高考物理牛顿运动定律的应用常见题型及答题技巧及练习题(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常见题型及答题技巧及练习题(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．t0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t1s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vt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

2、1及小物块与木板间的动摩擦因数2；（2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距离．【答案】（1）10.120.4（2）6m（3）6.5m【解析】（1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v4m/s碰撞后木板速度水平向左，大小也是v4m/s4m/s0m/s木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有2g1s解得20.4木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间t1s，位移x4.5m，末速度v4m/s其逆运动则为匀加速直线运动可得xvt1at22带入可得a1m/s2木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即1ga可得10.1

3、（2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有1(Mm)g2mgMa1可得a14m/s23对滑块，则有加速度a24m/s2滑块速度先减小到0，此时碰后时间为t11s此时，木板向左的位移为12108x1vt12a1t13m末速度v13m/s滑块向右位移x24m/s0t12m2此后，木块开始向左加速，加速度仍为a24m/s2木块继续减速，加速度仍为a14m/s23假设又经历t2二者速度相等，则有a2t2v1a1t2解得t20.5s此过程，木板位移x3v1t21a1t227m末速度v3v1a1t22m/s26滑块位移x41a2t221m22

4、此后木块和木板一起匀减速．二者的相对位移最大为xx1x3x2x46m滑块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6m（3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度a1g1m/s2v232m位移x52a所以木板右端离墙壁最远的距离为x1x3x56.5m【考点定位】牛顿运动定律【名师点睛】分阶段分析，环环相扣，前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态，认真沉着，不急不躁2．如图甲所示,质量为m1kg的物体置于倾角为37的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t10.5s时撤去拉力,物体速度与时间v-t的部分图象如图乙所示

5、。(g10m/s2,sin370.6,cos370.8)问：（1）物体与斜面间的动摩擦因数为多少？（2）拉力F的大小为多少？【答案】(1)0.5(2)30N【解析】【详解】（1）由速度时间图象得：物体向上匀减速时加速度大小：a110-5m/s210m/s20.5根据牛顿第二定律得：mgsinmgcosma1代入数据解得：0.5（2）由速度时间图象得：物体向上匀加速时：a2v20m/s2t根据牛顿第二定律得：Fmgsinmgcosma2代入数据解得：F30N3．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

6、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

7、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：FFNMa2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：a3F5m/s2Mm6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

8、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2.8m．【点睛】该题是相对运动的典型例题，要