最新高考物理试卷物理牛顿运动定律的应用题分类汇编

最新高考物理试卷物理牛顿运动定律的应用题分类汇编

一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用

1．如图，有一质量为M=2kg的平板车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块A和B（均可视为质点），由车上P处开始，A以初速度=2m/s向左运动，同时B以=4m/s向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车，两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取

，求：

（1）开始时B离小车右端的距离；

（2）从A、B开始运动计时，经t=6s小车离原位置的距离。 【答案】（1）B离右端距离

（2）小车在6s内向右走的总距离：

【解析】(1)设最后达到共同速度v，整个系统动量守恒，能量守恒

解得：

，

A离左端距离，运动到左端历时，在A运动至左端前，木板静止

，

解得B离右端距离

(2)从开始到达共速历时，解得

，

，

，

小车在前静止，在至之间以a向右加速：小车向右走位移

接下来三个物体组成的系统以v共同匀速运动了小车在6s内向右走的总距离：

【点睛】本题主要考查了运动学基本公式、动量守恒定律、牛顿第二定律、功能关系的直接应用，关键是正确分析物体的受力情况，从而判断物体的运动情况，过程较为复杂.

2．如图所示，倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m，质量M=0.5kg的薄木板，木板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。已知木板与物块间动摩擦因数μ1=带间的动摩擦因数μ2=3，木板与传送23，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）1s 12J 【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：mgsin??1mg 23mg 4斜面对木块的最大静摩擦力：fm??1mgcos??由于：fm?mgsin? 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

?1mgcos??mgsin??ma

木板受力如图丙所示，则：Fm?Mgsin???2?M?m?gcos???1mgcos??Ma 解得：Fm?9?M?m?g?9.0N 8

（3）因为F=10N>9N，所以两者发生相对滑动

2对小木块有：a??1gcos??gsin??2.5m/s

对长木棒受力如图丙所示

F?Mgsin???2?M?m?gcos???1mgcos??Ma?

解得a??4.5m/s2 由几何关系有：L?解得t?1s

全过程中产生的热量有两处，则

1212a?t?at 221??Q?Q1?Q2??1mgLcos???2?M?m?g?vt?a3t2?cos?

2??解得：Q?12J。

3．如图甲所示，长为L=4.5 m的木板M放在水平地而上，质量为m=l kg的小物块（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止．现用一水平向左的力F作用在木板M上，通过传感器测m、M两物体的加速度与外力F的变化关系如图乙所示．已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g= 10m／s2．求：

（1）m、M之间的动摩擦因数；

（2）M的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数；

（3）若开始时对M施加水平向左的恒力F=29 N，且给m一水平向右的初速度vo=4 m／s，求t=2 s时m到M右端的距离． 【答案】（1）0.4（2）4kg，0.1（3）8.125m 【解析】 【分析】 【详解】

（1）由乙图知，m、M一起运动的最大外力Fm=25N， 当F>25N时，m与M相对滑动，对m由牛顿第二定律有：

?1mg?ma1

由乙图知

a1?4m/s2

解得

?1?0.4

（2）对M由牛顿第二定律有

F??1mg??2(M?m)g?Ma2

即

a2?乙图知

F??1mg??2(M?m)g??1mg??2(M?m)gF??

MMM11? M4??1mg??2(M?m)g9??

M4解得

M = 4 kg μ2=0. 1

（3）给m一水平向右的初速度v0?4m/s时，m运动的加速度大小为a1 = 4 m/s2,方向水平向左，

设m运动t1时间速度减为零，则

t1?位移

v0?1s a1