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时间:2020-12-20
《高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析.docx》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.传送带与平板紧靠在一起,且上表面在同一水平面内,两者长度分别为L1=2.5m、L2=2m.传送带始终保持以速度v匀速运动.现将一滑块(可视为质点)轻放到传送带的左端,然后平稳地滑上平板.已知:滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,滑块与平板、平板与支持面的动摩擦因数分别为μ、μ=20.1,滑块、平板的质量均为m=21=0.3kg,g取10m/s2.求:(1)若滑块恰好不从平板上掉下,求滑块刚滑上平板时的速度大小;(2)若v=6m/s,求滑块离开平板时的速度大小.【答案】(1)4m/s(2)3
2、.5m/s【解析】【详解】(1)滑块在平板上做匀减速运动,加速度大小:11mg=3m/s2a=mμ由于1mg>2μ2mg故平板做匀加速运动,加速度大小:a=1mg22mg=1m/s22m设滑块滑至平板右端用时为t,共同速度为v′,平板位移为x,对滑块:v′=v-a1t(1分)L2+x=vt-1a1t22对平板:v′=a2t122x=at2联立以上各式代入数据解得:t=1s,v=4m/s.(2)滑块在传送带上的加速度:a3=mg=5m/s2m若滑块在传送带上一直加速,则获得的速度为:v1=2a1L1=5m/s<6m/s即滑块滑上平板的速度为5m/s设滑块在平板上运动的时间为t′离开平板时
3、的速度为,v″,平板位移为x′则v″=v11-at′21112L+x′=vt′-at′212x′=a2t′2联立以上各式代入数据解得:t′11=s,t′2=2s(t2>t′,不合题意,舍去)2将t′=1s代入v″=v-a1t′得:v″=3.5m/s.22.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=3,木板与传送2带间的动摩擦因数μ3,取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
4、2=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)1s12J【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:mgsin1mg2斜面对木块的最大静摩擦力:fm1mgcos3mg4由于:fmmgsin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1mgc
5、osmgsinma木板受力如图丙所示,则:FmMgsin2Mmgcos1mgcosMa9解得:FmMmg9.0N(3)因为F=10N>9N,所以两者发生相对滑动2对小木块有:a1gcosgsin2.5m/sFMgsin2Mmgcos1mgcosMa解得a4.5m/s2由几何关系有:L1at21at222解得t1s全过程中产生的热量有两处,则QQ1Q21mgLcos2Mmgvt1a3t2cos2解得:Q12J。3.皮带传输装置示意图的一部分如下图所示,传送带与水平地面的夹角37,A、B两端相距12m,质量为M=1kg的物体以v0=14.0m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带,物体与
6、传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带顺时针运转动的速度v=4.0m/s(g取10m/s2),试求:(1)物体从A点到达B点所需的时间;(2)若物体能在传送带上留下痕迹,物体从A点到达B点的过程中在传送带上留下的划痕长度.【答案】(1)2s(2)5m【解析】【分析】(1)开始时物体的初速度大于传送带的速度,根据受力及牛顿第二定律求出物体的加速度,当物体与传送带共速时,求解时间和物体以及传送带的位移;物体与传送带共速后,物体向上做减速运动,根据牛顿第二定律求解加速度,几何运动公式求解到达B点的时间以及传送带的位移;(2)开始时物体相对传送带上滑,后来物体相对传送带下滑,结合位移关系求
7、解划痕长度.【详解】(1)物体刚滑上传送带时因速度v0=14.0m/s大于传送带的速度v=4m/s,则物体相对斜面向上运动,物体的加速度沿斜面向下,根据牛顿第二定律有:Mgsinθ+μMgcosθ=Ma1解得:a1=gsinθ+μgcosθ2=10m/s当物体与传送带共速时:v0-at1=v解得t1=1s此过程中物体的位移x1v0vt19m2传送带的位移:x2vt14m当物体与传送带共速后,由于μ=0.5
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