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03叠加体问题含解析

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1、专题03叠加体问题1.(16分)(2017湖南怀化期小)如图所示，质量肛8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平推力F二8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车而端轻轻地放上一个人小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数“二0・2,(取g=10m/s2),求：(1)小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度人小各为多人？(2)要使物块不从小车上滑落.小车的长度L至少是多少？(3)从小物块放上小车开始，经过1=1.5s系统产生的热量Q及力F所做的功W?【名师解析】.(1&分)(1)对遗*脐分别由牛顿第二定律：1分耳《=您=210/”1分F-pmg=MaM=

2、0.5m/s2(2)设刃和财经过时间斤速度相等，冃•都为F：V得：ti=isv=2m/sxM=1.75mL=0.75m（3）由功能关系:Q=jUmgLQ=3J设財和/〃相对静止时，两者的共同加速度为a:F=（M+m）671分设在Af=f—人=0.5s时I可内，附的位移为兀财：.19xM=vAr+—t/Ar1分尸在t=l.5s内的功：W=F（%+%）1分（另解：v=v+d&）（另解:w=-（加+M）产—丄M请+Q）22W=22.8J1分1.（12分）质量」件3kg的滑板力置于粗糙的水平地而上，力与地而间的动摩擦因数厂=0.3,其上表而右侧光滑段长度厶=2m,左侧粗糙段长度为厶，质量/7/=2k

3、g.可视为质点的滑块〃静止在滑板上的右端，滑块与粗糙段间的动摩擦因数心=0.15,取^=10m/s2,现用尸=18N的水平恒力拉动昇向右运动，当昇、〃分离时，〃相对地面的速度血=1m/s,求厶2的值.【名师解析】:木题考杏了动能定理、牛顿运动定律、匀变速肓线运动规律等.在水平恒力尸的作用下，开始时/做匀加速运动，〃静止不动，当力运动位移为厶时〃进入粗糙段，设此时力的速度为则对力，山动能定理得:型1—P1（;1/+/2?）gL・1〈c・jy解得va=2m/s〃进入粗糙段示，设S加速度为如〃加速度为跖由牛顿第二定律得:对A,F—u1（』/+〃》g—n2"ig=瓯乂寸B,p2mg=map解得&4

4、=0,创=1.5m/s2即/以内=2m/s的速度做匀速肓线运动宜至/、〃分离，设〃在粗糙段滑行的时间为t,则：X'J弭，Sa=VAt对B,vB=ant又：s』一s〃=Li联立解得02=1m答案：1m1.(2010•海南)题3-6图1中，质量为/〃的物块叠放在质量为2/〃的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为〃=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力尸，在0〜3s内尸的变化如题3-4图2所示，图中尸以〃矽为单位，重力加速度g=10m/s2.整个系统开始时静止.mf2m►040题3-6^111523f/s题齐6图2(1)求Is、1.5s、2s、3s末木板的速

5、度以及2s、3s末物块的速度；(2)在同一处标系中画出0〜3s内木板和物块的卩一广图象，据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。【名师解析】(1)设木板和物块的加速度分别为日和日‘，在t时刻木板和物块的速度分别为旳和吋，木板和物块之间摩擦力的人小为f,依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得f=maf二umg,当

6、内物块相对于木板的距离等于木板和物块y—Z图线下的面积Z差，即图小带阴影的四边形面积，该四边形山两个三角形组成，上而的三角形而积为0.25(m),下而的三角形而积为2(m),因此△s二2.25oj7/(nrs'*)题3-6gJ3^/s1.(2008•四川延考区理综)如题3-10图，--质量为〃Flkg的木板静止在光滑水平地而时。开始吋，木板右端与墙相距厶二0.08m；质量为〃尸lkg的小物块以初速度旳二2m/s滑上木板左端。木板长度对保证物块在运动过程中不与墙接触。物块与木板Z间的动摩擦因数为〃二0.1,木板与墙的碰撞是完全弹性的。取g=10m/s从物块滑上木板到两者达到共同速度时，木板与墙

7、壁碰掾的次数及所川的时间;达到共同速度时木板右端与墙之间的距离。【名师解析】(1)物块滑上木板后，在摩擦力作用下，木板从静止开始做匀加速运动。设木板加速度为a,经历时间T后与墙第一次碰撞，碰撞时的速度为旳，则,求：题3-10團umg=ma①L=-at②2V=at③联立上述三式解得徉0.4s,ri=0.4m/s④在物块与木板两者达到共同速度前，在每两次碰揷Z间，木板受到物块对它的摩擦力作用而做加速度恒定的运动