牛顿运动定律经典计算题汇总
历年高考物理力学牛顿运动定律经典大题例题
历年高考物理力学牛顿运动定律经典大题例题单选题1、如图所示，有A、B两物体，m A＝2m B，用细绳连接后放在光滑的斜面上，在它们下滑的过程中（）A．它们的加速度a＝g sinθB．它们的加速度a<g sinθC．细绳的张力F T≠0m B gsinθD．细绳的张力F T=13答案：A解析：AB．A、B整体由牛顿第二定律可得(m A+m B)g sinθ＝(m A+m B)a解得a＝g sinθA正确，B错误；B．对B受力分析，由牛顿第二定律可得m B gsinθ+T=m B a解得T=0故细绳的张力为零，CD错误。
故选A。
2、如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。
开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（）A．a A=a B=g B．a A=2g，a B=0C．a A=√3g，a B=0D．a A=2√3g，a B=0答案：D解析：水平细线被剪断前对A、B两小球进行受力分析，如图所示，静止时，由平衡条件得F T=Fsin60°Fcos60°=m A g+F1F1=m B g又m A=m B解得F T=2√3m A g水平细线被剪断瞬间，F T消失，弹力不能突变，A所受合力与F T等大反向，F1=m B g，所以可得a A=F Tm A=2√3g a B=0ABC错误，D正确。
故选D。
3、如图所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为μ，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是（）A．物体通过O点时所受的合外力为零B．物体将做阻尼振动C．物体最终只能停止在O点D．物体停止运动后所受的摩擦力为μmg答案：B解析：A．物体通过O点时弹簧的弹力为零，但摩擦力不为零，A错误；B．物体振动时要克服摩擦力做功，机械能减少，振幅减小，做阻尼振动，B正确；CD．物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。
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。
牛顿定律计算题——(带答案)
1 / 18牛顿定律计算题1 〔96年〕一物块从倾角为θ、长为s 的斜面的顶端由静止开始下滑,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.1设物块质量为m,加速度为a,物块受力情况如下图所示,mg sin θ－f ＝ma N －mg cos θ＝0f ＝μN解得a ＝g sin θ－μg cos θ 由 s=at 2/2 得)cos (sin 2θμθ-=g st2列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶,在100s 内速度由5.0m/s 增加到15.0m/s.〔1〕求列车的加速度大小．〔2〕若列车的质量是1.0×106kg,机车对列车的牵引力是1.5×105N,求列车在运动中所受的阻力大小． 解：〔1〕根据tv v a t 0-=① 代入数据得a =0.1m/s 2②〔2〕设列车在运动中所受的阻力大小为f 由牛顿第二定律F 合=F 牵－f =ma ③ 代入数据解得f=5.0×104N ④3质量kg m 5.1=的物块〔可视为质点〕在水平恒力F 作用下,从水平面上A 点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行s t 0.2=停在B 点,已知A 、B 两点间的距离m s 0.5=,物块与水平面间的动摩擦因数20.0=μ,求恒力F 多大.〔2/10s m g =〕解：设撤去力F 前物块的位移为1s ,撤去力F 时物块速度为v ,物块受到的滑动摩擦力mg F μ=1对撤去力F 后物块滑动过程应用动量定理得mv t F -=-01 由运动学公式得t vs s 21=- 对物块运动的全过程应用动能定理011=-s F Fs 由以上各式得222gt s mgsF μμ-=代入数据解得F =15N4 〔99年〕<12分>为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离,已知某高速公路的最高限速为120 km/h 假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况；经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间<即反应时间>t ＝0.50s,刹车时汽车受到阻力的大小 f 为汽车重力的0.40倍该高速公路上汽车间的距离厅至少应为多少？取重力加速度g ＝10m/s 2参考解答： 在反应时间内,汽车作匀速运动,运动的距离s 1=Vt ① 设刹车时汽车的加速度的大小为a ,汽车的质量为m ,有f =ma ② 自2 / 18刹车到停下,汽车运动的距离s 2=V 2/2a ③ 所求距离s =s 1+s 2④ 由以上各式得s=1.6×102m5直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m ＝500 kg 空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝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 ＝1.5 m/s 2时,悬索与竖直方向的夹角θ2＝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 ＝10 m/s 2；sin14°＝0.242；cos14°＝0.970〕 解：直升机去取水,水箱受力平衡：11sin 0T f θ-= 解得：1tan f mf θ=直升机返回,由牛顿第二定律得：22sin ()T f M m a θ-=+ 解得水箱中水的质量为：M ＝4.5×103 kg6风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径. 〔1〕当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的滑动摩擦因数.〔2〕保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离S 所需时间为多少？〔sin37°=0.6,cos37°=0.8〕解：〔1〕设小球所受的风力为F,小球质量为mmg F μ=①5.0/5.0/===mg mg mg F μ②〔2〕设杆对小球的支持力为N,摩擦力为f 沿杆方向ma f mgnin F =-+θθcos ③ 垂直于杆方向0cos sin =-+θθng F N ④N f μ=⑤可解得g gm F g m f ng F a 43sin )(sin cos 22=+=-+=θθθ⑥221at S =⑦ 7 〔10分〕固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动,推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图所示,取重力加速度g ＝10 m/s 2.求：⑴小环的质量m ；⑵细杆与地面间的倾角α.3 / 18解：由图得：20.5 m/s va t== 前2 s 有：F 2－mg sin α＝ma2 s 后有：F 2＝mg sin α代入数据可解得：m ＝1 kg,α＝30︒8 〔12分〕如图所示,物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑,经过B 点后进入水平面〔设经过B 点前后速度大小不变〕,最后停在C 点.每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.〔重力加速度g ＝10 m/s 2〕求：⑴斜面的倾角α；⑵物体与水平面之间的动摩擦因数μ；⑶t ＝0.6 s 时的瞬时速度v .解：⑴由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑,加速度为21 5 m/s v a t∆==∆由于mg sin α＝ma 1可得：α＝30︒, ⑵由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行,加速度大小为22 2 m/s v a t∆==∆由于μmg ＝ma 2可得：μ＝0.2,〔3〕设物体在斜面上到达B 点时的时间为t B ,则物体到达B 时的速度为：v B =a 1t B ①由图表可知当t=1.2s 时,速度v =1.1m/s,此时有：v =v B -a 2〔t -t B 〕② 联立①②带入数据得：t B =0.5s,v B =2.5m/s所以当t=0.6s 时物体已经在水平面上减速了0.1s,速度为v =2.5-0.1×2=2.3m/s ．9 〔14分〕冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图.比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O .为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2=0.004.在某次比赛中,运动员使冰壶C 在投掷线中点处以2m/s 的速度沿虚线滑出.为使冰壶C 能够沿虚线恰好到达圆心O 点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少.<g 取10m/s 2>[解析]设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为1S ,所受摩擦力的大小为1f ：被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为2S ,所受摩擦力的大4 / 18小为2f .则有1S +2S =S ①式中S 为投掷线到圆心O 的距离.11f mg μ=②22f mg μ=③设冰壶的初速度为0v ,由功能关系,得21122012f S f S mv ⋅+⋅=④ 联立以上各式,解得21021222()gS v S g μμμ-=-⑤代入数据得210S m =⑥ 10 〔19分〕一质量为40m kg =的小孩站在电梯内的体重计上.电梯从0t =时刻由静止开始上升,在0到6s 内体重计示数F 的变化如图所示. 试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度210g m s =解：由图可知,在0=t 到s t t 21==的时间内,体重计的示数大于mg ,故电梯应做向上的加速运动.设在这段时间内体重计作用于小孩的力为1f ,电梯与小孩的加速度为1a ,由牛顿第二定律,得11ma mg f =-①在这段时间内电梯上升的高度211121t a h =② 在1t 到s t t 52==的时间内,体重计的示数等于mg ,故电梯应做匀速上升运动,速度为1t 时刻的瞬时速度,即111t a =υ③ 在这段时间内电梯上升的高度)(1212t t h -=υ④在2t 到s t t 63==的时间内,体重计的示数小于mg ,故电梯应做向上的减速运动.设这段时间内体重计作用于小孩的力为2f ,电梯与小孩的加速度为2a ,由牛顿第二定律,得22ma f mg =-⑤在这段时间内电梯上升得高度22322313)(21)(t t a t t h ---=υ⑥电梯上升的总高度321h h h h ++=⑦由以上各式,解得：h ＝9 m11一卡车拖挂一相同质量的车厢,在水平直道上以v 0=12m/s 的速度匀速行驶,其所受阻力可视为与车重成正比,与速度无关.某时刻,车厢脱落,并以大小为a=2m/s 2的加速度减速滑行.在车厢脱落t =3s 后,司视才发觉并紧急刹车,刹车时阻力为正常行驶时的3倍.假设刹车前牵引力不变,求卡车和车厢都停下后两者之间的距离.解：设卡车的质量为M,车所受阻力与车重之比为μ；刹车前卡车牵引力的大小为F ,卡车刹车前后加速度的大小分别为1a 和2a .由牛顿100320400440123456st NF5 / 18第二定律有1220 3 F Mg F Mg Ma Mg Ma Mg Ma μμμμ-=-===①②③④设车厢脱落后,3t s =内卡车行驶的路程为1s ,末速度为1v ,根据运动学公式有210112s v t a t =+⑤101v v a t =+⑥ 21222v a s =⑦式中,2s 是卡车在刹车后减速行驶的路程.设车厢脱落后滑行的路程为,s 有22v as =⑧ 卡车和车厢都停下来后相距12s s s s ∆=+-⑨由①至⑨式得200242333v s v t at a ∆=-++⑾带入题给数据得36s m ∆=⑿12 质量为2kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F ,其运动的v -t 图像如图所示.g 取10m/s 2,求：<1>物体与水平面间的运动摩擦系数μ；<2>水平推力F 的大小；<3>010s -内物体运动位移的大小. [解析]〔1〕设物体做匀减速运动的时间为Δt 2、初速度为v 20、末速度为v 2t 、加速度为a 2,则2220222/t v v a m s t -==-∆① 设物体所受的摩擦力为F f ,根据牛顿第二定律有2f F ma =② f F mg μ=-③联立②③, 得：20.2a gμ-==④ 〔2〕设物体做匀减速运动的时间为Δt1、初速度为v10、末速度为v1t 、加速度为a1,则2110111/t v v a m s t -==∆⑤ 根据牛顿第二定律有1f F F ma +=⑥ 联立③⑥得：16F mg ma N μ=+=〔3〕解法一：由匀变速运动的位移公式得： 解法二：根据v-t 图像围成的面积得：13航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m =2kg,动力系统提供的恒定升力F =28 N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g 取10m/s 2.⑴第一次试飞,飞行器飞行t 1=8s 时到达高度H =64m.求飞行器所t/sv/<m ·O 24682 4 6 8 106 / 18阻力f 的大小；⑵第二次试飞,飞行器飞行t 2=6s 时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h ；⑶为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t 3.[解析]〔1〕第一次飞行中,设加速度为1a ,匀加速运动21112H a t =由牛顿第二定律1F mg f ma --=解得4()f N =〔2〕第二次飞行中,设失去升力时的速度为1v ,上升的高度为1s匀加速运动211212s a t =设失去升力后的速度为2a ,上升的高度为2s 由牛顿第二定律2mg f ma += 解得1242()h s s m =+=〔3〕设失去升力下降阶段加速度为3a ；恢复升力后加速度为4a ,恢复升力时速度为3v ,由牛顿第二定律3mg f ma -=F+f-mg=ma 4且22333422v vh a a +=v 3=a 3t 3 解得t 3<s><或2.1s>14图l 中,质量为m 的物块叠放在质量为2m 的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.2．在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s 内F 的变化如图2所示,图中F 以mg 为单位,重力加速度210m/s g =．整个系统开始时静止． <1>求1s 、1.5s 、2s 、3s 末木板的速度以与2s 、3s 末物块的速度；<2>在同一坐标系中画出0~3s 内木板和物块的t -v 图象,据此求0~3s 内物块相对于木板滑过的距离.[解析]<1>设木板和物块的加速度分别为a 和a ',在t 时刻木板和物块的速度分别为t v 和t 'v ,木板和物块之间摩擦力的大小为f ,依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得f ma '=①f mg μ=,当t t '<v v ② 2121()t t a t t '''=+-v v ③(2)F f m a -=④ 2121()t t a t t =+-v v ⑤由①②③④⑤式与题给条件得1 1.5234m/s, 4.5m/s,4m/s,4m/s ====v v v v ⑥图图/7 / 18234m/s,4m/s ''==v v ⑦2>由⑥⑦式得到物块与木板运动的t -v 图象,如右图所示.在0～3s 内物块相对于木板的距离s ∆等于木板和物块t -v 图线下的面积之差,即图中带阴影的四边形面积,该四边形由两个三角形组成,上面的三角形面积为0.25<m>,下面的三角形面积为2<m>,因此2.25m s ∆=⑧15 〔14分〕在20##残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g =10m/s 2.当运动员与吊椅一起正以加速度a =1m/s 2上升时,试求：⑴运动员竖直向下拉绳的力；⑵运动员对吊椅的压力.解析：解法一:<1〕设运动员受到绳向上的拉力为F ,由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是F .对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有：由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力440F N '=〔2〕设吊椅对运动员的支持力为F N ,对运动员进行受力分析如图所示,则有：由牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力也为275N解法二:设运动员和吊椅的质量分别为M 和m ；运动员竖直向下的拉力为F ,对吊椅的压力大小为F N .根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为F ,吊椅对运动员的支持力为F N .分别以运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律N F F -M g Ma +=① N F F mg ma --=②由①②得440F N =275N F N =16科研人员乘气球进行科学考察．气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg ．气球在空中停留一段时间后,发现气球漏气而下降,与时堵住．堵住时气球下降速度为1 m/s,且做匀加速运动,4 s 内下降了12 m ．为使气球安全着陆,向舱外缓慢抛出一定的压舱物．此后发现气球做匀减速运动,下降速度在5分钟内减少3 m/s ．若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度g ＝9.89 m/s 2,求抛掉的压舱物的质量．解：由牛顿第二定律得：mg －f ＝ma 2012h t at =+v抛物后减速下降有：///()()f m m g m m a --=- Δv ＝a /Δt 解得：//101 kg /a tm mg t+∆∆==+∆∆v vv /<m •s -1>1 23 t4.51.5 4 2物块木板 F F<m人+maFm 人gaN8 / 1817如图所示,一辆汽车A 拉着装有集装箱的拖车B ,以速度v 1＝30 m/s 进入向下倾斜的直车道.车道每100 m 下降2 m.为了使汽车速度在s ＝200 m 的距离内减到v 2＝10 m/s,驾驶员必须刹车.假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力,且该力的70％作用于拖车B ,30％作用于汽车A .已知A 的质量m 1＝2000 kg,B 的质量m 2＝6000 kg.求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力.取重力加速度g ＝10 m/s 2. 解：汽车沿倾斜车道作匀减速运动,有： 用F 表示刹车时的阻力,根据牛顿第二定律得：式中：2sin 0.02100α==设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为f ,依题意得：30100f F =用f N 表示拖车作用汽车的力,对汽车应用牛顿第二定律得：N 11sin f f m g m a α--=联立以上各式解得：1210.3()(sin )(sin )880 N N f m m a g m a g αα=++-+=18 .<9分>如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图.绷紧的传送带始终保持3.0m ／s 的恒定速率运行,传送带的水平部分AB 距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包<可视为质点>由A 端被传送到B 端,且传送到B 端时没有被与时取下,行李包从B 端水平抛出,不计空气阻力,g 取l0m ／s 2 <1>若行李包从B 端水平抛出的初速v ＝3.0m ／s,求它在空中运动的时间和飞出的水平距离； <2>若行李包以v.＝1.0m ／s 的初速从A 端向右滑行,包与传送带间的动摩擦因数μ＝0.20,要使它从B 端飞出的水平距离等于<1>中所求的水平距离,求传送带的长度L 应满足的条件.解： 〔1〕设行李包在空中运动时间为t,飞出的水平距离为s,则h =1/2t 2 ①s ＝vt ②代入数据得：t ＝0.3s ③s ＝0.9m ④〔2〕设行李包的质量为m,与传送带相对运动时的加速度为a ,则 滑动摩擦力F mg ma μ==⑤代入数据得：a ＝2.0m/s 2 ⑥ 要使行李包从B 端飞出的水平距离等于〔1〕中所求水平距离,行李包从B 端飞出的水平抛出的初速度v =3.0m/s设行李被加速到时通过的距离为s 0,则 22002as v v =－⑦代入数据得s 0＝2.0m ⑧ 故传送带的长度L 应满足的条件为：L≥2.0m19 <20分>一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB 边重合,如图.已知盘Aa与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB 边.若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么？<以g 表示重力加速度>解：对盘在桌布上有μ1mg = ma1①在桌面上有μ2mg = ma2②υ12 =2a1s1 ③υ12 =2a2s2 ④盘没有从桌面上掉下的条件是s2≤错误!1错误!l - s1 ⑤对桌布s = 错误!1错误!at2⑥对盘s1 = 错误!1错误!a1t2⑦而s = 错误!1错误!l + s1⑧由以上各式解得a≥<μ1 + 2μ2>μ1g/μ2⑨20 〔92年〕<8分>如图所示,一质量为M、长为l的长方形木板B 放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M.现以地面为参照系,给A和B以大小相等、方向相反的初速度<如图>,使A开始向左运动、B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离L板.以地面为参照系.<1>若已知A和B的初速度大小为v0,求它们最后的速度的大小和方向.<2>若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到达的最远处<从地面上看>离出发点的距离. 解:<1>A刚好没有滑离B板,表示当A滑到B板的最左端时,A、B具有相同的速度.设此速度为V,A和B的初速度的大小为v0,则由动量守恒可得:Mv0－mv0＝<M＋m>V解得：mMvmMV+-=0)(,方向向右①<2>A在B板的右端时初速度向左,而到达B板左端时的末速度向右,可见A在运动过程中必经历向左作减速运动直到速度为零,再向右作加速运动直到速度为V的两个阶段.设l1为A开始运动到速度变为零过程中向左运动的路程,l2为A从速度为零增加到速度为V的过程中向右运动的路程,L为A从开始运动到刚到达B的最左端的过程中B 运动的路程,如图所示.设A与B之间的滑动摩擦力为f,则由功能关系可知：对系统的全过程,由能量守恒定律得：22)(21)(21VmMVmMfLQ+-+==对于A2121Vml f=由上述二式联立求得MLmMl4)(1+=21 〔93年〕<8分>一平板车,质量M=100千克,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h=1.25米,一质量m=50千克的小物块置于车的平板上,它到车尾端的距离b=1.00米,与车板间的滑动摩擦系数μ=0.20,如图所示.今对平板车施一水平方向的恒力,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落.物块刚离9 / 1810 / 18开车板的时刻,车向前行驶的距离s 0=2.0米.求物块落地时,落地点到车尾的水平距离s .不计路面与平板车间以与轮轴之间的摩擦.取g =10m/s 2.解: 设作用于平板车的水平恒力为F,物块与车板间的摩擦力为f ,自车启动至物块开始离开车板经历的时间为t ,物块开始离开车板时的速度为v ,车的速度为V ,则有 2021)(MV s f F =-①2021)(mv b s f =-②MV t f F =-)(③ mv ft =④f =μmg ⑤由①、②得 2200mvMV b s s f f F =-⋅-⑥ 由③、④式得 mvMVf f F =⋅-⑦由②、⑤式得m/s 2)(20=-=b s g v μ由⑥、⑦式得 m/s 400=-=ds vs V由①式得N 5002102=+=s MV f F物块离开车板后作平抛运动,其水平速度v ,设经历的时间为t １,所经过的水平距离为s １,则有 11vt s =⑧2121gt h =⑨ 由⑨式得s ght 5.021==物块离开平板车后,若车的加速度为a 则a ＝F /M ＝500/100＝5米/秒2车运动的距离m 625.2212112=+=at Vt s取两位,m 6.22=s 于是 s =s 2-s 1=2.6-1=1.6米 22<94年> <10分>如图19-18所示,质量M =10kg 的木楔ABC 静置于粗糙水平地面上,滑动摩擦系数μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m =1.0kg 的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s =1.4m 时,其速度v =1.4m/s.在这过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.<重力加速度取g =10m/s 2>解: 由匀加速运动的公式v 2＝v 02+2as ,得物块沿斜面下滑的加速度为： a ＝v 2/<2s >＝1.42/<2×1.4>＝0.7m/s 2①由于a <g sin θ＝5米/秒,可知物块受到摩擦力作用.分析物块受力,它受三个力,如图19-23所示,对于11 / 18沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律,有： mg sin θ-f 1＝ma ②mg cos θ-N 1＝0③ 分析木楔受力,它受五个力作用,如图19-23所示,对于水平方向,由牛顿定律,有： f 2+f 1cos θ-N 1sin θ＝0④由此可解得地面作用于木楔的摩擦力：f 2＝N 1sin θ－f 1cos θ＝mg cos θsin θ－<mg sin θ－ma >cos θ＝ma cos θ＝1×0.7×<2/3>＝0.61N 此力的方向与图中所设的一致<由C 指向B 的方向> 23 <12 分>如图,质量2m kg =的物体静止于水平地面的A 处,A 、B 间距L =20m.用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经02t s =拉至B 处.<已知cos370.8︒=,sin370.6︒=.取210/g m s =><1>求物体与地面间的动摩擦因数μ；<2>用大小为30N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A 处由静止开始运动并能到达B 处,求该力作用的最短时间t .解:<1>物体做匀加速运动2012L at = <1分>∴2220222010(/)2L a m s t ⨯===〔1分〕 由牛顿第二定律F f ma -=〔1分〕3021010()f N =-⨯= <1分>∴100.5210f mg μ===⨯<1分> <2>设F 作用的最短时间为t ,小车先以大小为a 的加速度匀加速t 秒,撤去外力后,以大小为'a ,的加速度匀减速't 秒到达B 处,速度恰为0,由牛顿定律cos37(sin 37)F mg F a ma μ︒--︒= <1分> ∴2(cos37sin 37)30(0.80.50.6)0.51011.5(/)2F a g m s m μμ︒+︒⨯+⨯=-=-⨯=2(cos37sin 37)30(0.80.50.6)0.51011.5(/)2F a g m s m μμ︒+︒⨯+⨯=-=-⨯= <1分>2'5(/)fa g m s mμ===〔1分〕 由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,因此有''at a t =〔1分〕∴11.5' 2.3'5a t t t t a ===〔1分〕2211''22L at a t =+〔1分〕∴2222201.03()2.3'11.5 2.35L t s a a ⨯===++⨯〔1分〕 〔2〕另解：设力F 作用的最短时间为t,相应的位移为s,物体到达B 处速度恰为0,由动能定理[cos37(sin37)]()0F mg F s mg L s μμ︒--︒--=〔2分〕12 / 18∴0.5210206.06()(cos37sin 37)30(0.80.50.6)mgL s m F μμ⨯⨯⨯===︒+︒⨯+⨯〔1分〕 由牛顿定律cos37(sin37)F mg F ma μ︒--︒=〔1分〕 ∴2(cos37sin 37)30(0.80.50.6)0.51011.5(/)2F a g m s m μμ︒+︒⨯+⨯=-=-⨯=〔1分〕∵212s at =〔1分〕 22 6.06 1.03()11.5s t s a ⨯===〔1分〕 24 < 19分>如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A 、B ．它们的质量分别为m A 、m B ,弹簧的劲度系数为k , C 为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用一恒力F 沿斜面方向拉物块A 使之向上运动,求物块B 刚要离开C时物块A 的加速度a 和从开始到此时物块A 的位移d.重力加速度为g.解：令x 1表示未加F 时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿定律可知m A g sin θ=kx 1①令x 2表示B 刚要离开C 时弹簧的伸长量,a 表示此时A 的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知kx 2=m B g sin θ②F －m A g sin θ－kx 2=m A a ③ 由②⑧式可得a =错误!④ 由题意d =x 1+x 2⑤ 由①②⑤式可得d =错误!⑥25 <16分>如图所示,长为L 、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置.将一质量为m 的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km 的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.<重力加速度为g><1>求小物块下落过程中的加速度大小；<2>求小球从管口抛出时的速度大小；<3>试证明小球平抛运动的水平位移总小于22L 解：<1>设细线中的X 力为T,根据牛顿第二定律,有： Mg -T =Ma T -mg sin30°=ma 且M =km 解得：g k k a )1(212+-=<2>设M 落地时的速度大小为v ,m 射出管口时速度大小为v 0,M 落地后m 的加速度为a 0.根据牛顿第二定律有：-mg sin30°=ma 0匀变速直线运动,有：v 2=2aL sin30°,)30sin 1(20022-=-L a v v CθAB13 / 18解得：gL k k v )1(220+-=<3>平抛运动2002130sin gt L tv x == 解得)1(22+-=k k L x则22L x <,得证26〔12分〕如图1所示,质量为0.78kg 的金属块放在水平桌面上,在与水平成37°角斜向上、大小为 3.0N 的拉力F 作用下,以2.0m/s 的速度沿水平面向右做匀速直线运动．求：〔1〕金属块与桌面间的动摩擦因数．〔2〕如果从某时刻起撤去拉力,撤去拉力后金属块在桌面上滑行的最大距离．〔sin37°=0.60,cos37°＝0.80,g 取10m/s 2〕 解：〔1〕0)37sin (37cos =︒--︒F mg F μ〔3分〕得：4.0=μ〔3分〕 〔2〕g mF a f μ===4 m/s 2〔3分〕m m a v s 5.0422222=⨯==〔3分〕27．〔19分〕如图2所示,质量显m 1＝2kg 的木板A 放在水平面上,木板与水平面间的动摩擦因数为1μ＝0.1．木板在F ＝7N 的水平拉力作用下由静止开始向右做匀加速运动,经过时间t ＝4s 时在木板的右端轻放一个质量为m 2＝1kg 的木块B,木块与木板间的动摩擦因数为2μ＝0.4．且木块可以看成质点．若要使木块不从木板上滑下来,求木板的最小长度．解：开始时木板的加速度为 a ＝111m gm F μ-＝2.5m/s 2 t 秒末木板的速度为 v ＝at ＝10m/s 放上木块后木板的加速度为 a 1＝122211)(m gm g m m F μμ-+-＝0木块的加速度为 a 2＝2μg ＝4m/s 2可见t 秒后木板做匀速运动,木块做匀加速运动,当木块不从木板上滑下时,两者具有相同的速度.设木块加速到木板的速度时所用的时间为't ,则2'a vt =＝2.5s 这段时间内木块相对于木板滑动的距离为L ＝2'21'at vt -＝12.5m28．〔16分〕如图3所示,光滑水平面上静止放着长L =1.6m,质量为M =3kg 的木块〔厚度不计〕,一个质量为m =1kg 的小物体放在木板的最右端,m 和M 之间的动摩擦因数μ=0.1,今对木板施加一水平向右的拉F37°F图314 / 18力F ,〔g 取10m/s 2〕<1>为使小物体不掉下去,F 不能超过多少？ <2>如果拉力F =10N 恒定不变,求小物体所能获得的最大速度？ 解：〔1〕F =<M +m >a …………〔2分〕μmg =ma …………〔2分〕F =μ<M +m >g =0.1×<3+1>×10N=4N …………〔2分〕 〔2〕小物体的加速度木板的加速度L t a t a =-21222121由 ………〔2分〕 解得物体滑过木板所用时间)2(6.1分 s t = 物体离开木板时的速度)2(/6.111分 s m t a v ==29．如图4所示,有一块木板静止在光滑水平面上,木板质量M = 4kg,长L =1.4m,木板右端放着一个小滑块,小滑块质量m = 1kg,其尺寸远小于L ,它与木板之间的动摩擦因数μ=0.4,g = 10m/s 2.〔1〕现用水平向右的恒力F 作用在木板M 上,为了使得m 能从M 上滑落下来,求F 的大小X 围,〔提示：即当F ＞20N,且保持作用一般时间后,小滑块将从木板上滑落下来〕〔2〕其它条件不变,恒力F = 22.8牛顿,且始终作用在M 上,求m 在M 上滑动的时间.〔t =2s 〕解：〔1〕小滑块与木板间的滑动摩擦力f =μN =μmg ,小滑块在f 作用下向右匀加速直线运动,加速度大小为a 1=mf=μg ；木板在拉力F 和滑动摩擦力f 作用下向右匀加速运动的加速度MfF a -=2,使m 能从M 上面滑落下来的条件是a 2＞a 1,即：g MfF μ>-, 解得：F ＞20N ．〔2〕设m 在M 上滑动的时间为t,当恒力F=22.8N,木板的加速度为：M fF a -=2, 小滑块在时间t 内运动位移为：S 1= 木板在时间t 内运动位移为：S 2=因S 2-S 1=L 解得：t =2s故答案为：F ＞20N,230．研究下面的小实验：如图5所示,原来静止在水平面上的纸带上放一质量为m 的小金属块,金属块离纸带右端距离为d ,金属块与纸带间动摩擦因数为μ,现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设纸带加速过程极短,可以认为纸带在抽动过程中一直做速度为v 的匀速运动．求：<1> 金属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向, <2> 要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度v 应满足的条件．解：〔1〕金属块受到的摩擦力大小为f ＝μmg ,方向向左 <2分>〔2〕设纸带从金属块下水平抽出所用的时间为t ,金属块的速度为v ＇,纸带的位移为S 1,金属块的位移为S 2,则S 1－S 2＝d ①<2分>图5Fm图4。
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。
计算题汇总(带答案)
必修部分计算题汇总运动、牛顿运动定律24(10年)．(14分)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m 和200m 短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9．69 s 和l9．30 s 。
假定他在100 m 比赛时从发令到起跑的反应时间是0．15 S ，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动。
200 m 比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00 m 比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑l00 m 时最大速率的96％。
求： (1)加速所用时间和达到的最大速率： (2)起跑后做匀加速运动的加速度。
(结果保留两位小数) 【答案】（1）1.29s 11.24m/s （2）8.71m/s 2【解析】(1)加速所用时间t 和达到的最大速率v ，0(9.690.15)1002v t v t ++--=，096%(19.300.15)2002v t v t ++--=联立解得： 1.29t s =，11.24/v m s =(2)起跑后做匀加速运动的加速度a ， v at =，解得：28.71/a m s =带电粒子在磁场中的运动25(10年)．(18分)如图所示，在0≤x≤a 、o≤y≤2a 2a 范围内有垂直手xy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。
坐标原点0处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy 平面内，与y 轴正方向的夹角分布在0～90范围内。
己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a ／2到a 之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。
求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的 (1)速度的大小：(2)速度方向与y 轴正方向夹角的正弦。
【答案】（1）(2)2aqB v m =-（2）αsin =10【解析】设粒子的发射速度为v ，粒子做圆周运动的轨道半径为R ， 根据牛顿第二定律和洛伦兹力得：2vqvB mR=，解得：mv R qB=当a /2<R<a 时，在磁场中运动的时间最长的粒子，其轨迹是圆心为C 的圆弧，圆弧与磁场的边界相切，如图所示，设该粒子在磁场中运动的时间为t ，依题意，t=T/4时，∠OCA=π/2设最后离开磁场的粒子的发射方向与y 轴正方向的夹角为α，由几何关系得：sin sin cos 2a R R R a R ααα=-=-，，且22sin cos 1αα+=解得：(2(222aqB R a v m α=-=-，，sin =10运动、牛顿运动定律24(11年).（13分）甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。
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。
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。
(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。
牛顿运动定律习题集(含答案)
物理训练题 之 牛顿运动定律一、选择题1. 关于惯性，以下说法正确的是： （ ）A 、在宇宙飞船内，由于物体失重，所以物体的惯性消失B 、在月球上物体的惯性只是它在地球上的1/6C 、质量相同的物体，速度较大的惯性一定大D 、质量是物体惯性的量度，惯性与速度及物体的受力情况无关2. 理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。
以下实验中属于理想实验的是： （ ） A 、验证平行四边形定则 B 、伽利略的斜面实验C 、用打点计时器测物体的加速度D 、利用自由落体运动测定反应时间3. 关于作用力和反作用力，以下说法正确的是： （ ） A 、作用力与它的反作用力总是一对平衡力 B 、地球对物体的作用力比物体对地球的作用力大 C 、作用力与反作用力一定是性质相同的力D 、凡是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上的，并且分别作用在不同物体上的两个力一定是一对作用力和反作用力4. 在光滑水平面上，一个质量为m 的物体，受到的水平拉力为F 。
物体由静止开始做匀加速直线运动，经过时间t ，物体的位移为s ，速度为v ，则： （ ） A 、由公式α=可知，加速度a 由速度的变化量和时间决定B 、由公式a 由物体受到的合力和物体的质量决定C 、由公式αa 由物体的速度和位移s 决定D 、由公式αa 由物体的位移s 和时间决定5.力F 1a 1＝3m/s 2，力F 2作用在该物体上产生的加速度a 2＝4m/s 2，则F 1和F 2（ ） A 、 7m/s 2B 、 5m/s 2C 、 1m/s 2D 、 8m/s26.电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N ，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N ，关于电梯的运动，以下说法正确的是： （ ） A 、电梯可能向上加速运动，加速度大小为2m/s 2B 、电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s 2C 、电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/s 2D 、电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/s 2 7.下国际单位制中的单位，属于基本单位的是：（ ） A 、力的单位：N B 、 质量的单位：kg C 、 长度的单位：m D 、时间的单位：s8. 关于物体的运动状态和所受合力的关系，以下说法正确的是： （ ） A 、物体所受外力为零，物体一定处于静止状态 B 、只有合力发生变化时，物体的运动状态才会发生变化 aD、物体所受的合力不变且不为零，物体的运动状态一定变化9.以下说法中正确的是： ( )A、牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B、静止的物体一定不受外力的作用C、在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块的运动D、物体运动状态发生变化时，物体必须受到外力作用10.做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是：A、悬浮在空中不动B、速度逐渐减小C、保持一定速度向下匀速直线运动D、无法判断11.人从行驶的汽车上跳下来容易： ( )A 、向汽车行驶的方向跌倒 B、向汽车行驶的反方向跌倒C、从向车右侧方向跌倒D、向车左侧方向跌倒12.下面说法中正确的是： ( )A、只有运动的物体才能表现出它的惯性；B、只有静止的物体才能表现出它的惯性C、物体的运动状态发生变化时，它不具有惯性D、不论物体处于什么状态，它都具有惯性13.下列事例中，利用了物体的惯性的是：( )A、跳远运动员在起跳前的助跑运动B、跳伞运动员在落地前打开降落伞C、自行车轮胎有凹凸不平的花纹D、铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转14.火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回车上原处，这是因为： ( )A、人跳起后，厢内空气给他以向前的力，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，偏后距离很小，不明显而已；D、人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度。
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．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。
【解析】【分析】【详解】（1）由题意可知，由v-t图像可知，物体在4～6s内加速度：物体在4～6s内受力如图所示根据牛顿第二定律有：联立解得：μ=0.2（2）由v-t图像可知：物体在0～4s内加速度：又由题意可知：物体在0～4s内受力如图所示根据牛顿第二定律有：代入数据得：F=5.6N（3）物体在0～14s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有：【点睛】在一个题目之中，可能某个过程是根据受力情况求运动情况，另一个过程是根据运动情况分析受力情况；或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析，因此在解题过程中要灵活处理．在这类问题时，加速度是联系运动和力的纽带、桥梁．2．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)22121,0.5m ma a ss ==；(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 =，220.5m /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2x1221122221212L x x x a t x a t ⎧+=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩代入数据解得：12m x =，21m x =，2s t =2秒时A 滑块离开绸带，离开绸带后A 在光滑水平面上运动，B 和绸带也在光滑水平面上运动，不产生热量，3秒时间内因摩擦产生的热量为：()12A Q f x x =+ 代入数据解得：30J Q =．3．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。
牛顿运动定律的10种典型例题
9.传送带有关的问题。
8.面接触物体分离的条件及应用
相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。对于面接触的物体，在接触面间弹力变为零时，它们将要分离。抓住相互接触物体分离的这一条件，就可顺利解答相关案例。下面举例说明。0.2s内F是变力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s时，P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零，由于盘和弹簧的质量都不计，所以此时弹簧处于原长。在0_____0.2s这段时间内P向上运动的距离： x=mg/k=0.4m 因为 ，所以P在这段时间的加速度 当P开始运动时拉力最小，此时对物体P有N-mg+Fmin=ma,又因此时N=mg，所以有Fmin=ma=240N. 当P与盘分离时拉力F最大，Fmax=m(a+g)=360N.
1. 力和运动的关系
加速度与力有直接关系，速度与力没有直接关系。 速度如何变化需分析加速度方向与速度方向之间的关系: 加速度与速度同向时，速度增加；反之减小。在加速度为零时，速度有极值。
1.力和运动的关系
例2. 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是（ ） 探测器加速运动时，沿直线向后喷气 探测器加速运动时，竖直向下喷气 探测器匀速运动时，竖直向下喷气 探测器匀速运动时，不需要喷气
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 ∆=+-=。
牛顿运动定律计算题
1、如图，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m．用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2s拉至B处．（已知cos37°=0.8，sin37°=0。
6．取g=10m/s2）(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；（2）用大小为30N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t．2、如图所示，质量为m=2kg的物体在倾角为θ=30°的斜面上随着斜面一起沿着水平面以恒定水平加速度a=2m/s2加速运动，运动过程中物体和斜面始终保持相对静止，求物体受到的支持力和摩擦力．（g=10m/s2）3、如图所示为一风力实验示意图，一根足够长的固定细杆与水平面成θ=37°，质量为m=1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点,今用水平向右的恒定风力F作用于小球上，经时间t1=0.2s后撤去风力，小球沿细杆运动的一段v-t图象如图乙所示（取g=10m/s2，sin37°=0。
6，cos37°=0。
8)。
试求：（1）小球与细杆之间的动摩擦因数；（2）0～0.2s内风力F的大小;(3）撤去风力F后，小球经多长时间返回底部.4、物体P放在粗糙水平地面上,劲度系数k=300N/m的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上,右端固定在质量为m=1kg的物体P上,弹簧水平，如图所示。
开始t=0时弹簧为原长,P从此刻开始受到与地面成θ=37°的拉力F作用而向右做加速度a=1m/s2的匀加速运动,某时刻t=t0时F=10N,弹簧弹力F T=6N,取sin37°=0。
6、cos37°=0。
8,重力加速度g=10 m/s2。
求:（1)t=t0时P的速度；(2）物体与地面间的动摩擦因数μ.5、如图所示，在光滑的水平面上停放着小车B，车上左端有一小物体A，A和B之间的接触面前一段光滑，后一段粗糙,且后一段的动摩擦因数，小车长,A的质量，B的质量，现用的水平力F向左拉动小车，当A到达B的最右端时，两者速度恰好相等，求A 和B间光滑部分的长度(）。
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)及解析
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1所示，在水平面上有一质量为m1＝1kg的足够长的木板，其上叠放一质量为m2＝2kg的木块，木块和木板之间的动摩擦因数μ1＝0.3，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等・现给木块施加随时间t增大的水平拉力F＝3t（N），重力加速度大小g＝10m/s2（1）求木块和木板保持相对静止的时间t1；（2）t＝10s时，两物体的加速度各为多大；（3）在如图2画出木块的加速度随时间変化的图象（取水平拉カF的方向为正方向，只要求画图，不要求写出理由及演算过程）【答案】（1）木块和木板保持相对静止的时间是4s；（2）t＝10s时，两物体的加速度各为3m/s2，12m/s2；（3）【解析】【详解】（1）当F＜μ2（m1+m2）g＝3N时，木块和木板都没有拉动，处于静止状态，当木块和木板一起运动时，对m1：f max﹣μ2（m1+m2）g＝m1a max，f max＝μ1m2g解得：a max＝3m/s2对整体有：F max﹣μ2（m1+m2）g＝（m1+m2）a max解得：F max＝12N由F max＝3t 得：t＝4s（2）t＝10s时，两物体已相对运动，则有：对m1：μ1m2g﹣μ2（m1+m2）g＝m1a1解得：a1＝3m/s2对m 2：F ﹣μ1m 2g ＝m 2a 2 F ＝3t ＝30N 解得：a 2＝12m/s 2（3）图象过（1、0），（4.3），（10、12） 图象如图所示．2．我国的动车技术已达世界先进水平，“高铁出海”将在我国“一带一路”战略构想中占据重要一席．所谓的动车组，就是把带动力的动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起．某中学兴趣小组在模拟实验中用4节小动车和4节小拖车组成动车组，总质量为m=2kg ，每节动车可以提供P 0=3W 的额定功率，开始时动车组先以恒定加速度21/a m s =启动做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变再做变加速直线运动，直至动车组达到最大速度v m =6m/s 并开始匀速行驶，行驶过程中所受阻力恒定，求： （1）动车组所受阻力大小和匀加速运动的时间；（2）动车组变加速运动过程中的时间为10s ，求变加速运动的位移． 【答案】（1）2N 3s （2）46.5m 【解析】（1）动车组先匀加速、再变加速、最后匀速；动车组匀速运动时，根据P=Fv 和平衡条件求解摩擦力，再利用P=Fv 求出动车组恰好达到额定功率的速度，即匀加速的末速度，再利用匀变速直线运动的规律即可求出求匀加速运动的时间；（2）对变加速过程运用动能定理，即可求出求变加速运动的位移．（1）设动车组在运动中所受阻力为f ，动车组的牵引力为F ，动车组以最大速度匀速运动时：F=动车组总功率：m P Fv =，因为有4节小动车，故04P P = 联立解得：f=2N设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为Fʹ，匀加速运动的末速度为v ' 由牛顿第二定律有：F f ma '-=动车组总功率：P F v =''，运动学公式：1v at '= 解得匀加速运动的时间：13t s =（2）设动车组变加速运动的位移为x ，根据动能定理：221122m Pt fx mv mv =-'-解得：x=46.5m3．质量m =2kg 的物块自斜面底端A 以初速度v 0=16m/s 沿足够长的固定斜面向上滑行，经时间t =2s 速度减为零．已知斜面的倾角θ=37°，重力加速度g 取10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．试求：（1）物块上滑过程中加速度大小； （2）物块滑动过程摩擦力大小； （3）物块下滑所用时间.【答案】（1）8m/s 2；（2）4N ；（3）s【解析】 【详解】（1）上滑时，加速度大小（2）上滑时，由牛顿第二定律，得：解得（3）位移下滑时，由牛顿第二定律，得解得 由，解得=s4．如图所示，小红和妈妈利用寒假时间在滑雪场进行滑雪游戏。
牛顿第二定律练习题(经典好题)
牛顿第二定律练习题(经典好题)1、当质量为m的物体受到水平拉力F作用时，其产生的加速度为a。
若水平拉力变为2F，则物体产生的加速度为2a，即选项C。
2、根据牛顿第二定律，单独作用于某一物体上的力和加速度之间成正比，因此F1/F2=3/1，即F1=3F2.两个力同时作用于该物体时，根据牛顿第二定律，加速度等于合力除以物体质量，因此可得加速度为4m/s2，即选项D。
3、根据牛顿第二定律，物体所受合力等于物体质量乘以加速度。
已知合力为F1+F2=14N，加速度为2.5m/s2，因此可得物体质量为5.6kg。
4、因为弹簧对两球的拉力大小相等，根据牛顿第二定律可得F/2=ma，其中a为两球的加速度。
因此A球的加速度为F/2m，B球的加速度为F/2m，即选项A和C。
5、由于两小球质量相等，因此在细绳烧断的瞬间，它们受到的合力相等，根据牛顿第二定律可得加速度大小相等，即aA=aB=g，即选项A。
6、(1)根据牛顿第一定律，匀速运动时物体所受合力为零，因此F=μG=0.3×200N=60N。
(2)根据牛顿第二定律，物体所受合力等于物体质量乘以加速度加上摩擦力，即F=ma+μmg。
代入已知数据可得F=ma+60N。
因为题目给定了加速度为10m/s2，因此可得F=ma+60N=200N。
7、根据牛顿第二定律，物体所受合力等于物体质量乘以加速度加上摩擦力，其中摩擦力的大小为物体与斜面间的滑动摩擦因数乘以物体所受垂直于斜面的支持力。
因为物体在斜面上匀速下滑，所以合力为零，即mgcosθ=μmgsinθ，解得滑动摩擦因数为μ=tanθ。
8、根据牛顿第一定律，球所受合力为零，因此挡板和斜面所受支持力大小相等，即F1=F2=G/2=10N。
9、物体受到的合力分解成水平方向和竖直方向的分力，其中竖直方向的分力等于物体重力，水平方向的分力等于恒力F的投影。
因为物体做匀速运动，所以水平方向的分力等于摩擦力，即Fcosθ=μmg，解得摩擦力大小为F=μmg/cosθ。
牛顿运动定律试题精选及答案
牛顿运动定律试题精选及答案1.如图所示，在质量为m 0的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量为m (m 0>m )的A 、B 两物体，箱子放在水平地面上，平衡后剪断A 、B 间的连线，A 将做简谐运动，当A 运动到最高点时，木箱对地面的压力为（A ）A .m 0gB .(m 0 - m )gC .(m 0 + m )gD .(m 0 + 2m )g2.如图所示，静止在光滑水平面上的物体A ，一端靠着处于自然状态的弹簧．现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是（D ）A .速度增大，加速度增大B .速度增大，加速度减小C .速度先增大后减小，加速度先增大后减小D .速度先增大后减小，加速度先减小后增大3.为了测得物块与斜面间的动摩擦因数，可以让一个质量为m 的物块由静止开始沿斜面下滑，拍摄此下滑过程得到的同步闪光（即第一次闪光时物块恰好开始下滑）照片如图所示．已知闪光频率为每秒10次，根据照片测得物块相邻两位置间的距离分别为AB =2.40cm ，BC =7.30cm ，CD =12.20cm ，DE =17.10cm ．若此斜面的倾角θ=370，则物块与斜面间的动摩擦因数为 ．（重力加速度g 取9.8m /s 2，sin 370=0.6，cos 370=0.8）答案：0.125 （提示：由逐差法求得物块下滑的加速度为a =4.9m /s 2，由牛顿第二定律知a =g sin 370–μg cos 370，解得μ=0.125）4.如图所示，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，设此过程中斜面受到水平地面的摩擦力为f 1.若沿斜面方向用力向下推此物体，使物体加速下滑，设此过程中斜面受到地面的摩擦力为f 2。
则（D ）A .f 1不为零且方向向右，f 2不为零且方向向右B .f 1为零，f 2不为零且方向向左C .f 1为零，f 2不为零且方向向右D .f 1为零，f 2为零5.如图a 所示，水平面上质量相等的两木块A 、B 用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态.现用一竖直向上的力F 拉动木块A ，使木块A 向上做匀加速直线运动，如图b 所示.研究从力F 刚作用在木块A的瞬间到木块B 刚离开地面的瞬间这个过程，并且选定这个过程中木块A 的起始位置为坐标原点，则下列图象中可以表示力F 和木块A 的位移x 之间关系的是（A ）6.如图所示，质量为m 的物体放在倾角为α的光滑斜面上，随斜面体一起沿水平方向m B A mA B a A B b F O F O F O F O FA B C D运动，要使物体相对于斜面保持静止，斜面体的运动情况以及物体对斜面压力F 的大小是（C ）A .斜面体以某一加速度向右加速运动，F 小于mgB .斜面体以某一加速度向右加速运动，F 不小于mgC .斜面体以某一加速度向左加速运动，F 大于mgD .斜面体以某一加速度向左加速运动，F 不大于mg7.如图，质量都是m 的物体A 、B 用轻质弹簧相连，静置于水平地面上，此时弹簧压缩了Δl .如果再给A 一个竖直向下的力，使弹簧再压缩Δl ，形变始终在弹性限度内，稳定后，突然撤去竖直向下的力，在A 物体向上运动的过程中，下列说法中：①B 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg 时，A 物体的速度最大；②B 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg 时，A 物体的加速度最大；③A 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg 时，A 物体的速度最大；④A 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg 时，A 物体的加速度最大.其中正确的是（A ）A .只有①③正确B .只有①④正确C .只有②③正确D .只有②④正确8.有一种大型游戏器械，它是一个圆筒型大型容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当筒壁开始转动后，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为（C ）A .游客处于超重状态B .游客处于失重状态C .游客受到的摩擦力等于重力D .筒壁对游客的支持力等于重力9.质量为m =20kg 的物体，在恒定的水平外力F 的作用下，沿水平面做直线运动.0～2.0s 内F 与运动方向相反，2.0～4.0s 内F 与运动方向相同，物体的速度—时间图象如图所示，已知g 取10m /s 2.求物体与水平面间的动摩擦因数.解:由图象可知:0～2.0s 内物体做匀减速直线运动，加速度大小为a 1=5m /s 2，由牛顿第二定律得:mf F a +=1(4分)2～4s 内物体做匀加速直线运动，加速度大小为a 2=1m /s 2，由牛顿第二定律得:mf F a -=2 又f =μmg由以上各式解得:μ=0.210.我国铁路上火车经过多次提速，火车的运行速度较大，而车轮与铁轨间的动摩擦因数又不大，所以飞驰的火车在发生险情紧急刹车后，到完全停下的制动距离是很大的.据实际测定，在某一直线路段，某列火车车速为86.4km /h 时，制动距离为960m .(设火车刹车时受到的阻力不变)(1)求紧急刹车时火车的加速度大小.(2)在同一路段，该列火车的行车速度提高到108km /h时，制动距离变为多少？解:(1)设列车在紧急刹车过程中做匀减速直线运动，初速度为v 1=86.4km /h =24m /s ，末速度v =0，位移s =960m ，紧急刹车时加速度为a .由速度——位移公式得 -1212as v = -2代入数据得 a =-0.3m /s 2所以火车加速度大小为0.3m /s 2.(2)火车初速度 v 2=108km /h =30m /s-2222as v =代入数据得制动距离 s =1.5×103m11.为了测定小木板和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如下的实验.在小木板上固定一个弹簧测力计(质量不计)，弹簧测力计下端吊一个光滑小球，将木板连同小球一起放在斜面上，如图所示.用手固定住木板时，弹簧测力计的示数为F 1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧测力计的示数为F 2，测得斜面倾角为θ，由测得的数据可求出木板与斜面间的动摩擦因数是多少？解:用手固定住木板时，对小球有 F 1=mgsin θ木板沿斜面下滑时，对小球有 mgsin θ-F 2=ma木板与小球一起下滑有共同的加速度，对整体有(M +m )gsin θ-F f =(M +m )aF f =μ(M +m )gcos θ 联立①②③④式得：θμtan 12F F = 12.如图所示，一粗糙的水平传送带以恒定的速度v 1沿顺时针方向运动，传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速度v 2沿水平面分别从左、右两端滑上传送带，下列说法正确的是（CD ）A .物体从右端滑到左端所须的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间B .若v 2<v 1，物体从左端滑上传送带必然先做加速运动，再做匀速运动C .若v 2<v 1，物体从右端滑上传送带，则物体可能到达左端D .若v 2<v 1，物体从右端滑上传送带又回到右端.在此过程中物体先做减速运动，再做加速运动13.四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上，另有四个质量相同的小物体放在斜面顶端，由于小物体与斜面间的摩擦力不同，第一个物体匀加速下滑，第二个物体匀速下滑，第三个物体匀减速下滑，第四个物体静止在斜面上，如图所示，四个斜面均保持不动，下滑过程中斜面对地面压力依次为F 1、F 2、F 3、F 4，则它们的大小关系是（C ）A .F 1=F 2=F 3=F 4B .F 1>F 2>F 3>F 4C .F 1<F 2=F 4<F 3D .F 1=F 3<F 2<F 414.如图所示，一弹簧的下端固定在地面上，一质量为0.05kg 的木块 B 固定在弹簧的上端，一质量为0.05kg 的木块A 置于木块B 上，A 、B 两木块静止时，弹簧的压缩量为2cm ；再在木块A 上施一向下的力F ，当木块A 下移4cm 时，木块A 和B 静止，弹簧仍在弹性限度内，g 取10m/s 2.撤去力F 的瞬间，关于B 对A 的作用力的大小，下列说法正确的是（C ）A .2.5NB .0.5NC .1.5ND .1N15.举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目.就“抓举”而言，其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步骤，如图所示表示了其中的几个状态.在“发力”阶段，运动员对杠铃施加恒力作用，使杠铃竖直向上加速运动；然后运动员停止发力，杠铃继续向上运动，当运动员处于“下蹲支撑”处时，杠铃的速度恰好为零.从运动员开始“发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s ，杠铃升高0.6m ，该杠铃的质量为150kg .求运动员发力时，对杠铃的作用力大小.(g 取10m ／s 2)解:设杠铃在题述过程中的最大速度为v m ，则有t v h m 21=，解得v m =1.5m /s 杠铃匀减速运动的时间为: s g v t m 15.0==' 杠铃匀加速运动的加速度为:2/3.2s m t t v a m ='-= 根据牛顿第二定律有:F - mg = ma解得F =1845N16.如图所示，质量为m 的小球用水平弹簧系住，并用倾角为300的光滑木板AB 托住，小球恰好处于静止状态.当木板AB 突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为（C ）A .0B .大小为g ，方向竖直向下C .大小为g 332，方向垂直木板向下 D .大小为g 33，方向水平向右 17.如图所示,质量相同的木块M 、N 用轻弹簧连结并置于光滑水平面上,开始弹簧处于自然伸长状态,木块M 、N 静止.现用水平恒力F 推木块M ，用a M 、a N 分别表示木块M 、N 瞬时加速度的大小,用v M 、v N 分别表示木块M 、N 瞬时速度,则弹簧第一次被压缩到最短的过程中（A ）A .M 、N 加速度相同时,速度v M >v NB .M 、N 加速度相同时,速度v M =v NC .M 、N 速度相同时,加速度a M >a ND .M 、N 速度相同时,加速度a M =a N18.将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动.当箱以a =2.0m /s 2的加速度做竖直向上的匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.0N ，下顶板的传感器显示的压力为10.0N ，g 取10m /s 2.(1)若上顶板的传感器的示数是下顶板的传感器示数的一半，试判断箱的运动情况；(2)要使上顶板传感器的示数为0，箱沿竖直方向的运动1发力 2下蹲支撑 3起立AB 300 F N M可能是怎样的？解:设金属块的质量为m ，根据牛顿第二定律有:mg +F 上-F 下=ma解得m =0.5kg(1)由于上挡板仍有压力，说明弹簧的长度没有变化，因此弹簧的弹力仍为10.0N ，，可见上顶板的压力为5N ，设此时加速度为a 1，根据牛顿第二定律有121ma F F mg =-+下下 解得 a 1=0，即此时箱静止或做匀速直线运动.(2)要使上挡板没有压力，弹簧的长度只能等于或小于目前的长度，即下顶板的压力只能等于或大于10.0N ，设此时金属块的加速度为a 2，应满足:ma 2≥10.0N-mg解得a 2≥10m /s 2，即只要箱的加速度向上、等于或大于10m /s 2(可以向上做加速运动，也可以向下做减速运动)，上顶板传感器的示数均为零.19.一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB 边重合，如图所示.已知盘与桌布间的动摩擦因数为 μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为 μ2.现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB 边.若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a 满足的条件是什么？(以g 表示重力加速度)解:对盘在桌布上有 μ1mg = ma 1 ①在桌面上有μ2mg = ma 2 ②υ12 =2a 1s 1 ③ υ12 =2a 2s 2 ④ 盘没有从桌面上掉下的条件是s 2≤─12l - s 1 ⑤ 对桌布 s = ─ 12 at 2 ⑥ 对盘 s 1 = ─ 12a 1t 2 ⑦ 而 s = ─ 12l + s 1 ⑧ 由以上各式解得a ≥( μ1 + 2 μ2) μ1g / μ2 ⑨ 20.如图，一个盛水的容器底部有一小孔.静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容 在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则 (D )A .容器自由下落时，小孔向下漏水B .将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C .将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水D .将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水21.如图所示，质量为M 的木板上放着一个质量为m 的木块，木块与木板间的动摩擦因数为 μ1，木板与水平地面间的动摩擦因数为 μ2，F 为多大时，才能将木板从木块下抽出？（F >( μ1+ μ2)(M +m )g ）22.如图所示，A 、B 的质量分别为m A =0.2kg ，m B =0.4kg ，盘C 质量m C =0.6kg ，现悬挂于天花板O 处，处于静止状态.当用火柴烧断的细线瞬间，木块A 的加速度a A = 0 ，木块B 对盘C 的压力N BC = （取g =10m/s 2）23.如图所示，在倾角为θB ，它们的质量分别为m A 、m B ，弹簧的劲度系数为k ，C 处于静止状态.现开始用一恒力F 沿斜面方向拉物块A 使之向上运动，求物块B 刚要离开C 时物块A 的加速度a 和从开始到此时物块A 的位移d .重力加速度g .()AB A m g m m F a θsin +-=，()k g m m d B Aθsin += 24.一质量为m 的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g /3，g 为重力加速度。
2024高考物理牛顿运动定理综合练习题及答案
2024高考物理牛顿运动定理综合练习题及答案一、选择题1. 牛顿第一定律适用的是（）A. 运动状态改变B. 速度改变C. 方向改变D. 惯性运动2. 牛顿第二定律的数学表达式是（）A. F = maB. W = mgC. P = mvD. F = mv3. 牛顿第二定律表明，物体的加速度与（）成正比，与质量成反比。
A. 力B. 速度C. 位移D. 能量4. 一个质量为2 kg的物体受到的力是10 N，则它的加速度为（）A. 2 m/s^2B. 5 m/s^2C. 10 m/s^2D. 20 m/s^25. 一个质量为5 kg的物体受到的力是20 N，则它的加速度为（）A. 2 m/s^2B. 4 m/s^2C. 5 m/s^2D. 10 m/s^2二、填空题1. 牛顿第三定律指出，任何两个相互作用的物体之间都有相等大小、方向相反的（）。
2. 抛体运动是一种（）的运动。
3. 一个物体沿着直线运动，它的速度大小不变，但方向改变，这是一种（）运动。
4. 力是引起物体发生（）运动或改变运动状态的原因。
5. 物体的质量是物体所具有的性质，不随（）而改变。
三、计算题1. 一个质量为3 kg的物体受到的力是12 N，求它的加速度。
答: 加速度 a = F / m = 12 N / 3 kg = 4 m/s^22. 一个质量为5 kg的物体受到的力是20 N，求它的加速度。
答: 加速度 a = F / m = 20 N / 5 kg = 4 m/s^23. 一个物体质量为10 kg，在受到100 N的力作用下，求它的加速度。
答: 加速度 a = F / m = 100 N / 10 kg = 10 m/s^24. 一个物体在10 N的力下产生2 m/s^2的加速度，求物体的质量。
答: 质量 m = F / a = 10 N / 2 m/s^2 = 5 kg5. 一个物体在15 N的力下产生3 m/s^2的加速度，求物体的质量。
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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牛顿运动定律经典例题分析一、.物体受力分析的基本程序：（1）确定研究对象；（2）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；（3）按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力（4）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。
二、牛顿定律的适用范围：（1）只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系；（2）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；（3）只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。
解析典型问题问题1：必须弄清牛顿第二定律的矢量性。
牛顿第二定律F=ma 是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。
在解题时，可以利用正交分解法进行求解。
例1、如图1所示，电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？分析与解：对人受力分析，他受到重力mg 、支持力F N 和摩擦力F f 作用，如图1所示.取水平向右为x 轴正向，竖直向上为y 轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可得：F f =macos300, F N -mg=masin300 因为56=mg F N ，解得53=mg F f . 问题2：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。
牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度。
物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。
当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma 对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。
例2、如图2（a ）所示，一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、L 2的两根细线上，L 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L 2水平拉直，物体处于平衡状态。
现将L 2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。
（l ）下面是某同学对该题的一种解法：分析与解：设L 1线上拉力为T 1，L 2线上拉力为T 2，重力为mg ，物体在三力作用下保持平衡,有图2(a)图1T 1cos θ＝mg ， T 1sin θ＝T 2， T 2＝mgtan θ剪断线的瞬间，T 2突然消失，物体即在T 2反方向获得加速度。
因为mg tan θ＝ma ，所以加速度a ＝g tan θ，方向在T 2反方向。
你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。
（2）若将图2(a)中的细线L 1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图2(b)所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（l ）完全相同，即 a ＝g tan θ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。
分析与解：（1）错。
因为L 2被剪断的瞬间，L 1上的张力大小发生了变化。
剪断瞬时物体的加速度a=gsin θ.（2）对。
因为L 2被剪断的瞬间，弹簧L 1的长度来不及发生变化，其大小和方向都不变。
问题3：必须弄清牛顿第二定律的独立性。
当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。
那个方向的力就产生那个方向的加速度。
例3、如图3所示，一个劈形物体M 放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有光滑小球m ，劈形物体从静止开始释放，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 ．抛物线C ．竖直向下的直线 D.无规则的曲线。
分析与解：因小球在水平方向不受外力作用，水平方向的加速度为零，且初速度为零，故小球将沿竖直向下的直线运动，即C 选项正确。
问题4：必须弄清牛顿第二定律的同体性。
加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一定要把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。
例4、一人在井下站在吊台上，用如图4所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。
图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。
吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s 2,求这时人对吊台的压力。
(g=9.8m/s 2)分析与解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图5所示，F 为绳的拉力,由牛顿第二定律有：2F-(m+M)g=(M+m)a图3图4 图5则拉力大小为：N g a m M F 3502))((=++=再选人为研究对象，受力情况如图6所示，其中F N 是吊台对人的支持力。
由牛顿第二定律得：F+F N -Mg=Ma,故F N =M(a+g)-F=200N.由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因此人对吊台的压力大小为200N ，方向竖直向下。
问题5：必须弄清面接触物体分离的条件及应用。
相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。
对于面接触的物体，在接触面间弹力变为零时，它们将要分离。
抓住相互接触物体分离的这一条件，就可顺利解答相关问题。
下面举例说明。
例5、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m 的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。
如图7所示。
现让木板由静止开始以加速度a(a ＜g ＝匀加速向下移动。
求经过多长时间木板开始与物体分离。
分析与解：设物体与平板一起向下运动的距离为x 时，物体受重力mg ，弹簧的弹力F=kx 和平板的支持力N 作用。
据牛顿第二定律有：mg-kx-N=ma 得N=mg-kx-ma当N=0时，物体与平板分离，所以此时ka g m x )(-= 因为221at x =，所以kaa g m t )(2-=。
例6、如图8所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P 处于静止，P 的质量m=12kg ，弹簧的劲度系数k=300N/m 。
现在给P 施加一个竖直向上的力F ，使P 从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s 内F 是变力，在0.2s 以后F 是恒力，g=10m/s 2,则F 的最小值是 ，F 的最大值是 。
分析与解：因为在t=0.2s 内F 是变力，在t=0.2s 以后F 是恒力，所以在t=0.2s 时，P 离开秤盘。
此时P 受到盘的支持力为零，由于盘和弹簧的质量都不计，所以此时弹簧处于原长。
在0_____0.2s 这段时间内P 向上运动的距离：x=mg/k=0.4m 因为221at x =，所以P 在这段时间的加速度22/202s m txa == 当P 开始运动时拉力最小，此时对物体P 有N-mg+F min =ma,又因此时N=mg ，所以有F min =ma=240N.当P 与盘分离时拉力F 最大，F max =m(a+g)=360N.例7、一弹簧秤的秤盘质量m 1=1．5kg ，盘内放一质量为m 2=10．5kg 的物体P ，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m ，系统处于静止状态，如图9所示。
现给P 施加一个竖直向上的力F ，使P从静止开始向上做匀加速a N图6图7图8图9直线运动，已知在最初0．2s 内F 是变化的，在0．2s 后是恒定的，求F 的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s 2）分析与解：因为在t=0.2s 内F 是变力，在t=0.2s 以后F 是恒力，所以在t=0.2s 时，P 离开秤盘。
此时P 受到盘的支持力为零，由于盘的质量m 1=1．5kg ，所以此时弹簧不能处于原长，这与例2轻盘不同。
设在0_____0.2s 这段时间内P 向上运动的距离为x,对物体P 据牛顿第二定律可得： F+N-m 2g=m 2a对于盘和物体P 整体应用牛顿第二定律可得：a m m g m m x k g m m k F )()()(212121+=+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++令N=0，并由述二式求得k a m g m x 12-=，而221at x =，所以求得a=6m/s 2. 当P 开始运动时拉力最小，此时对盘和物体P 整体有F min =(m 1+m 2)a=72N. 当P 与盘分离时拉力F 最大，F max =m 2(a+g)=168N. 问题6：必须会分析临界问题。
例8、如图10，在光滑水平面上放着紧靠在一起的ＡＢ两物体，Ｂ的质量是Ａ的2倍，Ｂ受到向右的恒力ＦB =2N ，Ａ受到的水平力ＦA =(9-2t)N ，(t的单位是s)。
从t ＝0开始计时，则：A ．Ａ物体在3s 末时刻的加速度是初始时刻的5／11倍；B ．t ＞４s 后,Ｂ物体做匀加速直线运动；C ．t ＝4.5s 时,Ａ物体的速度为零；D ．t ＞4.5s 后,ＡＢ的加速度方向相反。
分析与解：对于A 、B 整体据牛顿第二定律有：F A +F B =(m A +m B )a,设A 、B 间的作用为N ，则对B 据牛顿第二定律可得： N+F B =m B a解得N tF m m F F m N B B A B A B3416-=-++=当t=4s 时N=0，A 、B 两物体开始分离，此后B 做匀加速直线运动，而A 做加速度逐渐减小的加速运动，当t=4.5s 时A 物体的加速度为零而速度不为零。
t ＞4.5s 后,Ａ所受合外力反向，即A 、B 的加速度方向相反。
当t<４s 时，A 、B 的加速度均为BA BA m m F F a ++=。
综上所述，选项A 、B 、D 正确。
例9、如图11所示，细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A 的顶端P 处，细线的另一端拴一质量为m 的小球。
当滑块至少以加速度a= 向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g 的加速度向左运动时，线中拉力T= 。
分析与解：当滑块具有向左的加速度a 时，小球受重力mg 、绳的拉力T 和斜面的支持图10T N450 aAP450图11力N 作用，如图12所示。
在水平方向有Tcos450-Ncos450=ma; 在竖直方向有Tsin450-Nsin450-mg=0. 由上述两式可解出：0045cos 2)(,45sin 2)(a g m T a g m N +=-=由此两式可看出，当加速度a 增大时，球受支持力N 减小，绳拉力T 增加。
当a=g 时，N=0，此时小球虽与斜面有接触但无压力，处于临界状态。
这时绳的拉力T=mg/cos450=mg 2.当滑块加速度a>g 时，则小球将“飘”离斜面，只受两力作用，如图13所示，此时细线与水平方向间的夹角α<450.由牛顿第二定律得：Tcos α=ma,Tsin α=mg,解得mg g a m T 522=+=。
问题7：必须会用整体法和隔离法解题。
两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体.以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中，是考生备考临考的难点之一.例10、用质量为m 、长度为L 的绳沿着光滑水平面拉动质量为M 的物体，在绳的一端所施加的水平拉力为F ， 如图14所示，求：(1)物体与绳的加速度；(2)绳中各处张力的大小(假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计。