2017_2018学年高考物理精做08牛顿运动定律在滑板_滑块问题中的应用大题精做2718

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1、-31-精做08牛顿运动定律在滑板—滑块问题中的应用1、（2017·新课标全国Ⅲ卷）如图，两个滑块A和B的质量分别为mA=1kg和mB=5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5；木板的质量为m=4kg，与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0=3m/s.A、B相遇时，A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2.求（1）B与木板相对静止时，木板的速度；（2）A、B开始运动时，两者之间的距离.【答案】（1）（2）

2、【解析】（1）滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动.设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别是aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1.在物块B与木板达到共同速度前有①②③由牛顿第二定律得④⑤⑥设在t1时刻，B与木板达到共同速度，设大小为v1.由运动学公式有-31-⑦⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得⑨对A有⑬在t2时间间隔内，B（以及木板）相对地面移动的距离为⑭在（t1+t2）时间间隔内，A相对地面移动的距离为⑮A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同.因此A和B开始运动时

3、，两者之间的距离为⑯联立以上各式，并代入数据得⑰（也可用如图的速度–时间图线求解）【名师点睛】本题主要考查多过程问题，要特别注意运动过程中摩擦力的变化情况，A、B相对木板静止的运动时间不相等，应分阶段分析，前一阶段的末状态即后一阶段的初状态.2、（2016·四川卷）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为的斜面.一辆长12-31-m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的低端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了

4、4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止.已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍.货物与货车分别视为小滑块和平板，取.求：（1）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；（2）制动坡床的长度.【答案】（1）a1=5m/s沿制动坡床向下（2）【解析】（1）设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数μ=0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则①②联立①②并代入数据得a1=5m/s③a1的方向沿制动坡床向下.（2

5、）设货车的质量为M，车尾位于制动坡床底端时的车速为v=23m/s.货车在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0=38m的过程中，用时为t，货物相对制动坡床的运动距离为s1，在车厢内滑动的距离s=4m，货车的加速度大小为a2，货车相对制动坡床的运动距离为s2.货车受到制动坡床的阻力大小为F，F是货车和货物总重的k倍，k=0.44，货车长度l0=12m，制动坡床的长度为l，则④⑤⑥⑦⑧-31-⑨联立①②③–⑨并代入数据得⑩.【名师点睛】此题依据高速公路的避嫌车道，考查了牛顿第二定律的综合应用；涉及到两个研究对象的多个研究过程；关键是弄清物理

6、过程，分析货物和车的受力情况求解加速度，然后选择合适的物理过程研究解答；此题属于中等题目.3、（2015·新课标全国Ⅰ卷）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4.5m，如图（a）所示.时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至时木板与墙壁碰撞（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时间内小物块的图线如图（b）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及小物

7、块与木板间的动摩擦因数；（2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距离.【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）根据图象可以判定碰撞前木块与木板共同速度为碰撞后木板速度水平向左，大小也是木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速运动，根据牛顿第二定律有解得木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间，位移，末速度-31-其逆运动则为匀加速直线运动可得代入可得木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即可得木块继续减速，加速度仍为假设又经历二者速度相等，则有解得此过程，木板位移末速度滑块位移此后木块和木板一起匀减速.二者的相对位移最大为滑块始终没有离

8、开木板，所以木板最小的长度为（3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度位移-31-所以木板右端离墙壁最远的距离为.4、（2015·新课标全国Ⅱ卷）下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害.