高中物理牛顿运动定律的应用答题技巧及练习题(含答案)含解析.docx

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1、高中物理牛顿运动定律的应用答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘3.2m处放着一质量为0.1kg的小铁球（可看作质点），铁球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2．现用水平向右推力F=1.0N作用于铁球，作用一段时间后撤去。铁球继续运动，到达水平桌面边缘A点飞出，恰好落到竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，碰撞过程速度不变，且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点D．已知∠BOC=37°，A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B

2、端的竖直高度H=0.45m，圆弧轨道半径R=0.5m，C点为圆弧轨道的最低点，求：（取sin37°=0.6，cos37=0°.8）(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小vD；(2)若铁球以vC=5.15m/s的速度经过圆弧轨道最低点C，求此时铁球对圆弧轨道的压力大小FC；（计算结果保留两位有效数字）(3)铁球运动到B点时的速度大小vB；(4)水平推力F作用的时间t。【答案】(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小为5m/s；(2)若铁球以vC=5.15m/s的速度经过圆弧轨道最低点C，求此时

3、铁球对圆弧轨道的压力大小为6.3N；(3)铁球运动到B点时的速度大小是5m/s；(4)水平推力F作用的时间是0.6s。【解析】【详解】(1)小球恰好通过D点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律可得：mvD2mgR可得：vD5m/s(2)小球在C点受到的支持力与重力的合力提供向心力，则：代入数据可得：F=6.3N由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力：FC=F=6.3NFmgmvC2R(3)小球从A点到B点的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律有：2ghvy2得：vy=3m/svy3小球沿切线进入圆弧轨道，则

4、：vB5m/ssin370.6(4)小球从A点到B点的过程中做平抛运动，水平方向的分速度不变，可得：vAvBcos3750.84m/s小球在水平面上做加速运动时：Fmgma1可得：a18m/s2小球做减速运动时：mgma2可得：a22m/s2由运动学的公式可知最大速度：vma1t；vAvma2t2又：xvmtvmvAt222联立可得：t0.6s2．如图所示，在足够高的光滑水平台面上静置一质量为m的长木板A，木板A右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与质量也为m的物体C连接．当C从静止开始下落距离h

5、时，在木板A的最右端轻放一质量为4m的小铁块B（初速度为0，可视为质点），最终B恰好未从A上滑落，A、B间的动摩擦因数μ＝0.25．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．计算：（1）C由静止下落距离h时，木板A的速度大小vA；（2）木板A的长度L；（3）若当铁块B轻放在木板A最右端的同时，对B加一水平向右的恒力F＝7mg，其他条件不变，计算B滑出A时B的速度大小vB．【答案】（1）gh（2）2h（3）5gh2【解析】【详解】（1）对A、C分析，有mg＝2ma1v2A2a1h解得vAgh（2

6、）B放在A上后，设A、C仍一起加速，则mg－4μmg＝2ma2解得a2＝0即B放在A上后，A、C以速度vA匀速运动．此时，B匀加速运动，加速度4mggaB1＝4m4设经过时间t1，B的速度达到vA，且B刚好运动至木板A的左端则有vA＝aB1t1木板A的长度L＝SAC－SB＝vAt1－1vAt12解得L＝2h（3）加上力F后，B的速度达到vA前，A和C仍匀速，B仍加速，此时B的加速度aB2F4mg2g＝4m加速时间t2vAghaB22gB相对A的位移SSASBvAt21vAt2h24A、B共速后都向右加速，

7、设经时间3滑出A．有t，B对B有aB3＝F4mg3g4m2对A有mg4mgaAC＝2mgB相对A的位移SSBSA(vAt31aB3t32)(vAt31aACt32)22解得t3hghggB滑出A时的速度BAB335ghv＝v＋a·t＝23．传送带以恒定速率v＝4m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角θ＝37°.现将质量m＝1kg的小物块轻放在其底端(小物品可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用恒力F＝10N拉小物块，经过一段时间物块被拉到离地高为H＝1.8m的平台上，如图所示．已知物块与传送带之间的动摩擦

8、因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，已知sin37＝°0.6，cos37＝°0.8.求：(1)物块在传送带上运动的时间；(2)若在物块与传送带速度相等的瞬间撤去恒力F，则物块还需多少时间才能脱离传送带？【答案】（1）1s（2）【解析】【详解】（1）物体在达到与传送带速度v＝4m/s相等前，做匀加速直线运动，有：F＋μmgcos37－°mgsin37＝°ma1解得a1＝8m/s2由v＝a1t1得t1＝