高中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題技巧講解及練習(xí)題(含答案)

1、高中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題技巧講解及練習(xí)題（含答案）高中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題技巧講解及練習(xí)題（含答案）一、高中物理精講專題測(cè)試牛頓運(yùn)動(dòng)定律1.如圖，有一水平傳送帶以8m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕輕放 在傳送帶的左端上，若物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為04已知傳送帶左、右端間的距離 為 4m, g 取 10m/s2.求：（1）剛放上傳送帶時(shí)物塊的加速度：（2）傳送帶將該物體傳送到傳送帶的右端所需時(shí)間.【答案】（1）a =（2） / = 15【解析】【分析】先分析物體的運(yùn)動(dòng)情況：物體水平方向先受到滑動(dòng)摩擦力，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：若傳送帶 足夠長(zhǎng)，當(dāng)物體速度與傳送帶相同時(shí)，物體做勻速

2、直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第二定律求出勻加 速運(yùn)動(dòng)的加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體速度與傳送帶相同時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間和位移，判斷 以后物體做什么運(yùn)動(dòng)，若勻速直線運(yùn)動(dòng)，再由位移公式求出時(shí)間.【詳解】（1）物塊置于傳動(dòng)帶左端時(shí)，先做加速直線運(yùn)動(dòng)，受力分析，由牛頓第二定律得：卜 ung = nui代入數(shù)據(jù)得：a = pg=4m/s2（2）設(shè)物體加速到與傳送帶共速時(shí)運(yùn)動(dòng)的位移為外根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得：2,=產(chǎn)2運(yùn)動(dòng)的位移：5（） = = 8 > 4m2a則物塊從傳送帶左端到右端全程做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為，則有l(wèi) = -af2解得t = ls【點(diǎn)睛】物體在傳送帶運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，關(guān)鍵是分析物體的受力情況，來(lái)確定物

3、體的運(yùn)動(dòng)情況，有利于培 養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.2.如圖甲所示，一長(zhǎng)木板靜止在水平地面上，在7=0時(shí)刻，一小物塊以一定速度從左端 滑上長(zhǎng)木板，以后長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示已知小物塊與長(zhǎng)木板的質(zhì)量均為? = 1依，小物塊與長(zhǎng)木板間及長(zhǎng)木板與地面間均有摩擦，經(jīng)1s后小物塊與長(zhǎng)木板相對(duì)靜止=求：甲乙(1)小物塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的值：(2)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量.【答案】(1) 0.7 (2) 40. 5J【解析】【分析】(1)小物塊滑上長(zhǎng)木板后，由乙圖知，長(zhǎng)木板先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻減速直線運(yùn) 動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求出長(zhǎng)木板加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度，木板與物塊相對(duì)靜止時(shí)后木板

4、與物塊一起勻減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律和速度公式求物塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的值.(2)對(duì)于小物塊減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，由牛頓第二定律和速度公式求得物塊的初速度，再由能 量守恒求熱量.【詳解】(1)長(zhǎng)木板加速過(guò)程中，由牛頓第二定律，得紂ng_ 242mg =，叫；% =卬:木板和物塊相對(duì)靜止，共同減速過(guò)程中，由牛頓第二定律得/4 2?g = 2ma2 ：° = %2：由圖象可知， =2"s,，=ls, G=O8s聯(lián)立解得必=0.7(2)小物塊減速過(guò)程中，有："Mg = ma3 ；%=%-加：在整個(gè)過(guò)程中，由系統(tǒng)的能量守恒得c 12° = 5叫聯(lián)立解得。= 40.5

5、/【點(diǎn)睛】本題考查了兩體多過(guò)程問(wèn)題，分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是正確解題的關(guān)鍵，也是本題的易 錯(cuò)點(diǎn)，分析清楚運(yùn)動(dòng)過(guò)程后，應(yīng)用加速度公式、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可正確解 題.3.如圖所示,傳送帶水平部分Xo*0.2m,斜面部分Xbc=5.5m , be與水平方向夾角a=37。， 一個(gè)小物體八與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0=0.25,傳送帶沿圖示方向以速率v=3m/s運(yùn)動(dòng)， 若把物體八輕放到a處，它將被傳送帶送到c點(diǎn)，且物體A不脫離傳送帶，經(jīng)b點(diǎn)時(shí)速率 不變.(取 g=10m/s2 , sin37°=0.6)求：(1)物塊從a運(yùn)動(dòng)到b的時(shí)間；(2 )物塊從b運(yùn)動(dòng)到c的時(shí)間.【答案】(1 ) 0

6、.4s ； ( 2 ) 1.25s .【解析】【分析】根據(jù)牛頓第二定律求出在ab段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出a到b的 運(yùn)動(dòng)時(shí)間.到達(dá)b點(diǎn)的速度小于傳送帶的速度，根據(jù)牛頓第二定律求出在be段勻加速運(yùn)動(dòng) 的加速度，求出速度相等經(jīng)歷的時(shí)間，以及位移的大小，根據(jù)牛頓第二定律求出速度相等 后的加速度，結(jié)合位移時(shí)間公式求出速度相等后勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，從而得出b到c的時(shí) 間.【詳解】(1)物體A輕放在a處瞬間，受力分析由牛頓第二定律得：解得：% = 2.5m/s2A與皮帶共速需要發(fā)生位移：v2 9A'p - m 1.8m > 0.2 m2a1 5故根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，物體A從a運(yùn)

7、動(dòng)到b ：1 / % = 5卬1代入數(shù)據(jù)解得：八=0.4s(2)到達(dá)b點(diǎn)的速度：vh = a/= lni/s < 3m/s由牛頓第二定律得：mg sin 370 + f2= 叫N? = mg cos 37° 且%="N?代入數(shù)據(jù)解得：% = 8m/s2物塊在斜而上與傳送帶共速的位移是：v2 -V.2代入數(shù)據(jù)解得：%, = 0.5m < 5.5m時(shí)間為：a = E = 0.25sa2 8因?yàn)間sin37° = 6nVs2>/cos370 = 2m/s2,物塊繼續(xù)加速下滑 由牛頓第二定律得：mg sin 37° 一 /；= 必N? = mg

8、 cos 37°，且 /； =代入數(shù)據(jù)解得：生=4m/s2設(shè)從共速到下滑至c的時(shí)間為t3，由%一”.=1%，得：2t3 = Is綜上，物塊從b運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間為：+13 = 1.25s4.如圖所示，斜面體ABC放在粗糙的水平地而上，滑塊在斜面地端以初速度以,沿斜而 上滑。斜而傾角6 = 37°，滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)整個(gè)過(guò)程斜而體保持靜止不動(dòng)， 已知小滑塊的質(zhì)量 m=lkg, sin37°=0.6, cos37°=0.8, gMX10m/s2,試求：(1)若=。.8,必= 12.4?/s,求滑塊從C點(diǎn)開(kāi)始在2s內(nèi)的位移。(2)若4 = 0.45,%=96/

9、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=4.8mis【解析】【詳解】(1)若 = 0.8,滑塊上滑過(guò)程中，由牛頓第二定律有：?gsi殲gc%8=?4),解得滑塊上滑過(guò)程的加速度大小為=12.4 m/s2,上滑時(shí)間A)=* = ls,上滑位移為X =；卬：=6.2m(2)若 = 0.45,滑塊沿斜而上滑過(guò)程，由牛頓第二定律：吆s?6+"?gcos6=?4， 解得 q=9.6 m / 52設(shè)滑塊上滑位移大小為L(zhǎng),則由%2=2°也,解得L=4.8團(tuán)滑塊沿斜而下滑過(guò)程，由牛頓第二定律：mgsin 0 pm geos 0 ma2 ,解得見(jiàn)=2.

10、4 mis?根據(jù)/=2。2乙，解得滑塊回到出發(fā)點(diǎn)處的速度大小為尸486/s5.在水平力F作用下，質(zhì)量為0.4kg的小物塊從靜止開(kāi)始沿水平地面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)， 經(jīng)2s運(yùn)動(dòng)的距離為6m,隨即撤掉F,小物塊運(yùn)動(dòng)一段距離后停止.已知物塊與地面之間 的動(dòng)摩擦因數(shù)U=0.5, g=10m/s2.求：(1)物塊運(yùn)動(dòng)的最大速度；(2) F的大小；(3)撤去F后，物塊克服摩擦力做的功【答案】(1 ) 6m/s ( 2 ) 3.2N ( 3 ) 7.2J【解析】【分析】(1)物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)2s時(shí)速度最大.已知時(shí)間、位移和初速度，根據(jù)位移 等于平均速度乘以時(shí)間，求物塊的最大速度.(2)由公式v=at求

11、出物塊勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，由牛頓第二定律求F的大小.(3)撤去F后，根據(jù)動(dòng)能定理求物塊克服摩擦力做的功.【詳解】V(1)物塊運(yùn)動(dòng)2s時(shí)速度最大.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：x=-t22x 2x6可得物塊運(yùn)動(dòng)的最大速度為：v = = = 6ml st 2v 6(2)物塊勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為：a=- = -=3m/s2.t 2設(shè)物塊所受的支持力為N,摩擦力為f,根據(jù)牛頓第二定律得：F-f=maN-mg=O ,又 f=pN聯(lián)立解得：F=3.2N（3）撤去F后，根據(jù)動(dòng)能定理得：-Wf=O-Lm/2可得物塊克服摩擦力做的功為：Wf=7.2J【點(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)

12、系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋 梁，要注意撤去F前后摩擦力的大小是變化的，但動(dòng)摩擦因數(shù)不變.6.我國(guó)科技已經(jīng)開(kāi)啟"人工智能"時(shí)代，"人工智能”己經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶.某天，小陳叫了外 賣，外賣小哥把貨物送到他家陽(yáng)自正下方的平地上，小陳操控小型無(wú)人機(jī)帶動(dòng)貨物，由靜 止開(kāi)始豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后，貨物又勻速上升53s,最后再勻減速Is 恰好到達(dá)他家陽(yáng)臺(tái)且速度為零.貨物上升過(guò)程中，遙控器上顯示無(wú)人機(jī)在上升過(guò)程的最大 速度為lm/s,高度為56m.貨物質(zhì)量為2kg,受到的阻力恒為其重力的0.02倍，重力加速 度大小g=10m/s2.求無(wú)人機(jī)勻加速上升的高度：上升過(guò)程中，無(wú)人機(jī)

13、對(duì)貨物的最大作用力.【答案】（l）2.5m：20.8N【解析】【詳解】（1）無(wú)人機(jī)勻速上升的高度：h2=vt2無(wú)人機(jī)勻減速上升的高度：h3=-t32無(wú)人機(jī)勻加速上升的高度：k = h-h2 f聯(lián)立解得：hi=2.5m（2）貨物勻加速上升過(guò)程：貨物勻加速上升的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)對(duì)貨物的作用力最大，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得：F mg - 0.02mg =ma聯(lián)立解得：f=20.8 N 7 .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

14、受到f=1.25xlO3N的阻力，每節(jié)動(dòng)力車 廂的牽引電機(jī)提供F=4.75xlO4N的牽引力。求：該過(guò)程"復(fù)興號(hào)"運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；第4由車廂和第5節(jié)車廂之間的相互作用力的大小?！敬鸢浮浚?）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行車廂和第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 fi車廂間的作

15、用力為N,則由牛頓第二定律：2F-4f+N=4ma解得N=0.8. 一種巨型娛樂(lè)器械可以使人體驗(yàn)超重和失重.一個(gè)可乘十多個(gè)人的環(huán)形座艙套裝在豎直 柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處,然后讓座艙自由落下.落到一定位置時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，到 地面時(shí)剛好停下.已知座艙開(kāi)始下落時(shí)的高度為75?，當(dāng)落到離地面30m的位置時(shí)開(kāi)始制動(dòng), 座艙均勻減速.重力加速度g取,不計(jì)空氣阻力.（1 ）求座艙下落的最大速度；（2 ）求座艙下落的總時(shí)間；（3 ）若座艙中某人用手托著重30N的鉛球，求座艙下落過(guò)程中球?qū)κ值膲毫?【答案】（l）30m/s（2）5s. （ 3 ） 75N .【解析】試題分析：（1） v?=2gh;V

16、m = 30m/s座艙在自由下落階段所用時(shí)間為：a=；gf h=3s_ h座艙在勻減速下落階段所用的時(shí)間為：t2= = T=2s2所以座艙下落的總時(shí)間為：t=t1+t2=5s對(duì)球，受重力mg和手的支持力N作用，在座艙自由下落階段，根據(jù)牛頓第二定律有mg-N = mg解得：N = 0根據(jù)牛頓第三定律有：N，=N = 0,即球?qū)κ值膲毫榱阍谧搫驕p速下落階段，根據(jù)牛頓第二定律有mg-N = ma根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：a=? = -15m/s2解得：N = 75N (2分)根據(jù)牛頓第三定律有：N，=N = 75N,即球?qū)κ值膲毫?5N 考點(diǎn)：牛頓第二及第三定律的應(yīng)用9. 一物塊以一定的初速度

17、沿斜面向上滑動(dòng)，利用速度傳感器可以在計(jì)算機(jī)屏幕上得到其速 度大小隨時(shí)間的變化的關(guān)系如圖所示.求：斜面的傾角9物塊與斜而間的動(dòng)摩擦因上【答案】(1) 6 = 30。； (2) =半【解析】【分析】對(duì)上滑過(guò)程和下滑過(guò)程分別運(yùn)用牛頓第二定律求出斜面的傾角和動(dòng)摩擦因數(shù)?！驹斀狻课飰K上滑時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)于速度圖象中0-0.5s時(shí)間段，該段圖象的斜率的絕對(duì) 值就是加速度的大小，即: 物塊下滑時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)于速度圖象中0.5-l,5s時(shí)間段，同理可得：% 3% =2%上滑時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：mgsm0+j.ungcos9=mai,下滑時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：mgsm6-j.ungcos9=ma2,聯(lián)立解得：=乎，0=30°.【點(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋 梁，知道圖線的斜率表示加速度是解題的關(guān)鍵。10.如圖所示，質(zhì)量7 = 1依的小球套在細(xì)斜桿上，斜桿與水平方向成a = 30角，球與桿之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)=正，球在豎直向上的拉力尸= 20N作用下沿桿向上滑6動(dòng).(g = 0m/ s2)求：（1）求球?qū)U的壓力大小和方向：（