高中物理二轮专题检测10.-应用“动力学观点”破解力学计算题

1、专题检测（十） 应用“动力学观点”破解力学计算题1(2018届高三·潍坊五校联考)如图所示，一长为200 m的列车沿平直的轨道以80 m/s的速度匀速行驶，当车头行驶到进站口O点时，列车接到停车指令，立即匀减速停车，因OA段铁轨不能停车，整个列车只能停在AB段内，已知OA1 200 m，OB2 000 m，求：(1)列车减速运动的加速度大小的取值范围；(2)列车减速运动的最长时间。解析：(1)若列车车尾恰好停在A点右侧，减速运动的加速度大小为a1，距离为x1，则0v022a1x1x11 200 m200 m1400 m解得：a1 m/s2；若列车车头恰好停在B点，减速运动的加速度大小

2、为a2，距离为xOB2 000 m，则0v022a2xOB解得：a2 m/s2；故加速度大小a的取值范围为 m/s2a m/s2。(2)当列车车头恰好停在B点时，减速运动时的时间最长，则0v0a2t解得：t50 s。答案：(1) m/s2a m/s2(2)50 s2.(2017·广州调研)如图所示，一个质量为M的长圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m的弹性小球，M4m，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4mg，管从下端离地面距离为H处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g。求：(1)管第一次落地时管和球的

3、速度；(2)管第一次落地弹起时管和球的加速度；(3)管第一次落地弹起后，若球恰好没有从管口滑出，则此时管的下端距地面的高度。解析：(1)取竖直向下为正方向。球与管第一次碰地时速度v0，方向竖直向下。(2)管第一次落地弹起时，管的加速度a12g，方向竖直向下，球的加速度a23g，方向竖直向上。(3)管第一次落地弹起时的速度v1，方向向上，球的速度v2，方向向下若球刚好没有从管中滑出，设经过时间t1，球和管速度v相同，则有v1a1t1v2a2t1t1设管从碰地到它弹到最高点所需时间为t2，则：t2，因为t1<t2，说明管在达到最高点前，球与管相对静止，故管从弹起经t1这段时间上升的高度为所求

4、。得h1v1t1a1t12H。答案：(1)，方向竖直向下(2)管的加速度大小为2g，方向竖直向下球的加速度大小为3g，方向竖直向上(3)H3(2017·威海二模)某大型游乐场有飞碟射击娱乐游戏，抛碟机将飞碟随机向上抛射出去，射击者用气枪将飞碟射中并击碎。由于飞碟抛射方向具有不确定性，所以游戏充满挑战性和乐趣。假设有一游戏爱好者站在距离抛碟机20 m远处练习射击，射击点与飞碟抛出点近似在同一水平线上，气枪子弹在空中飞行可看作匀速直线运动，且速度大小为100 m/s。某次，抛碟机将飞碟以20 m/s初速度竖直向上抛出，射击者要在飞碟到达最高点时刚好将其击中，(不计空气阻力，g10 m/s

5、2)求：(1)射击方向和水平方向的夹角应该是多少？(2)他必须在飞碟抛出后经多长时间发射子弹？(计算结果小数点后保留2位数字)解析：(1)设飞碟上升的最大高度为h，飞碟抛出后做竖直上抛运动，由v022gh可得：h20 m由于飞碟抛出点与射击点的水平距离d20 m，所以可得：tan 1所以射击方向和水平方向的夹角为45°。(2)设飞碟上升到最高点所用时间为t1t12 s子弹击中飞碟的位移x和飞行时间t2为x m20 mt2 s0.28 s飞碟抛出后到发射子弹的时间间隔t为tt1t22 s0.28 s1.72 s。答案：(1)45°(2)1.72 s4如图所示，光滑水平面上静止

6、放着长为L1.6 m、质量为M3 kg的木板，一个质量为m1 kg的小物块放在木板的最右端，物块与木板之间的动摩擦因数0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F，g取10 m/s2。(1)施力F后，要想把木板从物块的下方抽出来，求力F的大小应满足的条件；(2)为把木板从物块的下方抽出来，施加某力后，发现该力作用最短时间t00.8 s，恰好可以抽出，求此力的大小。解析：(1)力F拉动木板运动过程中：对物块，由牛顿第二定律知mgma，即ag1 m/s2对木板，由牛顿第二定律知FmgMa1，即a1要想抽出木板，则只需a1a，即F(Mm)g，代入数值得F4 N。(2)设有拉力时木板的加速度大小为a2，则a

7、2设没有拉力时木板的加速度大小为a3，则a3 m/s2设从没有拉力到木板恰好被抽出所用时间为t1木板从物块下抽出时有物块速度为va(t0t1)发生的位移为sa(t0t1)2木板的速度为v板a2t0a3t1发生的位移为s板a2t02a2t0t1a3t12木板刚好从物块下抽出时应有v板v且s板sL联立并代入数值得t11.2 s，a23 m/s2，F10 N。答案：(1)F4 N(2)10 N5(2018届高三·石家庄六校联考)如图所示为一个实验室模拟货物传送的装置，A是一个表面绝缘、质量为mA2 kg的平板车，车置于光滑的水平面上，在车左端放置一质量为mB1 kg、带电荷量为q1

8、5;102 C的绝缘小货物B，在装置所在空间内有一水平匀强电场，电场的大小及方向可以人为控制。现在先产生一个方向水平向右、大小E13×102 N/C的电场，车和货物开始运动，2 s后，电场大小变为E21×102 N/C，方向水平向左，一段时间后，关闭电场，关闭电场时车右端正好到达目的地，货物到达车的最右端，且车和货物的速度恰好为零。已知货物与车间的动摩擦因数0.1，车不带电，货物体积大小不计，g取10 m/s2，求第二次电场作用的时间。解析：由题意可知，货物和车起初不可能以相同加速度一起运动，设车运动的加速度大小为aA，货物运动的加速度大小为aBaB2 m/s2，aA0.5

9、 m/s2车和货物运动2 s时货物和车的速度大小分别为vBaBt4 m/s，vAaAt1 m/s2 s后货物和车的加速度大小分别为aB2 m/s2aA0.5 m/s2设又经t1时间货物和车共速，vBaBt1vAaAt1代入数据解得t11.2 s，此时货物和车的共同速度v1.6 m/s共速后二者一起做匀减速运动，加速度大小a m/s2减速到0所经历的时间为t24.8 s所以第二次电场的作用时间为t1t26 s。答案：6 s6.(2017·襄阳月考)如图所示，传送带长6 m，与水平方向的夹角为37°，以5 m/s的恒定速度向上运动。一个质量为2 kg的物块(可视为质点)，沿平行

10、于传送带方向以10 m/s的速度滑上传送带，已知物块与传送带之间的动摩擦因数0.5，sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2。求：(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小；(2)物块到达传送带顶端时的速度大小。解析：(1)物块刚滑上传送带时，物块的加速度大小为a1，由牛顿第二定律有：mgsin 37°mgcos 37°ma1代入数据解得：a1gsin 37°gcos 37°10×0.6 m/s20.5×10×0.8 m/s210 m/s2。(2)设物块速度减为5 m/s所用时间为t1，则

11、v0va1t1，解得：t10.5 s，通过的位移：x1·t1×0.5 m3.75 m<6 m因<tan ，此后物块继续减速上滑的加速度大小为a2，则：mgsin 37°mgcos 37°ma2代入数据解得：a22 m/s2设物块到达最高点的速度为v1，则：v2v122a2x2x2lx12.25 m，解得：v14 m/s。答案：(1)10 m/s2(2)4 m/s教师备选题1(2018届高三·衡阳十校联考)春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x09 m区间的速度不超过v06 m/

12、s。现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲20 m/s和v乙34 m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后。甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲2 m/s2的加速度匀减速刹车。(1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章；(2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9 m处的速度恰好为6 m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经t00.5 s的反应时间后开始以大小为a乙4 m/s2的加速度匀减速刹车。为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9 m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？ 解析：(1)对甲车，速度由20 m/s减至6 m/s的位移x191 mx2x

13、0x1100 m。即：甲车司机需在离收费站窗口至少100 m处开始刹车。(2)设甲车刹车后经时间t，两车速度相同，由运动学公式得：v乙a乙(tt0)v甲a甲t解得：t8 s；相同速度vv甲a甲t4 m/s6 m/s，即共同速度v6 m/s为不相撞的临界条件乙车从开始以速度34 m/s减至6 m/s的位移为x3v乙t0157 m；所以要满足条件甲、乙的距离xx3x166 m。答案：(1)100 m(2)66 m2(2017·太原模拟)质量为3 kg的长木板A置于光滑的水平地面上，质量为2 kg的木块B(可视为质点)置于木板A的左端，在水平向右的力F作用下由静止开始运动，如图甲所示。A、

14、B运动的加速度随时间变化的图像如图乙所示。(g取10 m/s2)求：(1)木板与木块之间的动摩擦因数；(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(2)4 s末A、B的速度大小；(3)若6 s末木板和木块刚好分离，则木板的长度为多少？解析：(1)由题图乙知4 s末A、B间达到最大静摩擦力，此时a2 m/s2对应A板mBgmAaA、B间动摩擦因数0.3。(2)由图像知4 s末二者的速度等于图线与坐标轴包围的面积vat1×2×4 m/s4 m/s。(3)4 s到6 s末t22 s木板A运动的位移，xAvt2aAt22木块B的位移xBvt2aBt22木板的长度lxBxA4 m。答案：(1)0.3(2)4 m/s(3)4 m3如图所示，一水平传送带以4 m/s的速度逆时针传送，水平部分长L6 m，其左端与一倾角为30°的光滑斜面平滑相连，斜面足够长，一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最右端，已知物块与传送带间的动摩擦因数0.