高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析.docx

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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