(完整版)大学物理牛顿运动定律及其应用习题及答案
第2章 牛顿运动定律及其应用 习题解答
1．质量为10kg 的质点在xOy 平面内运动，其运动规律为:
543x con t =+(m),5sin 45y t =-(m).求t 时刻质点所受的力．
解:本题属于第一类问题
543
20sin 480cos 4x x x x con t dx v t dt
dv a t dt
=+==-==- 5sin 45
20cos 480sin 4y y y t v t a t
=-==-
12800cos 4()
800sin 4()()800()
x x y y x y F ma t N F ma t N F F F N ==-==-=+=
2．质量为m 的质点沿x 轴正向运动，设质点通过坐标x 位置时其速率为kx （k 为比例系数），求：
（1）此时作用于质点的力；
（2）质点由1x x =处出发，运动到2x x =处所需要的时间。
解:(1) 2()dv dx F m mk mk x N dt dt
=== (2) 22112111ln ln x
x x x x dx dx v kx t x dt kx k k x ==⇒===⎰ 3．质量为m 的质点在合力0F F kt(N )=-（0F ,k 均为常量）的作用下作直线运动，求：
（1）质点的加速度；
（2）质点的速度和位置（设质点开始静止于坐标原点处）.
解:由牛顿第二运动定律 200201000
232000012111262v t x t F kt dv m
F kt a (ms )dt m
F t kt F kt dv dt v (ms )m m F t kt F t kt dx dt x (m )m m ---=-⇒=--=⇒=⎰⎰--=⇒=⎰⎰
4．质量为m 的质点最初静止在0x 处，在力2
F k /x =-(N)（k 是常量）的作用下沿X 轴运动，求质点在x 处的速度。
解: 由牛顿第二运动定律
02120v x x dv dv dx dv F k /x m
m mv dt dx dt dx k vdv dx v ms )mx -=-====-⇒=⎰⎰ 5．已知一质量为m 的质点在x 轴上运动，质点只受到指向原点的引力的作用，引力大小与质点离原点的距离x 的平方成反比，即2
/x k f -=(N)，k 是比例常数．设质点在 x =A 时的速度为零，求
质点在x =A /4处的速度的大小． 解: 由牛顿第二运动定律
02120v x x dv dv dx dv F k /x m
m mv dt dx dt dx k vdv dx v ms )mx -=-====-⇒===⎰⎰ 6．质点在流体中作直线运动，受与速度成正比的阻力kv (k 为常数)作用，t =0时质点的速度为0v ，证明
(1) t 时刻的速度为v ＝t m k e v )(0-；
(2) 由0到t 的时间内经过的距离为x ＝(k
mv 0)［1-t m k e )(-］； (3)停止运动前经过的距离为)(
0k
m v ； (4)当k m t =时速度减至0v 的e 1，式中m 为质点的质量． 证明: (1) t 时刻的速度为v ＝t m k e v )(0- 0000ln v t k t m v dv F kv m
dt dv k v k dt t v v e v m v m -=-==-⇒=-⇒=⎰⎰
(2) 由0到t 的时间内经过的距离为x ＝(k
mv 0)［1-t m k e )(-］ 00000(1)k t m
x t
k k t t m m dx v v e dt
mv dx v e
dt x e k ---===⇒=-⎰⎰
(3)停止运动前经过的距离为)(0k
m v 在x 的表达式中令t=0得到: 停止运动前经过的距离为)(
0k m v (4)当k m t =时速度减至0v 的e
1，式中m 为质点的质量． 在v 的表达式中令k m t =得到:
01v v e = 7．质量为m 的子弹以速度v 0水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为Ｋ，忽略子弹的重力，求：
(1) 子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式；
(2) 子弹进入沙土的最大深度．
解: 由牛顿第二运动定律 (1) dv dv k m kv dt dt v m
=-⇒=- 考虑初始条件,对上式两边积分: 000
v t k t m v dv k dt v v e v m -=-⇒=⎰⎰ (2) max 00max 0
0x k t m mv dx v e dt x dt k ∞-=-⇒=⎰⎰ 8．质量为m 的雨滴下降时，因受空气阻力，在落地前已是匀速运动，其速率为v = 5.0 m/s ．设空气阻力大小与雨滴速率的平方成正比，问：当雨滴下降速率为v = 4.0 m/s 时，其加速度a 多大？(取29.8/g m s =)
解: 由牛顿第二运动定律
雨滴下降未达到极限速度前运动方程为
2mg kv ma -= （1）
雨滴下降达到极限速度后运动方程为
20mg kv -= （2）
将v = 4.0 m/s 代入（2）式得
2max
mg k v = （3） 由（1）、（3）式
22424max 16(1)10(1) 3.6/25
v v v a g m s v ===-=⨯-= 9．一人在平地上拉一个质量为M 的木箱匀速前进，如图. 木箱与地面间的摩擦系数μ＝0.6.设此人前进时，肩上绳的支撑点距地面高度为h ＝1.5 m ，不计箱高，问绳长l 为多长时最省力? 解: 由牛顿第二运动定律有
sin 0cos 0T N mg T N θθμ+-=-=
联立以上2式得 ()cos sin mg
T μθθμθ=+
上式T 取得最小值的条件为
tg θμ==
由此得到
2.92l m =≈
【物理】物理牛顿运动定律练习题及答案及解析
【物理】物理牛顿运动定律练习题及答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示，在倾角为θ = 37°的足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m 的极薄平板 AB ，在薄平板的上端A 处放一质量m =1kg 的小滑块(视为质点)，将小滑块和薄平板同时无初速释放。已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1=0.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8，取g=10m/s 2。求： (1)释放后，小滑块的加速度a l 和薄平板的加速度a 2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t 。 【答案】(1)24m/s ，21m/s ；(2)1s t = 【解析】 【详解】 （1）设释放后，滑块会相对于平板向下滑动， 对滑块m ：由牛顿第二定律有：0 11sin 37mg f ma -= 其中0 1cos37N F mg =，111N f F μ= 解得：002 11sin 37cos374/a g g m s μ=-= 对薄平板M ，由牛顿第二定律有：0 122sin 37Mg f f Ma +-= 其中00 2cos37cos37N F mg Mg =+，222N f F μ= 解得：2 21m/s a = 12a a >，假设成立，即滑块会相对于平板向下滑动。 设滑块滑离时间为t ，由运动学公式，有：21112x a t =，2221 2 x a t =，12x x L -= 解得：1s t = 2．固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图所示，取重力加速度g ＝10m/s 2．求： （1）小环的质量m ；
(物理)物理牛顿运动定律的应用练习题含答案
（物理）物理牛顿运动定律的应用练习题含答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，有一质量为M =2kg 的平板车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m =1kg 的小物块A 和B （均可视为质点），由车上P 处开始，A 以初速度=2m/s 向左运动，同时B 以=4m/s 向右运动，最终A 、B 两物块恰好停在小车两端没有脱离小车，两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取 ，求： （1）开始时B 离小车右端的距离； （2）从A 、B 开始运动计时，经t=6s 小车离原位置的距离。 【答案】（1）B 离右端距离 （2）小车在6s 内向右走的总距离： 【解析】(1)设最后达到共同速度v ，整个系统动量守恒，能量守恒 解得： ， A 离左端距离，运动到左端历时，在A 运动至左端前，木板静止 ， ， 解得 B 离右端距离 (2)从开始到达共速历时，， ， 解得 小车在前静止，在至之间以a 向右加速： 小车向右走位移 接下来三个物体组成的系统以v 共同匀速运动了 小车在6s 内向右走的总距离： 【点睛】本题主要考查了运动学基本公式、动量守恒定律、牛顿第二定律、功能关系的直接应用，关键是正确分析物体的受力情况，从而判断物体的运动情况，过程较为复杂. 2．一个弹簧测力计放在水平地面上，Q 为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P 为一重物，已知P 的质量M 10.5kg =，Q 的质量m 1.5kg =，弹簧的质量不计，劲度系数 k 800/N m =，系统处于静止.如图所示，现给P 施加一个方向竖直向上的力F ，使它从静
止开始向上做匀加速运动，已知在前0.2s 内，F 为变力，0.2s 以后，F 为恒力.求力F 的最大值与最小值.(取g 2 10/)m s = 【答案】max 168N F =min 72N F = 【解析】 试题分析：由于重物向上做匀加速直线运动，故合外力不变，弹力减小，拉力增大，所以一开始有最小拉力，最后物体离开秤盘时有最大拉力 静止时由()M m g kX += 物体离开秤盘时212 x at = ()k X x mg ma --= max F Mg Ma -= 以上各式代如数据联立解得 max 168N F = 该开始向上拉时有最小拉力则 min ()()F kX M m g M m a +-+=+ 解得 min 72N F = 考点：牛顿第二定律的应用 点评：难题．本题难点在于确定最大拉力和最小拉力的位置以及在最大拉力位置时如何列出牛顿第二定律的方程，此时的弹簧的压缩量也是一个难点． 3．如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s 的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2kg 的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m 高处由静止沿斜面下滑，物体经过A 点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s 2，求： （1）物体第一次到达A 点时速度为多大？ （2）要使物体不从传送带上滑落，传送带AB 间的距离至少多大？
(物理)物理牛顿运动定律的应用练习题及答案及解析
（物理）物理牛顿运动定律的应用练习题及答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，有一质量为M=2kg的平板车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块A和B（均可视为质点），由车上P处开始，A以初速度=2m/s向左运动，同时B 以=4m/s向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车，两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取，求： （1）开始时B离小车右端的距离； （2）从A、B开始运动计时，经t=6s小车离原位置的距离。 【答案】（1）B离右端距离（2）小车在6s内向右走的总距离： 【解析】(1)设最后达到共同速度v，整个系统动量守恒，能量守恒 解得：， A离左端距离，运动到左端历时，在A运动至左端前，木板静止 ，， 解得 B离右端距离 (2)从开始到达共速历时，，， 解得 小车在前静止，在至之间以a向右加速： 小车向右走位移 接下来三个物体组成的系统以v共同匀速运动了 小车在6s内向右走的总距离： 【点睛】本题主要考查了运动学基本公式、动量守恒定律、牛顿第二定律、功能关系的直接应用，关键是正确分析物体的受力情况，从而判断物体的运动情况，过程较为复杂. 2．如图所示，长木板质量M=3 kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=1 kg的物块A，右端放着一个质量也为m=1 kg的物块B，两物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.4，AB之间的距离L=6 m，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块A
施加方向水平向右的恒定推力F 作用，取g=10 m/s 2． （1）.为使物块A 与木板发生相对滑动，F 至少为多少？ （2）.若F=8 N ，求物块A 经过多长时间与B 相撞，假如碰撞过程时间极短且没有机械能损失，则碰后瞬间A 、B 的速度分别是多少？ 【答案】（1）5 N （2）v A’=2m/s v B’=8m/s 【解析】 【分析】 【详解】 （1）据分析物块A 与木板恰好发生相对滑动时物块B 和木板之间的摩擦力没有达到最大静摩擦力． 设物块A 与木板恰好发生相对滑动时，拉力为F 0，整体的加速度大小为a ，则： 对整体： F 0=（2m +M ）a 对木板和B ：μmg =（m +M ）a 解之得： F 0=5N 即为使物块与木板发生相对滑动，恒定拉力至少为5 N ； （2）物块的加速度大小为：24A F mg a m s m μ-==∕ 木板和B 的加速度大小为：B mg a M m = +μ=1m/s 2 设物块滑到木板右端所需时间为t ，则：x A -x B =L 即 22 1122A B a t a t L -= 解之得：t =2 s v A =a A t=8m/s v B =a B t=2m/s AB 发生弹性碰撞则动量守恒：mv a +mv B =mv a ＇+mv B ＇ 机械能守恒： 12mv a 2+12mv B 2=12mv a ＇2+1 2 mv B ＇2 解得：v A ＇=2m/s v B ＇=8m/s 3．如图所示，有1、2、3三个质量均为m =1kg 的物体，物体2与物体3通过不可伸长轻绳连接，跨过光滑的定滑轮，设长板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H =5.75m ， 物体1与长板2之间的动摩擦因数μ=O .2.长板2在光滑的桌面上从静止开始释放，同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v =4m/s 的初速度开始运动，运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下．(取g =10m/s2)求： (1)长板2开始运动时的加速度大小；
(完整版)牛顿定律练习题及答案
牛顿运动定律—练习题 一、不定项选择题 1．下列关于力和运动关系的说法中，正确的是（） A．没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现 B．物体受力越大，运动的越快，这是符合牛顿第二定律的 C．物体所受合外力为零，则速度一定为零；物体所受合外力不为零，则其速度也一定不为零D．物体所受的合外力最大时，而速度却可以为零；物体所受的合外力最小时，而速度却可以最大2．在国际单位制中，功率的单位“瓦”是导出单位，用基本单位表示，下列正确的是（） A、焦/秒 B、牛·米/秒 C、千克·米2/秒2 D、千克·米2/秒3 3．关于牛顿第三定律，下列说法正确的是( ) A．作用力先于反作用力产生，反作用力是由于作用力引起的 B．作用力变化，反作用力也必然同时发生变化 C．任何一个力的产生必涉及两个物体，它总有反作用力 D．一对作用力和反作用力的合力一定为零 4．两物体A、B静止于同一水平面上，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、 μB，它们的质量分别为m A、m B，用平行于水平面的力F拉动物体A、B，所 得加速度a与拉力F的关系如图中的A、B直线所示，则（） A、μA＝μB，m A＞m B B、μA＞μB，m A＜m B C、μA＝μB，m A＝m B D、μA＜μB，m A＞m B 5．如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m，现将弹簧压缩到A点，然后释 放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则（） A．物体从A到O点先加速后减速 A O B B．物体运动到O点时所受的合外力为零，速度最大 C．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动 D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小 6．在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，下述说法正确的是 ( ) A．此人对地球的吸引力为m（g+a） B．此人对电梯的压力为m（g-a） C．此人受的重力为m（g+a） D．此人的视重为m（g+a） 7．如图所示，n个质量为m的相同木块并列放在水平面上，木块跟水平面间的动摩擦因数为μ， 当对1木块施加一个水平向右的推力F时，木块4对木块3的压力大小为( )
大学普通物理学-二-牛顿运动定律
第二章牛顿运动定律 一、选择题 1.关于惯性有下面四种说法，正确的为（）。 A.物体静止或作匀速运动时才具有惯性 B.物体受力作变速运动时才具有惯性 C.物体受力作变速运动时才没有惯性 D.惯性是物体的一种固有属性，在任何情况下物体均有惯性 1.【答案】D。解析：本题考查对惯性的正确理解。物体的惯性是物体的自然固有属性，与物理的运动状态和地理位置没有关系，只要有质量的物体都有惯性，质量是一个物体惯性大小的量度，所以本题答案为D。 2.下列四种说法中，正确的为（）。 A.物体在恒力作用下，不可能作曲线运动 B.物体在变力作用下，不可能作曲线运动 C.物体在垂直于速度方向，且大小不变的力作用下作匀速圆周运动 D.物体在不垂直于速度方向的力作用下，不可能作圆周运动 2.【答案】C。解析：本题考查的是物体运动与受力的关系物体的运动受初始条件和受力共同影响，物体受恒力作用但仍然可以作曲线运动，比如平抛运动.对于圆周运动需要有向心力，向心力是改变物体速度方向，当一个物体只受向心力作用时则作匀速圆周运动，所以C选项是正确的。 3.一质点从t=0时刻开始，在力F1=3i+2j（SI单位）和F2=-2i-t j（SI单位）的共同作用下在Oxy平面上运动，则在t=2s时，质点的加速度方向沿（）。 A.x轴正向 B.x轴负向 C.y轴正向 D.y轴负向 3.【答案】A。解析：合力F=F1+F2=i+（2-t）j，在t=2s时，力F=i，沿x轴正方向，加速度也沿同一方向。 4.一人肩扛一重量为P的米袋从高台上往下跳，当其在空中运动时，米袋作用在他肩上的力应为（）。 A.0 B.P/4 C.P D.P/2 4.【答案】A。解析：米袋和人具有相同的加速度，因此米袋作用在他肩上的力应为0。 5.质量分别为m1、和m2的两滑块A和B通过一轻弹簧水平连接后置于水平桌面上，滑块与桌面间的滑动摩擦因数均为μ，系统在水平拉力F作用下匀速运动，如图2-1所示。如
大学物理学(课后答案解析)第2章
第2章牛顿运动定律 习题 一选择题 2-1 关于惯性有下面四种表述，正确的为[ ] （A）物体静止或作匀速运动时才具有惯性 （B）物体受力作变速运动才具有惯性 （C）物体受力作变速运动时才没有惯性 （D）物体在任何情况下均有惯性 解析：惯性是物体具有的固有特性，因此物体在任何情况下均有惯性，答案选D。 2-2 下列表述中正确的是[ ] （A）质点运动的方向和它所受的合外力方向相同 （B）质点的速度为零，它所受的合外力一定为零 （C）质点作匀速率圆周运动，它所受的合外力必定与运动方向垂直 （D）摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，它的方向总是与物体的运动方向相向 解析：根据牛顿第二定律，质点所受的合外力等于动量随时间的变化率，因此A、B错误。质点作匀速率圆周运动，合外力指向圆心，运动方向沿切线方向，二者垂直，因此选项C正确。摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，它的方向沿着物体运动或运动趋势的切线方向，但并不是总与物体的运动方向相向，因此选项D错误。
2-3 一质点在力5(52)()F m t SI =-的作用下，0t =时从静止开始作直线运动，式中，m 为质点质量，t 为时间。则当5t s =，质点的速率为[ ] （A ）25m s （B ）50m s - （C ）0 （D ）50m s 解析：根据牛顿第二定律dv F ma m dt ==可得，5(52)dv F t dt m ==-，所以5(52)dv t dt =-，两边积分可得2255v t t =-，即得50v =。答案选C 。 2-4 如图2-4（A ）所示，A B m m μ>时,算出B m 向右的加速度为a ，今去掉A m 而代之以拉力A T m g =，如图2-4(B)所示，算出B m 的加速度a '，则[ ] （A ）a a '> （B ）a a '< （C ）a a '= （D ）无法判断 解析：去掉A m 前，{A A B B m g T m a T m g m a μ-=-=，联立求得A B A B m m a g m m μ-=+； 去掉A m 后，B A B B T m g m g m g m a μμ'-=-=，求得A B B m m a g a m μ-'=>。故答案选B 。 习题2-4图 习题2-5图
大学物理第二、三章 牛顿运动定律、动量守恒定律和能量守恒定律习题及答案
第二、三章 牛顿运动定律、动量守恒定律和能量守恒定律 一.选择题 1. 一质量为M 的斜面原来静止于水平光滑平面上，将一质量为m 如图．如果此后木块能静止于斜面上，则斜面将（A ） (A) 保持静止 (B) 向右加速运动 (C) 向右匀速运动 (D) 向左加速运动 2.质量为m 的质点，以不变速率v 沿水平光滑轨道垂直撞击墙面，撞击后被反弹，假设撞击为完全弹性碰撞，并规定碰撞前质点运动方向为正方向，则质点作用于墙面的冲量为（B ） (A) mv (B)2mv (C) -mv (D) -2mv 3. 有两个完全相同的木块同时从同一高度自由落下，在下落过程中有一水平方向飞来的子弹（其质量不可忽略不计）击中其中的一个木块，并与木块一起下落，则（ B ） (A) 两木块同时落地(B) 被击中的木块后落地 (C) 被击中的木块先落地(D) 无法判断 4. A 、B 两木块质量分别为m A 和m B ，且m B ＝2m A ，其速度分别-2v 和v ，则两木块运动动能之比E KA /E KB 为（ B ） (A) (B) (C) (D) -1:2 5. 质点的动能定理：外力对质点所做的功，等于质点动能的增量，其中所描述的外力为（D ） (A) 质点所受的任意一个外力 (B) 质点所受的保守力 (C) 质点所受的非保守力 (D) 质点所受的合外力 6. 下面几种说法中正确的是（ D ） (A) 静摩擦力一定不做功 (B) 静摩擦力一定做负功 (C) 滑动摩擦力一定做负功 (D) 滑动摩擦力可做正功 7. 子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块而不穿出。以地面为参考系，下列说法中正确的说法是（B ） (A) 子弹的动能转变为木块的动能了 (B) 子弹─木块系统的机械能守恒 (C) 子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功 (D) 子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热 8. 当物体有加速度时，则（ D ） （A ）对该物体必须有功（B ）它的动能必然增大 （C ）它的势能必然增大（D ）对该物体必须施力，且合力不会等于零 9. 质量为m 的一架航天飞机关闭发动机返回地球时，可认为它只在地球引力场中运动。已知地球质量为M ，万有引力常数为G ，则当它从距地心R 1处的高空下降到R 2处时，增加的动能应为（ C ） (A) (B) (C) (D) 10. 在经典力学中，关于动能、功、势能与参考系的关系，下列说法正确的是（ B ） 1:12:11:22GMm R 22GMm R ()1212GMm R R R R -()1221GMm R R R -
(物理)物理牛顿运动定律的应用练习题20篇
（物理）物理牛顿运动定律的应用练习题20篇 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，质量为m=2kg的物块放在倾角为θ=37°的斜面体上，斜面质量为M=4kg，地面光滑，现对斜面体施一水平推力F，要使物块m相对斜面静止，求：（取 sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2） （1）若斜面与物块间无摩擦力，求m加速度的大小及m受到支持力的大小； （2）若斜面与物块间的动摩擦因数为μ=0.2，已知物体所受滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，求推力F的取值．（此问结果小数点后保留一位） 【答案】（1）7.5m/s2；25N （2）28.8N≤F≤67.2N 【解析】 【分析】 (1)斜面M、物块m在水平推力作用下一起向左匀加速运动，物块m的加速度水平向左，合力水平向左，分析物块m的受力情况，由牛顿第二定律可求出加速度a和支持力．(2)用极限法把F推向两个极端来分析：当F较小（趋近于0）时，由于μ＜tanθ，因此物块将沿斜面加速下滑；若F较大（足够大）时，物块将相对斜面向上滑，因此F不能太小，也不能太大，根据牛顿第二定律，运用整体隔离法求出F的取值范围． 【详解】 (1)由受力分析得：物块受重力，斜面对物块的支持力，合外力水平向左． 根据牛顿第二定律得： mgtanθ=ma 得a=gtanθ=10×tan37°=7.5m/s2 m受到支持力 20 N=25N cos cos37 N mg F θ == ︒ (2)设物块处于相对斜面向下滑动的临界状态时的推力为F1，此时物块的受力如下图所示:
对物块分析，在水平方向有 Nsinθ﹣μNcosθ=ma 1 竖直方向有 Ncosθ+μNsinθ﹣mg=0 对整体有 F 1=（M+m ）a 1 代入数值得a 1=4.8m/s 2 ，F 1=28.8N 设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F 2， 对物块分析，在水平方向有 N ′sin θ﹣μN′cos θ=ma 2 竖直方向有 N ′cos θ﹣μN ′sin θ﹣mg =0 对整体有 F 2=（M +m ）a 2 代入数值得a 2=11.2m/s 2 ，F 2=67.2N 综上所述可以知道推力F 的取值范围为：28.8N≤F ≤67.2N ． 【点睛】 解决本题的关键能够正确地受力分析，抓住临界状态，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用． 2．如图，质量分别为m A =2kg 、m B =4kg 的A 、B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H =25m 处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g =10m/s 2，不计细绳与滑轮间的摩擦，求：, (1)A 、B 两球开始运动时的加速度． (2)A 、B 两球落地时的动能． (3)A 、B 两球损失的机械能总量． 【答案】（1）25m/s A a =27.5m/s B a = （2）850J kB E = （3）250J 【解析】 【详解】 (1)由于是轻绳,所以A 、B 两球对细绳的摩擦力必须等大，又A 得质量小于B 的质量，所以两球由静止释放后A 与细绳间为滑动摩擦力，B 与细绳间为静摩擦力，经过受力分析可
高考物理牛顿运动定律专项练习题及答案
高考物理牛顿运动定律专项练习题及答案 高考物理牛顿运动定律专项练习题及答案 牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿其次运动定律和牛顿第三运动定律三条定律。接下来，学习啦我为你共享高考物理牛顿运动定律专项练习题，盼望对你心。 高考物理牛顿运动定律专项练习题一、选择题 1.电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为m的物体.当电梯静止时弹簧被压缩了x;当电梯运动时弹簧又被压缩了x.试推断电梯运动的可能状况是( ) A.以大小为2g的加速度加速上升 B.以大小为2g的加速度减速上升 C.以大小为g的加速度加速上升 D.以大小为g的加速度减速下降 【答案】选C、D. 【详解】物体静止时，kx=mg，当电梯运动时，取向上为正方向，由牛顿其次定律得：2kx-mg=ma，可求出：a=g，方向竖直向上，因此电梯可能以大小为g的加速度加速上升，也可能以大小为g的加速度减速下降，故A、B均错误，C、D正确. 2.在第11届全运会上，福建女选手郑幸娟以"背越式'胜利地跳过了1.95 m的高度，成为全国冠，若不计空气阻力，则以下说法正确的选项是( ) A.下落过程中她处于失重状态
B.起跳以后上升过程她处于超重状态 C.起跳时地面对她的支持力等于她对地面的压力 D.起跳时地面对她的支持力大于她对地面的压力 【答案】选A、C. 【详解】无论是上升过程还是下落过程，运动员的加速度始终向下，所以她处于失重状态，A选项正确，B选项错误;起跳时地面对她的支持力与她对地面的压力为一对作用力与反作用力，大小应相等，C项正确，D项错误. 3.从正在加速上升的气球上落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，以下说法正确的选项是( ) A.物体向下做自由落体运动 B.物体向上运动，加速度向上 C.物体向上运动，加速度向下 D.物体向上还是向下运动，要看物体离开气球时的速度 【答案】选C. 【详解】刚离开气球瞬间，物体由于惯性保持向上的速度，但由于合外力向下，故加速度方向向下. 4.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如下图.设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿势.在箱子下落过程中，以下说法正确的选项是( ) A.箱内物体对箱子底部始终没有压力
牛顿运动定律的应用专题练习题
牛顿运动定律的应用专题练习题 1.在光滑的水平面上，一质量为1kg的质点以速度10m/s 沿x轴正方向运动。经过原点后，受到一沿y轴正方向的恒力F=5N作用，直线OA与x轴成37°角。求：(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点，则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标；(2)质点经过P点时的速度。 2.在水平地面上有一质量为4kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动。10s后拉力大小减为F/2.该物体v-t图像如图所示。求：(1)物体受到的水平拉力F的大小；(2)物体与地面间的动摩擦因数。(g取10m/s²) 3.如图所示，质量为10kg的木楔ABC静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ=0.02，在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量为1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑。当滑行路程s=1.4m时，其速度v=1.4m/s。在这过程中木楔没有动。求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。(重力加速度取g=10m/s²)
4.一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，弹簧床对运动员的弹力F的大小随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图所示。重力加速度g取10m/s²。试结合图像，求运动员在运动过程中的最大加速度。 5.如图所示，小木块从高度h= 6.0m，倾角为37°的固定斜面的顶端由静止开始沿斜面滑至底端，到达底端时的速度大小为8.0m/s。(g取10m/s²)求：(1)木块从斜面顶端滑至底端所需的时间；(2)小木块与斜面间的动摩擦因数。 6.如图所示，长L=1.6m，质量M=3kg的木板静放在光滑水平面上，质量m=1kg的小物块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1.现对木板施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s²，求：(1)使物块不掉下去的最大拉力F；(2)如果拉力F=10N恒定不变，小物块所能获得的最大动能。 7.某校课外活动小组，自制一枚土火箭，火箭在地面时的质量为3kg。设火箭发射实验时，始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为作匀加速运动，经过4s到达离地面40m高处燃料恰好用完。若空气阻力忽略不计，g取10m/s²。
必修1-牛顿运动定律两类问题练习题-答案
牛顿运动定律 一：从受力确定运动情况 1.一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg ，在 6.4N 的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦因数为0.2。求物体在 4s 末的速度和4s 内的位移。 答案： 4.8m/s 9.6m 2． 在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m ，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g 取10m/s 2，则汽车刹车前的速度为（ C ） A. 7 m/s B. 10 m/s C. 14 m/s D. 20 m/s 3.在水平面上有一质量为6kg 的物体，与地面间的动摩擦因数μ＝1/3，在跟水平面成37°的斜向下推力F 作用下，由静止开始运动，2s 内物体的位移为10m ，求力F 的大小。 （g=10m/s 2） 答案：2503N 4．如图所示，质量m=2kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍．现在对物体施加一个大小F=8N 、与水平方向夹角θ=37°角的斜向上的拉力．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s 2 答案： 10.4m 5．质量为20kg 的物体若用20N （1）若改用 50N 拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m 时，它的速度多大？ （2）在前进2.3m 时撤去拉力，又经过 3s （3）物体总共通过多大位移？（g 取10m/s2） 答案：（1）2.3m/s （2）0（3）4.945m 6．如图所示，一个放置在水平台面上的木块，其质量为2kg ，受到一个斜向下的、与水平方向成37°角的推力F=50N 的作用，使木块从静止开始运动，4s 后撤去推力，若木块与水平面间的动摩擦因数为0.1，则木块在水平面上运动的总位移为多少？（g 取10m/s 2）
大学物理牛顿运动定律及其应用习题及答案
第2章 牛顿运动定律及其应用 习题解答 1．质量为10kg 的质点在xOy 平面内运动，其运动规律为: 543x con t =+(m),5sin 45y t =-(m).求t 时刻质点所受的力． 解:此题属于第一类问题 543 20sin 480cos 4x x x x con t dx v t dt dv a t dt =+==-==- 5sin 45 20cos 480sin 4y y y t v t a t =-==- 12800cos 4() 800sin 4()()800() x x y y x y F ma t N F ma t N F F F N ==-==-=+= 2．质量为m 的质点沿x 轴正向运动，设质点通过坐标x 位置时其速率为kx 〔k 为比例系数〕，求： 〔1〕此时作用于质点的力； 〔2〕质点由1x x =处出发，运动到2x x =处所需要的时间。 解:(1) 2()dv dx F m mk mk x N dt dt === (2) 22112111ln ln x x x x x dx dx v kx t x dt kx k k x ==⇒===⎰ 3．质量为m 的质点在合力0F F kt(N )=-〔0F ,k 均为常量〕的作用下作直线运动，求： 〔1〕质点的加速度； 〔2〕质点的速度和位置〔设质点开始静止于坐标原点处〕. 解:由牛顿第二运动定律 200201000 232000012111262v t x t F kt dv m F kt a (ms )dt m F t kt F kt dv dt v (ms )m m F t kt F t kt dx dt x (m )m m ---=-⇒=--=⇒=⎰⎰--=⇒=⎰⎰
【物理】物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析
【物理】物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图甲所示，一倾角为37°，长L=3.75 m的斜面AB上端和一个竖直圆弧形光滑轨道BC 相连，斜面与圆轨道相切于B处，C为圆弧轨道的最高点。t=0时刻有一质量m=1 kg的物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的v–t图象如图乙所示。已知圆轨道的半径R=0.5 m。（取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求： (1)物块与斜面间的动摩擦因数μ； (2)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小； (3)试通过计算分析是否可能存在物块以一定的初速度从A点滑上轨道，通过C点后恰好能落在A点。如果能，请计算出物块从A点滑出的初速度；如不能请说明理由。 【答案】(1)μ=0.5 (2)F'N=4 N (3) 【解析】 【分析】 由图乙的斜率求出物块在斜面上滑时的加速度，由牛顿第二定律求动摩擦因数；由动能定理得物块到达C点时的速度，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小；物块从C到A，做平抛运动，根据平抛运动求出物块到达C点时的速度，物块从A到C，由动能定律可求物块从A点滑出的初速度； 【详解】 解：(1)由图乙可知物块上滑时的加速度大小为 根据牛顿第二定律有： 解得 (2)设物块到达C点时的速度大小为v C，由动能定理得： 在最高点，根据牛顿第二定律则有： 解得： 由根据牛顿第三定律得： 物体在C点对轨道的压力大小为4 N (3)设物块以初速度v1上滑，最后恰好落到A点 物块从C到A，做平抛运动，竖直方向：
水平方向： 解得 ，所以能通过C 点落到A 点 物块从A 到C ，由动能定律可得： 解得： 2．如图所示，倾角θ的足够长的斜面上，放着两个相距L 0、质量均为m 的滑块A 和B ，滑块A 的下表面光滑，滑块B 与斜面间的动摩擦因数tan μθ=．由静止同时释放A 和B ，此后若A 、B 发生碰撞，碰撞时间极短且为弹性碰撞．已知重力加速度为g ，求： （1）A 与B 开始释放时，A 、B 的加速度A a 和B a ； （2）A 与B 第一次相碰后，B 的速率B v ； （3）从A 开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的时间t ． 【答案】（1）sin A a g θ=；0B a =（202sin gL θ3）0 23sin L g θ 【解析】 【详解】 解：(1)对B 分析：sin cos B mg mg ma θμθ-= 0B a =，B 仍处于静止状态 对A 分析，底面光滑，则有：mg sin A ma θ= 解得：sin A a g θ= (2) 与B 第一次碰撞前的速度，则有：2 02A A v a L = 解得：02sin A v gL θ=所用时间由：1v A at =，解得：0 12sin L g t θ = 对AB ，由动量守恒定律得：1A B mv mv mv =+ 由机械能守恒得： 2221111222 A B mv mv mv =+
大学物理第二章习题及答案
第二章 牛顿运动定律 一、选择题 1.下列说法中哪一个是正确的 A 合力一定大于分力 B 物体速率不变,所受合外力为零 C 速率很大的物体,运动状态不易改变 D 质量越大的物体,运动状态越不易改变 2.用细绳系一小球,使之在竖直平面内作圆周运动,当小球运动到最高点时 A 将受到重力,绳的拉力和向心力的作用 B 将受到重力,绳的拉力和离心力的作用 C 绳子的拉力可能为零 D 小球可能处于受力平衡状态 3.水平的公路转弯处的轨道半径为R ,汽车轮胎与路面间的摩擦因数为μ,要使汽车不致于发生侧向打滑,汽车在该处的行驶速率 A 不得小于gR μ B 不得大于gR μ C 必须等于 gR μ2 D 必须大于 gR μ3 4.一个沿x 轴正方向运动的质点,速率为51 s m -⋅,在0=x 到m 10=x 间受到一个如图所示的y 方向的力的作用,设物体的质量为1. 0kg,则它到达m 10=x 处的速率为 A 551s m -⋅ B 1751 s m -⋅ C 251s m -⋅ D 751 s m -⋅ 5.质量为m 的物体放在升降机底板上,物体与底板的摩擦因数为μ,当升降机以加速度a 上升时,欲拉动m 的水平力至少为多大 A mg B mg μ C )(a g m +μ D )(a g m -μ 6 物体质量为m ,水平面的滑动摩擦因数为μ,今在力F 作用下物体向右方运动,如下图所示,欲使物体具有最大的加速度值,则力 F 与水平方向的夹角θ应满足 A 1cos =θ B 1sin =θ
C μθ=tg D μθ=ctg 二、简答题 1.什么是惯性系什么是非惯性系 2.写出任一力学量Q 的量纲式,并分别表示出速度、加速度、力和动量的量纲式; 三、计算题 质量为10kg 的物体,放在水平桌面上,原为静止;先以力F 推该物体,该力的大小为20N,方向与水平成︒37角,如图所示,已知物体与桌面之前的滑动摩擦因数为,求物体的加速度; 质量M=2kg 的物体,放在斜面上,斜面与物体之间的滑动摩擦因数2.0=μ,斜面仰角︒=30α,如图所示,今以大小为的水平力F 作用于m, 求物体的加速度; 雨下降时,因受空气阻力,在落地前已是等速运动,速率为5m/s;假定空气阻力大小与雨滴速率的平方成正比,问雨滴速率为4m/s 时的加速度多大 一装置,如图所示,求质量为1m 和2m 两个物体加速度的大小和绳子的张力,假设滑轮和绳的质量以及摩擦力可以忽略不计; 题 图
大学物理练习题及详细解答牛顿运动定律
牛顿运动定律 2-1 质量分别为 m A =100kg ， m B =60kg 的 A 、 B 两物体，用绳连结构成一系统，装置如图 2-1 。三角劈固定在 水平川面上，两斜面的倾角分别为 =300， =600。如物体与斜面间无摩擦，滑轮和绳的质量忽视不计，问 （ 1）系统将向哪边运动？（ 2）系统的加快度多大？（ 3）绳中的张力多大？ 解： (1) 、(2) 假定 A 下滑 m A g cos60 T A m A a 得 T B m B g cos30 m B a A B T A T B a m A g cos60 m B g cos30 0.12 m/s 2 ，系统将向右侧运动。 m A m B 图 2-1 (3) T m A g cos60 m A a 100 (9.8 cos60 0.12) 502 N 2-2 在圆滑水平面上固定了一个半径为 R 的圆环，一个质量为 m 的小球 A 以初速度 v 0 靠圆环内壁作圆周运 动，如图 2-2 所示，小球与环壁的动摩擦系数为 ，求小球任一时辰的速率。 解： 设圆环内壁给小球的向心力为 F n ，则 m v 2 F n m d v A 法向： F n ma n ， 切向： R d t v 2 d v ， v d v t d t ， v v 0 图 2-2 R d t v 0 v 2 R 1 v 0 t R 2-3 如图 2-3 所示，已知 m 1>m 2，不计滑轮和绳索质量，不计摩擦。求（ 1）图 2-3 （ a ）和（ b ）中绳索的张 力和物体的加快度； （2）图 2-3 （ c ）为一电梯加快上涨的情况，求绳索的张力和物体相关于电梯的加 速度。 m 1g T 1 m 1a m 1 m 2 g 解： (1) (a) T 2 m 2 g m 2a 得 a T 1 T 2 T m 1 m 2 2m 1m 2 m 1 m 2 2 m m 2 a T m 2 ( g a) g 1 m 1 m 2 ( ) ( b ) a ( c ) 图 2-3 (b) T m 2 g m 2 a 得 a m 1 m 2 g T F m 1 g m 2 m 1 g T 1 m 1 ( a a) (2) 设物体相关于电梯的加快度大小为 a ，则 T 2 m 2 g m 2 (a a ) T 1 T 2 T 得 a m 1 m 2 ( g a) T m 2 ( g a a) 2m 1 m 2 (g a) m 1 m 2 m 1 m 2 2-4 一物体自地球表面以速率 v 0 竖直上抛。假定空气对物体阻力的数值为 F r =kmv 2，此中 m 为物体的质量， k 为常数。求（ 1）该物体能上涨的高度； （ 2）物体返回地面时速度的大小。
2000—2021学年人教物理必修一第四章 牛顿运动定律(优题)含答案
2000—2021人教物理必修一第四章牛顿运动定律（优题）含答案 人教必修一第四章牛顿运动定律 1、在学习牛顿第一定律时，为了探究力对运动的影响，学习小组做了如图所示的甲、乙、丙实验．下列有关叙述正确的是() 甲乙丙 A．每次实验时，小车可以从斜面上的不同位置由静止开始下滑 B．实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越近 C．实验中水平面上运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态 D．根据甲、乙、丙的实验现象，就可以直接得出牛顿第一定律 2、(双选)如图所示，一跳床运动员从跳床正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触跳床后把跳床压缩到一定程度后停止下落．在运动员下落的这一全过程中，下列说法中正确的是() A．运动员刚接触跳床瞬间速度最大 B．从运动员接触跳床起加速度变为竖直向上 C．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的速度先增大后减小 D．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的加速度先减小后增大 3、(双选)在研究匀变速直线运动的实验中，取计数点时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2 cm. 若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是() A．a＝1.2 0.12m/s 2＝120 m/s2 B．a＝1.2×10－2 0.12m/s 2＝1.2 m/s2 C．F＝500×1.2 N＝600 N
D．F＝0.5×1.2 N＝0.6 N 4、(多选)关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是() A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动 B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出尾气，从而获得向前的反作用力即动力C．如图所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向 D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去 5、物体静放于水平桌面上，如图所示，则() A．桌面对物体的支持力大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力 B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力 C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力 D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力 6、如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则() A．t1
【物理】物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
【物理】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．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s 0＝8 m ．质量m ＝1 kg 的物体（可视为质点）在F ＝6.5 N 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10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）求： (1)物体在水平面上运动的加速度大小a 1； (2)物体运动到B 处的速度大小v B ； (3)物体在斜面上运动的时间t ． 【答案】（1）4m/s 2 （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：1F mg ma μ-= 代及数据解得：214/a m s = （2）根据运动学公式：2102B v a s = 代入数据解得：8/B v m 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： 23737mgsin mgcos ma μ︒+︒=① 物体沿斜面向上运动的时间：22 B v t a = ② 物体沿斜面向上运动的最大位移为：222212 s a t = ③ 因3737mgsin mgcos μ︒>︒，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：33737mgsin mgcos ma μ︒-︒=④ 物体沿斜面下滑的时间为：223312 s a t =⑤ 物体在斜面上运动的时间：23t t t =+⑥ 联立方程①-⑥代入数据解得：(2312 2.4t t t s s =+=+≈