物理牛顿运动定律的应用专项及解析.docx

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1、【物理】物理牛顿运动定律的应用专项及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．质量为m=0.5kg、长L=1m的平板车B静止在光滑水平面上，某时刻质量M=lkg的物体A（视为质点）以v0=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力．已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2．试求：（1）如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件；（2）若F=5N，物体A在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离．【答案】(1)1NF3N(2)

2、x0.5m【解析】【分析】物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度，结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值．另一种临界情况是A、B速度相同后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出拉力的最大值，从而得出拉力F的大小范围．【详解】(1)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度v1，则：v02-v12v12＋L2aA2aB又：v0-v1=v1aAaB解得：aB=6m/s2再代入F＋μMg=maB得：F=1N若F<1N，则A滑到B的右端时，速度仍大于B的速度

3、，于是将从B上滑落，所以F必须大于等于1N当F较大时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，之后，A必须相对B静止，才不会从B的左端滑落，则由牛顿第二定律得：对整体：F=(m＋M)a对物体A：μMg=Ma解得：F=3N若F大于3N，A就会相对B向左滑下综上所述，力F应满足的条件是1N≤F≤3N(2)物体A滑上平板车B以后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：μMg=MaA解得：aA=μg=2m/s2平板车B做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F＋μMg=maB解得：aB=14m/s2两者速度相同时物体相

4、对小车滑行最远，有：v0－aAt=aBt解得：t=0.25s1215A滑行距离xA=v0t－aAt=m216B滑行距离：xB=1aBt2=7m216最大距离：Δx=xA－xB=0.5m【点睛】解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．2．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、L＝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2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

5、＝0.5，滑块与平板、平板与支持面的动摩擦因数分别为μm＝21＝0.3、μ＝20.1，滑块、平板的质量均为kg，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）3.5m/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＝m由于μ12mg>2μmg故平板做匀加速运动，加速度大小：a2＝1mg22mg＝1m/s2m设滑块滑至平板右端用时为t，共同速度为v′，平板

6、位移为x，对滑块：v′＝v－a1t(1分)2112L＋x＝vt－2at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：3mg＝5m/s2a＝m若滑块在传送带上一直加速，则获得的速度为：v＝2a1L1＝5m/s<6m/s1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′离开平板时的速度为，v″，平板位移为x′则v″＝v11－at′21112L＋x′＝vt－′at′2122x′＝at′2联立以上各式代入数据解得：t′1122>t′

7、，不合题意，舍去)＝2s，t′＝2s(t1将t′＝s代入v″＝v－a1t′得：v″＝3.5m/s.23．如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=6.0kg的物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以u=2.0m/s匀速运动。传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑1圆弧轨道。质量m=2.0kg的物块B从1圆弧的最高处由静止释放。已知物块B

8、与传送带44之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带两轴之间的距离l=4.5m。设第一次碰撞前，物块A静止，物块B与A发生碰撞后被弹回，物块A、B的速度大小均等于B的碰撞前的速度的一半。取g=10m/s2。求：(1)物块B滑到1圆弧的最低点C时对轨道的压力；4(2)物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；(3)如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B经第一次与物