最新高考物理牛顿运动定律试题经典_1.docx

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1、最新高考物理牛顿运动定律试题经典最新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如下图，一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。某时刻速度为v02m/s，此时一质量与木板相等的小滑块可视为质点以v14m/s的速度从右侧滑上木板，经过1s两者速度恰好一样，速度大小为v21m/s，方向向左。重力加速度g10m/s2，试求：1木板与滑块间的动摩擦因数12木板与地面间的动摩擦因数23从滑块滑上木板，到最终两者静止的经过中，滑块相对木板的位移大小。【答案】10.3212032.75m【解析】【分析】1对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解；2对木板分析，先向右减速后向左加速，分

2、经过进行分析即可；3分别求出二者相对地面位移，然后求解二者相对位移；【详解】1对小滑块分析：其加速度为：2221114/3/1vvamsmst-=-，方向向右对小滑块根据牛顿第二定律有：11mgma-=，能够得到：10.3=；2对木板分析，其先向右减速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式能够得到：1212vmgmgmt+?=然后向左加速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式能够得到：21222vmgmgmt-?=而且121ttts+=联立能够得到：2120=，10.5st=，20.5ts=；3在10.5st=时间内，木板向右减速运动，其向右运动的位移为：1100.52vxtm+=?=，方向向右；

3、在20.5ts=时间内，木板向左加速运动，其向左加速运动的位移为：上一页下一页22200.252vxtm+=?=，方向向左；在整个1ts=时间内，小滑块向左减速运动，其位移为：122.52vvxtm+=?=，方向向左则整个经过中滑块相对木板的位移大小为：122.75xxxxm?=+-=。【点睛】此题考察了牛顿第二定律的应用，分析清楚小滑块与木板的运动经过和受力情况是解题的前提，应用牛顿第二定律与运动学公式即可解题。2如图甲所示，一倾角为37，长L=3.75m的斜面AB上端和一个竖直圆弧形光滑轨道BC相连，斜面与圆轨道相切于B处，C为圆弧轨道的最高点。t=0时刻有一质量m=1kg的物块沿斜面上滑

4、，其在斜面上运动的vt图象如图乙所示。已知圆轨道的半径R=0.5m。取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求： (1)物块与斜面间的动摩擦因数；(2)物块到达C点时对轨道的压力FN的大小；(3)试通过计算分析能否可能存在物块以一定的初速度从A点滑上轨道，通过C点后恰好能落在A点。假如能，请计算出物块从A点滑出的初速度；如不能请讲明理由。【答案】(1)=0.5(2)FN=4N(3)【解析】【分析】由图乙的斜率求出物块在斜面上滑时的加速度，由牛顿第二定律求动摩擦因数；由动能定理得物块到达C点时的速度，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出)物块到达C点时对轨道的压力FN的大小；物块

5、从C到A，做平抛运动，根据平抛运动求出物块到达C点时的速度，物块从A到C，由动能定律可求物块从A点滑出的初速度；【详解】解：(1)由图乙可知物块上滑时的加速度大小为根据牛顿第二定律有：解得 (2)设物块到达C点时的速度大小为vC，由动能定理得：上一页下一页在最高点，根据牛顿第二定律则有：解得：由根据牛顿第三定律得：物体在C点对轨道的压力大小为4N(3)设物块以初速度v1上滑，最后恰好落到A点物块从C到A，做平抛运动，竖直方向：水平方向：解得，所以能通过C点落到A点物块从A到C，由动能定律可得：解得：3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，其运动的图象如下图

6、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；3s内物体运动位移的大小【答案】10.2；25.6N；356m。【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内受力如下图根据牛顿第二定律有：上一页下一页联立解得：=0.22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内受力如下图根据牛顿第二定律有：代入数据得：F=5.6N3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，可能某个经过是根据受力情况求运动情况，另一个经过是根据运动情况分析受力情况；或者同一个经过运动情况和受

7、力情况同时分析，因而在解题经过中要灵敏处理在这类问题时，加速度是联络运动和力的纽带、桥梁4滑雪者为什么能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，在滑雪板与雪地间构成一个暂时的“气垫，进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4m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由10.25变为20.125一滑雪者从倾角为37的坡顶A由静止开场自由下滑，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，如下图不计空气阻力，坡长为

8、l26m，g取10m/s2，sin370.6，cos370.8求： (1)滑雪者从静止开场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】上一页下一页(1)由牛顿第二定律得滑雪者在斜坡的加速度：a1=4m/s2解得滑雪者从静止开场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：x1=a1t2=2m动摩擦因数变化后，由牛顿第二定律得加速度：a2=5m/s2由vB2-v2=2a2(L

9、-x1)解得滑雪者到达B处时的速度：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x4=3.2m所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为x=x3+x4=96+3.2=99.2m5我国科技已经开启“人工智能时代，“人工智能已经走进千家万户某天，东东呼叫了外卖，外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上，东东操控小型无人机带动货物，由静止开场竖直向上做匀加速直线运动，一段时间后，货物又匀速上升53s，最后再匀减速1s恰好到达他家阳台且速度为零货物上升

10、经过中，遥控器上显示无人机在加速、匀速、减速经过中对货物的作用力F1、F2和F3大小分别为20.8N、20.4N和18.4N，货物遭到的阻力恒为其重力的0.02倍g取10m/s2计算：(1)货物的质量m；(2)货物上升经过中的最大动能Ekm及东东家阳台距地面的高度h【答案】(1)m2kg(2)2112kmEmvJ=h56m【解析】【分析】【详解】(1)在货物匀速上升的经过中由平衡条件得2Fmgf其中0.02fmg解得2kgm(2)设整个经过中的最大速度为v，在货物匀减速运动阶段由牛顿运动定律得33mgfFma由运动学公式得330vat-解得1mvs=上一页下一页最大动能211J2mkEmv=减

11、速阶段的位移3310.5m2xvt=匀速阶段的位移2253mxvt=加速阶段，由牛顿运动定律得11Fmgfma，由运动学公式得2112axv=，解得12.5mx阳台距地面的高度12356mhxxx=+=6如图是利用传送带装运煤块的示意图.其中，传送带的从动轮与主动轮圆心之间的距离为3sm=，传送带与水平方向间的夹角37=o，煤块与传送带间的动摩擦因数0.8=，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度1.8Hm=，与运煤车车箱中心的水平距离0.6.xm=如今传送带底端由静止释放一煤块(可视为质点).煤块恰好在轮的最高点水平抛出并落在车箱中心，取210/gms=，sin

12、370.6=o，cos370.8=o，求：1主动轮的半径；2传送带匀速运动的速度；3煤块在传送带上直线部分运动的时间【答案】10.1m21m/s；34.25s【解析】【分析】1要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零，根据平抛运动的规律求出离开传送带最高点的速度，结合牛顿第二定律求出半径的大小2根据牛顿第二定律，结合运动学公式确定传送带的速度3煤块在传送带经历了匀加速运动和匀速运动，根据运动学公式分别求出两段时间，进而得出煤块在传送带上直线部分运动的时间【详解】1由平抛运动的公式，得xvt=，21Hgt2=代入数据解得v=1m/s要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则煤

13、块到达轮的最高点时对轮的压力为零，上一页下一页由牛顿第二定律，得2vmgmR=，代入数据得R=0.1m2由牛顿第二定律得mgcosmgsinma=，代入数据解得a=0.4m/s2由212vsa=得s1=1.25ms，即煤块到达顶端之前已与传送带获得共同速度，故传送带的速度为1m/s3由v=at1解得煤块加速运动的时间t1=2.5s煤块匀速运动的位移为s2=ss1=1.75m，可求得煤块匀速运动的时间t2=1.75s煤块在传送带上直线部分运动的时间t=t1+t2代入数据解得t=4.25s7“复兴号动车组共有8节车厢，每节车厢质量m=18t，第2、4、5、7节车厢为动力车厢，第1、3、6、8节车厢

14、没有动力。假设“复兴号在水平轨道上从静止开场加速到速度v=360km/h，此经过视为匀加速直线运动，每节车厢遭到f=1.25103N的阻力，每节动力车厢的牵引电机提供F=4.75104N的牵引力。求： (1)该经过“复兴号运动的时间；(2)第4节车厢和第5节车厢之间的互相作用力的大小。【答案】180s20【解析】【分析】1以动车组为研究对象，根据牛顿第二定律结合运动公式求解该经过“复兴号运动的时间；2以前4节车厢为研究对象，由牛顿第二定律列式求解第4节车厢和第5节车厢之间的互相作用力的大小.【详解】1以动车组为研究对象，由牛顿第二定律：4F-8f=8ma上一页下一页动车组做匀加速运动，则v=a

15、t解得t=80s2以前4节车厢为研究对象，假设第4、5节车厢间的作用力为N,则由牛顿第二定律：2F-4f+N=4ma解得N=0.8如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=06m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块大小不计，从A处由静止开场受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化关系如图乙所示，滑块与AB间动摩擦因数为025，与BC间的动摩擦因数未知，取g=l0m/s2求：1滑块到达B处时的速度大小；2滑块在水平轨道AB上运动前2m经过中所需的时间；3若滑块到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆轨道上克制摩擦力所做的功是多少【答

16、案】1210/ms2835s35J【解析】试题分析：1对滑块从A到B的经过，由动能定理得F1x1F3x3mgx12mvB2得vB10m/s2在前2m内，由牛顿第二定律得F1mgma且x112at12解得t18353当滑块恰好能到达最高点C时，有mgm2CvR对滑块从B到C的经过，由动能定理得Wmg2R12mvC212mvB2代入数值得W5J上一页下一页即克制摩擦力做的功为5J考点：动能定理；牛顿第二定律9如下图，一个质量m2kg的滑块在倾角为37的固定斜面上，遭到一个大小为40N的水平推力F作用，以v020m/s的速度沿斜面匀速上滑sin370.6，取g10m/s21求滑块与斜面间的动摩擦因数

17、；2若滑块运动到A点时立即撤去推力F，求这以后滑块再返回A点经过的时间【答案】10.5；2225s+【解析】【分析】【详解】1滑块在水平推力作用下沿斜面向上匀速运动时，合力为零，则有Fcos37=mgsin37+mgcos37+Fsin37代入解得，=0.52撤去F后，滑块上滑经过：根据牛顿第二定律得：mgsin37+mgcos37=ma1，得，a1=gsin37+cos37上滑的时间为0112vtsa=上滑的位移为01202vxtm=滑块下滑经过：mgsin37-mgcos37=ma2，得，a2=gsin37-cos37由于下滑与上滑的位移大小相等，则有x=12a2t22解得，22225xt

18、sa=故t=t1+t2=2+5s【点睛】此题分析滑块的受力情况和运动情况是关键，由牛顿第二定律和运动学公式结合是处理动力学问题的基本方法10如下图为一升降机由静止开场下降经过中的速度图像，升降机及其载重总质量为2.0t上一页下一页1由图象判定出升降机在哪段时间内出现超重、失重现象；2分别求出第2S内、第5S内、第7S内悬挂升降机的钢索的拉力大小.g取10m/s2【答案】16s8s超重；02s失重241.210N?4210N?2.8104N【解析】试题分析：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就讲物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就讲物体处于失

19、重状态，此时有向下的加速度；速度时间图象的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律求出各段时间内悬挂升降机的钢索的拉力大小1由速度时间图象可知，0-2s内，升降机向下做匀加速运动，加速度向下，处于失重状态，6s-8s内升降机减速下降，加速度方向向上，处于超重状态2由加速度定义：?=?vat根据图象得02s内2218/4/2vamsmst?=?根据牛顿第二定律得：4?111.210FmgmaN=-=?2s6s内，加速度a2=0，即匀速运动悬挂升降机的钢索的拉力F2=mg=2104N6s8s内，加速度为：22308/4/2vamsmst?-=-?根据牛顿第二定律得：4332.810?FmgmaN=-=?点睛：此题主要考察了对超重失重现象的理解及牛顿第二定律的直接应用，属于基础题上一页下一页