高考物理 命题点11 牛顿运动定律的应用优生辅导真题集训.doc

命题点11：牛顿运动定律的应用3一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，f表示水平拉力的大小。能正确描述f与a之间关系的图像是()解析：选c设物块所受滑动摩擦力为f，在水平拉力f作用下，物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，ffma，fmaf，所以能正确描述f与a之间关系的图像是c，选项c正确。4如图(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()a斜面的倾角b物块的质量c物块与斜面间的动摩擦因数d物块沿斜面向上滑行的最大高度解析：选acd由题图(b)可以求出物块上升过程中的加速度为a1，下降过程中的加速度为a2。物块在上升和下降过程中，由牛顿第二定律得mgsin ffma1，mgsin ffma2，由以上各式可求得sin ，滑动摩擦力ff，而fffnmgcos ，由以上分析可知，选项a、c正确；由vt图像中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离，可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度，选项d正确。5(2014全国卷)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为 1 s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的。若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度。解析：设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为x，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得0mgma0xv0t0式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度。设在雨天行驶时，汽车与地面间的动摩擦因数为，依题意有0设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得mgmaxvt0联立式并代入题给数据得v20 m/s(或72 km/h)。答案：20 m/s(或72 km/h)命题点三：动力学中整体法与隔离法的应用6.(2011全国卷)如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力fkt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()解析：选a开始阶段两物体一起做加速运动，有 f(m1m2)a，即a，两物体加速度相同且与时间成正比。当两物体间的摩擦力达到m2g后，两者发生相对滑动。对m2有ffma2，在相对滑动之前f逐渐增大，相对滑动后fm2g 不再变化，a2，故其图像斜率增大；而对m1 ，在发生相对滑动后，有m2gm1a1，故a1为定值。故a选项正确。7(多选)(2015全国卷)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩p和q间的拉力大小为f；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，p和q间的拉力大小仍为f。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()a8b10c15 d18解析：选bc设该列车厢与p相连的部分为p部分，与q相连的部分为q部分。设该列车厢有n节，q部分为n1节，每节车厢质量为m，当加速度为a时，对q有fn1ma；当加速度为a时，对p有f(nn1)ma，联立得2n5n1。当n12，n14，n16时，n5，n10，n15，由题中选项得该列车厢节数可能为10或15，选项b、c正确。8.(2013全国卷)一长木板在水平地面上运动，在t0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦。物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g10 m/s2，求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。解析：(1)从t0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。由题图可知，在t10.5 s时，物块和木板的速度相同。设t0到tt1的时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则a1a2式中v05 m/s、v11 m/s分别为木板在t0、tt1时速度的大小。设物块和木板的质量均为m，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为1、2，由牛顿第二定律得1mgma11mg22mgma2联立式得10.2020.30。(2)在t1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为ff，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则由牛顿第二定律得ffma122mgffma2假设ff1mg，则a1a2；由式得ff2mg1mg，与假设矛盾，故ff1mg由式知，物块加速度的大小a1等于a1；物块的vt图像如图中点画线所示。由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为x12x2t1物块相对于木板的位移的大小为xx2x1联立式得x1.125 m。答案：(1)0.200.30(2)1.125 m9(2015全国卷)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为37(sin 37)的山坡c，上面有一质量为m的石板b，其上下表面与斜坡平行；b上有一碎石堆a(含有大量泥土)，a和b均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，a浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，a、b间的动摩擦因数1减小为，b、c间的动摩擦因数2减小为0.5，a、b开始运动，此时刻为计时起点；在第2 s末，b的上表面突然变为光滑，2保持不变。已知a开始运动时，a离b下边缘的距离l27 m，c足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g10 m/s2。求：(1)在02 s时间内a和b加速度的大小；(2)a在b上总的运动时间。解析：(1)在02 s时间内，a和b的受力如图所示，其中f1、n1是a与b之间的摩擦力和正压力的大小，f2、n2是b与c之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示。由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得f11n1n1mgcos f22n2n2n1mgcos 规定沿斜面向下为正。设a和b的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得mgsin f1ma1mgsin f2f1ma2n1n1f1f1联立式，并代入题给数据得a13 m/s2a21 m/s2。(2)在t12 s时，设a和b的速度分别为v1和v2，则v1a1t16 m/sv2a2t12 m/stt1时，设a和b的加速度分别为a1和a2。此时a与b之间的摩擦力为零，同理可得a16 m/s2a22 m/s2b做减速运动。设经过时间t2，b的速度减为零，则有v2a2t20联立式得t21 s在t1t2时间内，a相对于b运动的距