《【物理】高考必备物理牛顿运动定律的应用技巧全解及练习题(含答案)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【物理】高考必备物理牛顿运动定律的应用技巧全解及练习题(含答案)（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、v，x=v0t- at2【物理】高考必备物理牛顿运动定律的应用技巧全解及练习题( 含答案 )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，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=0.50，取重力加速度g=10m/s 2。求：（1）经历多长时间A 相对地面速度减为零；（2）站在地面上观察， B 板从开始运动，到 A 相对地面
2、速度减为零的过程中， B 板向右运动的距离；（3） A 和 B 相对运动过程中，小滑块A 与板 B 左端的最小距离。【答案】（ 1）（2）（3）【解析】【详解】（1） A 在摩擦力 f= mg作用下，经过时间 t 速度减为零，根据动量定理有： mgt=mv0解得 t=0.40s（2）设 B 减速运动的加速度为a， A 速度减为零的过程中，板B 向右运动的位移为 x根据牛顿第二定律有mg=Ma，解得 a=1.25m/s 2根据匀变速直线运动位移公式有解得 x=0.70m（3）设 A 和 B 二者的共同速度为根据动量守恒定律有（ M-m ） v0=（M+m ） v解得 v=1.2m/s设 A 和
3、B 二者达到共同速度时，小滑块 A 与板 B 右端的距离为 l，根据做功与能量变化的关系有 mgl=（ M+m ） v02- （ M+m） v2解得l=1.28m，所以 A、 B 相对运动过程中，小滑块 A 与板 B 左端的最小距离为 ： x=L-l=0.72m 【点睛】本题可以通过分别对两个木块受力分析，求加速度，判断运动规律；也可以直接用动量守恒定律和能量守恒列式求解，动量守恒定律不涉及中间过程，解题较为方便.2 如图甲所示，有一倾角为37的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为M 的木板。开始时质量为m 2 kg 的滑块在水平向左的力F 作用下静止在斜面上，现将力F 变为水平向右，当
4、滑块滑到木板上时撤去力F，木块滑上木板的过程不考虑能量损失。此后滑块和木板在水平面上运动的v t 图象如图乙所示，g 10 m/s 2。求：(1)水平作用力F 的大小；(2)滑块开始下滑时的高度；(3)木板的质量。【答案】（ 1） 15N（ 2） 2.5m（ 3） 3kg【解析】【分析】（ 1）对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；（ 2）根据图乙判断滑块滑到斜面底部的速度，由牛顿第二定律求出加速度，从而根据在斜面上的位移和三角关系求出下滑时的高度。（ 3）根据摩擦力的公式求出地面和木板间的摩擦力，根据牛顿第二定律求出滑块和木板间的摩擦力，进而根据牛顿第二定律求出木板的质量
5、。【详解】（1）滑块受到水平推力F、重力 mg 和支持力N 处于平衡，如图所示，水平推力： F=mgtan=2100.75N=15（2）由图乙知，滑块滑到木板上时速度为：v1=10m/s设下滑的加速度为a，由牛顿第二定律得：mgsin+Fcos=ma代入数据得： a=12m/s 2则下滑时的高度： hv12sin 1000.6m 2.5m2a24（3）设在整个过程中，地面对木板的摩擦力为f，滑块与木板间的摩擦力为f 1由图乙知，滑块刚滑上木板时加速度为：a 1 Vv 210 -4 m/s2Vt20对滑块： f1=ma1 此时木板的加速度：a2 Vv 201m/ s2Vt 20对木板：f1-f=
6、Ma 2当滑块和木板速度相等，均为：v=2m/s ，之后连在一起做匀减速直线运动，加速度为：a3=02m/s 2=-1m/s 242当滑块和木板速度相等后连在一起做匀减速直线运动，受到的摩擦力：f =（ M+m） a3联立代入数据解得：M=3kg【点睛】本题考查斜面上力的合成与分解，和牛顿第二定律的应用，关键是分析物理过程，从图像中获取信息求解加速度。v-t3 如图，质量M=4kg 的长木板静止处于粗糙水平地面上，长木板与地面的动摩擦因数=0.1，现有一质量m=3kg 的小木块以v =14m/s的速度从一端滑上木板，恰好未从木板上10滑下，滑块与长木板的动摩擦因数2=0.5，g 取 10m/s
7、 2，求：（ 1）木块刚滑上木板时，木块和木板的加速度大小；（ 2）木板长度；（ 3）木板在地面上运动的最大位移。【答案】 （1） 5m/s 2 2m/s 2（ 2） 14m（ 3） 12m【解析】【分析】（ 1）由题意知，冲上木板后木块做匀减速直线运动，木板由静止做匀加速度直线运动，根据牛顿第二定律求解加速度；（ 2）木块恰好未从木板滑下，当木块运动到木板最右端时，两者速度相等；根据位移关系求解木板的长度；（3）木块木板达到共同速度后将一起作匀减速直线运动，结合运动公式求解木板在地面上运动的最大位移.【详解】（1）由题意知，冲上木板后木块做匀减速直线运动，初速度v0=14m/s ，加速度大小
8、ag5m / s212木板由静止做匀加速度直线运动即 mg Mm gMa212解得a22m / s2（ 2）木块恰好未从木板滑下，当木块运动到木板最右端时，两者速度相等。设此过程所用时间为 t即 v 木块 v 0 a1tv 木板a2 t解得 t=2s木块位移12x 木块v0 t2a1t 18m木板位移12x 木板2a2t4m木板长度Lx 木块x 木板14m（3）木块木板达到共同速度后将一起作匀减速直线运动，分析得v共 a2 t4m / s， a31g 1m/ s2，v共28m木板位移x 木板2a3总位移xx 木板x ,木板12m4 如图所示，倾角为306m/s的速度运的光滑斜面的下端有一水平传
9、送带，传送带正以动，运动方向如图所示一个质量为2kg 的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m 高处由静止沿斜面下滑，物体经过A 点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s 2，求：（ 1）物体第一次到达 A 点时速度为多大？（ 2）要使物体不从传送带上滑落，传送带AB 间的距离至少多大？（ 3）物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度为多少？【答案】（ 1） 8m/s （ 2）6.4m （ 3） 1.8m【解析】【分析】（ 1）本题中物体由光滑斜面下滑的过程，只有重力做功，根据机械能守恒求解物体到斜面末端
10、的速度大小；（ 2）当物体滑到传送带最左端速度为零时， AB 间的距离 L 最小，根据动能定理列式求解；（3）物体在到达A 点前速度与传送带相等，最后以6m/s 的速度冲上斜面时沿斜面上滑达到的高度最大，根据动能定理求解即可【详解】（1）物体由光滑斜面下滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则得：mgh1mv22解得： v2gh2 10 3.2 8m/s（2）当物体滑动到传送带最左端速度为零时，AB 间的距离 L 最小，由动能能力得：mgL01 mv22解得： Lv2822gm 6.4m2 0.5 10（3）因为滑上传送带的速度是8m/s 大于传送带的速度6m/s，物体在到达A 点前速度与传送
11、带相等，最后以v带6m/s 的速度冲上斜面，根据动能定理得：mgh01 mv带22v带2621.8m得： h2m2g10【点睛】该题要认真分析物体的受力情况和运动情况，选择恰当的过程，运用机械能守恒和动能定理解题5 如图所示，质量M=2kg 足够长的木板静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数1=0 1，另一个质量 m=1kg 的小滑块，以 6m/s 的初速度滑上木板，滑块与木板之间的动摩擦因数 =0 5， g 取 l0m/s 22（ 1）若木板固定，求小滑块在木板上滑过的距离（ 2）若木板不固定，求小滑块自滑上木板开始多长时间相对木板处于静止（ 3）若木板不固定，求木板相对地面运动位移的最大值v023.6m（ 2） t= 1s （3） x1 x2 1m【答案】（ 1） x2a【解析】【分析】【详解】试题分析：（ 1） a2 g5m / s2xv023.6m2a（2）对 m： a2g5m / s2 ，1
