物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案).docx

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1、物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．质量为m=0.5kg、长L=1m的平板车B静止在光滑水平面上，某时刻质量M=lkg的物体A（视为质点）以v0=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力．已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2．试求：（1）如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件；（2）若F=5N，物体A在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离．【答案】(1)1NF3N(2)x0.5m【解析】【分析】物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具

2、有共同的速度，结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值．另一种临界情况是A、B速度相同后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出拉力的最大值，从而得出拉力F的大小范围．【详解】(1)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度v1，则：v02-v12v12＋L2aA2aB又：v0-v1=v1aAaB解得：aB=6m/s2再代入F＋μMg=maB得：F=1N若F<1N，则A滑到B的右端时，速度仍大于B的速度，于是将从B上滑落，所以F必须大于等于1N当F较大时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，之后，A必须相对B静止，才不会从B的左端滑落，则由牛顿

3、第二定律得：对整体：F=(m＋M)a对物体A：μMg=Ma解得：F=3N若F大于3N，A就会相对B向左滑下综上所述，力F应满足的条件是1N≤F≤3N(2)物体A滑上平板车B以后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：μMg=MaA解得：aA=μg=2m/s2平板车B做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F＋μMg=maB解得：aB=14m/s2两者速度相同时物体相对小车滑行最远，有：v0－aAt=aBt解得：t=0.25s1215A滑行距离xA=v0t－aAt=m216B滑行距离：xB=1aBt2=7m216最大距离：Δx=xA－xB=0.5m【点睛】解决本题的关键理清物块在小车上的运动

4、情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．2．如图甲所示，长为L=4.5m的木板M放在水平地而上，质量为m=lkg的小物块（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止．现用一水平向左的力F作用在木板M上，通过传感器测m、M两物体的加速度与外力F的变化关系如图乙所示．已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m／s2．求：（1）m、M之间的动摩擦因数；（2）M的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数；（3）若开始时对M施加水平向左的恒力F=29N，且给m一水平向右的初速度vo=4m／s，求t=2s时m到M右端的距离．【答案】（1）0.4

5、（2）4kg，0.1（3）8.125m【解析】【分析】【详解】（1）由乙图知，m、M一起运动的最大外力Fm=25N，当F>25N时，m与M相对滑动，对m由牛顿第二定律有：1mgma1由乙图知a14m/s2解得10.4（2）对M由牛顿第二定律有F1mg2(Mm)gMa2即F1mg2(Mm)g1mg2(Mm)gFa2MMM乙图知11M41mg2(Mm)g9M4解得M=4kgμ=0.12（3）给m一水平向右的初速度v04m/s时，m运动的加速度大小为a1=4m/s2,方向水平向左，设m运动t1时间速度减为零，则t1v01sa1位移x1v0t11a1t122m2M的加速度大小F1mg2(

6、Mm)g5m/s2a2M方向向左，M的位移大小x21a2t122.5m2此时M的速度v2a2t15m/s由于x1x2L，即此时m运动到M的右端，当M继续运动时，m从M的右端竖直掉落，设m从M上掉下来后M的加速度天小为a3，对M由生顿第二定律F2MgMa3可得a325m/s24在t=2s时m与M右端的距离x3v2(tt1)1a3(tt1)28.125m．23．如图所示，倾角θ＝30°的足够长光滑斜面底端A固定有挡板P，斜面上B点与A点的高度差为h．将质量为m的长木板置于斜面底端，质量也为m的小物块静止在木板上某处，整个系统处于静止状态．已知木板与物块间的动摩擦因数

7、3，且最大静摩擦力2等于滑动摩擦力，重力加速度为g．（1）若对木板施加一沿斜面向上的拉力F0，物块相对木板刚好静止，求拉力F0的大小；（2）若对木板施加沿斜面向上的拉力F＝2mg，作用一段时间后撤去拉力，木板下端恰好能到达B点，物块始终未脱离木板，求拉力F做的功W．【答案】39mgh(1)mg(2)24【解析】（1）木板与物块整体：F0-2mgsinθ＝2ma0对物块，有：μmgcosθ-mgsinθ═ma03解得：F0＝mg2（2）设经拉力F的最短时间为t1，再经时间t2物块