高中物理牛顿运动定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析
一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律
1．在机场可以看到用于传送行李的传送带，行李随传送带一起前进运动。如图所示，水平传送带匀速运行速度为v=2m/s，传送带两端AB间距离为s0=10m，传送带与行李箱间的动摩擦因数μ=0.2，当质量为m=5kg的行李箱无初速度地放上传送带A端后，传送到B端，重力加速度g取10m/2；求：
(1)行李箱开始运动时的加速度大小a； (2)行李箱从A端传送到B端所用时间t； (3)整个过程行李对传送带的摩擦力做功W。 【答案】(1) 【解析】 【分析】
行李在传送带上先做匀加速直线运动，当速度达到传送带的速度，和传送带一起做匀速直线运动，根据牛顿第二定律及运动学基本公式即可解题行李箱开始运动时的加速度大小和行李箱从A端传送到B端所用时间；根据做功公式求解整个过程行李对传送带的摩擦力做功； 【详解】
解：(1)行李在传送带上加速，设加速度大小为a
(2)
(3)
(2) 行李在传送带上做匀加速直线运动，加速的时间为t1
所以匀加速运动的位移为：行李随传送带匀速前进的时间：行李箱从A传送到B所需时间：(3) t1传送带的的位移为：
整个过程行李对传送带的摩擦力做功：
根据牛顿第三定律可得传送带受到行李摩擦力为：
2．如图甲所示，质量为m的A放在足够高的平台上，平台表面光滑．质量也为m的物块
B放在水平地面上，物块B与劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧 与物块A用绕过定滑轮
的轻绳相连，轻绳刚好绷紧．现给物块A施加水平向右的拉力F（未知），使物块A做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a，重力加速度为g,A、B均可视为质点．
（1）当物块B刚好要离开地面时，拉力F的大小及物块A的速度大小分别为多少； （2）若将物块A换成物块C，拉力F的方向与水平方向成??370角，如图乙所示，开始时轻绳也刚好要绷紧，要使物块B离开地面前，物块C一直以大小为a的加速度做匀加速度运动，则物块C的质量应满足什么条件？（sin37?0.6,cos37?0.8） 【答案】（1）F?ma?mg;v?【解析】 【分析】 【详解】
（1）当物块B刚好要离开地面时，设弹簧的伸长量为x，物块A的速度大小为v，对物块B受力分析有mg?kx ，得：x?根据v2?2ax解得：v?对物体A:F?T?ma; 对物体B:T=mg， 解得F=ma+mg；
（2）设某时刻弹簧的伸长量为x．对物体C，水平方向:Fcos??T1?mCa，其中
003mg2amgm?2 （）C 4g?3akmg． k2amg k2ax?T1?kx?mg；
竖直方向：Fsin??mCg； 联立解得 mC?3mg
4g?3a
3．如图所示,水平面上AB间有一长度x=4m的凹槽,长度为L=2m、质量M=1kg的木板静止于凹槽右侧,木板厚度与凹槽深度相同,水平面左侧有一半径R=0.4m的竖直半圆轨道,右侧有一个足够长的圆弧轨道,A点右侧静止一质量m1=0.98kg的小木块.射钉枪以速度v0=100m/s射出一颗质量m0=0.02kg的铁钉,铁钉嵌在木块中并滑上木板,木板与木块间动摩擦因数μ=0.05,其它摩擦不计.若木板每次与A、B相碰后速度立即减为0,且与A、B不粘连,重力加速度g=10m/s2.求:
（1）铁钉射入木块后共同的速度v;
（2）木块经过竖直圆轨道最低点C时,对轨道的压力大小FN; （3）木块最终停止时离A点的距离s.
【答案】（1）v?2m/s （2）FN?12.5N （3）?L?1.25m 【解析】
(1) 设铁钉与木块的共同速度为v，取向左为正方向，根据动量守恒定律得：
m0v0?(m0?m1)v
解得：v?2ms；
(2) 木块滑上薄板后，木块的加速度a1??g?0.5m板产生的加速度a2?s2，且方向向右
?mgMs2设经过时间t，木块与木板共同速度v运动
则：v?a1t?a2t
?0.5m，且方向向左
此时木块与木板一起运动的距离等于木板的长度
11?x?vt?a1t2?a2t2?L
22故共速时，恰好在最左侧B点，此时木块的速度v??v?a1t?1m
s木块过C点时对其产生的支持力与重力的合力提供向心力，则：
v'2FN?mg?m
R代入相关数据解得：FN=12.5N.
由牛顿第三定律知，木块过圆弧C点时对C点压力为12.5N； (3) 木块还能上升的高度为h，由机械能守恒有：
1(m0?m1)v2?(m0?m1)gh 2h?0.05m?0.4m
木块不脱离圆弧轨道，返回时以1m/s的速度再由B处滑上木板，设经过t1共速，此时木板的加速度方向向右，大小仍为a2，木块的加速度仍为a1， 则：v2?a1t1?a2t1，解得：t1?1s 此时?x??v?t1?1212a1t1?a2t1?0.5m 22
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