物理牛顿运动定律的应用易错剖析及解析.docx

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1、【物理】物理牛顿运动定律的应用易错剖析及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图，质量为m=lkg的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37的°光滑斜面上，离斜面末端B的高度h=0.2m，滑块经过B位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v0=3m/s，长为L=1m．今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同．g取l0m/s2.求：(1)水平作用力F的大小；（已知sin37=0°.6cos37=0°.8）(2)滑块滑到B点的速度v和传送带的动摩擦因数μ；(3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量．【答案】（1）7.5N（2）0.25（3）0.5

2、J【解析】【分析】【详解】(1)滑块受到水平推力F.重力mg和支持力FN而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mgtanθ，代入数据得：F=7.5N.(2)设滑块从高为h处下滑，到达斜面底端速度为v，下滑过程机械能守恒，故有：mgh=1mv22解得v=2gh=2m/s；滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有：μmgL=1mv021mv222代入数据得：μ=0.25(3)设滑块在传送带上运动的时间为t，则t时间内传送带的位移为：x=v0t对物体有：v0=v-atma=μmg滑块相对传送带滑动的位移为：△x=L-x相

3、对滑动产生的热量为：Q=μmg△x代值解得：Q=0.5J【点睛】对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移．2．一个弹簧测力计放在水平地面上，Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P为一重物，已知P的质量M10.5kg，Q的质量m1.5kg，弹簧的质量不计，劲度系数k800N/m，系统处于静止.如图所示，现给P施加一个方向竖直向上的力F，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前0.2s内，F为变力，0.2s以

4、后，F为恒力.求力F的最大值与最小值.(取g10m/s2)【答案】Fmax168NFmin72N【解析】试题分析：由于重物向上做匀加速直线运动，故合外力不变，弹力减小，拉力增大，所以一开始有最小拉力，最后物体离开秤盘时有最大拉力静止时由(Mm)gkX物体离开秤盘时x1at22k(Xx)mgmaFmaxMgMa以上各式代如数据联立解得Fmax168N该开始向上拉时有最小拉力则FminkX(Mm)g(Mm)a解得Fmin72N考点：牛顿第二定律的应用点评：难题．本题难点在于确定最大拉力和最小拉力的位置以及在最大拉力位置时如何列出牛顿第二定律的方程，此时的弹簧的压缩量也是一个难点．3．如图所示

5、，质量为m=5kg的长木板B放在水平地面上，在木板的最右端放一质量也为m=5kg的物块A（可视为质点）．木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.3，物块与木板间的动摩擦因数μ2.=0.2，现用一水平力F=60N作用在木板上，使木板由静止开始匀加速运动，2求：（1）拉力撤去时，木板的速度vB；（2）要使物块不从木板上掉下，木板的长度L至少为多大；（3）在满足（2）的条件下，物块最终将停在右端多远处．【答案】(1)VB=4m/s；(2)L=1.2m；(3)d=0.48m【解析】【分析】对整体运用牛顿第二定律，求出加速度，判断物块与木板是否相对滑动，对物块和系统分别运用动量定理求出拉力撤去时，长木板

6、的速度；从撤去拉力到达到共同速度过程，对物块和长木板分别运用动量定理求出撤去拉力后到达到共同速度的时间t1，分别求出撤去拉力前后物块相对木板的位移，从而求出木板的长度对木板和物块，根据动能定理求出物块和木板的相对位移，再由几何关系求出最终停止的位置．(1)若相对滑动，对木板有：F2mg12mgmaB，得：aB4m/s2对木块有2mgmaA，aA2m/s2所以木块相对木板滑动撤去拉力时，木板的速度vBaBt4m/s，vAaAt2m/s(2)撤去F后，经时间t2达到共同速度v；由动量定理2mgt2mvmvB22mgt21mgt2mvmvB，可得t20.2s，v=2.4m/s在撤掉F之前，二者

7、的相对位移x1vBt1vAt122撤去F之后，二者的相对位移x2vBvvAv2t2t22木板长度Lx1x21.2m(3)获得共同速度后，对木块，有2mgxA01mv2，2对木板有2mg21mgxB01mv22二者的相对位移x3xAxB木块最终离木板右端的距离dx1x2x30.48m【点睛】本题综合性很强，涉及到物理学中重要考点，如牛顿第二定律、动能定理、动量定理、运动学公式，关键是明确木板和木块的运动规律和受力特点．4．滑雪运动中当