高考物理牛顿运动定律的应用的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)及解析.docx

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1、高考物理牛顿运动定律的应用的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．一轻弹簧的一端固定在倾角为θm的小物块的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为a相连，如图所示．质量为3m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为5x，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动．经过一段0时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g．求：(1)弹簧的劲度系数；(2)物块b加速度的大小；(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式．8mgsi

2、n22（2）gsin（3）F8mgsin4mgsin【答案】（1）5x052525x0【解析】【详解】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：3kx0=（m+m）gsinθ58mgsin解得：k=5x0（2）由题意可知，b经两段相等的时间位移为x0；x11由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：x04说明当形变量为x1x0x03x0时二者分离；44对m分析，因分离时ab间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx1-mgsinθ=ma联立解得：a=1gsin52（3）设时间为t，则经时间t时，ab前进的位移x=1at2=gsint210则形

3、变量变为：△x=x0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k△x-（m+3m）gsinθ=（m+3m）a5584mg2sin2t2解得：F=mgsinθ+25x025因分离时位移x=x0由x=x0=1at2解得：t5x04422gsin故应保证0≤t＜5x0，F表达式才能成立．2gsin点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．2．如图所示，质量为M=10kg的小车停放在光滑水平面上．在小车右端施加一个F=10N的水平恒力．当小车向右运动的速度达到2.8m/s时，在其右

4、端轻轻放上一质量m=2.0kg的小黑煤块（小黑煤块视为质点且初速度为零），煤块与小车间动摩擦因数μ＝0.20．假定小车足够长．（1）求经过多长时间煤块与小车保持相对静止（2）求3s内煤块前进的位移（3）煤块最终在小车上留下的痕迹长度【答案】(1)2s(2)8.4m(3)2.8m【解析】【分析】分别对滑块和平板车进行受力分析，根据牛顿第二定律求出各自加速度，物块在小车上停止相对滑动时，速度相同，根据运动学基本公式即可以求出时间．通过运动学公式求出位移．【详解】(1)根据牛顿第二定律，刚开始运动时对小黑煤块有：FNma1FN-mg=0代入数据解得：a1=2m/s2刚开始运动时对小车有：F

5、FNMa2解得：a2=0.6m/s2经过时间t，小黑煤块和车的速度相等，小黑煤块的速度为：v1=a1t车的速度为：v2=v+a2t解得：t=2s；(2)在2s内小黑煤块前进的位移为：x11a1t24m22s时的速度为：v1a1t122m/s4m/s此后加速运动的加速度为：aF5m/s23Mm6然后和小车共同运动t2=1s时间，此1s时间内位移为：x2v1t21a3t224.4m2所以煤块的总位移为：x1x28.4m(3)在2s内小黑煤块前进的位移为：x11a1t24m2小车前进的位移为：xv1t1a1t26.8m2两者的相对位移为：xxx12.8m即煤块最终在小车上留下的痕迹长度2.8

6、m．【点睛】该题是相对运动的典型例题，要认真分析两个物体的受力情况，正确判断两物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解．3．如图，质量分别为mA=2kg、mB=4kg的A、B小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H=25m处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g=10m/s2，不计细绳与滑轮间的摩擦，求：,(1)A、B两球开始运动时的加速度．(2)A、B两球落地时的动能．(3)A、B两球损失的机械能总量．【答案】（1）aA5m/s2aB7.5m/s2（2）EkB850J（3）250J

7、【解析】【详解】(1)由于是轻绳,所以A、B两球对细绳的摩擦力必须等大，又A得质量小于B的质量，所以两球由静止释放后A与细绳间为滑动摩擦力，B与细绳间为静摩擦力，经过受力分析可得：对A：mAgfAmAaA对B：mBgfBmBaBfAfBfA0.5mAg联立以上方程得：aA5m/s2aB7.5m/s2(2)设A球经ts与细绳分离，此时，A、B下降的高度分别为h、h，速度分别为V、V，ABAB因为它们都做匀变速直线运动则有：hA1aAt2hB1aB