高中物理牛顿运动定律的应用及其解题技巧及练习题(含答案)含解析
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用
1．如图所示，质量为2kg的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F作用下由静止开始运动．已知力F的大小为5N，物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
(1)物体由静止开始运动后的加速度大小；
(2)8s末物体的瞬时速度大小和8s时间内物体通过的位移大小； (3)若8s末撤掉拉力F，则物体还能前进多远？ 【答案】(1)a=0.3m/s2 (2)x=9.6m (3)x′=1.44m 【解析】
(1)物体的受力情况如图所示：
根据牛顿第二定律，得: Fcos37°-f=ma Fsin37°+FN=mg 又f=μFN
Fcos37o??(mg?Fsin37o)联立得：a=
m代入解得a=0.3m/s2
(2)8s末物体的瞬时速度大小v=at=0.3×8m/s=2.4m/s 8s时间内物体通过的位移大小x?12at?9.6m 2f??mg???g?2.0m/s2 mm(3)8s末撤去力F后，物体做匀减速运动， 根据牛顿第二定律得，物体加速度大小a??v2由v=2a′x′得:x???1.44m
2a?2
【点睛】本题关键是多次根据牛顿第二定律列式求解加速度，然后根据运动学公式列式求解运动学参量．
2．如图，光滑水平面上静置一长木板A，质量M=4kg，A的最前端放一小物块B（可视为质点），质量m=1kg，A与B间动摩擦因数μ=0.2．现对木板A施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s2．则：
（1）若拉力F1=5N，A、B一起加速运动，求A对B的静摩擦力f的大小和方向； （2）为保证A、B一起加速运动而不发生相对滑动，求拉力的最大值Fm（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）；
（3）若拉力F2=14N，在力F2作用t=ls后撤去，要使物块不从木板上滑下，求木板的最小长度L
【答案】（1）f= 1N，方向水平向右；（2）Fm= 10N。（3）木板的最小长度L是0.7m。 【解析】 【详解】
（1）对AB整体分析，由牛顿第二定律得：F1=（M+m）a1 对B，由牛顿第二定律得：f=ma1联立解得f =1N，方向水平向右；
（2）对AB整体，由牛顿第二定律得：Fm=（M+m）a2对B，有：μmg=ma2联立解得：Fm=10N
（3）因为F2＞Fm，所以AB间发生了相对滑动，木块B加速度为：a2=μg=2m/s2。木板A加速度为a3，则：F2-μmg=Ma3解得：a3=3m/s2。 1s末A的速度为：vA=a3t=3m/s B的速度为：vB=a2t=2m/s 1s末A、B相对位移为：△l1=
vA?vBt=0.5m撤去F2后，t′s后A、B共速 2对A：-μmg=Ma4可得：a4=-0.5m/s2。共速时有：vA+a4t′=vB+a2t′可得：t′=0.4s撤去F2后A、B相对位移为：△l2=L=△l1+△l2=0.7m。
vA?vBt'=0.2m为使物块不从木板上滑下，木板的最小长度为：2
3．如图，质量分别为mA=2kg、mB=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/s2，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．
22【答案】（1）aA?5m/saB?7.5m/s （2）EkB?850J （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，经过受力分析可得：
对A：mAg?fA?mAaA 对B：mBg?fB?mBaB
fA?fB fA?0.5mAg
22联立以上方程得：aA?5m/s aB?7.5m/s
(2)设A球经t s与细绳分离，此时，A、B下降的高度分别为hA、hB，速度分别为VA、VB，因为它们都做匀变速直线运动 则有：hA?121aAt hB?aBt2 H?hA?hB VA?aAt VB?aBt 22联立得：t?2s，hA?10m，
hB?15m，VA?10m/s，VB?15m/s
A、B落地时的动能分别为EkA、EkB，由机械能守恒，则有：
12mAvA?mAg(H?hA) EkA?400J 212EkB?mBvB?mBg(H?hB) EkB?850J
2EkA?(3)两球损失的机械能总量为?E，?E?(mA?mB)gH?EkA?EkB 代入以上数据得：?E?250J 【点睛】
(1)轻质物体两端的力相同,判断A、B摩擦力的性质，再结合受力分析得到． （2）根据运动性质和动能定理可得到． (3)由能量守恒定律可求出．
4．如图所示，一质量M=4.0kg、长度L=2.0m的长方形木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A（可视为质点）。现对A、B同时施以适当的瞬时冲量，使A向左运动，B向右运动，二者的初速度大小均为2.0m/s，最后A并没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.50，取重力加速度g=10m/s2。求：
高中物理牛顿运动定律的应用及其解题技巧及练习题(含答案)含解析
