机，探测器做自由落体运动着陆，太阳翼
撤去 F 后，物块沿斜面向上做匀减速运动。设加速度为 a2 ，对物块由牛顿第二定律得：
mgsinθ=ma2 a2=gsin30°=5m/s2
撤去 F 后，物块继续向上运动的位移为 s2
v12 2a2
0.4m
则物块沿斜面运动的最大距离 s=s1+s2=2.4m
3．我国科技已经开启“人工智能”时代，“人工智能”已经走进千家万户．某天，东东呼叫了
外卖，外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上，东东操控小型无人机带动货物，由
静止开始竖直向上做匀加速直线运动，一段时间后，货物又匀速上升 53s，最后再匀减速 1s 恰好到达他家阳台且速度为零．货物上升过程中，遥控器上显示无人机在加速、匀速、
减速过程中对货物的作用力 F1、F2 和 F3 大小分别为 20.8N、20.4N 和 18.4N，货物受到的阻 力恒为其重力的 0.02 倍．g 取 10m/s2．计算：
由牛顿运动定律得 mg＋f – F3＝ma3 由运动学公式得 0＝v a3t3
解得 v 1m s
最大动能 Ekm
1 mv2 2
1J
减速阶段的位移
x3
1 2
vt3
0.5m
匀速阶段的位移 x2 vt2 53m 加速阶段，由牛顿运动定律得 F1 – mg – f ＝ma1 ，由运动学公式得 2a1x1 v2 ，解得 x1＝2.5m