高考物理牛顿运动定律的应用真题汇编(含答案)含解析.docx

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1、高考物理牛顿运动定律的应用真题汇编(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．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μ=3，木板与传送12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。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

2、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

3、1mgcosmgsinma木板受力如图丙所示，则：FmMgsin2Mmgcos1mgcosMa解得：Fm99.0NMmg8（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。2．如图所示，有123三个质量均为m=1kg的物体，物体2与物体3通过不可伸长轻、、

4、绳连接，跨过光滑的定滑轮，设长板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H=5.75m，物体1与长板2之间的动摩擦因数μ=O.2.长板2在光滑的桌面上从静止开始释放，同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v=4m/s的初速度开始运动，运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下．(取g=10m/s2)求：(1)长板2开始运动时的加速度大小；(2)长板2的长度L0；(3)当物体3落地时，物体1在长板2的位置．【答案】（1）6m/s2（2）1m（3）1m【解析】【分析】【详解】设向右为正方向（1）物体1：-μmg=ma1

5、a1=–μg=-2m/s2物体2：T+μmg=ma2物体3：mg–T=ma3且a2=a3由以上两式可得：a2gg2=6m/s2（2）设经过时间t1二者速度相等v1=v+a1t=a2t代入数据解t1=0．5sv1=3m/sx1vv1t=1．75m2x2v1t=0．75m2所以木板2的长度L0=x1-x2=1m（3）此后，假设物体123相对静止一起加速T=2mamg—T=ma即mg=3ma得ag3对1分析：f静=ma=3．3N＞Ff=μmg=2N，故假设不成立，物体1和物体2相对滑动物体1：a3=μg=2

6、m/s2物体2：T—μmg=ma4物体3：mg–T=ma5且a4=a5得：a4gg=4m/s22整体下落高度h=H—x2=5m根据hv1t21a4t222解得t2=1s物体1的位移x3v1t21a3t22=4m2h-x3=1m物体1在长木板2的最左端【点睛】本题是牛顿第二定律和运动学公式结合，解题时要边计算边分析物理过程，抓住临界状态：速度相等是一个关键点．3．如图，质量分别为mA=2kg、mB=4kg的A、B小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H=25m处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间

7、的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g=10m/s2，不计细绳与滑轮间的摩擦，求：,(1)A、B两球开始运动时的加速度．(2)A、B两球落地时的动能．(3)A、B两球损失的机械能总量．【答案】（1）aA5m/s2aB7.5m/s2（2）EkB850J（3）250J【解析】【详解】(1)由于是轻绳,所以A、B两球对细绳的摩擦力必须等大，又A得质量小于B的质量，所以两球由静止释放后A与细绳间为滑动摩擦力，B与细绳间为静摩擦力，经过受力分析可得：

8、对A：mAgfAmAaA对B：mBgfBmBaBfAfBfA0.5mAg联立以上方程得：aA5m/s2aB7.5m/s2(2)设A球经ts与细绳分离，此时，A、B下降的高度分别为h、h，速度分别为V、V，ABAB因为它们都做匀变速直线运动则有：hA1aAt2hB1aBt2HhAhBVAaAtVBaBt22联立得：t2s，hA10m，v，x=v0t-at2hB15m，VA10m/s，VB15m/sA、B落地时的动能分别为EkA、EkB，由机械能守恒，则有：