高中物理专题汇编物理牛顿运动定律(一)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．某物理兴趣小组设计了一个货物传送装置模型，如图所示。水平面左端A处有一固定挡板，连接一轻弹簧，右端B处与一倾角??37o的传送带平滑衔接。传送带BC间距
L?0.8m，以v0?1m/s顺时针运转。两个转动轮O1、O2的半径均为r?0.08m，半径
O1B、O2C均与传送带上表面垂直。用力将一个质量为m?1kg的小滑块（可视为质点）向左压弹簧至位置K，撤去外力由静止释放滑块，最终使滑块恰好能从C点抛出（即滑块在C点所受弹力恰为零）。已知传送带与滑块间动摩擦因数??0.75，释放滑块时弹簧的弹性势能为1J，重力加速度g取10m/s2，cos37o?0.8，sin37o?0.6，不考虑滑块在水平面和传送带衔接处的能量损失。求：
（1）滑块到达B时的速度大小及滑块在传送带上的运动时间 （2）滑块在水平面上克服摩擦所做的功 【答案】（1）1s （2）0.68J 【解析】 【详解】
v2解：(1)滑块恰能从C点抛出，在C点处所受弹力为零，可得：mgcosθ?m
r解得： v?0.8m/s
对滑块在传送带上的分析可知：mgsinθ?μmgcosθ
故滑块在传送带上做匀速直线运动，故滑块到达B时的速度为：v?0.8m/s 滑块在传送带上运动时间：t?解得：t?1s
(2)滑块从K至B的过程，由动能定理可知：W弹?Wf?根据功能关系有： W弹?Ep 解得：Wf?0.68J
L v1mv2 2
3．如图所示.在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B，桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生碰撞，碰后两木块都落到地面上，木块B离开桌面后落到地面上的D点．设两木块均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m，木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度取g=10m/s2．求：
(1)木块B离开桌面时的速度大小； (2)两木块碰撞前瞬间，木块A的速度大小； (3)两木块碰撞后瞬间，木块A的速度大小． 【答案】(1) 1.5m/s (2) 2.0m/s (3) 0.80m/s 【解析】 【详解】
(1)木块离开桌面后均做平抛运动，设木块B离开桌面时的速度大小为v2，在空中飞行的时间为t′．根据平抛运动规律有：h?解得：v2?s12gt，s?v2t? 2g?1.5m/s 2h(2)木块A在桌面上受到滑动摩擦力作用做匀减速运动，根据牛顿第二定律，木块A的加速度：
a??MgM?2.5m/s2
设两木块碰撞前A的速度大小为v，根据运动学公式，得
v?v0?at?2.0m/s
(3)设两木块碰撞后木块A的速度大小为v1，根据动量守恒定律有：
Mv?Mv1?mv2
解得：v1?Mv?mv2?0.80m/s. M
4．如图所示，一个质量为3kg的物体静止在光滑水平面上．现沿水平方向对物体施加30N的拉力，（g取10m/s2）．求：
（1）物体运动时加速度的大小； （2）物体运动3s时速度的大小；
（3）物体从开始运动到位移为20m时经历的时间． 【答案】（1）10m/s2（2）30m/s （3）2s 【解析】 【详解】
（1）根据牛顿第二定律得：
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