高考一輪復(fù)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用-資料下載頁
2025-04-17 13:10本頁面
【正文】 水平拉力時(shí)，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1＝f1，f1＝μFN1，F(xiàn)N1＝G，解得μ＝。對(duì)物體施加斜向上的拉力后，設(shè)加速度為a1，由牛頓第二定律可得F2cosθ－f2＝ma1，f2＝μ(G－F2sinθ)，a1＝ m/s2(方向與運(yùn)動(dòng)方向相同)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)定律可得v2＝2a1x，v＝ m/s，撤去拉力后，物體的加速度大小為a2，由牛頓第二定律有f1＝ma2，a2 ＝1 m/s2(方向與運(yùn)動(dòng)方向相反)。由t＝，可得物體停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝ s3 s，所以3 s后物體的速度大小為0。二、真題與模擬23．[2015全國(guó)卷Ⅰ]一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊；在木板右方有一墻壁， m，如圖(a)所示。t＝0時(shí)刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至t＝1 s時(shí)木板與墻壁碰撞(碰撞時(shí)間極短)。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動(dòng)過程中小物塊始終未離開木板。已知碰撞后1 s時(shí)間內(nèi)小物塊的v173。t圖線如圖(b)所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求：(1)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2；(2)木板的最小長(zhǎng)度；(3)木板右端離墻壁的最終距離。答案 (1)μ1＝ μ2＝ (2) m (3) m解析 (1)規(guī)定向右為正方向。木板與墻壁相碰前，小物塊和木板一起向右做勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1，小物塊和木板的質(zhì)量分別為m和M。由牛頓第二定律有－μ1(m＋M)g＝(m＋M)a1①由題圖(b)可知，木板與墻壁碰前瞬間的速度v1＝4 m/s，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v1＝v0＋a1t1②s0＝v0t1＋a1t③式中，t1＝1 s，s0＝ m是木板碰前的位移，v0是小物塊和木板開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。聯(lián)立①②③式和題給條件得μ1＝④在木板與墻壁碰撞后，木板以－v1的初速度向左做勻變速運(yùn)動(dòng)，小物塊以v1的初速度向右做勻變速運(yùn)動(dòng)。設(shè)小物塊的加速度為a2，由牛頓第二定律有－μ2mg＝ma2⑤由題圖(b)可得a2＝⑥式中，t2＝2 s, v2＝0，聯(lián)立⑤⑥式和題給條件得μ2＝。⑦(2)設(shè)碰撞后木板的加速度為a3，經(jīng)過時(shí)間Δt，木板和小物塊剛好具有共同速度v3。取向右為正方向，則a3為正，a2為負(fù)，由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得μ2mg＋μ1(M＋m)g＝Ma3⑧v3＝－v1＋a3Δt⑨v3＝v1＋a2Δt⑩碰撞后至木板和小物塊剛好達(dá)到共同速度的過程中，木板運(yùn)動(dòng)的位移為s1＝Δt?小物塊運(yùn)動(dòng)的位移為s2＝Δt?小物塊相對(duì)木板的位移為Δs＝s2－s1?聯(lián)立⑥⑧⑨⑩???式，并代入數(shù)值得Δs＝ m?因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中小物塊沒有脫離木板， m。(3)在小物塊和木板具有共同速度后，兩者向左做勻變速運(yùn)動(dòng)直至停止，設(shè)加速度為a4，此過程中小物塊和木板運(yùn)動(dòng)的位移為s3，由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得μ1(m＋M)g＝(m＋M)a4?0－v＝2a4s3?碰后木板運(yùn)動(dòng)的位移為s＝s1＋s3?聯(lián)立⑥⑧⑨⑩????式，并代入數(shù)值得s＝－ m? m。24．[2016山東青島統(tǒng)一質(zhì)檢]如圖甲所示，有一傾角為30176。的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一質(zhì)量為M的木板，開始時(shí)質(zhì)量為m＝1 kg的滑塊在水平向左的力F作用下靜止在斜面上，今將水平力F變?yōu)樗较蛴?，?dāng)滑塊滑到木板上時(shí)撤去力F，木塊滑上木板的過程不考慮能量損失。此后滑塊和木板在水平上運(yùn)動(dòng)的v173。t圖象如圖乙所示，g＝10 m/s2。求：(1)水平作用力F的大小；(2)滑塊開始下滑時(shí)的高度；(3)木板的質(zhì)量。答案 (1) N (2) m (3) kg解析 (1)對(duì)滑塊受力分析可得mgsinθ＝Fcosθ，代入數(shù)據(jù)可得F＝ N。(2)由題意可知，滑塊滑到木板上的初速度為10 m/s，當(dāng)F變?yōu)樗较蛴抑?，由牛頓第二定律可得mgsinθ＋ Fcosθ＝ma，解得a＝10 m/s2，下滑的位移x＝，解得x＝5 m，故下滑的高度，h＝xsin30176。＝ m。(3)由圖象可知，二者先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)達(dá)到共速后一起做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，滑塊與木板間的摩擦因數(shù)為μ2，由圖象得，二者共同減速時(shí)的加速度大小a1＝1 m/s2，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，木板的加速度a2＝1 m/s2，滑塊減速的加速度大小a3＝4 m/s2，對(duì)整體受力分析可得a1＝＝μ1g，可得μ1＝。在0～2 s內(nèi)分別對(duì)m和M受力分析可得對(duì)M：＝a2，對(duì)m：＝a3，代入數(shù)據(jù)解得M＝ kg。 完美WORD格式編輯
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