物理牛顿运动定律练习

物理牛顿运动定律练习

一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律

1．如图所示，质量M=0．4kg的长木板静止在光滑水平面上，其右侧与固定竖直挡板问的距离L=0．5m，某时刻另一质量m=0．1kg的小滑块(可视为质点)以v0=2m／s的速度向右滑上长木板，一段时间后长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0．2，重力加速度g=10m／s2，小滑块始终未脱离长木板。求：

(1)自小滑块刚滑上长木板开始，经多长时间长木板与竖直挡板相碰；

(2)长木板碰撞竖直挡板后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离。【答案】（1）1.65m （2）0.928m

【解析】

【详解】

解：(1)小滑块刚滑上长木板后，小滑块和长木板水平方向动量守恒：

解得：

对长木板：

得长木板的加速度：

自小滑块刚滑上长木板至两者达相同速度：

解得：

长木板位移：

解得：

两者达相同速度时长木板还没有碰竖直挡板

解得：

(2)长木板碰竖直挡板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒：

最终两者的共同速度：

小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离：

2．质量m=2kg的物块自斜面底端A以初速度v0=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/s2，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/s2；（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=s

3．如图，光滑固定斜面上有一楔形物体A。A的上表面水平，A上放置一物块B。已知斜面足够长、倾角为θ，A的质量为M，B的质量为m，A、B间动摩擦因数为μ(μ＜)，最大静擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平推力。求：

（1）物体A、B保持静止时，水平推力的大小F1；

（2）水平推力大小为F2时，物体A、B一起沿斜面向上运动，运动距离x后撒去推力，A、B一起沿斜面上滑，整个过程中物体上滑的最大距离L；

（3）为使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑，推力F应满足的条件。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【分析】

先以AB组成的整体为研究的对象，得出共同的加速度，然后以B为研究的对象，结合牛

顿第二定律和运动学公式联合求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。

【详解】

(1) A和B整体处于平衡状态，则

解得：；

(2) A和B整体上滑过程由动能定理有

解得：；

(3) A和B间恰好不滑动时，设推力为F0，上滑的加速度为a，A对B的弹力为N

对A和B整体有

对B有：

解得：

则为使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑，推力应满足的条件

4．如图所示，在足够大的光滑水平桌面上，有一个质量为10－2kg的小球，静止在该水平桌面内建立的直角坐标系xOy的坐标原点O．现突然沿x轴正方向对小球施加大小为2×10－2N的外力F0，使小球从静止开始运动，在第1s末所加外力F0大小不变，方向突然变为沿y轴正方向，在第2s后，所加外力又变为另一个不同的恒力F．求：

(1)在第1末，小球的速率；

(2)在第2s末，小球的位移；

(3)要使小球在第3s末的速度变为零所加的恒力F(保留两位有效数字)

【答案】（1）2m/s（210m（3）2.8×10-2N

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据牛顿第二定律F0=ma

在第1s末，根据速度时间关系v1=at

解得：v1=2m/s；

（2）在第1s 末，根据位移时间关系x 1=

212

at 在第2s 内，小球从x 轴正方向开始做类平抛运动： 在x 方向：x 2=v 1t 在y 方向：2212

y at =

位移：x=22

122()x x y ++

联立解得x=10m ，

设位移与X 轴正方向的夹角为θ，sinθ=

10

10

（3）在第2s 末，沿x 轴正方向速度仍为v 1=2m/s

在y 方向分速度为v 2=at=2m/s ，此时速度与x 轴正方向的夹角为45° 所加恒力一定与速度方向相反，小球沿x 轴方向加速度1

x v a t

= 沿y 轴方向加速度2

y v a t

= 小球的加速度22x y a a a =

+

根据牛顿第二定律F=ma 联立解得F=2.8×10-2N 【点睛】

（1）根据牛顿第二定律和速度时间关系联立求解；

（2）第2s 内，小球从x 轴正方向开始做类平抛运动，分别求出x 方向和y 方向的位移，根据勾股定理求解小球的位移；

（3）分别根据x 方向和y 方向求出小球的加速度，根据勾股定理求解小球总的加速度，根据牛顿第二定律求小球受到的力．

5．一物块以一定的初速度沿斜面向上滑动，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化的关系如图所示.求: (1)斜面的倾角θ

(2)物块与斜面间的动摩擦因μ.

【答案】（1）030θ=；（2）3

μ 【解析】