微专题20牛顿运动定律的综合应用

微专题20牛顿运动定律的综合应用训练目标1.会用整体法和隔离法分析连接体问题.2.掌握动力学两类根本问题的分析方法．题组一用整体法和隔离法分析连接体问题1.如图1所示，长方体木块A、B质量相同，叠放在光滑水平地面上，在恒力F1、F2共同作用下，木块A、B相对静止并一起向右加速运动，F1>F2，关于B受到的摩擦力F，以下说法中正确的选项是()图1A．F＝eq\f(F1－F2,2)，方向向右B．F＝eq\f(F1－F2,2)，方向向左C．F＝eq\f(F1＋F2,2)，方向向右D．F＝eq\f(F1＋F2,2)，方向向左2．(2023·江西省八校联考)一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放质量分别为mA＝1kg和mB＝2kg的A、B两物块，A、B与木板之间的动摩擦因数都为μ＝0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图2所示．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，那么()图2A．假设F＝1N，那么物块、木板都静止不动B．假设F＝1.5N，那么A物块所受摩擦力大小为1.5NC．假设F＝4N，那么B物块所受摩擦力大小为4ND．假设F＝8N，那么B物块的加速度为1m/s2题组二挖掘图象信息，解决动力学问题3．(2023·陕西师大附中模拟)如图3甲所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2.根据题目提供的信息，以下判断正确的选项是()图3A．物体的质量m＝2kgB．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.6C．物体与水平面的最大静摩擦力Ffmax＝12ND．在F为10N时，物体的加速度a＝2.5m/s24．(2023·河南省适应性测试)如图4甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为0.3kg的小物块静止在A点．现有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物块上，作用一段时间后撤去推力F，小物块恰能到达斜面的最高位置为C点，小物块从A到C的v－t图象如图乙所示．g取10m/s2，那么以下说法正确的选项是()图4A．小物块到C点后将沿斜面下滑B．小物块加速时的加速度大小是减速时加速度大小的eq\f(1,3)C．小物块与斜面间的动摩擦因数为eq\f(\r(3),2)D．推力F的大小为6N题组三抓住“两个分析〞解决动力学问题5．(2023·山东·23)研究说明，一般人的刹车反响时间(即图5甲中“反响过程〞所用时间)t0＝0.4s，但饮酒会导致反响时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m．减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g＝10m/s2.求：图5(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；(2)饮酒使志愿者的反响时间比一般人增加了多少；(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．答案1．A[把A、B作为整体分析，由牛顿第二定律有F1＋F2＝2ma，隔离B分析，设摩擦力方向向右，由牛顿第二定律有F2＋F＝ma，联立可解得F＝eq\f(F1－F2,2)，因为F1>F2，故其方向向右，A正确．]2．D[假设F＝1N，那么物块、木板一起做加速运动，选项A错误．A与木板之间的滑动摩擦力Ff＝μmAg＝2N，假设F＝1.5N，那么物块、木板一起做加速运动的加速度a＝0.5m/s2.由F－Ff′＝mAa可得A物块所受摩擦力大小为Ff′＝1N，选项B错误．假设F＝4N，那么B物块、木板一起做加速运动的加速度a′＝1m/s2.由Ff″＝mBa可得B物块所受摩擦力大小为Ff″＝2N，选项C错误．假设F＝8N，A和木板之间发生相对滑动，木板与B整体所受向左A作用的摩擦力2N，那么B物块的加速度为1m/s2，选项D正确．]3．A[F1－μmg＝ma1，F2－μmg＝ma2，联立解得m＝2kg，μ＝0.3由题图乙知物体与水平面的最大静摩擦力Ffmax＝7N当F3＝10N时，F3－μmg＝ma3解得：a3＝2m/s2，只有A正确．]4．B[撤去推力F后，滑块在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，由v－t图象求得小物块在加速和减速两个过程中的加速度大小分别为a1＝eq\f(10,3)m/s2，a2＝10m/s2，在匀减速直线运动过程中，由牛顿第二定律可知mgsin30°＋μmgcos30°＝ma2，μ＝eq\f(\r(3),3)，选项B正确，C错误；由此判断mgsin30°＝Ffm＝μmgcos30°，因此小物块到达C点后将静止在斜面上，选项A错误；在匀加速阶段F－mgsin30°－μmgcos30°＝ma1，F＝4N，选项D错误．]5．(1)8m/s22.5s(2)0.3s(3)eq\f(\r(41),5)解析(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v0＝20m/s，末速度vt＝0，位移s＝25m，由运动学公式得veq\o\al(2,0)＝2as①t＝eq\f(v0,a)②联立①②式，代入数据得a＝8m/s2③t＝2.5s(2)设志愿者反响时间为t′，反响时间的增加量为Δt，由运动学公式得L＝v0t′＋s④Δt＝t′－t0⑤联立④⑤式，代入数据得Δt＝0.3s(3)设志愿者所受合