高考物理牛顿运动定律的应用练习题及解析.docx

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1、高考物理牛顿运动定律的应用练习题及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，水平面与倾角θ＝37°的斜面在B处平滑相连，水平面上A、B两点间距离s0＝8m．质量m＝1kg的物体（可视为质点）在F＝6.5N的水平拉力作用下由A点从静止开始运动，到达B点时立即撤去F，物体将沿粗糙斜面继续上滑（物体经过B处时速率保持不变）．已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25．（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37＝°0.8）求：(1)物体在水平面上运动的加速度大小a1；(2)物体运动到B

2、处的速度大小vB；(3)物体在斜面上运动的时间t．【答案】（1）4m/s2（2）8m/s（3）2.4s【解析】【分析】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律求出加速度；（2）根据速度位移公式求出B点的速度；（3）物体在斜面上先向上减速，再反向加速度，求出这两段的时间，即为物体在斜面上的总时间．【详解】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律得：Fmgma1代及数据解得：a14m/s2（2）根据运动学公式：vB22a1s0代入数据解得：vB8m/s（3）物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律得：mgsin3

3、7mgcos37ma2①物体沿斜面向上运动的时间：t2vB②a2物体沿斜面向上运动的最大位移为：s21a2t22③2因mgsin37mgcos37，物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动根据牛顿第二定律得：mgsin37mgcos37ma3④物体沿斜面下滑的时间为：s21a3t32⑤2物体在斜面上运动的时间：tt2t3⑥联立方程①-⑥代入数据解得：tt2t312s2.4s【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，注意第二问求的是在斜面上的总时间，不是上滑时间．2．如图甲

4、所示，一倾角为37°m＝1kg的小物体抛的传送带以恒定速度运行．现将一质量上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10m/s2，sin37＝0°.6，cos37＝°0.8：求：（1）物体与传送带间的动摩擦因数；（2）0～8s内物体机械能的增加量；（3）物体与传送带摩擦产生的热量Q。【答案】(1)μ＝0.875.(2)E＝90J（3）Q＝126J【解析】【详解】(1)由图象可以知道,传送带沿斜向上运动,物体放到传送带上的初速度方向是沿斜面向下的,且加速大小为的匀减速直线运

5、动,对其受力分析,由牛顿第二定律得:可解得：μ＝0.875.（2）根据v-t图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移,可得0～8s内物体的位移0～8ss内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量之和,为(3)0～8s内只有前6s发生相对滑动.0～6s内传送带运动距离为:0～6s内物体位移为:则0～6s内物体相对于皮带的位移为0～8s内物体与传送带因为摩擦产生的热量等于摩擦力乘以二者间的相对位移大小,代入数据得：Q＝126J故本题答案是：(1)μ＝0.875.(2)E＝90J（3）Q＝126J【

6、点睛】对物体受力分析并结合图像的斜率求得加速度，在v-t图像中图像包围的面积代表物体运动做过的位移。3．在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电5O处放一个质量场，场强大小E=6.0×10N/C，方向与x轴正方向相同，在原点带负电荷的绝缘物块，其带电荷量－8q=-5×10C．物块与水平面间的动摩擦因数物块一个沿x轴正方向的初速度v0=2m/s.如图所示．试求：m=0.01kgμ=0.2，给(1)物块沿x轴正方向运动的加速度；(2)物块沿x轴正方向运动的最远距离；(3)物体运动的总

7、时间为多长？【答案】(1)5m/s2(2)0.4m(3)1.74s【解析】【分析】带负电的物块以初速度v0沿x轴正方向进入电场中，受到向左的电场力和滑动摩擦力作用，做匀减速运动，当速度为零时运动到最远处，根据动能定理列式求解；分三段进行研究：在电场中物块向右匀减速运动，向左匀加速运动，离开电场后匀减速运动．根据运动学公式和牛顿第二定律结合列式，求出各段时间，即可得到总时间．【详解】（1）由牛顿第二定律可得mgEqma，得a5m/s2（2）物块进入电场向右运动的过程，根据动能定理得：mgEqs101mv02．2代

8、入数据，得：s1=0.4m（）物块先向右作匀减速直线运动，根据：s1v0vt?v0?，得：13t1t1t=0.4s22接着物块向左作匀加速直线运动：a2qEmmg＝1m/s2．根据：s11a2t22得t220.2s2物块离开电场后，向左作匀减速运动：a3mgg2m/s2m根据：a3t3a2t2解得t30.2s物块运动的总时间为：tt1t2t31.74s【点睛】本题首先要理