高考物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析.docx

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1、高考物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．质量为m=0.5kg、长L=1m的平板车B静止在光滑水平面上，某时刻质量M=lkg的物体A（视为质点）以v0=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力．已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2．试求：（1）如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件；（2）若F=5N，物体A在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离．【答案】(1)1NF3N(2

2、)x0.5m【解析】【分析】物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度，结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值．另一种临界情况是A、B速度相同后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出拉力的最大值，从而得出拉力F的大小范围．【详解】(1)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度v1，则：v02-v12v12＋L2aA2aB又：v0-v1=v1aAaB解得：aB=6m/s2再代入F＋μMg=maB得：F=1N若F<1N，则A滑到B的右端时，速度仍大于B的速度

3、，于是将从B上滑落，所以F必须大于等于1N当F较大时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，之后，A必须相对B静止，才不会从B的左端滑落，则由牛顿第二定律得：对整体：F=(m＋M)a对物体A：μMg=Ma解得：F=3N若F大于3N，A就会相对B向左滑下综上所述，力F应满足的条件是1N≤F≤3N(2)物体A滑上平板车B以后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：μMg=MaA解得：aA=μg=2m/s2平板车B做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F＋μMg=maB解得：aB=14m/s2两者速度相同时物体相对

4、小车滑行最远，有：v0－aAt=aBt解得：t=0.25s1215A滑行距离xA=v0t－aAt=m216B滑行距离：xB=1aBt2=7m216最大距离：Δx=xA－xB=0.5m【点睛】解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．2．如图所示，倾角α=30°L=1.0mM=0.5kg的薄木板，木板的足够长传送带上有一长，质量的最右端叠放质量为m=0.3kg的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F，同时让传送带逆时针转动，运行速度v=1.0m/s。已知木

5、板与物块间动摩擦因数μ1=3，木板与传送2带间的动摩擦因数μ2=3，取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。4(1)若在恒力F作用下，薄木板保持静止不动，通过计算判定小木块所处的状态；(2)若小木块和薄木板相对静止，一起沿传送带向上滑动，求所施恒力的最大值Fm；(3)若F=10N，木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内，木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q。【答案】（1）木块处于静止状态；（2）9.0N（3）1s12J【解析】【详解】（1）对小木块受力分析如图甲：木块重力沿斜面的分力：

6、mgsin1mg2斜面对木块的最大静摩擦力：fm1mgcos3mg4由于：fmmgsin所以，小木块处于静止状态；（2）设小木块恰好不相对木板滑动的加速度为a，小木块受力如图乙所示，则1mgcosmgsinma木板受力如图丙所示，则：FmMgsin2Mmgcos1mgcosMa9解得：FmMmg9.0N（3）因为F=10N>9N，所以两者发生相对滑动2对小木块有：a1gcosgsin2.5m/sFMgsin2Mmgcos1mgcosMa解得a4.5m/s2由几何关系有：L1at21at222解得t1s全过程

7、中产生的热量有两处，则QQ1Q21mgLcos2Mmgvt1a3t2cos2解得：Q12J。3．如图所示，长木板B质量为m2＝1．0kg，静止在粗糙的水平地面上，长木板左侧区域光滑．质量为m3＝1．0kg、可视为质点的物块C放在长木板的最右端．质量m1＝0．5kg的物块A，以速度v0＝9m／s与长木板发生正碰（时间极短），之后B、C发生相对运动．已知物块C与长木板间的动摩擦因数μ1＝0．1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2＝0．2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程物块C始终在长木板上，g取10m／s2．

8、（1）若A、B相撞后粘在一起，求碰撞过程损失的机械能．（2）若A、B发生弹性碰撞，求整个过程物块C相对长木板的位移．【答案】（1）13.5J（2）2.67m【解析】（1）若A、B相撞后粘在一起，由动量守恒定律得m1v0(m1m2)v由能量守恒定律得解得损失的机械能E1m1v021(m1m2)v222mmv2E12013.5J2(m1m2)（2）A、B发生完全弹性碰撞，由动量守恒定律得m1v0m1v1m2v2由机