物理物理試卷分類匯編物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用解析

1、【物理】物理試卷分類匯編物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(及答案)及分析一、高中物理精講專題測試牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用1如圖甲所示，一傾角為37的傳遞帶以恒定速度運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)將一質(zhì)量m1kg的小物體拋上傳遞帶，物體相對(duì)地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，取沿傳遞帶向上為正方向，g10m/s2，sin370.6，cos370.8：求：1）物體與傳遞帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)；2）08s內(nèi)物體機(jī)械能的增添量；3）物體與傳遞帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q?！敬鸢浮?1)0.875.(2)E90J（3）Q126J【分析】【詳解】由圖象能夠知道,傳遞帶沿斜向上運(yùn)動(dòng),物體放到傳遞帶上的初速度方向是沿斜面向下的,且加快大小為的勻減速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)其

2、受力剖析,由牛頓第二定律得:可解得：0.875.（2）依據(jù)v-t圖象與時(shí)間軸圍成的“面積”大小等于物體的位移,可得08s內(nèi)物體的位移08ss內(nèi)物體的機(jī)械能的增添量等于物體重力勢能的增添量和動(dòng)能增添量之和,為08s內(nèi)只有前6s發(fā)生相對(duì)滑動(dòng).06s內(nèi)傳遞帶運(yùn)動(dòng)距離為:06s內(nèi)物體位移為:則06s內(nèi)物體相關(guān)于皮帶的位移為08s內(nèi)物體與傳遞帶由于摩擦產(chǎn)生的熱量等于摩擦力乘以兩者間的相對(duì)位移大小,代入數(shù)據(jù)得：Q126J故本題答案是：(1)0.875.(2)E90J（3）Q126J【點(diǎn)睛】對(duì)物體受力剖析并聯(lián)合圖像的斜率求得加快度，在v-t圖像中圖像包圍的面積代表物體運(yùn)動(dòng)做過的位移。2在一個(gè)水平面上成立x軸

3、，在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右邊空間有一個(gè)勻強(qiáng)電5O處放一個(gè)質(zhì)量場，場強(qiáng)盛小E=6.010N/C，方向與x軸正方向同樣，在原點(diǎn)帶負(fù)電荷的絕緣物塊，其帶電荷量8q=-510C物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)物塊一個(gè)沿x軸正方向的初速度v0=2m/s.以下圖試求：m=0.01kg=0.2，給(1)物塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的加快度；(2)物塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離；(3)物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為多長？【答案】(1)5m/s2(2)0.4m(3)1.74s【分析】【剖析】帶負(fù)電的物塊以初速度v0沿x軸正方向進(jìn)入電場中，遇到向左的電場力和滑動(dòng)摩擦力作用，做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度為零時(shí)運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)處，依據(jù)動(dòng)能定理列式求解

4、；分三段進(jìn)行研究：在電場中物塊向右勻減速運(yùn)動(dòng)，向左勻加快運(yùn)動(dòng)，走開電場后勻減速運(yùn)動(dòng)依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律聯(lián)合列式，求出各段時(shí)間，即可獲取總時(shí)間【詳解】（1）由牛頓第二定律可得mgEqma，得a5m/s2（2）物塊進(jìn)入電場向右運(yùn)動(dòng)的過程，依據(jù)動(dòng)能定理得：mgEqs101mv022代入數(shù)據(jù)，得：s1=0.4m（）物塊先向右作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)：s1v0vt?v0?，得：122接著物塊向左作勻加快直線運(yùn)動(dòng)：a2qEmmg1m/s2依據(jù)：s11a2t22得t220.2s2物塊走開電場后，向左作勻減速運(yùn)動(dòng)：a3mgg2m/s2m依據(jù)：a3t3a2t2解得t30.2s物塊運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為：tt1t2

5、t31.74s【點(diǎn)睛】本題第一要理清物塊的運(yùn)動(dòng)過程，運(yùn)用動(dòng)能定理、牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式聯(lián)合進(jìn)行求解3以下圖，質(zhì)量為m=5kg的長木板B放在水平川面上，在木板的最右端放一質(zhì)量也為m=5kg的物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.3，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)2.F=60N作用在木板上，使木板由靜止開始勻加快運(yùn)動(dòng)，=0.2，現(xiàn)用一水平力經(jīng)過t=1s，撤去拉力，設(shè)物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g10m/s2，求：（1）拉力撤去時(shí)，木板的速度vB；（2）要使物塊不從木板上掉下，木板的長度L起碼為多大；（3）在知足（2）的條件下，物塊最后將停在右端多遠(yuǎn)處【答案】(1)VB=4

6、m/s；(2)L=1.2m；(3)d=0.48m【分析】【剖析】對(duì)整體運(yùn)用牛頓第二定律，求出加快度，判斷物塊與木板能否相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)物塊和系統(tǒng)分別運(yùn)用動(dòng)量定理求出拉力撤去時(shí)，長木板的速度；從撤去拉力抵達(dá)到共同速度過程，對(duì)物塊和長木板分別運(yùn)用動(dòng)量定理求出撤去拉力后抵達(dá)到共同速度的時(shí)間t1，分別求出撤去拉力前后物塊相對(duì)木板的位移，進(jìn)而求出木板的長度對(duì)木板和物塊，依據(jù)動(dòng)能定理求出物塊和木板的相對(duì)位移，再由幾何關(guān)系求出最后停止的地點(diǎn)(1)若相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)木板有：F2mg12mgmaB，得：aB4m/s2對(duì)木塊有2mgmaA，aA2m/s2因此木塊相對(duì)木板滑動(dòng)撤去拉力時(shí)，木板的速度vBaBt4m/s，vAa

7、At2m/s(2)撤去F后，經(jīng)時(shí)間t2達(dá)到共同速度v；由動(dòng)量定理2mgt2mvmvB22mgt21mgt2mvmvB，可得t20.2s，v=2.4m/s在撤掉F以前，兩者的相對(duì)位移x1vBt1vAt122撤去F以后，兩者的相對(duì)位移x2vBvt2vAvt222木板長度Lx1x21.2m(3)獲取共同速度后，對(duì)木塊，有2mgxA01mv2，2對(duì)木板有2mg21mgxB01mv22兩者的相對(duì)位移x3xAxB木塊最后離木板右端的距離dx1x2x30.48m【點(diǎn)睛】本題綜合性很強(qiáng)，波及到物理學(xué)中重要考點(diǎn)，如牛頓第二定律、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，重點(diǎn)是明確木板和木塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力特色4如圖1所示

8、，質(zhì)量為M的長木板，靜止擱置在粗拙水平川面上，有一個(gè)質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以某一水平初速度v0從左端沖上木板。從物塊沖上木板到物塊和木板達(dá)到共同速度的過程中，物塊和木板的v-t圖象分別如圖2中的折線acd和bcd所示，a、b、c、d的坐標(biāo)為a（0，10）、b（0，0）、c（4，4）、d（12，0），依據(jù)v-t圖象，求：1）物塊相對(duì)長木板滑行的距離s；2）物塊質(zhì)量m與長木板質(zhì)量M之比。【答案】（1）20m（2）3:2【分析】【詳解】（1）由v-t圖象的物理意義可得，物塊在木板上滑行的距離Vs1044m44m20m22（2）設(shè)物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)1，木板和地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為；物塊沖

9、上2木板做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加快度大小為a1，木板做勻加快直線運(yùn)動(dòng)的加快度大小為a2，達(dá)同樣速度后一同勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加快度大小為a，依據(jù)牛頓第二定律對(duì)物塊：1mg=ma1對(duì)木板：1mg-2（m+M）g=Ma2對(duì)整體：（m+M）g=（M+m）a2由圖象的斜率等于加快度可得，a11.5m/s2，a21m/s2，a=0.5m/s2。由以上各式解得m3M25一長木板置于粗拙水平川面上，木板左端擱置一小物塊，在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5m，如圖（a）所示。t=0時(shí)刻開始，小物塊與木板一同以共同速度向右運(yùn)，直至t=1s木板與壁碰撞（碰撞極短）。碰撞前后木板速度大小不，方向相反；運(yùn)程中小

10、物始未走開木板。已知碰撞后1s內(nèi)小物的v-t（b）所示。木板的量是小物量的15倍，重力加快度大小g取10m/s2。求如（1）木板與地面的摩擦因數(shù)1及小物與木板的摩擦因數(shù)2；2）木板的最小度；【答案】（1）0.1；0.4（2）6m【分析】【剖析】（1）碰前途由牛第二定律行剖析，合運(yùn)學(xué)公式可求得1；再碰后程剖析同理可求得2。2）分木板和物行剖析，由牛第二定律求解加快度，由運(yùn)學(xué)公式求解位移，可求得相位移，即可求得木板的度；【解】1）定向右正方向。木板與壁相碰前，小物和木板一同向右做勻速運(yùn)，加速度a1，小物和木板的量分m和M由牛第二定律有：-1（m+M）g=（m+M）a1由可知，木板與壁碰前瞬速度v1

11、=4m/s，由運(yùn)學(xué)公式得：v1=v0+at112s0v0t1+a1t12式中，t1=1s，s0=4.5m是木板碰前的位移，v0是小木和木板開始運(yùn)的速度。立式和條件得：1=0.1在木板與壁碰撞后，木板以-v1的初速度向左做勻速運(yùn)，小物以v1的初速度向右做勻速運(yùn)。小物的加快度a222，由牛第二定律有：-mg=ma由可得：a2v2v1t2t1式中，t22=0，立式和條件得：2=2s，v=0.4（2）碰撞后木板的加快度a3，t，木板和小物好擁有共同速度v3由牛第二定律及運(yùn)學(xué)公式得：213mg+（M+m）g=Mav=-v+at313v3=v1+a2t碰撞后至木板和小物好達(dá)到共同速度的程中，木板運(yùn)的位移：

12、s1v1v3t（11）2小物運(yùn)的位移：s2v1v3t（12）2小物相木板的位移：s=s2+s1（13）立（11）（12）（13）式，并代入數(shù)得：s=6.0m因運(yùn)程中小物沒有離開木板，因此木板的最小度6.0m。6如所示，在足高的圓滑水平臺(tái)面上靜置一量m的木板AA右端用，木板圓滑的定滑與量也m的物體C接當(dāng)C從靜止開始著落距離h，在木板A的最右端放一量4m的小B（初速度0，可點(diǎn)），最B恰巧未A上滑落，A、B的摩擦因數(shù)0.25最大靜摩擦力等于滑摩擦力，重力加快度g算：（1）C由靜止著落距離h，木板A的速度大小vA；（2）木板A的度L；（3）若當(dāng)B放在木板A最右端的同，B加一水平向右的恒力F7mg，其余

13、條件不，算B滑出AB的速度大小vB【答案】（1）gh（2）2h（3）5gh2【分析】【解】（1）A、C剖析，有mg2ma1v2A2a1h解得vAgh（2）B放在A上后，A、C仍一同加快，mg4mg2ma2解得a20即B放在A上后，A、C以速度vA勻速運(yùn)此，B勻加快運(yùn)，加快度4mggaB14m4設(shè)經(jīng)過時(shí)間t1，B的速度達(dá)到vA，且B恰巧運(yùn)動(dòng)至木板A的左端則有vAaB1t1木板A的長度1LSACSBvAt12vAt1解得L2h（3）加上力F后，B的速度達(dá)到vA前，A和C仍勻速，B仍加快，此時(shí)的加快度F4mgaB24m2g加快時(shí)間t2vAgh2gaB2B相對(duì)A的位移SSASBvAt21vAt2h24

14、A、B共速后都向右加快，設(shè)經(jīng)時(shí)間t3，B滑出A有B有aB3F4mg3g4m2A有aACmg4mg2mgB相對(duì)A的位移SSBSA(vAt31aB3t32)2(vAt312aACt32)解得hght3ggB滑出A時(shí)的速度5vBvAaB3t3gh27以下圖，在豎直平面內(nèi)有一傾角=37的傳遞帶BC已知傳遞帶沿順時(shí)針方向運(yùn)轉(zhuǎn)的速度v=4m/s，B、C兩點(diǎn)的距離L=6m。一質(zhì)量m=0.2kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從傳遞帶上端B點(diǎn)的右上方比B點(diǎn)高h(yuǎn)=0.45m處的A點(diǎn)水平拋出，恰巧從B點(diǎn)沿BC方向滑人傳遞帶，滑塊與傳遞帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，取重力加快度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.

15、8。求：(1)滑塊水平拋出時(shí)的速度v0；(2)在滑塊經(jīng)過傳遞帶的過程中，傳遞帶和滑塊戰(zhàn)勝摩擦力做的總功W.【答案】(1)v0=4m/s(2)W=8J【分析】【詳解】滑塊做平拋運(yùn)動(dòng)在B點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度為：平拋后恰巧沿BC方向滑人傳遞帶，可知B點(diǎn)的平拋速度方向與傳遞帶平行，由幾何關(guān)系及速度分解有：解得：滑塊在B點(diǎn)時(shí)的速度大小為滑塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中，由牛頓第二定律有：可得加快度設(shè)滑塊抵達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為vC，有：解得：此過程所經(jīng)歷的時(shí)間為：故滑塊經(jīng)過傳遞帶的過程中，以地面為參照系，滑塊的位移傳遞帶的位移x2=vt=4m；傳遞帶和滑塊戰(zhàn)勝摩擦力所做的總功為：代入數(shù)據(jù)解得：【點(diǎn)睛】本題需注意

16、兩點(diǎn)，(1)要利用滑塊沿BC射入來求解滑塊到體做的功時(shí)要以地面為參照系來計(jì)算位移。x1=L=6m，B點(diǎn)的速度；(2)計(jì)算摩擦力對(duì)物8以下圖，質(zhì)量均為m3kg的物體A、B緊挨著擱置在粗拙的水平面上，物體A的右側(cè)連結(jié)勁度系數(shù)為k100N/m的輕質(zhì)彈簧，彈簧另一端固定在豎直墻壁上，開始時(shí)兩物體壓緊彈簧并恰巧處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對(duì)物體B施加水平向左的拉力，使A和B整體向左做勻加快運(yùn)動(dòng)，加快度大小為a2m/s2，直至B與A分別。已知兩物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，兩物體與水平面之間的最大靜摩擦力均與滑動(dòng)摩擦力相等，取重力加快度g10m/s2求：1）靜止時(shí)，物體A對(duì)B的彈力大?。?）水平向左拉力F的最

17、大值；3）物體A、B開始分別時(shí)的速度?！敬鸢浮浚?）靜止時(shí)，物體A對(duì)B的彈力大小為15N（2）水平向左拉力F的最大值為21N（3）物體A、B開始分別時(shí)的速度為0.6m/s。【分析】【詳解】1）開始時(shí)，彈簧壓緊，AB兩物體恰巧處于靜止?fàn)顟B(tài)，AB整體作為研究對(duì)象，則有在水平方向，由均衡條件得：F彈=(m+m)g對(duì)A進(jìn)行受力剖析，在水平方向則有：F彈=mgFBA聯(lián)立以上兩式可得：FBAmg0.531015NB對(duì)A的作使勁和A對(duì)B的作使勁是作使勁和反作使勁，故有：FABFBA15N（2）物體A、B分別時(shí)，F(xiàn)最大，對(duì)物體B，由牛頓第二定律得：F最大-mg=ma代入數(shù)據(jù)解得：F最大=21N3）物體A、B靜

18、止時(shí)，彈簧壓縮的距離為x0，對(duì)A、B系統(tǒng)，由均衡條件得：kx0=?2mg物體A、B開始分別時(shí)，對(duì)物體A，由牛頓第二定律：kxmgma從靜止到物體A和B分別，物體運(yùn)動(dòng)的位移為：xx0 x依據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得：v2=2ax代入數(shù)據(jù)解得：v0.6m/s9風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生水平方向的，大小可調(diào)理的風(fēng)力現(xiàn)將一套有球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室小球孔徑略大于細(xì)桿直徑以下圖1）當(dāng)桿水平固準(zhǔn)時(shí)，調(diào)理風(fēng)力的大小，使小球在桿上做勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)（2）保持小球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向夾角為37并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s=3.75m所需時(shí)間

19、為多少？（sin37=0.6，cos37=0.8）【答案】（1）0.5（2）1s【分析】【剖析】【詳解】（1）小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由均衡條件得：0.5mg=mg，則動(dòng)摩擦因數(shù)=0.；5（2）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，在垂直于桿方向上，由均衡條件得：FN0.5mgsin370mgcos370在平行于桿方向上，由牛頓第二定律得：0.5mgcos370mgsin370FNma代入數(shù)據(jù)解得：a=7.5m/s2小球做初速度為零的勻加快直線運(yùn)動(dòng)，由位于公式得：s=1at22運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2s23.75s1s；a7.5【點(diǎn)睛】本題是牛頓第二定律的應(yīng)用問題，對(duì)小球進(jìn)行受力剖析是正確解題的前提與重點(diǎn)，應(yīng)用均衡條件用正交分解法列出方程、聯(lián)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可正確解題10某糧倉為了把大米送到必定高度處的儲(chǔ)蓄間，鋪設(shè)以下圖的傳輸裝置，此中AB為長度L1=4m的水平傳遞帶，CD為長度L2=9m、傾角=37傾斜傳遞帶，兩傳遞帶的運(yùn)轉(zhuǎn)的速度可調(diào)?，F(xiàn)將一袋大米無初速地放在A端，設(shè)米袋從B轉(zhuǎn)移到C時(shí)速度大小不變，已知米袋與兩傳遞帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均