高考物理牛顿运动定律真题汇编含答案doc.docx

1、高考物理牛顿运动定律真题汇编含答案doc高考物理牛顿运动定律真题汇编 ( 含答案 )一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1 如图，有一水平传送带以 8m/s 的速度匀速运动，现将一小物块（可视为质点）轻轻放在传送带的左端上，若物体与传送带间的动摩擦因数为 0.4，已知传送带左、右端间的距离为4m， g 取 10m/s 2求：（1）刚放上传送带时物块的加速度；（2）传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间【答案】 （1） ag 4m / s2 （ 2） t 1s【解析】【分析】先分析物体的运动情况：物体水平方向先受到滑动摩擦力，做匀加速直线运动；若传送带足够长，当物体速度与传送带相同时，物体做匀

2、速直线运动根据牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度，由运动学公式求出物体速度与传送带相同时所经历的时间和位移，判断以后物体做什么运动，若匀速直线运动，再由位移公式求出时间【详解】（1）物块置于传动带左端时，先做加速直线运动，受力分析，由牛顿第二定律得：mg ma代入数据得： a g 4m / s2（2）设物体加速到与传送带共速时运动的位移为 s0根据运动学公式可得： 2as0 v2运动的位移：v2s08 4m2a则物块从传送带左端到右端全程做匀加速直线运动，设经历时间为 t ，则有l1 at 22解得 t 1s【点睛】物体在传送带运动问题，关键是分析物体的受力情况，来确定物体的运动情况，有利于培

3、养学生分析问题和解决问题的能力2四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用一架质量 m=2 kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力 F=36N，运动过程中所受空气阻力大小恒为 f=4 N (g取10 m s2)(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞求在 t=5s时离地面的高度(2)当无人机悬停在距离地面高度 H=100m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而h；坠落求无人机坠落到地面时的速度 v；(3)接 (2)问，无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力为保证安全着地（到达地面时速度为零），求飞行器从开始下

4、落到恢复升力的最长时间t 1【答案】（ 1） 75m （2） 40m/s （ 3） 5 5 s3【解析】【分析】【详解】（1）由牛顿第二定律 Fmg f=ma代入数据解得 a=6m/s 2上升高度代入数据解得 h=75m（2）下落过程中 mg f=ma1代入数据解得落地时速度 v2=2a1H，代入数据解得 v=40m/s（3）恢复升力后向下减速运动过程 Fmg+f=ma 2代入数据解得设恢复升力时的速度为 vm，则有由vm=a1t 1代入数据解得 3 如图所示，在光滑水平面上有一段质量不计，长为 6m 的绸带，在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块 A、 B，现同时对 A、 B 两滑块施

5、加方向相反，大小均为 F=12N的水平拉力，并开始计时已知A 滑块的质量mA=2kg， B 滑块的质量mB=4kg， A、B 滑块与绸带之间的动摩擦因素均为=0.5， A、B 两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计绸带的伸长，求：（1） t=0 时刻， A、B 两滑块加速度的大小；（2） 0 到 3s 时间内，滑块与绸带摩擦产生的热量【答案】 (1) a1 1ms2 , a20.5m 2 ；(2)30Js【解析】【详解】(1)A 滑块在绸带上水平向右滑动，受到的滑动摩擦力为f A ，水平运动，则竖直方向平衡：N A mg ， f AN A ；解得： f Amg A 滑块在绸带上水平

6、向右滑动，0 时刻的加速度为a1 ，由牛顿第二定律得：F f AmAa1 B 滑块和绸带一起向左滑动， 0 时刻的加速度为 a2由牛顿第二定律得：Ff BmBa2 ；联立解得：a1 1m / s2， a20.5m / s2；(2)A 滑块经 t 滑离绸带，此时 A、B 滑块发生的位移分别为x1 和 x2x1x2L2x11 a1t 22x1 a t2222代入数据解得：x12m， x21m， t 2s2 秒时 A 滑块离开绸带，离开绸带后A 在光滑水平面上运动，B 和绸带也在光滑水平面上运动，不产生热量，3 秒时间内因摩擦产生的热量为：Qf A x1 x2代入数据解得：Q30J4 滑雪者为什么能

7、在软绵绵的雪地中高速奔驰呢？其原因是白雪内有很多小孔，小孔内充满空气当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“ ”气垫 ，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦然而当滑雪板对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大假设滑雪者的速度超过4 m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由21 0.25 变为 0.125一滑雪者从倾角为 37的坡顶 A 由静止开始自由下滑，滑至坡底B(B 处为一光滑小圆弧 )后又滑上一段水平雪地，最后停在 C 处，如图所示不计空气阻力，坡长为l 26 m， g 取 10 m/s 2， sin37 0.6， cos

8、37 0.8求：(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化经历的时间；(2)滑雪者到达 B 处的速度；(3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离【答案】 1s99.2m【解析】【分析】由牛顿第二定律分别求出动摩擦因数恒变化前后的加速度，再由运动学知识可求解速度、位移和时间【详解】(1)由牛顿第二定律得滑雪者在斜坡的加速度1=4m/s2：a =解得滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间： t= =1s(2)由静止到动摩擦因素发生变化的位移：112=2mx = a t动摩擦因数变化后，由牛顿第二定律得加速度： a2=5m/s 2由vB2-v2=2a2(L-x1)解得滑雪者到达 B 处时的速度

9、 ：vB=16m/s(3)设滑雪者速度由 vB=16m/s 减速到 v1=4m/s 期间运动的位移为 x3，则由动能定理有：；解得 x3=96m速度由 v1=4m/s 减速到零期间运动的位移为 x4，则由动能定理有：；解得 x 4=3.2m所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为 x=x 3+x 4=96+ 3.2=99.2m5 如图，竖直墙面粗糙，其上有质量分别为mA =1 kg、mB =0.5 kg 的两个小滑块 A 和 B， A在 B 的正上方， A、 B 相距 h=2. 25 m， A 始终受一大小F1=l0 N、方向垂直于墙面的水平力作用， B 始终受一方向竖直向上的恒力F2 作用同时

10、由静止释放A 和 B，经时间 t=0.5 s，A、 B 恰相遇已知 A、B 与墙面间的动摩擦因数均为=0.2，重力加速度大小 g=10m/s 2求：(1)滑块 A 的加速度大小aA；(2)相遇前瞬间，恒力 F2的功率 P【答案】（ 1） aA 8m/s2 ；（ 2） P 50W【解析】【详解】（1） A、 B 受力如图所示：A、 B 分别向下、向上做匀加速直线运动，对 A：水平方向： FN F1竖直方向： mA g f mAaA且： f FN联立以上各式并代入数据解得： aA 8m/s2（2）对 A 由位移公式得：xA1aA t22对 B 由位移公式得：xB1aB t22由位移关系得：xB h

11、 xA由速度公式得B 的速度： vBaB t对 B 由牛顿第二定律得：F2mB gmB aB恒力 F2 的功率： P F2vB联立解得： P 50W6 如图所示 ，在风洞实验室里 ，粗糙细杆与竖直光滑圆轨AB 相切于 A 点， B 为圆弧轨道的最高点 ，圆弧轨道半径 R=1m，细杆与水平面之间的夹角=37一个 m=2kg 的小球穿在细杆上 ，小球与细杆间动摩擦因数 =0.3小球从静止开始沿杆向上运动，2s 后小球刚好到达 A 点，此后沿圆弧轨道运动，全过程风对小球的作用力方向水平向右，大小恒定为40N已知 g=10m/s2， sin37 =0.6， cos37=0.8求 ：(1)小球在 A 点

12、时的速度大小 ；(2)小球运动到 B 点时对轨道作用力的大小及方向【答案】 (1)8m/s (2)12N【解析】【详解】(1)对细杆上运动时的小球受力分析，据牛顿第二定律可得：Fcos mgsin( Fsinmgcos ) ma代入数据得： a4m/s 2小球在 A 点时的速度 vA at8m/s(2)小球沿竖直圆轨道从 A 到 B 的过程，应用动能定理得：FRsin37mgR(1 cos37 )1 mvB21 mvA222解得： vB2m/s小球在 B 点时，对小球受力分析，设轨道对球的力竖直向上，由牛顿第二定律知：vB2mg FN mR解得： FN=12N，轨道对球的力竖直向上由牛顿第三定

13、律得：小球在最高点 B 对轨道的作用力大小为 12N，方向竖直向下7 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=0.25，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/s 2， 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

14、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 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：mg ma1解得：a1 2.5m/s 2A与皮带共速需要发生位移：x共v29 m1.8m 0.2m2a15故根据运动学公式，物体A 从 a 运动到 b：xab1a1t122代入数据解得：t1 0.4s（2）到达 b 点的速度：

15、vb a1t1 1m/s 3m/s由牛顿第二定律得：mg sin 37 f 2 ma2N 2 mg cos37 且 f2 N2代入数据解得：a2 8m/s2物块在斜面上与传送带共速的位移是：s共代入数据解得：v2 vb 22a2s共 0.5m 5.5m时间为：t2v vb31 s0.25sa28因为 g sin 376m/s2 g cos372m/s2 ，物块继续加速下滑由牛顿第二定律得：mg sin 37f 2ma3N 2mg cos37，且 f 2N2代入数据解得：a34m/s2设从共速到下滑至c 的时间为 t 3，由 xbcs共vt31 a3t32 ，得：2t31s综上，物块从 b 运动

16、到 c 的时间为：t2t31.25s85s 后系统动量守恒，最终达到相同速度 v，则 mv1 Mv2 m M v解得 v=0.6m/s，即物块和木板最终以 0.6m/s 的速度匀速运动 .（3）物块先相对木板向右运动，此过程中物块的加速度为 a1，木板的加速度为 a2，经 t1时间物块和木板具有相同的速度 v，对物块受力分析： mg ma1对木板： F mg Ma 2由运动公式： v v0 a2t1v a1t1解得： t11 s v2 m / s33此过程中物块相对木板前进的距离：解得 s=0.5m；sv0v t1v t122t 1 后物块相对木板向左运动，这再经t2 时间滑落，此过程中板的加

17、速度a3，物块的加速度仍为 a1，对木板： F - mg Ma3由运动公式： v t21 a1t22v t 21 a3t22s223s解得 t23故经过时间 tt131t20.91s 物块滑落 .39 水平面上固定着倾角 =37的斜面，将质量 m=lkg 的物块 A 从斜面上无初速度释放，其加速度a=3m/s 2。经过一段时间，物块A 与静止在斜面上的质量M=2kg的物块B 发生完全非弹性碰撞，之后一起沿斜面匀速下滑。已知重力加速度大小g=10m/s 2， sin37 =0.6，co37 =0.8，求(1)A 与斜面之间的动摩擦因数；1(2)B 与斜面之间的动摩擦因数。2【答案】 (1)()

18、(2)()【解析】【分析】物块 A 沿斜面加速下滑，由滑动摩擦力公式和力的平衡条件求解 A 与斜面之间的动摩擦因数；A 、 B 一起沿斜面下匀速下滑，以整体为研究对象，由滑动摩擦力公式和力的平衡条件求解B 与斜面之间的动摩擦因数。【详解】(1)物块 A 沿斜面加速下滑，由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得：由牛顿第二定律得：解得： ；(2)A 、 B 一起沿斜面下匀速下滑，以整体为研究对象，由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得：解得： 。10 如图所示，质量为 M=8kg 的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F，当小车向右运动速度达到时，在小车的右端轻轻放置一质量m=2kg 的小物块，经

19、过 t 1=2s 的时间，小物块与小车保持相对静止。已知小物块与小车间的动摩擦因数0.2，假设小车足够长，g 取 10m s2，求：(1)水平恒力 F 的大小；(2)从小物块放到车上开始经过 t=4s 小物块相对地面的位移；(3)整个过程中摩擦产生的热量。【答案】（ 1） 8N（ 2） 13.6m（ 3） 12J【解析】试题分析：（ 1）设小物块与小车保持相对静止时的速度为 v，对于小物块，在t 1=2s 时间内，做匀加速运动，则有：对于小车做匀加速运动，则有：联立以上各式，解得： F=8N（2）对于小物块，在开始 t1=2s 时间内运动的位移为：此后小物块仍做匀加速运动，加速度大小为，则有x=x1+x2联立以上各式，解得： x=13.6m（3）整个过程中只有前 2s 物块与小车有相对位移小车位移：相对位移：解得： Q=12J考点：牛顿第二定律的综合应用 .