物理专题汇编物理牛顿运动定律的应用(一)及解析.docx

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1、物理专题汇编物理牛顿运动定律的应用(一)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图，光滑水平面上静置一长木板A，质量M=4kg，A的最前端放一小物块B（可视为质点），质量m=1kg，A与B间动摩擦因数μ=0.2．现对木板A施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s2．则：（1）若拉力F1=5N，A、B一起加速运动，求A对B的静摩擦力f的大小和方向；（2）为保证A、B一起加速运动而不发生相对滑动，求拉力的最大值Fm（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）；（3）若拉力F2=14N，在力F2作用t=ls后撤去，要使物块不从木板上滑

2、下，求木板的最小长度L【答案】（1）f=1N，方向水平向右；（2）Fm=10N。（3）木板的最小长度L是0.7m。【解析】【详解】（1）对AB整体分析，由牛顿第二定律得：F1=（M+m）a1对B，由牛顿第二定律得：f=ma1联立解得f=1N，方向水平向右；（2）对AB整体，由牛顿第二定律得：Fm=（M+m）a2对B，有：μmg=ma2联立解得：F=10Nm（3）因为F2m22。木板A＞F，所以AB间发生了相对滑动，木块B加速度为：a=μg=2m/s加速度为a32332。，则：F-μmg=Ma解得：a=3m/s1s末A的速度为：v=a

3、t=3m/sA3B的速度为：v=at=2m/sB21s末A、B相对位移为：△l1=vAvBt=0.5m撤去F2后，t′s后A、B共速2对A：-μmg=Ma4可得：a4=-0.5m/s2。共速时有：vA+a4t′=vB+a2t′可得：t′=0s.4撤去F2后A、B相对位移为：△l2=vAvBt'=0.2m为使物块不从木板上滑下，木板的最小长度为：2L=△l1+△l2=0.7m。2．如图所示，长木板质量M=3kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=1kg的物块A，右端放着一个质量也为m=1kg的物块B，两物块与木板间

4、的动摩擦因数均为μ=0.4，AB之间的距离L=6m，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块A施加方向水平向右的恒定推力F作用，取g=10m/s2．（1）.为使物块A与木板发生相对滑动，（2）.若F=8N，求物块A经过多长时间与F至少为多少？B相撞，假如碰撞过程时间极短且没有机械能损失，则碰后瞬间A、B的速度分别是多少？【答案】（1）5N（2）v’’A=2m/svB=8m/s【解析】【分析】【详解】（1）据分析物块A与木板恰好发生相对滑动时物块B和木板之间的摩擦力没有达到最大静摩擦力．设物块A与木板恰好发生相对滑动时，拉力为F0，

5、整体的加速度大小为a，则：对整体：F0=（2m+M）a对木板和B：μmg=（m+M）a解之得：F0=5N即为使物块与木板发生相对滑动，恒定拉力至少为5N；（2）物块的加速度大小为：aAFmg4m∕s2m木板和B的加速度大小为：aBmg2M=1m/sm设物块滑到木板右端所需时间为t，则：xA-xB=L即1aAt212L22aBt解之得：t=2svA=aAt=8m/svB=aBt=2m/sAB发生弹性碰撞则动量守恒：mva+mvB=mva＇+mvB＇机械能守恒：1212121mvB＇22mva+mvB=mva＇+222解得：vA＇=2

6、m/svB＇=8m/s3．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

7、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经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。【答案】（1）60N，竖直向下（2）12J（3）8s【解析】【详解】(1)设物块B沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v0，由机械能守恒定律得

8、：12mgRmv0代入数据解得：v0=5m/s在圆弧最低点C，由牛顿第二定律得：Fmgmv02R代入数据解得：F=60N由牛顿第三定律可知，物块B对轨道的压力大小：F′=F=60N，方向：竖直向下；(2)在传送带上，对物块B，由牛顿第