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1、精选优质文档-倾情为你奉上物理牛顿运动定律的应用练习题20篇及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1一轻弹簧的一端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示质量为的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g求：(1)弹簧的劲度系数；(2)物块b加速度的大小；(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式【答案】（1） （2） （3）【解析】【详解
2、】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：kx0=（m+ m）gsin解得：k= （2）由题意可知，b经两段相等的时间位移为x0；由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知： 说明当形变量为时二者分离；对m分析，因分离时ab间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx1-mgsin=ma联立解得：a= （3）设时间为t，则经时间t时，ab前进的位移x=at2=则形变量变为：x=x0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+kx-（m+m）gsin=（m+m）a解得：F= mgsin+t2因分离时位移x=由x=at2解得： 故应保证0t，F表达式才能成立
3、点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键2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=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
4、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.3如图所示，水平传送带长为L=11.5m，以速度v=7.5m/s沿顺时针方向匀速转动在传送带的A端无初速释放一个质量为m=1kg的滑块（可视为质点），在将滑块放到传送带的同
5、时，对滑块施加一个大小为F=5N、方向与水平面成=370的拉力，滑块与传送带间的动摩擦因数为=0.5，重力加速度大小为g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求滑块从A端运动到B端的过程中: （1）滑块运动的时间；（2）滑块相对传送带滑过的路程【答案】（1）2s（2）4m【解析】【分析】（1）滑块滑上传送带后，先向左匀减速运动至速度为零，以后向右匀加速运动根据牛顿第二定律可求得加速度，再根据速度公式可求出滑块刚滑上传送带时的速度以及速度相同时所用的时间； 再对共速之后的过程进行分析，明确滑块可能的运动情况，再由动力学公式即可求得滑块滑到B端所用的时间，从而求出总时间（2）先求出
6、滑块相对传送带向左的位移，再求出滑块相对传送带向右的位移，即可求出滑块相对于传送带的位移【详解】（1）滑块与传送带达到共同速度前,设滑块加速度为，由牛顿第二定律： 解得： 滑块与传送带达到共同速度的时间： 此过程中滑块向右运动的位移： 共速后,因 ，滑块继续向右加速运动，由牛顿第二定律： 解得： 根据速度位移关系可得： 滑块到达B端的速度： 滑块从共速位置到B端所用的时间： 滑块从A端到B端的时间： （2）01s内滑块相对传送带向左的位移： ，1s2s内滑块相对传送带向右的位移： ，02s内滑块相对传送带的路程：4如图所示，质量M=1kg的木板静置于倾角为37的足够上的固定斜面上的固定斜面上的
7、某个位置，质量m=1kg的可视为质点的小物块以初速度v0=5m/s从木板的下端冲上木板，同时在木板上端施加一个沿斜面向上的外力F=14N，使木板从静止开始运动，当小物块与木板共速时，撤去该外力，最终小物块从木板的下端滑出已知小物块与木板之间的动摩擦因素为025，木板与斜面之间的动摩擦因数为05，g=10m/s2，sin37=06,cos37=08（1）物块和木板共速前，物块和木板的加速度各为多少；（2）木板的长度至少为多少；（3）物块在木板上运动的总时间是多少【答案】（1）a1=8m/s2,方向沿斜面向下, a2=2m/s2,方向沿斜面向上 （2）（3）【解析】试题分析：（1）物块与木板共速前
8、，对物块分析：得：a1=8m/s2,方向沿斜面向下，减速上滑对木板分析：得：a2=2m/s2,方向沿斜面向上，加速上滑（2）共速时：得：，共速前的相对位移：撤掉F后：物块相对于木板上滑，加速度仍未a1=8m/s2，减速上滑而木板：则：，方向沿斜面向下，减速上滑由于：木板停止后，物块在木板上滑动时，木板就不再运动过，木板停止，过，物块减速到0此过程，相对位移：木板至少长度（3）物块在木板上下滑，木板不动物块加速度得：在木板上的总时间：考点：考查牛顿第二定律、匀变速直线运动【名师点睛】动力学的解题思路：已知受力研究运动；已知运动研究受力情况5如图，一块长度为、质量为的长木板静止放置在粗糙水平地面上
9、另有质量为的小铅块可看做质点，以的水平初速度向右冲上木板已知铅块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度取，求：铅块刚冲上木板时，铅块与木板的加速度、的大小；铅块从木板上滑落所需时间；为了使铅块不从木板上滑落，在铅块冲上木板的瞬间，对长木板施加一水平向右的恒定拉力F，求恒力F的范围【答案】（1）4m/s2；2m/s2（2）1s（3）2NF10N【解析】【分析】（1）对铅块、木板根据牛顿第二定律求解加速度大小；（2）从开始到滑落过程，铅块和木板的位移之差等于L，求解时间；（3）根据两种临界态：到右端恰好共速以及共速后不能从左侧滑下求解力F的范围；【详解】（1）铅块： 解得a
10、1=4m/s2；对木板： 解得a2=2m/s2（2）从开始到滑落过程： 解得t1=1s （3）到右端恰好共速： 解得a2=4m/s2木板： 解得F2N；共速后不能从左侧滑下：， 解得F10N，则F的范围：2NF10N【点睛】本题主要是考查牛顿第二定律的综合应用，对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁6如图所示，长L=2m，质量M=1kg的木板B静止在水平地面上，其正中央放置一质量m=2kg的小滑块A，现对B施加一水平向右的恒力F已知A与B、B与地面间的动摩擦
11、因数分别为，重力加速度，试求：（1）若A、B间相对滑动，F的最小值；（2）当F=20N时，若F的作用时间为2s，此时B的速度大小；（3）当F=16N时，若使A从B上滑下，F的最短作用时间【答案】（1） （2） （3） 【解析】【分析】【详解】（1）A、B间恰要相对滑动的临界条件是二者间达到最大静摩擦力，对A，由牛顿第二定律可知，加速度；对B，由牛顿第二定律可知，解得（2）F=20N18N，二者间会相对滑动，对B，由牛顿第二定律；解得；设A从左端滑出的时间为，则，解得，此时B的速度故在F作用后的1s内，对B，解得此时B的速度（3）若F=16N18N，则二者一起加速，由牛顿第二定律可知整体加速度；
12、当A刚好从B上滑下，F的最短时间为，设刚撤去F瞬间，整体的速度为v，则撤去F后，对A，对B：经分析，B先停止运动，A最后恰滑至B的最右端时速度减为零，故联立解得点睛：此题是牛顿第二定律的综合应用问题；解决本题的关键是先搞清物体运动的物理过程，根据物体的受力判断出物体的运动情况，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解7水平面上有一木板，质量为M=2kg，板左端放有质量为m=1kg的物块（视为质点），已知物块与木板间动摩擦因数为1=0.2，木板与水平面间的动摩擦因数为2=0.4设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取（1）现用水平力F拉动木板，为使物块与木板一起运动而不相对滑动，求拉力F的大小范围？（2）若
13、拉动木板的水平力F=15N，由静止经时间t1=4s立即撤去拉力F，再经t2=1s物块恰好到达板右端，求板长L=？【答案】（1）12NF18N（2）1.4m【解析】【分析】（1）物块与木块一起运动，拉力F必须大于木板与地面之间的最大静摩擦力，当m与M之间的摩擦力达到最大静摩擦力时，拉力F达到最大值；（2）拉动木板的水平力F=15N，在第（1）问拉力的范围内，整体先做匀加速运动，撤去F后，m向右匀减速，M向右匀减速，当M静止后，m继续向右匀减速到木板右端，求出木板静止前的相对位移和木板静止后物块的位移，即可求出木板的长度；【详解】（1）M与地面之间的最大静摩擦力f1=2(M+m)g0.4(2+1)
14、1012N当M、m整体一起向右匀加速运动时，当m与M的静摩擦力达到最大静摩擦力时，拉力F最大；对m：1mgma得a=1g0.210m/s22m/s2对整体：F2(M+m)g(M+m)a代入数据：F-12=（2+1）2解得：F=18N所以拉力F大小范围是12NF18N（2）拉动木板的水平力F=15N，M、m一起匀加速运动根据牛顿第二定律： t14s时速度v1at114m/s4m/s撤去F后，物块加速度a11g2m/s2对木板：1mg2(M+m)gMa2，代入数据：0.210122 a2解得：a25m/s2木板向右速度减为0的时间；根据题意t2=1s物块恰好到达板右端在t1时间内物块的位移： 木板
15、的位移： 物块相对木板的位移xx1-x22.561.60.96m根据题意撤去力F后，再经t2=1s物块恰好到达板右端所以木板静止后，木块继续运动0.2st10.8s时物块的速度v2=v1-a1t1420.82.4m/s 木板长：L=x+x=0.96+0.44=1.4m8水平的浅色长传送带上放置一质量为0.5kg的煤块煤块与传送带之间的动摩擦因数=0.2初始时，传送带与煤块都是静止的现让传送带以恒定的加速度a0=3m/s2开始运动，其速度达到v=6m/s后，便以此速度做匀速运动经过一段时间，煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后，煤块相对传送带不再滑动，求：（1）求煤块所受滑动摩擦力的大小（2）求黑色
16、痕迹的长度（3）摩擦力对传送带做的功【答案】（1）1N（2）3m（3）12J【解析】【分析】传送带与煤块均做匀加速直线运动，黑色痕迹为相对滑动形成的；分别求出有相对运动时，煤块及传送带的位移则可以求出相对位移根据能量关系求解摩擦力对传送带做的功【详解】（1）煤块所受滑动摩擦力的大小f=mg=0.25N=1N（2）煤块运动的加速度为a=g=2m/s2；煤块与传送带相对静止所用时间，通过的位移；在煤块与传送带相对滑动的时间内：传送带由静止加速到6m/s所用时间在相对滑动过程中，传送带匀速运动的时间t2=t-t1=1s，则传送带的位移xt1+vt22+61m12m，则相对滑动的位移x=x-x=12-
17、9m=3m由于煤块与传送带之间的发生相对滑动产生黑色痕迹，黑色痕迹即为相对滑动的位移大小，即黑色痕迹的长度3m（3）此过程中摩擦力对传送带做功：9如图所示，在倾角为的光滑物块P斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B；C为一垂直固定在斜面上的挡板、C总质量为M，A、B质量均为m，弹簧的劲度系数为k，系统静止于光滑水平面现开始用一水平力F从零开始增大作用于P 物块B刚要离开C时力F从开始到此时物块A相对于斜面的位移物块A一直没离开斜面，重力加速度为【答案】（1） （2） 【解析】【分析】先对斜面体和整体受力分析，根据牛顿第二定律求解出加速度，再分别多次对物体A、B或AB整体受力分析，然后根据牛顿第
18、二定律，运用合成法列式分析求解。【详解】整体做为研究对象，刚要离开C瞬间与C的作用力为0，受力情况如图：根据力的平衡知识有：，对P、A、B整体分析受力有：联立解得：开始时弹簧压缩，有：由分析可知加速度为对B分析可知要离开时弹簧处于原长，弹力为0；所以物块A的位移：【点睛】解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用。10如图，在光滑的水平面上静止着足够长、质量为3m的木板，木板上依次排放质量均为m的木块1、2、3，木块与木板间的动摩擦因数均为现同时给木块1、2、3水平向右的初速度、，最后所有的木块与木板相对静止。已知重力加速度为g，求求所有木块都相对
19、静止时的速度；木块3从开始运动到与木板相对静止时位移的大小；木块2在整个运动过程中的最小速度。【答案】；【解析】【分析】当木块3与木板的速度相等时，三个木块与木板的速度均相等，由系统动量守恒求得共同速度。木块3在木板上匀减速运动，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解。由动量守恒定律求木块2在整个运动过程中的最小速度。【详解】当木块3与木板的速度相等时，三个木块与木板的速度均相等，且为v。取向右为正方向，系统动量守恒得：解得： 术块3在木板上匀减速运动，由牛顿第二定律：由运动学公式有：解得木块3从开始运动到与木板相对静止时位移的大小：设木块2的最小速度为，此时木块3的速度为，由动量守恒定律 在此过程中，木块3与木块2速度改变量相同解得故本题答案是：；【点睛】本题木块在木板上滑动类型，分析物体的运动过程是解题基础，其次要把握物理过程的物理规律，常常根据动量守恒和能量守恒结合处理。专心-专注-专业