1、高考物理牛顿运动定律试题经典一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。如图所示，传送带与水平方向成37度角，顺时针匀速运动的速度v4m/s。B、C分别是传送带与两轮的切点，相距L6.4m。倾角也是的斜面固定于地面且与传送带上的B点良好对接。一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置，下端固定在斜面底端，上端放一质量m1kg的工件（可视为质点）。用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到B点时速度v08m/s，A、B间的距离x1m，工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同，均为0.5，工件到达C点即为运送过程结束。g取10m/s2，sin370.6，cos
2、370.8，求：（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；（2）工件沿传送带由B点上滑到C点所用的时间；（3）工件沿传送带由B点上滑到C点的过程中，工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J【解析】【详解】（1）由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为： 解得：Ep42J（2）工件在减速到与传送带速度相等的过程中，加速度为a1，由牛顿第二定律得：解得：a110m/s2工件与传送带共速需要时间为：解得：t10.4s工件滑行位移大小为： 解得：因为，所以工件将沿传送带继续减速上滑，在继续上滑过程中加速度为a2，则有： 解得：a22m/s2假设工件速度减为0时，
3、工件未从传送带上滑落，则运动时间为：解得：t22s工件滑行位移大小为：解得：x24m工件运动到C点时速度恰好为零，故假设成立。工作在传送带上上滑的总时间为：tt1+t22.4s（3）第一阶段：工件滑行位移为：x12.4m。传送带位移，相对位移为：。摩擦生热为： 解得：Q13.2J第二阶段：工件滑行位移为：x24m，传送带位移为： 相对位移为： 摩擦生热为： 解得：Q216J总热量为：Q19.2J。2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
4、【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46s内加速度：物体在46s内受力如图所示根据牛顿第二定律有：联立解得：=0.2（2）由v-t图像可知：物体在04s内加速度：又由题意可知：物体在04s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014s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
5、力的纽带、桥梁3地震发生后，需要向灾区运送大量救灾物资，在物资转运过程中大量使用了如图所示的传送带已知某传送带与水平面成角，皮带的AB部分长，皮带以恒定的速率按图示方向传送，若在B端无初速度地放置一个质量的救灾物资可视为质点，P与皮带之间的动摩擦因数取，求：物资P从B端开始运动时的加速度物资P到达A端时的动能【答案】物资P从B端开始运动时的加速度是物资P到达A端时的动能是900J【解析】【分析】（1）选取物体P为研究的对象，对P进行受力分析，求得合外力，然后根据牛顿第三定律即可求出加速度；（2）物体p从B到A的过程中，重力和摩擦力做功，可以使用动能定律求得物资P到达A端时的动能，也可以使用运动
6、学的公式求出速度，然后求动能【详解】（1）P刚放上B点时，受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用，；其加速度为：（2）解法一：P达到与传送带有相同速度的位移以后物资P受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用根据动能定理：到A端时的动能解法二：P达到与传送带有相同速度的位移以后物资P受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用，P的加速度后段运动有：，解得：，到达A端的速度动能【点睛】传送带问题中，需要注意的是传送带的速度与物体受到之间的关系，当二者速度相等时，即保持相对静止属于中档题目4如图所示，传送带水平部分xab=0.2m，斜面部分xbc=5.5m，bc与水平方向夹角=37，一个小物体A与传送带间的动摩擦因数=0
7、.25，传送带沿图示方向以速率v=3m/s运动，若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c点，且物体A不脱离传送带，经b点时速率不变(取g=10m/s2，sin37=0.6)求：（1）物块从a运动到b的时间；（2）物块从b运动到c的时间【答案】（1）0.4s；（2）1.25s【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出在ab段做匀加速直线运动的加速度，结合运动学公式求出a到b的运动时间到达b点的速度小于传送带的速度，根据牛顿第二定律求出在bc段匀加速运动的加速度，求出速度相等经历的时间，以及位移的大小，根据牛顿第二定律求出速度相等后的加速度，结合位移时间公式求出速度相等后匀加速运动的时间，从而得出b到c
8、的时间【详解】（1）物体A轻放在a处瞬间，受力分析由牛顿第二定律得：解得：A与皮带共速需要发生位移：故根据运动学公式，物体A从a运动到b：代入数据解得：（2）到达b点的速度：由牛顿第二定律得：且代入数据解得：物块在斜面上与传送带共速的位移是：代入数据解得：时间为：因为，物块继续加速下滑由牛顿第二定律得：，且代入数据解得：设从共速到下滑至c的时间为t3，由，得：综上，物块从b运动到c的时间为：5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，A的质量为M，B的质量为m，A、B间动摩擦因数为()，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
9、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
10、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6如图甲所示，质量为m=2kg的物体置于倾角为=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，t1=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=10ms2，sin37=0.6，cos37=0.8求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数(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)=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
11、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 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：此过程有：mgsin+mgcos=ma2代入数据解得：=0.5（2）由图象可知，物体向上匀加速时加速度大小为：a1=20m/s2此过程有：F-mgsin-mgcos=ma1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：s101.57.5m【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7素有“陆地冲浪”之称的滑板运动已深受广大青少年喜爱。如图所示是由足
12、够长的斜直轨道，半径R1=2m的凹形圆弧轨道和半径R2=3.6m的凸形圆弧轨道三部分组成的模拟滑板组合轨道，这三部分轨道依次平滑连接，且处于同一竖直平面内.其中M点为凹形圆弧轨道的最低点，N点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O与M点在同一水平面上，一可视为质点、质量为m=1kg的滑板从斜直轨道上的P点无初速度滑下，经M点滑向N点，P点距水平面的高度h=3.2m，不计一切阻力，g取10m/s2.求：(1)滑板滑至M点时的速度大小；(2)滑板滑至M点时，轨道对滑板的支持力大小；(3)若滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，求滑板的下滑点P距水平面的高度.【答案】(1)8 m/s (2)42 N
13、 (3)5.4 m【解析】试题分析：（1）对滑板由P点滑至M点，由机械能守恒得mghmv（2分）所以vM8 m/s. （1分）（2）对滑板滑至M点时受力分析，由牛顿第二定律得FNmgm（2分）所以FN42 N. （1分）（3）滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，则有mgm（2分）得vN6 m/s （1分）滑板从P点到N点机械能守恒，则有 mghmgR2mv（3分）解得h5.4 m. （2分）考点：机械能守恒定律【名师点睛】本题考查的是牛顿第二定律和机械能守恒结合的问题。滑板由P点滑至M点，只有重力做功，机械能守恒。然后分别对M和N两点进行受力分析，运用牛顿第二定律。此题便可很快解出。8质量为0.1
14、kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图线如图所示；球与水平地面相碰后反弹，离开地面时的速度大小为碰撞前的该球受到的空气阻力大小恒为f，取g=10m/s2，求：（1）弹性球受到的空气阻力f的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的最大高度h【答案】（1）0.4N（2）【解析】试题分析：（1）根据图象得，由牛顿第二定律：mg-f=ma，得f=m（g-a）=02（10-8）=04N（2）由题意反弹速度vv3m/s又由牛顿第二定律：mg+f=ma，得故反弹高度为：考点：v-t图像；牛顿第二定律的应用【名师点睛】本题关键是对图象的应用，由图象的斜率等于物体的加速度得到加速度，然后根
15、据牛顿第二定律列得方程才能得到阻力，进而解答全题9如图，足够长的斜面倾角=37一个物体以v0=12m/s的初速度从斜面A点处沿斜面向上运动物体与斜面间的动摩擦因数为=0.25已知重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求：（1）物体沿斜面上滑时的加速度大小a1；（2）物体沿斜面上滑的最大距离x；（3）物体沿斜面到达最高点后返回下滑时的加速度大小a2；（4）物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间t【答案】（1）物体沿斜面上滑时的加速度大小a1为8m/s2；（2）物体沿斜面上滑的最大距离x为9m；（3）物体沿斜面到达最高点后返回下滑时的加速度大小a2为4m/s2；（4）
16、物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间3.62s【解析】试题分析：（1）沿斜面向上运动，由牛顿第二定律得a1=8m/s2（2）物体沿斜面上滑由，得x=9m（3）物体沿斜面返回下滑时，则a2=4m/s2（4）物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间t沿斜面向上运动，沿斜面向下运动则t=t1+t2=s362s考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用10如图所示，质量的小球套在细斜杆上，斜杆与水平方向成角，球与杆之间的滑动摩擦因数，球在竖直向上的拉力作用下沿杆向上滑动（）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，应变为多大【答案】（1） 方向垂直于杆向上 （2） （3） 0N【解析】 (1)小球受力如图所示：建立图示坐标，沿y方向，有：(Fmg)cos30FN=0解得：FN=根据牛顿第三定律，球对杆的压力大小为，方向垂直于杆向上(2)沿x方向由牛顿第二定律得(Fmg)sin30f=ma而f=FN解得：a=2.5m/s2（3）沿y方向，有：(mg F)cos30FN=0沿x方向由牛顿第二定律得(mg F)sin30f=ma而f=FN解得：F=0N
