2017高考物理模拟题精选训练牛顿运动定律的综合应用专题06与牛顿运动定律相关的临.

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1、专题6与牛顿运动定律相关的临界极值问题1.(2016年东北三省四市教研联合体高考模拟试卷(三)理科综合)(20分)如图甲所示，质量为胪0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为沪lkg的物块以初速度r0=4in/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为〃二0.2,在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力凡当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到--F的关系如图乙所示，其中肋与横轴平行，且肋段的S纵坐标为1川。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度^10m/s2o(1)若恒力斥0,则物块

2、会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少？图屮图乙1_F+31—=【参考答案】(1)r=-s；(2)s43【名师解析】(1)以初速度％为正方向，物块的加速度大小：匕”=“g=2m/s?木板的加速度大小：-=4m/s2M由图乙知，板长力二5滑块相对木板的路程：L=22联立解得：t=-sr=ls3当匸Is时，滑块的速度为2ni/s,木板的速度为4m/s,而当物块从木板右端滑离时，滑块的速度不可能小于木板的速度，r=ls应舍弃，故所求时间为t=-s.3(2)①当F较小时，物块将从木板右端滑下，当尸增大到某一值时物块恰好到达木板的右端,且两者具有共同速度r,历时"

3、,贝IJ：门F+/W%=^r~212121联立解得:1F+37"4rh图乙知,相对路程：sWlm代入解得:FM1N②当尸继续増大时，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位蚤具有共同速度；当两者共速后能保持相对静止（静摩揀力作用）一起以相同加速度3做匀加速运动，贝牡Fa=Af4-tmf=ma由于静摩揀力存在最大值，所以：f

4、系一个质量为刃的小球，轻绳/C长度为剧,轻绳比长度为人两条轻绳能够承受的最大拉力均为2驱。A—b}c（1）轻绳％刚好被拉直时，车的加速度是多大？（要求画出受力图）（2）在不拉断轻绳的前捉下，求车向左运动的最大加速度是多大。（要求画出受力图）【名师解析】（1）轻绳％刚好被拉直时，小球受力如图甲所示。因为AB=BC=b,AC=^2b,故轻绳肚与轻绳力〃垂直，cos〃=乎，〃=45°。由牛顿第二定律，得〃Z驻an〃=刃日。可得a=go⑵小车向左的加速度増大，AB、庞绳方向不变，所以M轻绳拉力不变，庞轻绳拉力变大，図轻绳拉力最大时，小车向左的加速度最九小球受力如图乙所示。乙

5、由牛顿第二走律，得7^4-iir^tan9=皿。因这时£=2酩，所以最犬加速度为吐=3g。1.如图所示，一质量/〃=0.4kg的小物块，以r0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力厂作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由外点运动到〃点，A.〃之间的距离Z=10m.已知斜面倾角0=30°,物块与斜面Z间的动摩擦因数重力加速度g取10m/s2o⑴求物块加速度的大小及到达〃点时速度的大小。(2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少?【名师解析】(1)设物块加速度的大小为6到达E点时速度的大小为V,由运动学公式得£=玩方+*3#①环

6、+ai@联立①②式，代入数据得尸3m/E③戶8ITl/s④(2)设物块所受支持力为尺，所受摩擦力为尺，拉力与斜面间的夹角为受力分析如图所示，由牛顿第二定律得/*cosci—mgsiw0—F：=nu危/*sina+尺一昭cos=0(6)又Ft=PR⑦联立⑤⑥⑦式得〃+“cos8)+ma^⑧_吨(sincosa+“sina由数学知识得cosa+^sina=^^sin(60°+a)⑨市⑧⑨式可知对应最小尸的夹角0=30。⑩联立③⑧⑩式，代入数据得尸的最小值为Anin10答案(1)3m/s?8m/s(2)30°"屮1.如图所示，一直立的轻杆长为力，在其上、下端各紧套一个质量

7、分别为刃和2/〃的圆环状弹性物块久B.A.〃与轻杆间的最大静摩擦力分别是Flmg、F尸2mg,且滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。杆下方存在这样一个区域：当物块弭进入该区域时受到一个竖直向上的恒力尸作用，而〃在该区域运动时不受其作用，pq、咖是该区域上下水平边界，高度差为力a>2力)。现让杆的下端从距离上边界図高力处由静止释放，重力加速度为小M—N(1)为使久〃间无相对运动，求尸应满足的条件。⑵若F=3略求物块力到达下边界沏V时/、〃间的距离。【名师解析】(1)设4丧与杆不发生相对滑动时的共同加速度为巧启与杆的静摩換力为F如则对小B和杆整体，有：3昭一F=3xi