高考物理牛顿运动定律的应用试题(有答案和解析)及解析.docx

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1、高考物理牛顿运动定律的应用试题(有答案和解析)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度．细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B．质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53=0°.8，cos53°=0.6．求：（1）小球受到手的拉力大小F；（2）物块和小球的质量之比M:m；（3）小球向下运动到最低点时，

2、物块M所受的拉力大小T【答案】（1）F5Mgmg（2）M6（3）T8mMg（T5mM3m5T8Mg）11【解析】【分析】【详解】（1）设小球受AC、BC的拉力分别为F1、F2F1sin53=F°2cos53°F+mg=F1cos53°+F2sin53且°F1=Mg解得F5Mgmg3（2）小球运动到与A、B相同高度过程中小球上升高度h1=3lsin53，°物块下降高度h2=2l机械能守恒定律mgh1=Mgh2解得M6m5（3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC方向的加速度大小为到的拉力为T牛顿运动定律Mg–T=Ma小球受AC的拉力T′=T牛顿运动定律

3、T′mgcos53–°=ma解得T8mMg488（5m（Tmg或TMg）M）551148mg或55a，重物受【点睛】v，x=v0t-at2本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律．解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC方向的

4、加速度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等．2．如图所示，一质量M=4.0kg、长度L=2.0m的长方形木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A（可视为质点）。现对A、B同时施以适当的瞬时冲量，使A向左运动，B向右运动，二者的初速度大小均为2.0m/s，最后A并没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.50，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）经历多长时间A相对地面速度减为零；（2）站在地面上观察，B板从开始运动，到A相对地面速度减为零的过程中，B板向右运动的距离；（3）A和B相对运动过程中，小滑块A与板B左端的最

5、小距离。【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】（1）A在摩擦力f=μmg作用下，经过时间t速度减为零，根据动量定理有0：μmgt=mv解得t=0.40s（2）设B减速运动的加速度为a，A速度减为零的过程中，板B向右运动的位移为x．根据牛顿第二定律有μmg=Ma，解得a=1.25m/s2根据匀变速直线运动位移公式有解得x=0.70m（3）设A和B二者的共同速度为根据动量守恒定律有（M-m）v0=（M+m）v解得v=1.2m/s设A和B二者达到共同速度时，小滑块A与板B右端的距离为l，根据做功与能量变化的关系有μmgl=（M+m）v02-（M+m）v2解得l=

6、1.28m，所以A、B相对运动过程中，小滑块A与板B左端的最小距离为：△x=L-l=0.72m【点睛】本题可以通过分别对两个木块受力分析，求加速度，判断运动规律；也可以直接用动量守恒定律和能量守恒列式求解，动量守恒定律不涉及中间过程，解题较为方便.3．如图所示，从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑圆弧轨道BC，其中轨道C端切线水平。小物块通过圆弧轨道后以6m/s的速度滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板M上．已知长木板的质量M=2kg，物块与长木板之间的动摩擦因

7、数μ=0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ=0.1，OB与竖直方向OC间的夹角θ=37°，取12g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则：(1)求小物块运动至B点时的速度；(2)若小物块恰好不滑出长木板，求此情景中自小物块滑上长木板起、到它们最终都停下来的全过程中，它们之间的摩擦力做功的代数和？【答案】(1)vBv05m/s过B点时的速度方向与水平方向成37度(2)cosW总=W1W215J【解析】【详解】（1）分解vB，得：cosvxv0vyvy变形得：vBv05m/scos过B点时的速度方向与水平方向成37°（2）因1mg5N>2M

8、mg3N，故木板将在地面上滑行，则对小