高中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律真題匯編含答案及解析

1、高中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律真題匯編(含答案)及解析一、高中物理精講專題測(cè)試牛頓運(yùn)動(dòng)定律1.如圖所示，質(zhì)量 M=0. 4kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上，其右側(cè)與固定豎直擋板問(wèn)的距離L=0. 5m ,某時(shí)刻另一質(zhì)量 m=0. 1kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v=2m/s的速度向右 滑上長(zhǎng)木板，一段時(shí)間后長(zhǎng)木板與豎直擋板發(fā)生碰撞，碰撞過(guò)程無(wú)機(jī)械能損失。已知小滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)科=0 2,重力加速度g=10m/s2,小滑塊始終未脫離長(zhǎng)木板。求：m hH1J丁 一 _I(1)自小滑塊剛滑上長(zhǎng)木板開(kāi)始，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)木板與豎直擋板相碰；(2)長(zhǎng)木板碰撞豎直擋板后，小滑塊和長(zhǎng)木板相對(duì)靜止時(shí)，小滑塊距長(zhǎng)木板左端

2、的距離?！敬鸢浮?1) 1.65m (2) 0.928m【解析】【詳解】解：(1)小滑塊剛滑上長(zhǎng)木板后，小滑塊和長(zhǎng)木板水平方向動(dòng)量守恒：屈鞏=(m + M)/解得：對(duì)長(zhǎng)木板：得長(zhǎng)木板的加速度：自小滑塊剛滑上長(zhǎng)木板至兩者達(dá)相同速度：解得： ,1長(zhǎng)木板位移：解得：兩者達(dá)相同速度時(shí)長(zhǎng)木板還沒(méi)有碰豎直擋板L-x = vili解得：=t = ti + ta = 1.655(2)長(zhǎng)木板碰豎直擋板后，小滑塊和長(zhǎng)木板水平方向動(dòng)量守恒：血也一 1tl =+財(cái))以 TOC o 1-5 h z 最終兩者的共同速度：I 111pmgs = 品-(m + M)壯小滑塊和長(zhǎng)木板相對(duì)靜止時(shí)，小滑塊距長(zhǎng)木板左端的距離：.2.

3、固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力 作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力 F與小環(huán)速度v隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度g =10m/s2.求：右啊。 24 A冉(1)小環(huán)的質(zhì)量m；(2)細(xì)桿與地面間的傾角 a.【答案】(1) m = 1kg, (2) a=30.【解析】【詳解】由圖得：0-2s內(nèi)環(huán)的加速度a=v=0.5m/s2 t前2s,環(huán)受到重力、支持力和拉力，根據(jù)牛頓第二定律，有：F1 mg sin ma2s后物體做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有： F2 mgsin由圖讀出 Fi=5.5N, F2=5N聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)可解得：m=1kg, sin a =0

4、.5即a =303.如圖所示.在距水平地面高 h=0.80m的水平桌面一端的邊緣放置一個(gè)質(zhì)量m=0.80kg的木塊B,桌面的另一端有一塊質(zhì)量M=1.0kg的木塊A以初速度V0=4.0m/s開(kāi)始向著木塊B滑動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=0.80s與B發(fā)生碰撞，碰后兩木塊都落到地面上，木塊 B離開(kāi)桌面后落到 地面上的D點(diǎn).設(shè)兩木塊均可以看作質(zhì)點(diǎn)，它們的碰撞時(shí)間極短，且已知D點(diǎn)距桌面邊緣的水平距離s=0.60m,木塊A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 尸0.25,重力加速度取g=10m/s2.求：II- 7打(1)木塊B離開(kāi)桌面時(shí)的速度大??；(2)兩木塊碰撞前瞬間，木塊 A的速度大?。?3)兩木塊碰撞后瞬間，木塊 A的速度大

5、小.【答案】(1)1.5m/s (2) 2.0m/s (3) 0.80m/s【解析】【詳解】(1)木塊離開(kāi)桌面后均做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)木塊B離開(kāi)桌面時(shí)的速度大小為V2,在空中飛行的時(shí)間為t.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：h ；gt2, s v2t解得：v2 s.1 g 1.5m/s, 2hA的加速(2)木塊A在桌面上受到滑動(dòng)摩擦力作用做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，木塊 度：Mg2a2.5m/sM設(shè)兩木塊碰撞前 A的速度大小為v,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得v v0 at 2.0m/s(3)設(shè)兩木塊碰撞后木塊 A的速度大小為vi,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：Mv Mv1 mv2w Mv mv2解得：v1- 0.80m/s.M.

6、如圖所示，小紅和媽媽利用寒假時(shí)間在滑雪場(chǎng)進(jìn)行滑雪游戲。已知雪橇與水平雪道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 科=0.1,媽媽的質(zhì)量為 M = 60kg,小紅和雪橇的總質(zhì)量為 m=20kg。在游戲 過(guò)程中媽媽用大小為 F= 50N,與水平方向成 37。角的力斜向上拉雪橇。(g 10m/s sin37 = 0.6, cos37 =0.8)求： 占/才(1)小紅的加速度大小和媽媽與雪道間的摩擦力大小；(2)若要使小紅和雪橇從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并能滑行到前面 43m處，求媽媽拉力作用的最短 距離。【答案】1.15m/s2,109N(2) 20m【解析】【分析】根據(jù)“媽媽用大小為 F= 50N,與水平方向成37。角的力斜向上拉

7、雪橇”、“小紅的加速度 大小和媽媽與雪道間的摩擦力大小”、“若要使小紅和雪橇從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并能滑行到前 面43m處，求媽媽拉力作用的最短距離”可知，本題考查牛頓第二定律和動(dòng)能定理，根據(jù) 牛頓第二定律和動(dòng)能定理得規(guī)律，分別對(duì)小紅和媽媽受力分析，列出牛頓第二定律方程和 動(dòng)能定理方程，求解即可?！驹斀狻?1)對(duì)小紅和雪橇受力分析如圖甲所示，對(duì)媽媽受力分析如圖乙所示。圖甲圖乙對(duì)于小紅和雪橇由牛頓第二定律可得： TOC o 1-5 h z N1 F sin 37 mg 0( 1)F cos37 Ni ma(2)聯(lián)立解得：a 1.15m/s2(3)對(duì)于媽媽由牛頓第二定律可得：f F cos37 Ma(4)

8、解得：f 109N(5)(2)由題意可得，當(dāng)小紅和雪橇到達(dá)前面43m剛好停止時(shí)，媽媽拉力作用的距離最短。對(duì)小紅和雪橇由動(dòng)能定理可得：max mg(s x) 0(6)解得：x 20m(7)【點(diǎn)睛】分別對(duì)小紅和媽媽受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列出方程，聯(lián)立求解即可；求媽媽拉力作用的最短距離，則到達(dá) 43m處時(shí)，速度為零，根據(jù)動(dòng)能定理列方程，求解即可。.如圖，光滑固定斜面上有一楔形物體A。A的上表面水平，A上放置一物塊 B。已知斜coW面足夠長(zhǎng)、傾角為 9, A的質(zhì)量為M, B的質(zhì)量為m, A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為-),sin”最大靜擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為go現(xiàn)對(duì)A施加一水平推力。求:(1)物體

9、A、B保持靜止時(shí)，水平推力的大小F1；(2)水平推力大小為 F2時(shí)，物體A、B 一起沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)距離x后撒去推力,L；F應(yīng)滿足的條件。A、B一起沿斜面上滑，整個(gè)過(guò)程中物體上滑的最大距離(3)為使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑，推力Fix【答案】(1)叫+砌叫叫 . (3) 11 (m +(M +F 先以AB組成的整體為研究的對(duì)象，得出共同的加速度，然后以 B為研究的對(duì)象，結(jié)合牛 頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式聯(lián)合求解，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁?！驹斀狻緼和B整體處于平衡狀態(tài)，則Ficosfl 三疝4解得：產(chǎn)1=+即gta叫；A和B整體上滑過(guò)程由動(dòng)能定理有F/cosU -(m +

10、M)gLsm& = 0解得：L -一；(m + AOgtmnGA和B間恰好不滑動(dòng)時(shí)，設(shè)推力為F0,上滑的加速度為 a, A對(duì)B的彈力為N對(duì)A和B整體有Focosff - (m + M)g5in = (m + M)a 對(duì) B 有：M = V = rnacostfN - mg = masinf/解得：同二cos0 -附 nH(m + Af)(sint/ + #a)W)目則為使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑，推力應(yīng)滿足的條件(m + AJ)(sinO + 口 cosO)gcnsfi -網(wǎng)nJ6. 一長(zhǎng)木板靜止在水平地面上，木板長(zhǎng) l 5m,小茗同學(xué)站在木板的左端，也處于靜止 狀態(tài)，現(xiàn)小茗開(kāi)始向右

11、做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2s小茗從木板上離開(kāi)，離開(kāi)木板時(shí)小茗的速度為v=4m/s,已知木板質(zhì)量 M=20kg,小茗質(zhì)量m=50kg, g取10m/s2,求木板與地面之間的 動(dòng)摩擦因數(shù)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).【答案】0.13【解析】【分析】對(duì)人分析，由速度公式求得加速度，由牛頓第二定律求人受到木板的摩擦力大?。挥蛇\(yùn)動(dòng) 學(xué)的公式求出長(zhǎng)木板的加速度，由牛頓第二定律求木板與地面之間的摩擦力大小和木板與 地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù).【詳解】對(duì)人進(jìn)行分析，由速度時(shí)間公式：v=a1t代入數(shù)據(jù)解得：a1=2m/s22在2s內(nèi)人的位移為：xi= a1t代入數(shù)據(jù)解得：X1=4m由于xi=4mv5m,可知該過(guò)程中木板的位移：

12、x2=l-x1=5-4=1m2對(duì)木板：X2= a2t可得：a2=0.5m/s2對(duì)木板進(jìn)行分析，根據(jù)牛頓第二定律：f-科(M+m ) g=Ma2根據(jù)牛頓第二定律，板對(duì)人的摩擦力f=mai代入數(shù)據(jù)解得：f=100N 19代入數(shù)據(jù)解得：科= 0.13 .70【點(diǎn)睛】本題主要考查了相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，再結(jié)合位移間的關(guān)系即可解題.本題也可以根據(jù)動(dòng)量定理解答.7.如圖所示，斜面體 ABC放在粗糙的水平地面上，滑塊在斜面地端以初速度0,沿斜面上滑。斜面傾角37,滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)。整個(gè)過(guò)程斜面體保持靜止不動(dòng)，已知小滑塊的質(zhì)量 m=1kg, sin37 =0.6, cos37=0.

13、8, g 取 10 m/s2。試求：(1)若 0.8,0 12.4m/s,求滑塊從C點(diǎn)開(kāi)始在2s內(nèi)的位移。(2)若0.45, 0 9.6m/s,求滑塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小。【答案】(1) x 6.2m (2)v= 4.8 m/ s【解析】【詳解】若 0.8,滑塊上滑過(guò)程中，由牛頓第二定律有：mgsin + mgcos = ma。，2解得滑塊上滑過(guò)程的加速度大小a0=12.4 m/s ,上滑時(shí)間t0= v0 1 s ,a02 一上滑位移為x a0t06.2m(2)若0.45,滑塊沿斜面上滑過(guò)程，由牛頓第二定律：mgsin + mgcos = ma1，2解得 a = 9.6 m/s設(shè)滑塊上滑位移

14、大小為 L,則由v02=2aL ,解得L=4.8 m滑塊沿斜面下滑過(guò)程，由牛頓第二定律:mgsinmgcos = ma2 ,2解得 a2=2.4 m / s2根據(jù) v =2a2L ,解得滑塊回到出發(fā)點(diǎn)處的速度大小為v= 4.8 m/s8.復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組共有8節(jié)車廂，每節(jié)車廂質(zhì)量 m=18t,第2、4、5、7節(jié)車廂為動(dòng)力車 廂，第1、3、6、8節(jié)車廂沒(méi)有動(dòng)力。假設(shè) 復(fù)興號(hào)”在水平軌道上從靜止開(kāi)始加速到速度 v=360km/h ,此過(guò)程視為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，每節(jié)車廂受到 f=1.25 x3M的阻力，每節(jié)動(dòng)力車 廂的牽引電機(jī)提供 F=4.75X1加的牽引力。求：該過(guò)程 復(fù)興號(hào)”運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)第4節(jié)

15、車廂和第5節(jié)車廂之間的相互作用力的大小?！敬鸢浮?1) 80s (2) 0【解析】【分析】(1)以動(dòng)車組為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)公式求解該過(guò)程復(fù)興號(hào)”運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)以前4節(jié)車廂為研究對(duì)象，由牛頓第二定律列式求解第4節(jié)車廂和第5節(jié)車廂之間的相互作用力的大小.【詳解】(1)以動(dòng)車組為研究對(duì)象，由牛頓第二定律：4F-8f=8ma動(dòng)車組做勻加速運(yùn)動(dòng)，則 v=at解得t=80s(2)以前4節(jié)車廂為研究對(duì)象，假設(shè)第4、5節(jié)車廂間的作用力為 N,則由牛頓第二定律：2F-4f+N=4ma解得N=0.9.如圖所示，小孩子與冰車的總質(zhì)量為m 20kg.大人用大小為20N ,方向與水平面的夾角 37

16、的恒力F使冰車由靜止開(kāi)始沿水平冰面運(yùn)動(dòng)。已知冰車與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.05,取 sin370.6, cos370 0.8 .求：(1)小孩與冰車受到冰面支持力的大小；(2)小孩子與冰車運(yùn)動(dòng)的加速度的大小；(3)若拉力F作用8s時(shí)間后撤去，最終小孩和冰車將停下來(lái)，則小孩和冰車在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的總位移的大小(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。才個(gè)*TF ： III r J I I Illi MT【答案】(1) 188N; (2) 0.33m/s2； (3) 17.53m【解析】【分析】(1)對(duì)小孩和冰車受力分析，抓住豎直方向上平衡求出支持力的大小。(2)結(jié)合水平方向上所受的合力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速

17、度的大小。 【詳解】(1)冰車和小孩受力如圖所示h * J rmg豎直方向上有 N+Fsin 0 =mg得支持力N=188N ；(2)由牛頓第二定律得：水平方向上有 Fcosaf=ma又摩擦力為f=(1N解得加速度a=0.33m/s2;12t=8s時(shí)間內(nèi)，冰車位移是 x 2at解得：X1=10.56m撤去拉力后物塊在滑動(dòng)摩擦力的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)到停止。mg ma解得：a0.5吸2減速過(guò)程中的位移為0 V2 c Cx2 6.97m2a全過(guò)程的總位移為 x x1 x2 17.53m?！军c(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的基本運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁，這類問(wèn)題關(guān)鍵是求加速度。10.如圖所示為四旋翼無(wú)人機(jī)，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.一架質(zhì)量m=1 kg的無(wú)人機(jī)，其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=16 N,無(wú)人機(jī)上升過(guò)程中最大速度為6m/s .若無(wú)人機(jī)從地面以最