牛頓運(yùn)動(dòng)定律練習(xí)題含答案

牛頓運(yùn)動(dòng)定律練習(xí)題含答案一、高中物理精講專題測(cè)試牛頓運(yùn)動(dòng)定律1.以以下圖，一足夠長(zhǎng)木板在水平粗糙面上向右運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻速度為vo=2m/s,此時(shí)一質(zhì)量與木板相等的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以v,=4m/s的速度從右側(cè)滑上木板，經(jīng)過Is兩者速度恰好相同，速度大小為v2=lm/s,方向向左。重力加速度g=10m/s2,試求：V1（1）木板與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)P,（2）木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)"2（3）從滑塊滑上木板，到最后兩者靜止的過程中，滑塊相對(duì)木板的位移大小。【答案】（1）0.3（2）丄（3）2.75/??20【解析】【解析】（1）對(duì)小滑塊依照牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解；（2）對(duì)木板解析，先向右減速后向左加速，分過程進(jìn)行解析即可；（3）分別求出兩者相對(duì)地面位移，爾后求解兩者相對(duì)位移；【詳解】（1）對(duì)小滑塊解析：其加速度為：6/,==^m/s2=-3m/52,方向向右對(duì)小滑塊依照牛頓第二定律有:一叢噸=叫,可以獲?。?/,=0.3；（2）對(duì)木板解析，其先向右減速運(yùn)動(dòng)，依照牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以獲取:^mg+^2-2mg=my-爾后向左加速運(yùn)動(dòng)，依照牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以獲?。贺g_“2?2ing=m￥■而且人+t2=t=\s聯(lián)立可以獲?。骸?=鶴，A=0.5s,t2=0.55；（3）在乙=0.5$時(shí)間內(nèi)，木板向右減速運(yùn)動(dòng)，其向右運(yùn)動(dòng)的位移為：X=0+5?f=0?5也,方向向右；2在t2=0.5s時(shí)間內(nèi)，木板向左加速運(yùn)動(dòng)，其向左加速運(yùn)動(dòng)的位移為：=0?25加，方向向左;禺=匕??人?2「在整個(gè)t=\s時(shí)間內(nèi)，小滑塊向左減速運(yùn)動(dòng)，其位移為：x=字?r=2?5〃?，方向向左2則整個(gè)過程中滑塊相對(duì)木板的位移大小為：Av=A+X,-x2=2.75/??。【點(diǎn)睛】本題觀察了牛頓第二定律的應(yīng)用，解析清楚小滑塊與木板的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況是解題的前提，應(yīng)用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可解題。2.如圖，水平桌面上靜止放置一質(zhì)量M=lkg、長(zhǎng)為L(zhǎng)=lm的木板板上最右端放一質(zhì)量加=2kg的滑塊可看做質(zhì)點(diǎn)，以F=20N的水平力拉木板，將其從滑塊下面抽出來.若所有接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為“=0.3,g=10m/s「（1）求滑塊與木板間的摩擦力厶多大，木板與桌面間的摩擦力厶多大；（2）求滑塊從木板上掉下的時(shí)間/為多少【答案】（1）6N；9N（2）Is【解析】【詳解】解：（1）滑塊與木板之間的摩擦力/1=0.3x2xl0N=6N木板與桌面間的摩擦力厶=“（M+in）g=0.3x（l+2）xl0N=9N2）當(dāng)滑塊與木板間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力，木板將從物體下面抽出,對(duì)滑塊，依照牛頓第二定律得：Z=ma.解得：a}=3m/s2對(duì)木板：fx-f2=Ma2解得：a2=5m/s2滑塊位移：尤［=亍。廠’木板的位移：兀2=于"2廠滑落時(shí)：x2-xx=L代入數(shù)據(jù)解得：Z=ls3.如圖，有一水平傳達(dá)帶以8m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕輕放送帶的左端上，若物體與傳達(dá)帶間的動(dòng)縻擦因數(shù)為，已知傳達(dá)帶左、右端間的距離為lOm/s'.求：

在傳4m,g取剛放上傳達(dá)帶時(shí)物塊的加速度；傳達(dá)帶將該物體傳達(dá)到傳達(dá)帶的右端所需時(shí)間.【答案】(1)a=jL/g=4m/s2(2)t=\s【解析】【解析】先解析物體的運(yùn)動(dòng)情況：物體水平方向先碰到滑動(dòng)?摩擦力，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)足；若傳達(dá)帶夠長(zhǎng)，當(dāng)物體速度與傳達(dá)帶相同時(shí)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng).依照牛頓第二定律求出勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體速度與傳達(dá)帶相同時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間和位移，判斷今后物體做什么運(yùn)動(dòng)，若勻速直線運(yùn)動(dòng)，再由位移公式求出時(shí)間.￥【詳解】物塊置于傳動(dòng)帶左端時(shí)，先做加速直線運(yùn)動(dòng)，受力解析，由牛頓第二定律得：HKI代入數(shù)據(jù)得：a=pg=4mls2設(shè)物體加速到與傳達(dá)帶共速時(shí)運(yùn)動(dòng)的位移為％依照運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得：2?5()=V22運(yùn)動(dòng)的位移:=—=8>4/2/2a則物塊從傳達(dá)帶左端到右端全程做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為/,則有\(zhòng)l=-at22解得t=\s【點(diǎn)睛】物體在傳達(dá)帶運(yùn)動(dòng)問題，要點(diǎn)是解析物體的受力情況，來確定物體的運(yùn)動(dòng)情況，有利于培育學(xué)生解析問題和解決問題的能力.4.四旋翼無人機(jī)是一種可以垂直起降的小型遙控翱翔器，目前正獲取越來越廣泛的應(yīng)

用.一架質(zhì)量廬2kg的無人機(jī)，其動(dòng)力系統(tǒng)所能供應(yīng)的最大升力忙恒為住4N.(g取10m/s2)(1)無人機(jī)在地面上從靜止開始，以最大升力豎直向上騰躍

36N,.求在

運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小Q5s時(shí)離地面的高度h;(2)當(dāng)無人機(jī)懸停在距離地面高度

/^lOOm

處，由于動(dòng)力設(shè)備故障，無人機(jī)突然失去升力而

墜落.求無人機(jī)墜落到地面時(shí)的速度

n(3)接(2)問，無人機(jī)墜落過程中，在遙控設(shè)備的干預(yù)下，動(dòng)力設(shè)備重新啟動(dòng)供應(yīng)向上最大

升力.為保證安全著地

(到達(dá)地面時(shí)速度為零

)，求翱翔器從開始下落到恢復(fù)升力的最長(zhǎng)

時(shí)間【答案】

(1)75m(2)40m/s(3)

s3【解析】【解析】【詳解】由牛頓第二定律F-mg-f=ma代入數(shù)據(jù)解得a=6m/s219上升高度代入數(shù)據(jù)解得h=75m.下落過程中mg-仁ma】代入數(shù)據(jù)解得a^Ws2落地時(shí)速度v2=2a,H,代入數(shù)據(jù)解得v=40m/s恢復(fù)升力后向下減速運(yùn)動(dòng)過程F-mg+f=ma2代入數(shù)據(jù)解得a2=10in/s2v2v2設(shè)恢復(fù)升力時(shí)的速度為v?，則有二丄十嚴(yán)二H2312Q2岳/由v.=aiti代入數(shù)據(jù)解得5.我國(guó)科技已經(jīng)開啟“人工智能”時(shí)代，“人工智能”已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶.某天，東東呼喊了外賣，外賣小哥把貨物送到他家天臺(tái)正下方的平川上，東東控制小型無人機(jī)帶動(dòng)貨物，由靜止開始豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后，貨物又勻速上升

53s,最后再勻減速

Is

恰好到達(dá)他家天臺(tái)且速度為零

.貨物上升過程中，遙控器上顯示無人機(jī)在加速、

勻速、減速過程中對(duì)貨物的作用力人、尺和月大小分別為、和，貨物碰到的阻力恒為其重

力的倍?

g取

10m/s

2.計(jì)算：貨物的質(zhì)量血貨物上升過程中的最大動(dòng)能及東店東天臺(tái)距地面的高度h.【答案】⑴=2kg(2)km12=\JA=56m刃E=}-niv厶【解析】【解析】【詳解】在貨物勻速上升的過程中由平衡條件得耳=〃咚+/其中/=0.02〃農(nóng)解得加=2kg(2)設(shè)整個(gè)過程中的最大速度為『，在貨物勻減速運(yùn)動(dòng)階段由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得加g+/—坊=由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得0=卩一"也解得卩最大動(dòng)能鼻=卩宀1J減速階段的位移W=￡^3=0.5m勻速階段的位移X?=vt2=53m加速階段，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得2a{x}=v2，解得X]=2?5m天臺(tái)距地面的高度h=X[+x2+x3=56m6?如圖甲所示，質(zhì)量為m=2kg物體施以平行于斜面向上的拉力求象如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，

的物體置于傾角為0=37°的足夠長(zhǎng)的固定斜面上，t=O時(shí)刻對(duì)F,tL時(shí)撤去該拉力，整個(gè)過程中物體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的部分g=10m/s2,sin37=,°cos37°求=.：n/(m?』)3）物體沿斜面向上滑行的最大距離s.【答案】（1）“=（2）F15N（3）歹【解析】【解析】由速度的斜率求出加速度，依照牛頓第二定律分別對(duì)拉力撤去前、后過程列式，可拉力和物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為U.依照v-t圖象面積求解位移.【詳解】（1）由圖象可知，物依向上勻減速時(shí)加速度大小為：=1-j=10/n/521—0.5此過程有:mgsinO+iimgcos6=ma2代入數(shù)據(jù)解得：n=（2）由圖象可知，物體向上勻加速時(shí)加速度大小為：a^—m/s2=20m/s20.5此過程有:F-mgsin0-umgcos0=ma>代入數(shù)據(jù)解得：F=60N3）由圖象可知，物體向上滑行時(shí)間，向上滑行過程位移為：1s=—X10X=2【點(diǎn)睛】本題第一挖掘速度圖象的物理意義，由斜率求出加速度，其次求得加速度后，由牛頓第二定律求解物體的受力情況.7.質(zhì)tM=9kg,長(zhǎng)厶=lm的木板在動(dòng)摩擦因數(shù)"=0.1的水平川面上向右滑行，當(dāng)速度v（）=2m/s時(shí)，在木板的右端輕放一質(zhì)量m=1kg的小物塊以以下圖?當(dāng)小物塊恰好滑木到板左端時(shí)，物塊和木板達(dá)到共同速度?取求：g=10m/s2,1）從木塊放到木板上到它們達(dá)到相同速度所用的時(shí)間2）小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)“2.【答案】（1）1S（2）【解析】【解析】【詳解】（1）設(shè)木板在時(shí)間r內(nèi)的位移為山；鐵塊的加速度大小為血，時(shí)間r內(nèi)的位移為砸則有%_W=“2/f=ls1x}=L+X2又（2）依照牛頓第二定律，有“（M+m）g+jLi2mg=Max代入數(shù)據(jù)得Ajmg=ma2解得“2=0.088.某天.張叔叔在上班途中沿人行道向一公交車站走去，發(fā)現(xiàn)一輛公交車正從身旁的平直公路駛過，此時(shí)，張叔叔的速度是lm/s,公交車的速度是lSm/s,他們距車站的距離為50m.假設(shè)公交車行家駛到距車站25m處開始剎車.恰好到車站停下，停車10s后公交車又啟動(dòng)向前開去.張叔叔的最大速度是6m/s,最大起跑加速度為s',為了安全乘上該公交車，他用力向前跑去，求：(1)公交車剎車過程視為勻減速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小是多少.(2)解析張叔叔能否在該公交車停在車站時(shí)安全上車.【答案】⑴￡(2)能【解析】0-v.2,試題解析：(1)公交車的加速度q=小?=一4?5〃〃丁2兒所以其加速度大小為4.5m/s2x-X]5(2)汽車從相遇處到開始剎車時(shí)用時(shí)：“=---------兒30-v.10汽車剎車過程中用時(shí)：6=一=—^ax3張叔叔以最大加速度達(dá)到最大速度用時(shí)：G=-―=2sU7張叔叔加速過程中的位移:寸3=2x—x43以最大速度跑到車站的時(shí)間“匚亠石因r3+r4vq+o+lOs,張叔叔可以在汽車還停在車站時(shí)安全上車.考點(diǎn)：本題觀察了牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.9.以以下圖，質(zhì)量為m=lkg的長(zhǎng)方依金屬滑塊夾在豎直擋板M、N之間，氐N與金屬滑塊間動(dòng)摩擦因數(shù)均為U=,金屬滑塊與一勁度系數(shù)為k=200N/m的輕彈簧相連接，輕彈簧下端固定，擋板M固定不動(dòng)，擋板N與一智能調(diào)治裝置相連接(調(diào)整擋板與滑塊間的壓力).開初滑塊靜止，檔板與滑塊間的壓力為0?現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距滑塊L=20cm處自由落下，與滑塊剎時(shí)完成碰撞后粘在一起向下運(yùn)動(dòng).為保證滑塊下滑過程中做勻減速運(yùn)動(dòng)，且下移距離為1=10cm時(shí)速度減為0,檔板對(duì)滑塊的壓力需隨滑塊下移而變化，不計(jì)空氣阻力，彈簧向來在彈g取10m/s123,性限度內(nèi).求：下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；■2當(dāng)滑塊下移距離為d=5cm時(shí)擋板對(duì)滑塊壓力的大小；3已知彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式為Ep=ikx2(式中k為彈簧勁度系數(shù)，x為彈簧的伸長(zhǎng)或壓縮量)，求滑塊速度減為零的過程中，檔板對(duì)滑塊的摩擦力所做的功.【答案】(1)1J(2)25N(3)-1J【解析】設(shè)物體與滑塊碰撞前剎時(shí)速度為Vo,對(duì)物體下落過程由機(jī)械能守恒定律得設(shè)碰后共同速度為Vu由動(dòng)量守恒定律得2〃卩=/nv0依照能量守恒定律，下落物體與滑塊碰撞過程中損失的機(jī)械能AE=-mvj-l-2AMv12上式聯(lián)立數(shù)據(jù)帶入得AE=1J.設(shè)滑塊下移時(shí)加速度為a,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得0-葉=2川開初滑塊靜止時(shí)，有=當(dāng)滑塊下移距離為d=5cm時(shí)彈簧的彈力F=k(Axl+d)對(duì)其受力解析以以下圖所示，由牛頓第二定律得2〃?g—(F+2巧)=2心滑動(dòng)摩擦力F(=pF”解得￡M=25N?m(3)由功能關(guān)系可得丄+/)'-—Arzkxfx2/nVj2=2mgl+W222解得W=—1J.答：(1)下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能是1J;當(dāng)滑塊下移距離為d=5cm時(shí)擋板對(duì)滑塊壓力的大小是25N；滑塊速度減為零的過程中，擋板對(duì)滑塊的摩擦力所做的功是-1J.10.以以下圖，在圓滑的水平川面上，相距

￡

=10m

的/、〃兩個(gè)小球均以旳

=10m/s

向右運(yùn)動(dòng)，隨后兩球接踵滑上傾角為

30。的足夠長(zhǎng)的圓滑斜坡