高考物理试卷分类汇编物理牛顿运动定律的应用(及答案)含解析.docx

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1、高考物理试卷分类汇编物理牛顿运动定律的应用(及答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m＝1kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10m/s2，sin37＝0°.6，cos37＝°0.8：求：（1）物体与传送带间的动摩擦因数；（2）0～8s内物体机械能的增加量；（3）物体与传送带摩擦产生的热量Q。【答案】(1)μ＝0.875.(2)E＝90J（3）Q＝126J【解析】【详解】(1)由图象可以知道,传送带沿斜向上运动,物体放到传送带上的初速度方向是沿斜面

2、向下的,且加速大小为的匀减速直线运动,对其受力分析,由牛顿第二定律得:可解得：μ＝0.875.（2）根据v-t图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移,可得0～8s内物体的位移0～8ss内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量之和,为(3)0～8s内只有前6s发生相对滑动.0～6s内传送带运动距离为:0～6s内物体位移为:则0～6s内物体相对于皮带的位移为0～8s内物体与传送带因为摩擦产生的热量等于摩擦力乘以二者间的相对位移大小,代入数据得：Q＝126J故本题答案是：(1)μ＝0.875.(2)E＝90J（3）Q＝126J【点睛】对物体受力分析并结合图像的斜率求得加

3、速度，在v-t图像中图像包围的面积代表物体运动做过的位移。2．如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=6.0kg的物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以u=2.0m/s匀速运动。传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑1圆弧轨道。质量m=2.0kg的物块B从1圆弧的最高处由静止释放。已知物块B与传送带44之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带两轴之间的距离l=4.5m。设第一次碰撞前，物块A静止

4、，物块B与A发生碰撞后被弹回，物块A、B的速度大小均等于B的碰撞前的速度的一半。取g=10m/s2。求：(1)物块B滑到1圆弧的最低点C时对轨道的压力；4(2)物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；(3)如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。【答案】（1）60N，竖直向下（2）12J（3）8s【解析】【详解】(1)设物块B沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v0，由机械能守恒定律得：12mgRmv0代入数据解得：v0=5m/s在圆弧最低点C，由牛顿第二定律

5、得：2Fmgmv0R代入数据解得：F=60N由牛顿第三定律可知，物块B对轨道的压力大小：F′=F=60N，方向：竖直向下；(2)在传送带上，对物块B，由牛顿第二定律得：μmg=ma设物块B通过传送带后运动速度大小为v，有v2v022al代入数据解得：v=4m/s由于v＞u=2m/s，所以v=4m/s即为物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小，设物块B第一次碰撞后的速度分别为v2、v1，两物块碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：A、mv=mv1+Mv2由机械能守恒定律得：1mv21mv121Mv22222解得：v2m,v22mv12ss物块A的速度为零时弹簧压缩量最大，

6、弹簧弹性势能最大，由能量守恒定律得：Ep1mv2212J2(3)碰撞后物块B沿水平台面向右匀速运动，设物块B在传送带上向右运动的最大位移为l，′由动能定理得mgl01mv122解得：l=2m′＜4.5m所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上，当物块B在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动，可以判断，物块B运动到左边台面时的速度大小为v′=2m/s，继而与物块A发生第二次碰撞。设第1次碰撞到第2次碰撞之间，物块B在传送1带运动的时间为t1。由动量定理得：mgt12mv1'解得：t12v1'4sg设物块A、B第一次碰撞后的速度分别为v4、v3，取向左为正方向，由动量守恒

7、定律和能量守恒定律得：mv1'mv3Mv41mv1'21mv321Mv42222代入数据解得：v31ms当物块B在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动，可以判断，物块B运动到左边台面时的速度大小为v3=1m/s，继而与物块A发生第2次碰撞，则第2次′碰撞到第3次碰撞之间，物块B在传送带运动的时间为t2．由动量定理得：mgt22mv3解得：t22v3'2sg同上算可知：物B与物A第三次碰撞、第四次碰撞⋯，第n次碰撞后