高中物理模块三牛顿运动定律考点2牛顿运动定律的综合运用 24 动力学两类基本问题习题.docx

高中物理模块三牛顿运动定律考点2牛顿运动定律的综合运用 24 动力学两类基本问题习题.docx

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高中物理模块三牛顿运动定律考点2牛顿运动定律的综合运用24动力学两类基本问题习题

考点2.4动力学两类基本问题

质量为1kg的质点，受水平恒力作用，由静止开始做匀加速直线运动，它在ts内的位移为xm，则F的大小为（单位为N）（　A　）．

A.

B.

C.

D.

一个有钢滑板的雪橇，钢与雪地的动摩擦因数为0.02，雪橇连同车上的贷物总质量为1000千克，当马水平拉车在水平雪地上以2m/s2匀加速前进时，雪橇受到的摩擦力是多大？

马的拉力是多大？

（g=10m/s2）

【答案】

（1）2000N，

（2）2200N

如图所示，一个质量为12kg的物体以v0=12m/s的初速度沿着水平地面向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，物体始终受到一个水平向右、大小为12N的恒力F作用。

（g=10m/s2）求：

（1）物体运动的加速度大小和方向；

（2）5s末物体受到地面的摩擦大小和方向；

（3）5s内物体的位移。

【答案】

（1）a=3m/s2，方向水平向右

（2）f=12N，方向水平向左（3）24m

研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0＝0.4s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m．减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g＝10m/s2.求：

甲乙

（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间．

（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少．

（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．

【答案】　

（1）8m/s2　2.5s　

（2）0.3s　（3）

质量为1.0×103t（吨）的一列车在平直铁轨上行驶，在50s内速度由36km/h均匀增加到54km/h,，若机车对列车的牵引力是1.5×105N，求：

（1）列车的加速度；

（2）列车运动过程中受到的阻力大小；

（3）在加速过程中列车通过的路程

（4）50s后火车关闭发动机，能继续前进多少米？

【答案】

（1）a=0.1m/s2,

（2）f=5×104N,（3）625m,（4）2250m

质量为4kg的物体静止于水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.5，现用一个F＝20N、与水平方向成37°角的恒力斜向上拉物体.经过3s，该物体的位移为多少？

（g取10m/s2）

【答案】

如图所示，木块质量m=0.78kg，在与水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，在3s时间内运动了9m的位移．已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.4，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．

（1）求拉力F的大小

（2）若在3s末时撤去拉力F，求物体还能运动多长时间以及物体还能滑行的最大位移．

【答案】

（1）4.5N，

（2）4.5m

如图所示，质量m＝2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20m，用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2s拉至B处。

（已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，取g＝10m/s2）

（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；

（2）用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。

【答案】

（1）0.5

（2）1.03s

如图所示，质量为M的拖拉机拉着耙来耙地，由静止开始做匀加速直线运动，在时间t内前进的距离为x.耙地时，拖拉机受到的牵引力恒为F，受到地面的阻力为自重的k倍，耙所受阻力恒定，连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变.求：

（1）拖拉机的加速度大小；

（2）拖拉机对连接杆的拉力大小.

【答案】

（1）

（2）

如图所示，一块质量M=2kg，长度L=15m，高度不计，上表面光滑的长木板静止在水平面上，水平面与木板间的动摩擦因数μ=0.2．现对长木板施加一个水平向右的力F=6N。

（计算时g=10m/s2）

（1）当t=5s时，长木板的速度

（2）当t=5s时，立即在长木板右端无初速度放置一个质量m=2kg的光滑小物块（可视为质点），求再经过6s后长木板的位移

【答案】

（1）5m/s，

（2）25m

如图所示，水平恒力F＝20N，把质量m＝0.6kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6m．木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2s到达地面．（取g＝10m/s2）求：

（1）木块下滑的加速度a的大小；

（2）木块与墙壁之间的动摩擦因数．

【答案】　

（1）3m/s2　

（2）0.21

成都“欢乐谷”是大型的游乐性主题公园，园内有一种大型游戏机叫“跳楼机”．让人体验短暂的“完全失重”，非常刺激，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50m高处，然后由静止释放，为研究方便，认为人与座椅沿轨道做自由落体运动2s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面5m高处时速度刚好减小到0，然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．（取g＝10m/s2）求：

（1）座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？

（2）在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？

【答案】

（1）20m/s　

（2）1.8倍

航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2kg，动力系统提供的恒定升力F＝28N．试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2.

（1）第一次试飞，飞行器飞行t1＝8s时到达高度H＝64m．求飞行器所受阻力Ff的大小；

（2）第二次试飞，飞行器飞行t2＝6s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度h.

【答案】

（1）4N　

（2）42m

如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ＝37°，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10N，刷子的质量为m＝0.5kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数为0.5，天花板长为L＝4m，取sin37°＝0.6，试求：

（1）刷子沿天花板向上运动的加速度大小；

（2）工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．

【答案】

（1）2m/s2　

（2）2s

如图所示，质量M＝0.1kg的有孔小球穿在固定的足够长的斜杆上，斜杆与水平方向的夹角θ＝37°，球与杆间的动摩擦因数μ＝0.5.小球受到竖直向上的恒定拉力F＝1.2N后，由静止开始沿杆斜向上做匀加速直线运动．求（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2）：

（1）斜杆对小球的滑动摩擦力的大小；

（2）小球的加速度；

（3）最初2s内小球的位移．

【答案】

（1）0.08N　

（2）0.4m/s2　（3）0.8m

如图所示，斜面和水平面相接，连接处圆滑，斜面倾角为θ＝37o。

一个物体从斜面上由静止沿斜面滑下4m，然后在水平面上滑行最后停下。

物体和斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.5。

sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2求：

（1）物体滑到斜面底端时速度的大小。

（2）物体能在水平面上滑行多远。

\

【答案】

（1）4m/s，

（2）1.6m

如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m＝1.0kg的物体．物体与斜面间动摩擦因数µ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动．拉力F＝10N，方向平行斜面向上．经时间t＝4s绳子突然断了，求：

（1）绳断时物体的速度大小．

（2）从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．（sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，g＝10m/s2）

【答案】

（1）8m/s，

（2）（1+

）s

如图所示，有一足够长的斜面，倾角α＝37°，一小物块从斜面顶端A处由静止下滑，到B处后，受一与小物块重力大小相等的水平向右的恒力作用，小物块最终停在C点（C点未画出）．若AB长为2.25m，小物块与斜面间动摩擦因数μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2.求：

（1）小物块到达B点的速度多大？

（2）B、C距离多大？

【答案】

（1）3m/s　

（2）0.5m

如图所示，一物体以v0＝2m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时t＝1s.已知斜面长度L＝1.5m，斜面的倾角θ＝30°，重力加速度取g＝10m/s2.求：

（1）物体滑到斜面底端时的速度大小；

（2）物体沿斜面下滑的加速度大小和方向；

（3）物体与斜面间的动摩擦因数.

【答案】

（1）1m/s　

（2）1m/s2　方向沿斜面向上（3）

如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ＝30°时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。

若让该小木块从木板的底端每次都以v0的速度沿木板向上运动，随着θ的改变，小木块沿木板滑行的距离将发生改变。

已知重力加速度为g。

求：

（1）小木块与木板间的动摩擦因数；

（2）当θ＝60°角时，小木块沿木板向上滑行的距离；

（3）当θ＝60°角时，小木块由底端沿木板向上滑行再回到原出发点所用的时间。

【答案】

（1）

（2）

（3）

一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5cm，如图甲所示。

t＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t＝1s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）。

碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。

已知碰撞后1s时间内小物块的v－t图线如图乙所示。

木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。

求：

（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；

（2）木板的最小长度；

（3）木板右端离墙壁的最终距离。

【答案】0.1　0.4　

（2）6m　（3）6.5m

如图所示，m＝1.0kg的小滑块以v0＝4m/s的初速度从倾角为37°的斜面AB的底端A滑上斜面，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6.若从滑块滑上斜面起，经0.6s滑块正好通过B点，则AB之间的距离为（　B　）．

A．0.8mB．0.76mC．0.64mD．0.16m

如图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间．技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图．AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有AD＝DE＝10m，滑道AE可视为光滑，滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下做直线滑动，g取10m/s2，则滑行者在滑道AE上滑行的时间为（　B　）．

A.

sB．2sC.

sD．2

s

如图所示，在倾角为θ的斜面上方的A点处放置一光滑的木板AB，B端刚好在斜面上．木板与竖直方向AC所成角度为α，一小物块自A端沿木板由静止滑下，要使物块滑到斜面的时间最短，则α与θ角的大小关系应为（　B　）

A．α＝θ　　　B．α＝

C．α＝

D．α＝2θ

如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为（　B　）

A．2∶1B．1∶1C.

∶1D．1∶

（多选）有一系列斜面，倾角各不相同，它们的底端相同，都是O点，如图所示。

有一系列完全相同的滑块（可视为质点）从这些斜面上A、B、C、D…各点同时由静止释放，下列判断正确的是（　ACD　）

A．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D…各点处在同一水平线上

B．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D…各点处在同一竖直面内的圆周上

C．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的时间相同，则A、B、C、D…各点处在同一竖直面内的圆周上

D．若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数，滑到达O点的过程中，各滑块损失的机械能相同，则A、B、C、D…各点处在同一竖直线上