2022届高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第三节 牛顿运动定律的综合应用学案 新人教版

1、2022届高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第三节 牛顿运动定律的综合应用学案 新人教版2022届高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第三节 牛顿运动定律的综合应用学案 新人教版年级：姓名：- 13 -第三节牛顿运动定律的综合应用1正交分解法：物体做加速运动： fma取两相互垂直的方向，正交表示。fxmaxfymay2整体法与隔离法的综合应用，且通常是先整体法，再隔离法。例1质量为m的物体放在倾角为的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为，如沿水平方向加一个力f，使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动，如图甲，则f多大？甲乙【解析】 (1)受力分析：物体受四个力作用：重力mg、弹力f

2、n、推力f、摩擦力ff；(2)建立坐标：以加速度方向即沿斜面向上为x轴正向，分解f和mg，如图乙所示；(3)建立方程并求解x方向：fcos mg sin ffma y方向：fnmgcos f sin 0 fffn 三式联立求解得：f【答案】 例2如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2，拉力f1和f2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且f1f2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力t。【解析】 设两物块一起运动的加速度为a，则有f1f2(m1m2)a根据牛顿第二定律，对质量为m1的物块有f1tm1a由、两式得t1如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块a、

3、b，a、b的质量均为2 kg，它们处于静止状态。若突然将一个大小为10 n、方向竖直向下的力施加在物块a上，则此瞬间a对b的压力大小为(g10 m/s2)()a10 nb20 nc25 nd30 n2(多选)如图所示，质量为2 kg的物体在水平恒力f的作用下在地面上做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为xt2t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，取g10 m/s2，以下结论正确的是()a匀变速直线运动的初速度为1 m/sb物体的位移为12 m时速度为7 m/sc水平恒力f的大小为4 nd水平恒力f的大小为12 n3一个原来静止的物体，质量是7 kg，在14 n的恒力作用下，则5 s末的速度及

4、5 s内通过的路程为()a8 m/s25 m b2 m/s25 mc10 m/s25 m d10 m/s12.5 m4如图所示，在光滑的水平桌面上有一物体a，通过绳子与物体b相连后自由释放，则a、b一起运动。假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子足够长且不可伸长。如果mb3ma，则绳子对物体a的拉力大小为()ambgb.magc3magd.mbg5(多选)如图所示，质量为10 kg的物体拴在一个被水平拉伸的轻质弹簧一端，弹簧的拉力为5 n时，物体处于静止状态。若小车以1 m/s2的加速度水平向右运动，则(g10 m/s2)()a物体相对小车仍然静止b物体受到的摩擦力增大

5、c物体受到的摩擦力大小不变d物体受到的弹簧拉力增大6某物体做直线运动的vt图象如图甲所示，据此判断图乙(f表示物体所受合力，x表示物体的位移)四个选项中正确的是()7某物体做直线运动的vt图象如图甲所示，据此判断图乙(f表示物体所受合力)四个选项中正确的是()8将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是()9一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管往下滑。已知这名消防队员的质量为60 kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的

6、加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3 s，g取10 m/s2，那么该消防队员()a下滑过程中的最大速度为4 m/sb加速与减速过程的时间之比为21c加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为17d加速与减速过程的位移之比为1410质量为5 kg的物体受水平拉力f的作用，物体以10 m/s的速度在水平面上沿拉力方向做匀速直线运动。当突然撤去f后，物体经5 s停止运动，(g取10 m/s2)求：(1)f的大小；(2)物体与水平面间的动摩擦因数。11质量m1.5 kg的物块(可视为质点)在水平恒力f作用下，从水平面上a点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t2.0 s停在b点，已知a、

7、b两点间的距离s5.0 m，物块与水平面间的动摩擦因数0.20，求恒力f多大。12如图，质量为2m的物块a与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块b与地面的摩擦因数为，在已知水平推力f的作用下，a、b做加速运动，则a对b的作用力为多少？13如图所示，装有支架的质量为m(包括支架的质量)的小车放在光滑水平地面上，支架上用细线拖着质量为m的小球，当小车在光滑水平地面上向左匀加速运动时，稳定后绳子与竖直方向的夹角为。求小车所受牵引力的大小。14质量为0.3 kg的物体在水平面上做直线运动，图中a、b直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的vt图象，则求：(取g10 m/s2)(1)物体受滑动摩

8、擦力。(2)水平拉力。1(多选)如图所示，水平传送带a、b两端相距s3.5 m，物体与传送带间的动摩擦因数0.1，物体滑上传送带a端的瞬时速度va4 m/s，到达b端的瞬时速度设为vb。下列说法中正确的是()a若传送带不动，vb3 m/sb若传送带逆时针匀速转动，vb一定等于3 m/sc若传送带顺时针匀速转动，vb一定等于3 m/sd若传送带顺时针匀速转动，vb有可能等于3 m/s2物体b放在物体a上，a、b的上下表面均与斜面平行(如图)，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面c向上做匀减速运动时()aa受到b的摩擦力沿斜面方向向上ba受到b的摩擦力沿斜面方向向下ca、b之间的摩擦力为零da

9、、b之间是否存在摩擦力取决于a、b表面的性质3(2015江苏)(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()at2 s时最大bt2 s时最小ct8.5 s时最大 dt8.5 s时最小4一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之间的关系的图象是()abcd5(多选)受水平外力f作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其vt图线如图所示，则()a在0t1时间内，外力f大小不断增大b

10、在t1时刻，外力f为零c在t1t2时间内，外力f大小可能不断减小d在t1t2时间内，外力f大小可能先减小后增大6(多选)如图所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平面上，其上放一质量为m2的木块，t0时刻起，给木块施加一水平恒力f，分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，下列四个图中可能符合运动情况的是()7如图所示，质量m8 kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一f8 n的水平推力，当小车向右运动的速度达到v01.5 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量m2 kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数0.2，小车足够长，取g10 m/s2。求：(1)

11、放小物块后，小物块及小车的加速度各为多大；(2)经多长时间两者达到相同的速度。8如图所示，传送带与地面倾角37，ab长为16 m，传送带以10 m/s的速度匀速运动。在传送带上端a无初速度地释放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求物体从a运动到b所需的时间( sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)。9.如图，将质量m0.1 kg的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆间动摩擦因数0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角53的拉力f，使圆环以a4.4 m/s2的加速度沿杆运动，求f的大小。(取 sin 530.8

12、，cos 530.6，g10 m/s2)10有一项“快乐向前冲”的游戏可简化如下：如图所示，滑板长l1 m，起点a到终点线b的距离s5 m。开始滑板静止，右端与a平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，对滑块施一水平恒力f使滑板前进。板右端到达b处冲线，游戏结束。已知滑块与滑板间动摩擦因数0.5，地面视为光滑，滑块质量m12 kg，滑板质量m21 kg，重力加速度g10 m/s2，求：(1)滑板由a滑到b的最短时间可达多少？(2)为使滑板能以最短时间到达，水平恒力f的取值范围如何？第三节牛顿运动定律的综合应用课堂练习1c2.abd3.c4.b5.ac6.a7.b8c9.c10【答案】(1)10 n

13、(2)0.2【解析】(1)设物体受到的摩擦力为f，当撤去f后，物体做匀减速直线运动，则a2 m/s，fma10 n，联立以上两式解得f10 n。物体做匀速直线运动过程中，由牛顿第三定律得ff10 n。(2)物体在减速过程中，由fmg10 n，解得0.2。11【答案】15 n【解析】设撤去力f前物块的位移为s1，物块受到的滑动摩擦力fmg，a减g2 m/s2，由运动学公式得：ss1a减t24 m；所以s11 m。对物块运动的全过程应用动能定理的：fs1fs0；代入数据计算得出：f15 n。12【答案】【解析】对a、b分析：fmg3ma，a；对b分析：fabmgma，fab。13【答案】(mm)g

14、tan 【解析】小球和小车相对静止，它们有共同的加速度，对小球受力分析，小球仅受重力mg和绳子拉力ft的作用，小球所受合力向左，如图所示，所受合力大小为mgtan ，由牛顿第二定律有mgtan ma，对小车和小球组成的整体，根据牛顿第二定律得，f(mm)a，联立解得f(mm)gtan 。14【答案】(1)0.2 n(2)0.1 n【解析】物体受拉力时，加速度a1 m/s2 m/s2，根据牛顿第二定律，有：ffma1；物体不受拉力时，加速度a2 m/s2 m/s2；根据牛顿第二定律，有：fma2；由两式，可计算得出f0.1 n, f0.2 n。课后练习1abd2.c3.ad4.c5.cd6.ac

15、7【答案】(1)2 m/s2,0.5 m/s2(2)1 s【解析】(1)对小车和物体受力分析，由牛顿第二定律可得，物块的加速度amg0.210 m/s22 m/s2。小车的加速度am，代入数据计算得出am0.5 m/s2。(2)vmamt，vmv0amt，两车速度相同时，nmvm。由amtv0amt，代入数据计算得出t1 s，所以速度相同时用的时间为1 s。8【答案】2 s【解析】开始时，由牛顿第二定律mgsin mgcos ma。物体的加速度为：a1gsin gcos 10 m/s2。物体先以a1匀加速，加速至与传送带同速，以a1匀加速的时间t1 s1 s。以a1匀加速的位移x1a1t1012 m5 m。因为x1aab，tan ，mgsin mgcos ma2当物体与皮带共速后，物体的加速度a2gsin gcos 2 m/s2。以a2匀加速运动的位移x2xabx116 m5 m11 m，由x2v0t2at2，解得t21 s。所以物体从a运动到b的时间tt1t21 s1 s2 s。9【答案】f的大小可能为1 n、9 n【解析】对环进行受力分析得，环受重力、拉力、弹力和摩擦力。令fsin53mg，解得f1.25 n，此时环不受摩擦力的作用。当f1.2