高中物理牛顿运动定律试题经典及解析.docx

高中物理牛顿运动定律试题经典及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1． 如图所示，质量 M=0． 4kg 的长木板静止在光滑水平面上，其右侧与固定竖直挡板问的 距离 L=0． 5m，某时刻另一质量 m=0． 1kg 的小滑块 (可视为质点 )以 v0=2m／ s 的速度向右滑上长木板，一段时间后长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。已知小滑 块与长木板间的动摩擦因数 μ=0． 2，重力加速度 g=10m／ s2，小滑块始终未脱离长木板。 求： (1)自小滑块刚滑上长木板开始，经多长时间长木板与竖直挡板相碰； (2)长木板碰撞竖直挡板后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离。 【答案】（ 1） 1.65m （ 2） 0.928m 【解析】 【详解】 解： (1)小滑块刚滑上长木板后，小滑块和长木板水平方向动量守恒： 解得： 对长木板： 得长木板的加速度： 自小滑块刚滑上长木板至两者达相同速度： 解得： 长木板位移： 解得： 两者达相同速度时长木板还没有碰竖直挡板 解得： (2)长木板碰竖直挡板后 ,小滑块和长木板水平方向动量守恒： 最终两者的共同速度： 小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离： 2． 如图所示，在倾角为 θ= 37 ° M = 2kg 、长度 L = 1.5m 的极薄 的足够长斜面上放置一质量 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 μ=0.5,sin37 =0°.6,cos37 =0°.8，取 g=10m/s 2。求： 2 (1)释放后，小滑块的加速度 al 和薄平板的加速度 a2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间 t 。 【答案】 (1) 4m/s2 ， 1m/s2 ；(2) t 1s 【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： mg sin 37 0 f1 ma1 其中 FN1 mg cos37 0 ， f1 1FN 1 解得： a1 g sin 370 1g cos370 4m / s2 对薄平板 M ，由牛顿第二定律有： Mg sin 370 f1 f2 Ma 2 其中 FN 2 mg cos370 Mg cos37 0 ， f 2 2 FN 2 解得： a2 1m/s2 a1 a2 ，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： x1 1 a1t 2 ， x2 1 a2t 2 ， x1 x2 L 2 2 解得： t 1s 3． 一长木板置于粗糙水平地面上，木板右端放置一小物块，如图所示。木板与地面间的动 摩擦因数 μ 1 =0.1，物块与木板间的动摩擦因数 μ 2=0.4。 t=0 时刻开始，小物块与木板一起 以共同速度向墙壁运动，当 t=1s 时，木板以速度 v1=4m/s 与墙壁碰撞 (碰撞时间极短 撞前后木板速度大小不变，方向相反。运动过程中小物块第一次减速为零时恰好从木板上  )。碰 掉下。已知木板的质量是小物块质量的  15 倍，重力加速度大小  g 取 10m/s 2。求： (1)t=0  时刻木板的速度； (2)木板的长度。 【答案】（ 1） v0 5m / s （ 2） l 16 m 3 【解析】 【详解】 （1）对木板和物块： 1 M m g M m a1 令初始时刻木板速度为 v0 由运动学公式： v1 v0 a1t 代入数据求得： v0 =5m/s （2）碰撞后，对物块： 2 mg ma2 对物块，当速度为 0 时，经历时间 t，发生位移 x1，则有 x1 v12 ， x1 v1 t 2a1 2 对木板，由牛顿第二定律： 2 mg 1 M m g Ma3 对木板，经历时间 t，发生位移 x2 x2 v1t 1 a3t 2 2 木板长度 l x1 x2 代入数据， l = 16 m 3 4． 如图所示为工厂里一种运货过程的简化模型，货物 ( 可视为质点质量 m 4kg ，以初速 度 v0 10m / s 滑上静止在光滑轨道 OB 上的小车左端，小车质量为 M 6kg ，高为 0.8m 。在光滑的轨道上 A 处设置一固定的障碍物，当小车撞到障碍物时会被粘住不 动，而货物继续运动，最后恰好落在光滑轨道上的 B 点。已知货物与小车上表面的动摩擦 因数 0.5 ，货物做平抛运动的水平距离 AB 长为 1.2m ，重力加速度 g 取 10m / s2 。 求货物从小车右端滑出时的速