【创新设计】高考物理总复习 133 专题 牛顿运动定律的综合应用.doc

第3讲 专题 牛顿运动定律的综合应用1.图3310(2010日照模拟)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图3310所示不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为()a伸长量为 b压缩量为c伸长量为 d压缩量为解析：分析m2的受力情况可得：m2gtan m2a，得出：agtan ，再对m1应用牛顿第二定律，得：kxm1a，x，因a的方向向左，故弹簧处于伸长状态，故a正确答案：a2.图3311如图3311所示，在光滑的水平面上，a、b两物体的质量ma2mb，a物体与轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直墙上，开始时，弹簧处于自由状态，当物体b沿水平向左运动，使弹簧压缩到最短时，a、b两物体间作用力为f，则弹簧给a物体的作用力的大小为()af b2f c3f d4f解析：对b由牛顿第二定律得fmba对a、b整体由牛顿第二定律得f弹(mamb)ama2mb由得：f弹3f，所以选项c正确答案：c3如右图所示，车厢里悬挂着两个质量不同的小球，上面的球比下面的球质量大，当车厢向右做匀加速运动时(空气阻力不计)，两个小球稳定后所处的位置下列各图中正确的是()解析：两个小球稳定后与车厢一起向右做匀加速运动，它们的加速度相同，先使用整体法求得agtan ，再使用隔离法研究b物体agtan ，与竖直方向的角度相同，所以oa与ab在一条线上，b正确答案：b4.图3312如图3312所示，在光滑的水平面上放着紧靠在一起的a、b两物体，b的质量是a的2倍，b受到向右的恒力fb2 n，a受到的水平力fa(92t) n(t的单位是s)从t0开始计时，则()aa物体在3 s末时刻的加速度是初始时刻的倍bt4 s后，b物体做匀加速直线运动ct4.5 s时，a物体的速度为零dt4.5 s后，a、b的加速度方向相反解析：对于a、b整体根据牛顿第二定律有fafb(mamb)a，开始时合力为11 n,3秒末合力为5 n，故a正确设a、b间的作用力为fn，则对b进行分析，由牛顿第二定律可得：fnfbmba，解得fnmbfb n当t4 s时，fn0，a、b两物体开始分离，此后b做匀加速直线运动，故b正确；而a做加速度逐渐减小的加速运动，当t4.5 s时，a物体的加速度为零而速度不为零，故c错误t4.5 s后，a所受合外力反向，即a、b的加速度方向相反，故d正确当t4 s时，a、b的加速度均为a.综上所述，选项a、b、d正确答案：abd5.图3313如图3313所示，光滑水平面上静止放着长l1 m，质量为m3 kg的木板(厚度不计)，一个质量为m1 kg的小物体放在木板的最右端，m和m之间的动摩擦因数0.1，今对木板施加一水平向右的拉力f.(g取10 m/s2)(1)为使小物体不掉下去，f不能超过多少？(2)如果拉力f10 n恒定不变，求小物体所能获得的最大速率？解析：(1)为使小物体不掉下去，必须让小物体和木板相对静止，即两者具有相同的加速度，把小物体和木板看作整体，则由牛顿第二定律得f(mm)a，对小物体受力分析可知，其合力为静摩擦力，而最大静摩擦力提供最大的加速度，即mgma，联立两个式子可得：f(mm)g0.1(31)10 n4 n.(2)小物体的加速度a1g0.110 m/s21 m/s2，木板的加速度a2m/s23 m/s2，