【2019最新】精选高考物理总复习练习：第8课牛顿运动定律的综合应用Word版含解析

1、【 2019 最新】精选高考物理总复习练习：第8 课 牛顿运动定律的综合应用Word 版含解析1. 连接体模型a利用整体法、隔离法求解接触连接体问题(1)(2018改编， 6 分) 光滑的水平面上叠放有质量分别为m和的两木块，下方木块与一劲度系数为k 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f ，为使这两个木块组成的系统整体一起运动，弹簧的最大形变量为()A.B.C.D.4fk答案： C解析：对两木块整体有 kx a ，解得 a。隔离上面的木块进行分析，弹簧处于符合要求的最大形变量状态时，两木块之间的摩擦力为 f ，根据牛顿第二定律有 f a，解得 x，

2、故 C项正确。(2)( 多选 )(2017 海南单科， 5 分) 如图所示，水平地面上有三个靠在一起的物块 P、Q和 R，质量分别为 m、2m和 3m，物块与地面间的动摩擦因数都为。用大小为 F 的水平外力推动物块P，记 R 和 Q 之间相互作用力与Q 与 P 之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是()欢迎下载。A若 0，则 kB 若 0 ，则 k35C若 0，则 kD 若 0，则 k35答案： BD解析：三个物块靠在一起，将以相同的加速度向右运动，则根据牛顿第二定律可得加速度 a，所以 R和 Q之间相互作用力 F13ma3mgF，Q 与 P 之间相互作用力 F2FmamgF, 所以 k

3、。因为上述过程与 是否为零无关，故 k恒成立，故 B 项、D项均正确。b利用整体法、隔离法求解轻绳( 杆) 的连接体问题(3)( 多选 )(2015 全国， 6 分) 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()A8 B 10C 15 D 18答案： BC解析：设 P、Q西边有 n 节车厢，每节车厢的质量为 m，则 Fnma。

4、设 P、Q 东边有 k 节车厢，则 Fkm·a。解得 3n2k，由此式可知 n 只能取偶数。当 n2 时， k3，总节数为 N5；当 n4 时， k【2019最新】精选高考物理总复习练习：第课牛顿运动定律的综合应用Word版含解析6，总节数为N10；当 n6 时， k9，总节数为N15；当 n8时， k12，总节数为 N20。故 B 项、 C项均正确。(4)( 经典题， 6 分) 如图所示，粗糙水平面上放置 B、C 两物体， A 叠放在 C 上， A、B、C 的质量分别为 m、2m、3m，物体 B、C 与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT

5、，现用水平拉力F 拉物体 B，使三个物体以同一加速度向右运动，则 ()A此过程中物体 C受重力等五个力作用B当 F 逐渐增大到 FT 时，轻绳刚好被拉断C当 F 逐渐增大到 1.5FT 时，轻绳刚好被拉断D若水平面光滑，则绳刚要断时， A、C间的摩擦力为 FT6答案： C解析：物体 A 受重力、支持力和向右的静摩擦力作用，可知C 受重力、 A 对 C的压力、地面的支持力、绳子的拉力、 A 对 C 的摩擦力以及地面的摩擦力六个力的作用，故A 项错误。对整体分析，整体的加速度 a g。对 A、C 整体分析，根据牛顿第二定律得FT1·4mg4ma，解得 FT1F，当 F1.5FT 时， F

6、T1FT，轻绳刚好被拉断，故 B 项错误， C 项正确。水平面光滑，绳刚要断时，对A、C整体分析，加速度a，隔离 A 单独分析， A 受到的摩擦力Ff ma3/143/14，故 D项错误。c利用整体法、隔离法求解弹簧连接体问题(5)(2017 贵州模拟， 6 分)a 、b 两物体的质量分别为 m1、m2，由轻质弹簧相连。当用恒力 F 竖直向上拉着 a，使 a、b 一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x1；当用大小仍为 F 的恒力沿水平方向拉着 a，使 a、b 一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x2，如图所示，则 ()Ax1 一定等于 x2Bx1 一定大于 x2C若 m1

7、>m2，则 x1>x2D若 m1<m2，则 x1<x2答案： A解析：当用恒力F 竖直向上拉着a 时，先用整体法有F(m1m2)g (m1m2)a，再隔离 b 有 kx1m2gm2a，联立得 x1 。当沿水平方向拉着 a 时，先用整体法有 F(m1m2)a，再隔离 b 有 kx2m2a，联立得 x2，可见 x1x2，故 A 项正确。2传送带模型a利用分类讨论法求解水平传送带问题(6)(2017 湖北模拟， 14 分) 如图 (a) 所示为一水平传送带装置的示意图，传送带两端点 A 与 B 间的距离为 L6.0 m ，一物块 ( 可视为质点) 从 A 处以 v07 m/s

8、 的水平速度滑上传送带，设物块与传送带间【2019最新】精选高考物理总复习练习：第课牛顿运动定律的综合应用Word版含解析的动摩擦因数为0.2 ，取 g10 m/s2 。图(a)图(b)若传送带静止，求物块离开B 点时的速度；若传送带以v 传 5 m/s 的速度逆时针匀速转动，求物块离开B点时的速度；物块离开B 点的速度与传送带匀速运动的速度是有关系的，若传送带顺时针匀速运动，在图 (b) 中画出物块离开 B 点时的速度 vB 与传送带速度 v 传的关系图像。答案： 5 m/s(3 分)5 m/s(3 分)见解析图 (8 分)解析：若传送带静止，物块一直匀减速至B 点，根据牛顿第二定律得物块的

9、加速度有ag2 m/s2(2 分)由速度位移关系vv2aL，得物块离开 B 点时的速度vB2aL) m/s 5 m/s(1 分)若传送带以v 传 5 m/s 的速度逆时针匀速转动，物块的受力情况不变，则物块离开B 点的速度仍为vB5 m/s(3 分)5/145/14若传送带顺时针匀速运动时，a当 0v 传 5 m/s 时，物块一直匀减速到B 点，则vB5 m/sb若物块始终加速直至离开B 点，其加速度ag2 m/s2物块离开 B 点时的速度vB 2aL) m/s m/s8.5 m /s即，当 v 传> m/s 时，物块一直匀加速到B 点并以 m/s 的速度离开B点c当 5 m/s v 传

10、 7 m/s 时，物块匀减速至等于传送带的速度后，匀速运动至 B 点离开，则有 vBv 传d当 7 m/s v 传 m/s 时，物块匀加速至等于传送带的速度后，匀速运动至 B 点离开，则有 vBv 传，所以物块离开 B 点的速度与传送带转动速度的关系图像如图所示。 (8 分，三段图线，第一段 2 分，二、三段每段 3 分)b分阶段分析倾斜传送带问题(7)(2017 河南模拟， 14 分) 如图所示，一倾斜的传送带，上、下两端相距 L5 m，倾角 37°，将一物块轻放在传送带下端，让其由静止从传送带底端向上运动，物块运动到上端需要的时间为t 5【2019最新】精选高考物理总复习练习：第

11、课牛顿运动定律的综合应用Word版含解析s，传送带沿顺时针方向转动，速度大小为2 m/s ，重力加速度g 取10 m/s2 ，求：物块与传送带间的动摩擦因数；若将传送带沿逆时针方向转动，速度大小不变，再将另一物块轻轻放在传送带的上端，让其由静止从传送带上端向下运动，物块与传送带间的动摩擦因数为 0.5 ，则该物块从传送带上端运动到下端所用的时间为多少？答案： 0.8(7 分) s(7分)解析：物块在传送带上先做匀加速运动，后做匀速运动到上端，物块与传送带间的动摩擦因数为 1，则加速到与传送带速度相等过程中，设加速的时间为 t1 ，匀速运动的时间为 t2 ，则有x1vt1(1 分)Lx1vt2(

12、1 分)t1 t2 t(1 分)解得 t1 5 s ，t2 0(1 分)说明物块一直做匀加速运动到传送带上端时，速度与传送带速度相同，则物块的加速度a10.4 m/s2(1 分)7/147/14对物块进行受力分析可知，在平行传送带方向上，受到向上的滑动摩擦力和向下的重力的分力作用，根据牛顿第二定律有 1mgcos 37°mgsin 37°ma1(1分)解得 10.8(1 分)物块从传送带上端由静止开始做匀加速运动，设加速度为a2，则有 2mgcos 37 ° mgsin 37 ° ma2(1分)解得 a210 m/s2(1 分)则物块达到与传送带共速的时

13、间t3 0.2 s(1分)运动的位移 x3 vt3 0.2 m由于 mgsin 37 °>2mgcos 37 °，所以物块速度达到与传送带速度相同后，仍向下做加速运动，根据牛顿第二定律得 mgsin 37° 2mgcos 37 ° ma3(1 分)解得 a32 m/s2根据位移关系可得Lx3vt4 a3t(1 分)解得 t4 s(1 分)所以运动的总时间为t3 t4 s(1 分)3滑块木板模型【2019最新】精选高考物理总复习练习：第课牛顿运动定律的综合应用Word版含解析a利用隔离法求解水平方向的滑块木板模型(8)(2017全国， 20 分) 如

14、图，两个滑块A 和 B 的质量分别为mA1 kg 和 mB5 kg ，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为10.5 ；木板的质量为m4 kg ，与地面间的动摩擦因数为20.1 。某时刻A、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v03 m/s 。 A、B 相遇时， A 与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g10m/s2。求：B与木板相对静止时，木板的速度；A、B 开始运动时，两者之间的距离。答案： 1m/s (9 分)1.9 m(11 分)解析：滑块A 和 B 在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设A、B 所受的摩擦力大小分别为f1 、f2

15、 地面对木板的摩擦力为f3 ，A和 B 相对于地面的加速度大小分别是aA 和 aB，木板相对于地面的加速度大小为 a1。在物块 B 与木板达到共同速度前有f1 1mAg(1分)f2 1mBg(1分)f3 2(mAmBm)g(1 分)9/149/14由牛顿第二定律得f1 mAaA (1分)f2 mBaB (1分)f2 f1 f3 ma1(1分)设在 t1 时刻， B 与木板达到共同速度，设大小为v1。由运动学公式有v1v0aBt1(1 分)v1a1t1 (1 分)联立以上各式，代入已知数据得v11 m/s(1 分)在 t1 时间间隔内， B 相对于地面移动的距离为sBv0t1 aBt (1 分)

16、设在 B 与木板达到共同速度v1 后，木板的加速度大小为a2，对于 B与木板组成的系统，由牛顿第二定律有f1 f3 (mBm)a2(2 分)由于 aAaB, B 与木板达到共同速度时， A 的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反。由题意知，A 和 B 相遇时， A 与木板的速度相同，设其大小为v2。设 A 的速度大小从 v1 变到 v2 所用时间为 t2 ，【2019最新】精选高考物理总复习练习：第课牛顿运动定律的综合应用Word版含解析则由运动学公式，对木板有v2 v1a2t2(1 分)对 A 有 v2 v1aAt2(1 分)在 t2 时间间隔内， B(以及木板 ) 相对地面移动的距离为s

17、1v1t2 a2t(1 分)在(t1 t2) 时间间隔内， A相对地面移动的距离为sAv0(t1 t2) aA(t1 t2)2(2 分)A 和 B 相遇时， A 与木板的速度也恰好相同。因此A 和 B 开始运动时，两者之间的距离为s0sAs1sB(2 分)联立以上各式，并代入数据得s01.9 m(1 分)b. 利用隔离法求解斜面上的滑块木板模型(9)(2015全国， 20 分) 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

18、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11/1411/142 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 l 27 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：在 02 s 时间内 A 和 B 加速度的大小；A在 B上总的运动时间。答案： 3 m/s21 m/s2(8 分)4 s(12 分)解析：在 02 s 时间内， A 和 B 的受力如图 (a) 、图 (b) 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，方向如图所示图(a)图(b)由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得f1 1N1(