2020高中物理同步重难讲练专题05牛顿运动定律的应用之动力学两类基本问题学案新人教版必修1

1、精品试卷专题05牛顿运动定律的应用之动力学两类基本问题精品试卷重难讲练1.解决动力学两类问题的两个关键点利川輕佐展裁偏然法聘芝朋丸时聲画甘受力示竈图.运动晴紊图.聖确牺体 的it动柱廈和运动址性挣成主或正文分许法0 、(选取正污向)V JF.=nifl<7曲运动学仝丸和出峡动方世2. 解决动力学基本问题的处理方法(1) 合成法：在物体受力个数较少 (2个或3个)时一般采用“合成法”。(2) 正交分解法：若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”。3. 两类动力学问题的解题步骤*迪嚐赳定铀連度的方向旳it方向【典例1】如图所示，在建筑装修中，工人用质量为 5.0 kg的磨

2、石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数 口均相同。2(g 取 10 m/s 且 sin 37=0.6 , cos 37 °= 0.8)(1)当A受到与水平方向成 0 = 37°斜向下的推力 F1= 50 N打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动,精品试卷求A与地面间的动摩擦因数口 ;（2）若用A对倾角e = 37°的斜壁进行打磨，当对A加竖直向上推力 F2= 60 N时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2 m（斜壁长2 m）时的速度大小为多少？【答案】（1）0.5（2）2 m/s【解析】（1） A恰好在水平地面上做匀速直线运动，滑动

3、摩擦力等于推力的水平分力，即Ff = Feos e = 40 N, 口=Ff=Fn= mg Fisin e = 0.5（2）将重力及向上的推力合成后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解。在垂直斜面方向上有:用=（鬥碍g）sin &Ffi=（1 （F2 - mgs in e2 1 2解得 a= 1 m/s , x= gat，解得 t = 2 s , v= at = 2 m/s。【典例2】如图所示，一个竖直固定在地面上的透气圆筒，筒中有一劲度系数为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为 m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料一一ER流体，它对滑块的阻力可调。滑块静止时，ER流

4、体对其阻力为零，此时弹簧的长度为L。现有一质量也为 m可视为质点）的物体在圆筒正上方距地面 2L处自由下落，与滑块碰撞（碰撞时间极短）后粘在一起，并以物体碰前瞬间速度的一半向下运动。ER流体对滑块的阻力随滑块下移而变化，使滑块做匀减速运动，当下移距离为d时，速度减小为物体与滑块碰撞前瞬间速度的四分之一。取重力加速度为 g,忽略空气阻力，试求：（1）物体与滑块碰撞前瞬间的速度大小;（2）滑块向下运动过程中的加速度大小；当下移距离为d时，ER流体对滑块的阻力大小。 精品试卷【答案】2gL3gL16d(3) m叶kd【解析】（1）设物体与滑块碰撞前瞬间的速度大小为Vo,由自由落体运动规律有v0= 2

5、gL,解得Vo= ;'2gLo 设滑块做匀减速运动的加速度大小为a,取竖直向下为正方向，则有一2ax= vl-v2，x = d, Vi =号,V2 =罟,解得a=3gL16d°设下移距离d时弹簧弹力为F, ER流体对滑块的阻力为 Fer,对物体与滑块组成的整体，受力分析如图所示,由牛顿第二定律得1.（2018 徐州质检）（多选）如图所示，质量为 仆1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为10 m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F= 2 N的恒力，在此恒力作用下 （取g= 10m/s2）（）%rA. 物体经10 s速度减为零B. 物体经2

6、 s速度减为零C. 物体速度减为零后将保持静止D. 物体速度减为零后将向右运动【答案】BC【解析】F 1 f 2 亠 3物体受到向右的滑动摩擦力Ff = 口 F n= （iG = 3 N,根据牛顿第二定律得 a= . m/s = 5 m/s ,m1方向向右，物体减速到零所需的时间t = = 10 s = 2 s,选项A错误，B正确；减速到零后，恒力 F<Ff，物体将a 5保持静止，不再运动，选项 C正确，D错误。A点滑动到C点停止。小物块经3.如图所示，B是水平地面上 AC的中点，可视为质点的小物块以某一初速度从 精品试卷精品试卷过B点时的速度等于它在 A点时速度的一半。则小物块与 AB

7、段间的动摩擦因数 口i和BC段间的动摩擦因数 口2的比值为（） : IABCA.1B.2C.3D.4【答案】C【解析】物块从A到B根据牛顿第二定律，有口 img= ma,得ai =口ig。从B到C根据牛顿第二定律，有口 2mg=ma，得a2= 口2g。设小物块在 A点时速度大小为v,则在B点时速度大小为2，由于AB= BC= l，由运动学公式v22v2、知，从A到B：1 = 3 口 2,故选项 C正确，A、B、2 一 v =一 2 口 igl，从 B到 C: 0 2 =一 2 口 2gl，联立解得D错误。模拟提升1 . （2019届山东省济宁一中高三上第一次调研考试）如图所示，木盒中固定一质量

8、为m的砝码，木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起以加速度a1滑行一段距离X1后停止现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F（F= mg，若其他条件不变，木盒以加速度a2滑行距离X2后停止.则（）A.a2=a1B .a2>a1X2>X1D .X2<X1精品试卷【答案】BD【解析】设木盒的质量为根据牛顿第二定律得，放砝码时，加速度:;拿走砝码施加 F时，加速度:2可知a2> a1。根据v =2ax得,怎；|.知加速度增大，则滑行的距离变小，即X2<X1。故BD正确，AC错误。故选BD。2 . （2019届广西高三年级毕业班百校大联考）如图所示，静止于水平地面上的物块在

9、竖直向上的恒力作用下竖直上升，经过一段时间，突然撤去该恒力，之后物块经相同时间落回地面。不计空气阻力，则该恒力与物块所受重力的大小之比为A.B【答案】C【解析】设物体在撤去拉力时逮度剜7落地速度大水晒上升过程；痫亍下降过程：盂寻、解得；v =V-1; 2$宙动量走理得；上升过程；（F-mg） t=m7i下降过程；-mgAgf-ni巧麻立解得；F； mg=4；儿 故选C.3. （2018安徽省芜湖一中高三上期末考试）如图所示，质量 M=60kg的人通过光滑的定滑轮用绳拉着m=20kg的物体，当物体以加速度a=5m/s2上升时，人对【答案】B500N D . 600NF-mg=ma 解得:Mg=F

10、+F支解得：F支【解析】先研究物体，以加速度5m/s2匀加速被拉升，受力分析：重力与绳子的拉力。则有:F=20X 15=300N再研究人，受力分析，重力、绳子拉力、支持力，处于平衡状态。则有:=600-300=300N，由牛顿第三定律可得：F压=300N,故选B。4. （2019届河北省廊坊市省级示范性高中联合体高三第一次联考）某种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘10多个人的环形座舱套在竖直柱子上由升降机送上几十米的高处然后让座舱自由落下，落到一定位置，制动系统启动，到地面时刚好停下，取重力加速度g=10（1）上升过程，若升降机以1的加速度向上加速运动，质量为50kg的游客坐在竖直

11、运动的座舱上，求此时该游客对座舱中水平座椅的压力大小； 下落过程，座舱从70m高处开始自由下落，当下落到距地面25m高处时开始制动，座舱做匀减速运动，到地面时 刚好停下。求座舱减速过程中的加速度大小。【答案】（1）砧川（2） I伽/-*【解析】（1）以游客为研究对象受力分析，受到重力、升降机水平底板的支持力精品试卷根据牛顿第二定律，有F-k：；二-姑代入数据：根据牛顿第三定律：物体对升降机水平底板的压力F =尸=550座舱开始制动前做自由落休运动，故忖=2如fl 70m 2Sfa = 45m局解得：v=30m/s座舱匀减速运动的位移 x=25m,故根据位移一速度公式可得：v2 = 2.UX2解

12、得座舱减速过程中的加速度大小a=18m/s5. (2019届浙江省嘉兴市高三普通高校招生选考科目教学测试)为了测试智能汽车自动防撞系统的性能。质量为1500kg的智能汽车以10m/s的速度在水平面匀速直线前进，通过激光雷达和传感器检测到正前方22m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，使之做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告。驾驶员在此次测试中仍未进行任何操作，汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，即在切断动力系统的同时提供12000N的总阻力使汽车做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞。求(1)汽车在“紧急制动过程的加速度大小；触发“紧急制动”时汽

13、车的速度大小和其到障碍物的距离;(3)汽车在上述22m的运动全过程中的平均速度的大小。【答案】(1)8m/s 2 (2)4m (3)：【解析】(1)由牛顿第二定律可得：“紧急制动”过程的加速度叫-恳其中 f=12000N , m=1500kg，代入解得:(2)设触发“紧急制动”时汽车的速度大小为v,其到障碍物的距离为 X2已知“紧急制动”前的加速度为精品试卷Vq -v2 xt =位移为2口且有：= jr|已知总位移x=22m,吩 解得:紧急制动前的时间为：11二宁二玄5紧急制动后的时间为：ta=ls所以总时间为:t f 4 = 3s6. (2019届“超级全能生”高考选考科目浙江省9月联考)如

14、图甲为冰库工作人员移动冰块的场景，冰块先在工作人员斜向上拉力作用下拉一段距离，然后放手让冰块向前滑动到运送冰块的目的地 其工作原理可简化为如图乙所示，设冰块质量圧- “匸心，冰块与滑道间动摩擦因数H = 0.05，运送冰块距离为12 m工人拉冰块时拉力与水平方向成am"角向上某次拉冰块时，工人从滑道前端拉着冰块 冰块初速度可视为零向前匀加速前进后放手，冰块刚好到达滑道末端静止已知卜川订卢工制口曲厂- i K求:冰块在加速与减速运动过程中加速度大小之比；冰块滑动过程中的最火速度；工人拉冰块的拉力火小.【答案】(1) 2:1 (2)( 3) 234.4N【解析】(I：冰块先做匀加速运动，

15、加速度 山，加速最大速度为 匚"，减速加速度大小为 旳，加速位移为勺二伽v 2|所以减速位移为勺=12-" = *蔺；因为全程初末速度为零，精品试卷精品试卷=-=2:1两可4加速结束时刻速度最大，减速开始时刻速度最大；在减速阶段，冰块受滑动摩擦力减速，根据牛顿第二定律:f = ma2Z=卿曹I忖=m = U.5/ti/s2vfti = J2口沽=x ().5 x 8 = 2冰块在加速阶段：受力如图,竖直方向：:天:曲貳yj；逖由（1）问得；旳=2衍=lw/s3解得F =代人数抿得：f = 234,Wo 8. （2018江苏省姜堰中学高二下学业水平测试）如图所示，质量 m =

16、 2.0 kg的木块静止在高 h = 1.8 m的光滑水平台上，木块距平台右边缘10 m。用水平拉力F = 20N拉动木块，当木块运动到水平末端时撤去F。不计空气阻力，g取10m/s2。求：（1 ）木块离开平台时的速度大小;(2 )木块落地时距平台边缘的水平距离。【答案】(1) 10 m/s. (2) 6 m【解析】(1)对于木块的匀加速运动过程，由牛顿运动定律得：F =ma则得a=F/m =10m/s由v =2as得解得：”丄尹猊三护毘f.：i氏：'： =工診.硝q(2 )离开平台后做平抛运动：水平方向:x=vt竖直方向:h= gt 2解得木块落地时距平台边缘的水平距离:x=精品试卷

17、9. (2019届吉林省长春市田家炳实验中学高三上第一次调研)如图所示，质量为 n=2kg的物体放在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为口 =0.2，物体在方向与2水平面成a =37°斜向下、大小为10N的推力F作用下，从静止开始运动，sin37 ° =0.6 , cos37° =0.8 , g=10m/s。(2)若6s末撤去F,物体还能滑行多远?【答案】(1) 8.4m/s(2) 4.41m【解析】(1)物体受力如图所示，据牛顿第二定律有竖直方向上N-mg-Fsin a =0水平方向上Fcos a -f=ma又 f=(iNFcosO - mg + FainO) 10 x 0 8 - 02 x (20 4- 10 x 0.6)” ？a = 1 Am/s解得皿2则 6s 末的速度大小V6=at 1=1.4 x 6m/s=8.4m/s2(2)撤去力F后，据牛顿第二定律有卩mg=ma解得a'=卩g=2m/s还能滑行的距离：坯 8牢x = =m 4.41m10. (2019届云南省玉溪市一中高三上第二次调研考试)质量为20 kg的物体若用20 N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。若改用50 N拉力，沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？