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高考物理最新模拟题精选训练(牛顿运动定律的综合应用)

高考物理最新模拟题精选训练(牛顿运动定律的综合应用)
高考物理最新模拟题精选训练(牛顿运动定律的综合应用)

专题04 与图象相关问题

1.(14分)(2016安徽省皖南八校第三次联考)放在水平地面上的一个物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物块速度V与时间t的关系如图所示,已知物块与地面间动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,试求:

(1)物块的质量m多大?

(2)0-6s时间内物块的平均速度多大?

【参照答案】(1)1kg (2)1m/s.

2.(10分)(2016北京海淀联考)图15甲是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,运动员的脚在接触蹦床过程中,蹦床对运动员的弹力F随时间t

的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图15乙所示。取g= 10m/s2,根据F-t图象求:

(1)运动员的质量;

(2)运动员在运动过程中的最大加速度;

(3)在不计空气阻力情况下,运动员重心离开蹦床上升的最大高度。 【参照答案】(1)50kg (2)40 m/s 2

(2)3.2m

(2)由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为F m =2500N ,设运动员的最大加速度为a m ,则

F m -mg =ma m ……………………………………………2分 a m =

m mg F -=50

5002500-m/s 2=40 m/s 2

……………………1分 (3)由图像可知远动员离开蹦床后做竖直上抛运动,离开蹦床的时刻为6.8s 或9.4s ,再下落到蹦床上的时刻为8.4s 或11s ,它们的时间间隔均为1.6s 。根据竖直上抛运动的对称性,可知其自由下落的时间为0.8s 。………………………………………2分

设运动员上升的最大高度为H ,则

H =

221gt =28.0102

1

??m=3.2m ………………………………………2分 3. (15分)(2016四川省自贡市联考)一同学想研究电梯上升过程 的运动规律.某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5 kg 的重物和一套便携式DIS 实 验系统,重物悬挂在力传感器上.电梯从第一 层开始启动,中间不间断一直到最高层停止. 在这个过程中,显示器上显示出的力随时间 变化的关系如图所示.取重力加速度g=1O m/s 2根据图象中的数据,求:

(1) 电梯在最初加速阶段的加速度a 1与最后减速阶段的加速度a 2的大小; (2) 电梯在3.0-13.0s 时段内的速度v 1的大小与电梯在19.0s 内上升的髙度H 。 【参照答案】(1)0.8 m/s 2

(2)H =69.6 m

(2) v 1=a 1t 1=4.8 m/s

在3.0 ~13.0 s 时段的t =10 s 内作匀速运动,由运动规律有: H =

21121t a +v 1t +v 1t 2+22221t a

代入数据解之得: H =69.6 m

4.(10分)(2016北京朝阳联考)质量m =1.0kg 的物块静置于粗糙水平面上,水平面与物块的

动摩擦因数μ=0.4。现给物块施加一水平向右的推力F ,推力作用于物块的时间为10s ,物块在推力作用下运动,其加速度a 随时间的变化如图(a )所示。g 取10m/s 2

(1) 类比是一种常用的研究方法。对于直线运动,教科书中讲解了由v ─t 图像求位移的

方法.请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图所示a ─t 图像,求物块10s 末的速度大小;

(2)在图(b )中画出10s 内推力随时间变化的F -t 图线,并标出纵坐标的值; (3)求推力F 在10s 内作用于物块的冲量。 【参照答案】(1)32m/s (2)如图 (3)72Ns

5.(14分)(2016河南名校联考)如图甲所示,长木板B 固定在光滑水平面上;可看做质点的物体A 静止叠放在B 的最左端,现用F=6 N 的水平力向右拉物体A ,A 经过5s 运动到B 的最右端,其v-t 图像如图乙所示,已知A 、B 的质量分别为l kg 和4kg ,A 、B 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力;g=102/m s 。 (1)求物体A 、B 间的动摩擦因数;

(2)若B 不固定,求A 运动到B 的最右端所用的时间。

【参照答案】(1)0.4 (2)7.07s 【名师解析】

(1)根据v —t 图象可知物体A 的加速度a A =t

v ??=2m/s 2

。 对A ,由牛顿第二定律,F-μm A g=m A a A , 解得:μ=0.4.

(2)由图象知,木板长度等于v —t 图象面积,L=25m 。 B 不固定,在摩擦力作用下,B 的加速度a B =

B

A m g

m μ=1 m/s 2

设A 运动到B 的最右端所用时间为t ,根据题意可得:

21a A t 2-2

1a B t 2

=L , 解得t=7.07s 。

6. (2016甘肃联考)一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10 m/s 2

,求:

(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数;

(2)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小。 【参照答案】(1)0.30 (2)1.125m

由图可知,在t1=0.5s时,物块和木板的速度相同。设t=0到t=t1时间间隔内,物块和木板的加速度大小分别为a1和a2,则

式中v0=5m/s、v1=1m/s分别为木板在t=0、t=t1时速度的大小。

设物块和木板的质量为m,物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,由牛顿第二定律得

联立①②③④式得⑤

由⑦⑨式可知,物块加速度的大小等于a1;物块的v-t图像如图中点划线所示。由运动学公式可推知,物块和木板相对于地面的运动距离分别为

物块相对于木板的位移的大小为s=s2-s1

联立以上式解得:s=1.125m

7.杂技中的“顶竿”由两个演员共同表演,站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿,另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑。若竿上演员自竿顶由静止开始下滑,滑到竿底时速度正好为零。已知有一传感器记录了竿上演员下滑时的速度随时间变化的情况。竿上演员质量为m1=40kg,长竹竿质量m2=10kg,g =l0 m/s2。

高考物理牛顿运动定律的应用练习题及答案

高考物理牛顿运动定律的应用练习题及答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1.如图所示,倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m ,质量M=0.5kg 的薄木板,木板的最右端叠放质量为m=0.3kg 的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F ,同时让传送带逆时针转动,运行速度v=1.0m/s 。已知木板与物块间动摩擦因数μ1=3 ,木板与传送带间的动摩擦因数μ2= 3 4 ,取g=10m/s 2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若在恒力F 作用下,薄木板保持静止不动,通过计算判定小木块所处的状态; (2)若小木块和薄木板相对静止,一起沿传送带向上滑动,求所施恒力的最大值F m ; (3)若F=10N ,木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内,木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q 。 【答案】(1)木块处于静止状态;(2)9.0N (3)1s 12J 【解析】 【详解】 (1)对小木块受力分析如图甲: 木块重力沿斜面的分力:1 sin 2 mg mg α= 斜面对木块的最大静摩擦力:13 cos 4 m f mg mg μα== 由于:sin m f mg α> 所以,小木块处于静止状态; (2)设小木块恰好不相对木板滑动的加速度为a ,小木块受力如图乙所示,则 1cos sin mg mg ma μαα-=

木板受力如图丙所示,则:()21sin cos cos m F Mg M m g mg Ma αμαμα--+-= 解得:()9 9.0N 8 m F M m g = += (3)因为F=10N>9N ,所以两者发生相对滑动 对小木块有:2 1cos sin 2.5m/s a g g μαα=-= 对长木棒受力如图丙所示 ()21sin cos cos F Mg M m g mg Ma αμαμα--+-'= 解得24.5m/s a =' 由几何关系有:221122 L a t at =-' 解得1t s = 全过程中产生的热量有两处,则 ()2121231cos cos 2Q Q Q mgL M m g vt a t μαμα?? =+=+++ ??? 解得:12J Q =。 2.如图所示,有1、2、3三个质量均为m =1kg 的物体,物体2与物体3通过不可伸长轻绳连接,跨过光滑的定滑轮,设长板2到定滑轮足够远,物体3离地面高H =5.75m , 物体1与长板2之间的动摩擦因数μ=O .2.长板2在光滑的桌面上从静止开始释放,同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v =4m/s 的初速度开始运动,运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下.(取g =10m/s2)求: (1)长板2开始运动时的加速度大小;

高考物理专题汇编物理牛顿运动定律的应用(一)及解析

高考物理专题汇编物理牛顿运动定律的应用(一)及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1.如图,质量为m =lkg 的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上,离斜面末端B 的高度h =0. 2m ,滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失,传送带的运行速度为v 0=3m/s ,长为L =1m .今将水平力撤去,当滑块滑 到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.g 取l0m/s 2.求: (1)水平作用力F 的大小;(已知sin37°=0.6 cos37°=0.8) (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ; (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量. 【答案】(1)7.5N (2)0.25(3)0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态,由平衡条件可知,水平推力F=mg tan θ, 代入数据得: F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑,到达斜面底端速度为v ,下滑过程机械能守恒, 故有: mgh = 212 mv 解得 v 2gh ; 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动; 根据动能定理有: μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得: μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移为: x=v 0t 对物体有: v 0=v ?at

ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为: △x =L?x 相对滑动产生的热量为: Q=μmg △x 代值解得: Q =0.5J 【点睛】 对滑块受力分析,由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小;根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度;由动能定理可求得动摩擦因数;热量与滑块和传送带间的相对位移成正比,即Q=fs ,由运动学公式求得传送带通过的位移,即可求得相对位移. 2.如图,质量分别为m A =2kg 、m B =4kg 的A 、B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H =25m 处,两球同时由静止开始向下运动,已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.两侧轻绳下端恰好触地,取g =10m/s 2,不计细绳与滑轮间的摩擦,求:, (1)A 、B 两球开始运动时的加速度. (2)A 、B 两球落地时的动能. (3)A 、B 两球损失的机械能总量. 【答案】(1)2 5m/s A a =27.5m/s B a = (2)850J kB E = (3)250J 【解析】 【详解】 (1)由于是轻绳,所以A 、B 两球对细绳的摩擦力必须等大,又A 得质量小于B 的质量,所以两球由静止释放后A 与细绳间为滑动摩擦力,B 与细绳间为静摩擦力,经过受力分析可得: 对A :A A A A m g f m a -= 对B :B B B B m g f m a -= A B f f = 0.5A A f m g = 联立以上方程得:2 5m/s A a = 27.5m/s B a = (2)设A 球经t s 与细绳分离,此时,A 、B 下降的高度分别为h A 、h B ,速度分别为V A 、V B ,因为它们都做匀变速直线运动

牛顿运动定律练习题经典习题汇总.

一、选择题 1.下列关于力和运动关系的说法中,正确的是 ( ) A .没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第一定律的体现 B .物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第二定律的 C .物体所受合外力为0,则速度一定为0;物体所受合外力不为0,则其速度也一定不为0 D .物体所受的合外力最大时,速度却可以为0;物体所受的合外力为0时,速度却可以最大 2.升降机天花板上悬挂一个小球,当悬线中的拉力小于小球所受的重力时,则升降机的运动情况可能是 ( ) A .竖直向上做加速运动 B .竖直向下做加速运动 C .竖直向上做减速运动 D .竖直向下做减速运动 3.物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合力方向的关系是 ( ) A .速度方向、加速度方向、合力方向三者总是相同的 B .速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合力方向相同 C .速度方向总是和合力方向相同,而加速度方向可能和合力相同,也可能不同 D .速度方向与加速度方向相同,而加速度方向和合力方向可以成任意夹角 4.一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面,在此过程中,木箱所受的合力( ) A .等于人的推力 B .等于摩擦力 C .等于零 D .等于重力的下滑分量 5.物体做直线运动的v-t 图象如图所示,若第1 s 内所受合力为F 1,第2 s 内所受合力为F 2,第3 s 内所受合力为F 3,则( ) A .F 1、F 2、F 3大小相等,F 1与F 2、F 3方向相反 B .F 1、F 2、F 3大小相等,方向相同 C .F 1、F 2是正的,F 3是负的 D .F 1是正的,F 1、F 3是零 6.质量分别为m 和M 的两物体叠放在水平面上如图所示,两物体之间及M 与水平面间的动摩擦因数均为μ。现对M 施加一个水平力F ,则以下说法中不正确的是( ) A .若两物体一起向右匀速运动,则M 受到的摩擦力等于F B .若两物体一起向右匀速运动,则m 与M 间无摩擦,M 受到水平面的摩 擦力大小为μmg C .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力的大小等于F -M a D .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力大小等于μ(m+M )g+m a 7.用平行于斜面的推力,使静止的质量为m 的物体在倾角为θ的光滑斜面上,由底端向顶端做匀加速运动。当物体运动到斜面中点时,去掉推力,物体刚好能到达顶点,则推力的大小为 ( ) A .mg(1-sin θ) B .2mgsin θ C .2mgcos θ D .2mg(1+sin θ) 8.从不太高的地方落下的小石块,下落速度越来越大,这是因为 ( ) A .石块受到的重力越来越大 B .石块受到的空气阻力越来越小 C .石块的惯性越来越大 D .石块受到的合力的方向始终向下 9.一个物体,受n 个力的作用而做匀速直线运动,现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零,而其他的力保持不变,则物体的加速度和速度 ( ) A .加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越快 B .加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越慢 C .加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越快 D .加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越慢 10.下列关于超重和失重的说法中,正确的是 ( ) A .物体处于超重状态时,其重力增加了 B .物体处于完全失重状态时,其重力为零 C .物体处于超重或失重状态时,其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了 D .物体处于超重或失重状态时,其质量及受到的重力都没有变化 11.如图所示,一个物体静止放在倾斜为θ的木板上,在木板倾角逐渐增大到某一角 t/s 0 2 2 1 3 -2 v/ms -1 第 5 题 F 第 6 题

牛顿运动定律-经典习题汇总

牛顿运动定律经典练习题 一、选择题 1.下列关于力和运动关系的说法中,正确的是 ( ) A .没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第一定律的体现 B .物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第二定律的 C .物体所受合外力为0,则速度一定为0;物体所受合外力不为0,则其速度也一定不为0 D .物体所受的合外力最大时,速度却可以为0;物体所受的合外力为0时,速度却可以最大 2.升降机天花板上悬挂一个小球,当悬线中的拉力小于小球所受的重力时,则升降机的运动情况可能是 ( ) A .竖直向上做加速运动 B .竖直向下做加速运动 C .竖直向上做减速运动 D .竖直向下做减速运动 3.物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合力方向的关系是 ( ) A .速度方向、加速度方向、合力方向三者总是相同的 B .速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合力方向相同 C .速度方向总是和合力方向相同,而加速度方向可能和合力相同,也可能不同 D .速度方向与加速度方向相同,而加速度方向和合力方向可以成任意夹角 4.一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面,在此过程中,木箱所受的合力( ) A .等于人的推力 B .等于摩擦力 C .等于零 D .等于重力的下滑分量 5.物体做直线运动的v-t 图象如图所示,若第1 s 内所受合力为F 1,第2 s 内所受合力为F 2,第3 s 内所受合力为F 3, 则( ) A .F 1、F 2、F 3大小相等,F 1与F 2、F 3方向相反 B .F 1、F 2、F 3大小相等,方向相同 C .F 1、F 2是正的,F 3是负的 D .F 1是正的,F 1、F 3是零 6.质量分别为m 和M 的两物体叠放在水平面上如图所示,两物体之间及M 与 水平面间的动摩擦因数均为μ。现对M 施加一个水平力F ,则以下说法中不正确的是( ) A .若两物体一起向右匀速运动,则M 受到的摩擦力等于F B .若两物体一起向右匀速运动,则m 与M 间无摩擦,M 受到水平面的摩擦力大小为μmg C .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力的大小等于F -M a D .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力大小等于μ(m+M )g+m a 7.用平行于斜面的推力,使静止的质量为m 的物体在倾角为θ的光滑斜面上,由底端向顶端做匀加速运动。当物体运动到斜面中点时,去掉推力,物体刚好能到达顶点,则推力的大小为 ( ) A .mg(1-sin θ) B .2mgsin θ C .2mgcos θ D .2mg(1+sin θ) 8.从不太高的地方落下的小石块,下落速度越来越大,这是因为 ( ) A .石块受到的重力越来越大 B .石块受到的空气阻力越来越小 C .石块的惯性越来越大 D .石块受到的合力的方向始终向下 9.一个物体,受n 个力的作用而做匀速直线运动,现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零,而其他的力保持不变,则物体的加速度和速度 ( ) A .加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越快 B .加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越慢 C .加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越快 D .加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越慢 10.下列关于超重和失重的说法中,正确的是 ( ) 第 5 题 第 6 题

高考物理牛顿运动定律试题经典及解析

高考物理牛顿运动定律试题经典及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的图象如图所示取m/s2,求: (1)物体与水平面间的动摩擦因数; (2)水平推力F的大小; (3)s内物体运动位移的大小. 【答案】(1)0.2;(2)5.6N;(3)56m。 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由题意可知,由v-t图像可知,物体在4~6s内加速度: 物体在4~6s内受力如图所示 根据牛顿第二定律有: 联立解得:μ=0.2 (2)由v-t图像可知:物体在0~4s内加速度: 又由题意可知:物体在0~4s内受力如图所示 根据牛顿第二定律有: 代入数据得:F=5.6N (3)物体在0~14s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积,则有:

【点睛】 在一个题目之中,可能某个过程是根据受力情况求运动情况,另一个过程是根据运动情况分析受力情况;或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析,因此在解题过程中要灵活 处理.在这类问题时,加速度是联系运动和力的纽带、桥梁. 2.如图所示为工厂里一种运货过程的简化模型,货物(可视为质点质量4m kg =,以初速度010/v m s =滑上静止在光滑轨道OB 上的小车左端,小车质量为6M kg =,高为 0.8h m =。在光滑的轨道上A 处设置一固定的障碍物,当小车撞到障碍物时会被粘住不 动,而货物继续运动,最后恰好落在光滑轨道上的B 点。已知货物与小车上表面的动摩擦因数0.5μ=,货物做平抛运动的水平距离AB 长为1.2m ,重力加速度g 取210/m s 。 ()1求货物从小车右端滑出时的速度; ()2若已知OA 段距离足够长,导致小车在碰到A 之前已经与货物达到共同速度,则小车 的长度是多少? 【答案】(1)3m/s ;(2)6.7m 【解析】 【详解】 ()1设货物从小车右端滑出时的速度为x v ,滑出之后做平抛运动, 在竖直方向上:2 12 h gt = , 水平方向:AB x l v t = 解得:3/x v m s = ()2在小车碰撞到障碍物前,车与货物已经到达共同速度,以小车与货物组成的系统为研 究对象,系统在水平方向动量守恒, 由动量守恒定律得:()0mv m M v =+共, 解得:4/v m s =共, 由能量守恒定律得:()2201122 Q mgs mv m M v μ==-+共相对, 解得:6s m =相对, 当小车被粘住之后,物块继续在小车上滑行,直到滑出过程,对货物,由动能定理得: 22 11'22 x mgs mv mv 共μ-= -,

牛顿运动定律测试题

《牛顿运动定律》测试题 一、选择题(每小题给出的四个选项中至少有一项是正确的,将正确选项填入括号内,每题4分,共48分。) 1、关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是() A、物体运动的速率不变,其运动状态就不变 B、物体运动的加速度不变,其运动状态就不变 C、物体运动状态的改变包括两种情况:一是由静止到运动,二是由运动到静止 D、物体的运动速度不变,我们就说它的运动状态不变 2、关于惯性的大小,下列说法中正确的是() A、质量相同的物体,在阻力相同情况下,速度大的不容易停下来,所以速度大的物体惯性大 B、上面两个物体既然质量相同,那么惯性就一定相同 C、推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大,所以静止的物体惯性大 D、在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小 3、关于物体运动状态与所受外力的关系,下列说法中正确的是() A、物体受到恒定外力作用时,它的运动状态一定不变 B、物体受到的合力不为零时,一定做变速运动 C、物体受到的合外力为零时,一定处于静止状态 D、物体的运动方向就是物体受到的合外力的方向 4、物体静止于水平桌面上,则下列说法中正确的是() A、桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力 B、物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力 C、物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力 D、物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力 5、下列说法正确的是() A、体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B、蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C、举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D、游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 6、设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和速度v成正比.则雨滴的运动情况() A、先加速后减速,最后静止 B、先加速后匀速 C、先加速后减速直至匀速 D、加速度逐渐减小到零 1,g为重力加速度。人对电梯7、一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速大小为g 3

物理竞赛公式大全

第一章 质点运动学和牛顿运动定律 1.1平均速度 v = t △△r 1.2 瞬时速度 v=lim 0 △t →△t △r =dt dr 1. 3速度v= dt ds = =→→lim lim △t 0 △t △t △r 1.6 平均加速度a = △t △v 1.7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t △v =dt dv 1.8瞬时加速度a= dt dv =22 dt r d 1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+ 2 1at 2 1.14速度随坐标变化公式:v 2 -v 02 =2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动 ?????===gy v at y gt v 22122 ??? ? ???-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212 0220 0 1.17 抛体运动速度分量?? ?-==gt a v v a v v y x sin cos 00 1.18 抛体运动距离分量?? ? ??-?=?=20021sin cos gt t a v y t a v x 1.19射程 X=g a v 2sin 2 1.20射高Y=g a v 22sin 20 1.21飞行时间y=xtga —g gx 2 1.22轨迹方程y=xtga —a v gx 2 202 cos 2 1.23向心加速度 a=R v 2 1.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n 1.25 加速度数值 a=2 2 n t a a + 1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同 a n =R v 2 1.27切向加速度只改变速度的大小a t = dt dv 1.28 ωΦR dt d R dt ds v === 1.29角速度 dt φ ωd = 1.30角加速度 22dt dt d d φ ωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系 a n =222)(ωωR R R R v == a t =αω R dt d R dt dv == 牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动 状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律:物体受到外力作用时,所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比,与物体的质量m 成反比;加速度的方向与外力的方向相同。 1.37 F=ma 牛顿第三定律:若物体A 以力F 1作用与物体B ,则同时物体B 必以力F 2作用与物体A ;这两个力的大小相等、方向相反,而且沿同一直线。 万有引力定律:自然界任何两质点间存在着相互吸引力,其大小与两质点质量的乘积成正比,与两质点间的距离的二次方成反比;引力的方向沿两质点的连线 1.39 F=G 2 2 1r m m G 为万有引力称量=6.67×10-11 N ?m 2 /kg 2 1.40 重力 P=mg (g 重力加速度)

牛顿运动定律的综合应用试题整理

考点11 牛顿运动定律的综合应用考点名片 考点细研究:本考点是物理教材的基础,也是历年高考必考的内容之一,其主要包括的考点有:(1)超重、失重;(2)连接体问题;(3)牛顿运动定律的综合应用、滑块滑板模型、传送带模型等。其中考查到的如:2015年全国卷Ⅰ第25题、2015年全国卷Ⅱ第25题、2015年海南高考第9题、2014年北京高考第8题、2014年四川高考第7题、2014年大纲卷第19题、2014年江苏高考第5题、2014年福建高考第15题、2013年浙江高考第17题和第19题、2013年广东高考第19题、2013年山东高考第15题等。 备考正能量:牛顿运动定律是历年高考的主干知识;它不仅是独立的知识点,更是解决力、电动力学综合问题的核心规律。可单独命题(选择题、实验题),也可综合命题(解答题)。高考对本考点的考查以对概念和规律的理解及应用为主,试题难度中等或中等偏上。 一、基础与经典 1.小明家住十层,他乘电梯从一层直达十层。则下列说法正确的是( ) A.他始终处于超重状态 B.他始终处于失重状态 C.他先后处于超重、平衡、失重状态 D.他先后处于失重、平衡、超重状态 答案 C 解析小明乘坐电梯从一层直达十层过程中,一定是先向上加速,再向上匀速,最后向上减速,运动过程中加速度方向最初向上,中间为零,最后加速度方向向下,因此先后对应的状态应该是超重、平衡、失重三个状态,C正确。

2.如图所示,一长木板在水平地面上运动,在某时刻(t=0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后,木板运动的速度—时间图象可能是图中的( ) 答案 A 解析放上小木块后,长木板受到小木块施加的向左的滑动摩擦力和地面向左的滑动摩擦力,在两力的共同作用下减速,小木块受到向右的滑动摩擦力作用,做匀加速运动,当两者速度相等后,可能以共同的加速度一起减速,直至速度为零,共同减速时的加速度小于木板刚开始运动时的加速度,故A正确,也可能物块与长木板间动摩擦因数较小,达到共同速度后物块相对木板向右运动,给木板向右的摩擦力,但木板的加速度也小于刚开始运动的加速度,B、C错误;由于水平面有摩擦,故两者不可能一起匀速运动,D错误。 3.如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则( )

最新高考物理牛顿运动定律练习题

最新高考物理牛顿运动定律练习题 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.如图所示,质量2kg M =的木板静止在光滑水平地面上,一质量1kg m =的滑块(可 视为质点)以03m/s v =的初速度从左侧滑上木板水平地面右侧距离足够远处有一小型固定挡板,木板与挡板碰后速度立即减为零并与挡板粘连,最终滑块恰好未从木板表面滑落.已知滑块与木板之间动摩擦因数为0.2μ=,重力加速度210m/s g =,求: (1)木板与挡板碰撞前瞬间的速度v ? (2)木板与挡板碰撞后滑块的位移s ? (3)木板的长度L ? 【答案】(1)1m/s (2)0.25m (3)1.75m 【解析】 【详解】 (1)滑块与小车动量守恒0()mv m M v =+可得1m/s v = (2)木板静止后,滑块匀减速运动,根据动能定理有:2102 mgs mv μ-=- 解得0.25m s = (3)从滑块滑上木板到共速时,由能量守恒得:220111 ()22 mv m M v mgs μ=++ 故木板的长度1 1.75m L s s =+= 2.如图,光滑固定斜面上有一楔形物体A 。A 的上表面水平,A 上放置一物块B 。已知斜面足够长、倾角为θ,A 的质量为M ,B 的质量为m ,A 、B 间动摩擦因数为μ(μ<), 最大静擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g 。现对A 施加一水平推力。求: (1)物体A 、B 保持静止时,水平推力的大小F 1; (2)水平推力大小为F 2时,物体A 、B 一起沿斜面向上运动,运动距离x 后撒去推力,A 、B 一起沿斜面上滑,整个过程中物体上滑的最大距离L ; (3)为使A 、B 在推力作用下能一起沿斜面上滑,推力F 应满足的条件。 【答案】(1) (2) (3)

牛顿运动定律测试题及解析

牛顿运动定律测试题及解析 1.(2020·福建六校联考)如图所示,质量分别为m 和2m 的两物体P 和Q 叠放在倾角θ=30°的固定斜面上,Q 与斜面间的动摩擦因数为μ,它们从静止开始沿斜面加速下滑,P 恰好能与Q 保持相对静止,设P 与Q 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则P 与Q 间的动摩擦因数为 ( ) A.μ4 B.μ2 C .μ D .2μ 解析:选C 对P 、Q 整体,由牛顿第二定律有(m +2m )g sin 30°-μ(m +2m )g cos 30°=(m +2m )a ,设P 与Q 之间的动摩擦因数为μ′,P 恰好与Q 保持相对静止,静摩擦力恰好达到最大,对P ,由牛顿第二定律有mg sin 30°-μ′mg cos 30°=ma ,联立解得μ′=μ,选项C 正确。 2.[多选]如图所示,水平方向的传送带顺时针转动,传送带速度大小恒为v =2 m /s ,一物块从B 端以初速度v 0=4 m/s 滑上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,g 取10 m/s 2,下列判断正确的是 ( ) A .如果物块从A 端离开传送带,两端A 、 B 间距离可能为3 m B .如果物块从B 端离开传送带,两端A 、B 间距离可能为3 m C .如果A 、B 间距离为4 m ,物块离开传送带时的速度大小为2 m/s D .如果A 、B 间距离为4 m ,物块离开传送带时的速度大小为4 m/s 解析:选BC 物块刚开始做匀减速直线运动,若传送带足够长,由于v 0>v ,物块先向左做匀减速直线运动,后向右做匀加速直线运动,最后做匀速直线运动,物块在传送带上的加速度大小为a =μg =4 m/s 2。若物块向左匀减速从A 端离开,设物块运动到A 端速度恰好减为零,则根据0-v 02=-2ax 得x =2 m ,AB 最长为2 m ,故A 错误;若从B 端离开,只要传送带长度大于2 m 即可,故B 正确;若A 、 B 间距为4 m ,则物块向左匀减速2 m ,然后向右开始匀加速运动,物块匀加速运动的距离为x =v 2 2a =0.5 m<2 m ,物块速度达到2 m /s 后,与传送带一起向右以2 m/s 的速度运动直到离开传送带,故C 正确,D 错误。 3.(2019·昆明4月质检)如图所示,质量为M 的滑块A 放置在光滑 水平地面上,左侧面是圆心为O 、半径为R 的光滑四分之一圆弧面,当 用一水平恒力F 作用在滑块A 上时,一质量为m 的小球B (可视为质点) 在圆弧面上与A 保持相对静止,此时小球B 距轨道末端Q 的竖直高度 为H =R 3 ,重力加速度为g ,则F 的大小为( ) A.53Mg B.52Mg C.53(M +m )g D.52 (M +m )g 解析:选D 连接OB ,设OB 连续与竖直方向的夹角为θ,由几何

物理竞赛所有公式

第一章 质点运动学和牛顿运动定律 1.1平均速度 v =t △△r 1.2 瞬时速度 v=lim △t →△t △r =dt dr 1. 3速度v=dt ds = =→→lim lim △t 0 △t △t △r 1.6 平均加速度a = △t △v 1.7瞬时加速度(加速度)a=lim △t →△t △v =dt dv 1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt r d 1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+ 2 1at 2 1.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动 ?????===gy v at y gt v 22122 ??? ? ???-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212 0220 0 1.17 抛体运动速度分量???-==gt a v v a v v y x sin cos 00 1.18 抛体运动距离分量?? ? ??-?=?=20021sin cos gt t a v y t a v x 1.19射程 X=g a v 2sin 2 1.20射高Y=g a v 22sin 20 1.21飞行时间y=xtga — g gx 2 1.22轨迹方程y=xtga —a v gx 2 202 cos 2 1.23向心加速度 a=R v 2 1.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n 1.25 加速度数值 a=2 2n t a a + 1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相 同a n =R v 2 1.27切向加速度只改变速度的大小a t = dt dv 1.28 ωΦR dt d R dt ds v === 1.29角速度 dt φ ωd = 1.30角加速度 22dt dt d d φ ωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系 a n =22 2)(ωωR R R R v == a t =αω R dt d R dt dv == 牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律:物体受到外力作用时,所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比,与物体的质量m 成反比;加速度的方向与外力的方向相同。 1.37 F=ma 牛顿第三定律:若物体A 以力F 1作用与物体B ,则同时物体B 必以力F 2作用与物体A ;这两个力的大小相等、方向相反,而且沿同一直线。 万有引力定律:自然界任何两质点间存在着相互吸引力,其大小与两质点质量的乘积成正比,与两质点间的距离的二次方成反比;引力的方向沿两质点的连线 1.39 F=G 2 2 1r m m G 为万有引力称量=6.67×10-11N ?m 2/kg 2 1.40 重力 P=mg (g 重力加速度) 1.41 重力 P=G 2r Mm 1.42有上两式重力加速度g=G 2 r M (物体的重力加速度与物体本身的质量无关,而紧随它到地心

物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)

物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案) 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1.质量为m =0.5 kg 、长L =1 m 的平板车B 静止在光滑水平面上,某时刻质量M =l kg 的物体A (视为质点)以v 0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车B 的上表面,在A 滑上B 的同时,给B 施加一个水平向右的拉力.已知A 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g 取10 m/s 2.试求: (1)如果要使A 不至于从B 上滑落,拉力F 大小应满足的条件; (2)若F =5 N ,物体A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离. 【答案】(1)1N 3N F ≤≤ (2)0.5m x ?= 【解析】 【分析】 物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度,结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值.另一种临界情况是A 、B 速度相同后,一起做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出拉力的最大值,从而得出拉力F 的大小范围. 【详解】 (1)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度v 1,则: 222 011-22A B v v v L a a =+ 又: 011 -=A B v v v a a 解得:a B =6m/s 2 再代入F +μMg =ma B 得:F =1N 若F <1N ,则A 滑到B 的右端时,速度仍大于B 的速度,于是将从B 上滑落,所以F 必须大于等于1N 当F 较大时,在A 到达B 的右端之前,就与B 具有相同的速度,之后,A 必须相对B 静止,才不会从B 的左端滑落,则由牛顿第二定律得: 对整体:F =(m +M )a 对物体A :μMg =Ma 解得:F =3N 若F 大于3N ,A 就会相对B 向左滑下 综上所述,力F 应满足的条件是1N≤F ≤3N (2)物体A 滑上平板车B 以后,做匀减速运动,由牛顿第二定律得:μMg =Ma A 解得:a A =μg =2m/s 2 平板车B 做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F +μMg =ma B 解得:a B =14m/s 2

高考物理牛顿运动定律练习题及解析

高考物理牛顿运动定律练习题及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.如图所示,在倾角为θ = 37°的足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m 的极薄平板 AB ,在薄平板的上端A 处放一质量m =1kg 的小滑块(视为质点),将小滑块和薄平板同时无初速释放。已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1=0.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s 2。求: (1)释放后,小滑块的加速度a l 和薄平板的加速度a 2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t 。 【答案】(1)24m/s ,21m/s ;(2)1s t = 【解析】 【详解】 (1)设释放后,滑块会相对于平板向下滑动, 对滑块m :由牛顿第二定律有:0 11sin 37mg f ma -= 其中0 1cos37N F mg =,111N f F μ= 解得:002 11sin 37cos374/a g g m s μ=-= 对薄平板M ,由牛顿第二定律有:0 122sin 37Mg f f Ma +-= 其中00 2cos37cos37N F mg Mg =+,222N f F μ= 解得:2 21m/s a = 12a a >,假设成立,即滑块会相对于平板向下滑动。 设滑块滑离时间为t ,由运动学公式,有:21112x a t =,2221 2 x a t =,12x x L -= 解得:1s t = 2.如图1所示,在水平面上有一质量为m 1=1kg 的足够长的木板,其上叠放一质量为m 2=2kg 的木块,木块和木板之间的动摩擦因数μ1=0.3,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等?现给木块施加随时间t 增大的水平拉力F =3t (N ),重力加速度大小g =10m/s 2

牛顿运动定律测试题及答案详解

(三)牛顿运动定律测验卷 一.命题双向表 二. 期望值:65 三. 试卷 (三)牛顿运动定律测验卷 一.选择题(每道小题 4分共 40分 ) 1.下面关于惯性的说法正确的是() A.物体不容易停下来是因为物体具有惯性 B.速度大的物体惯性一定大 C.物体表现出惯性时,一定遵循惯性定律 D.惯性总是有害的,我们应设法防止其不利影响 2.一个物体受到多个力作用而保持静止,后来物体所受的各力中只有一个力逐渐减小到零后 又逐渐增大,其它力保持不变,直至物体恢复到开始的受力情况,则物体在这一过程中A.物体的速度逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到零 B.物体的速度从零逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到另一数值 C.物体的速度从零开始逐渐增大到某一数值 D.以上说法均不对 3.质量为m1和m2的两个物体,分别以v1和v2的速度在光滑水平面上做匀速直线运动, 且v1

图-1 图 3-3-7 A .力F 与v1、v2同向,且m1>m2 B .力F 与v1、v2同向,且m1m2 D .力F 与v1、v2反向,且m1 2a 1 D a 2 = 2a 1 9、质量为m 1和m 2的两个物体,由静止从同一高度下落,运动中所受的空气阻力分别是F 1和F2.如果发现质量为m 1的物体先落地,那么 A. m 1>m 2 B. F 1<F 2 C. F 1/m 1<F 2/m 2 D. F 1/m 1>F 2/m 2 10、如图所示,将质量为m =0.1kg 的物体用两个完全一样的竖直轻弹簧固定在升降机内,当升降机和物体以4m/s 2的加速度匀加速向上运动时,上面的弹簧对物体的拉力为0.4N ,当升降机和物体以8m/s 2的加速度向上运动 时,上面弹簧的拉力为 A 、0.6N B 、0.8N C 、1.0N D 、 1.2N

高中物理竞赛—动力学知识要点分析(可编辑修改word版)

高中物理竞赛—动力学知识要点分析 一、牛顿运动定律 (1)牛顿第一定律:在牛顿运动定律中,第一定律有它独立的地位。它揭示了这样一条规律:运动是物体的固有属性,力是改变物体运动状态的原因,认为“牛顿第一定律是牛顿第二定律在加速度为零时的特殊情况”的说法是错误的,它掩饰了牛顿第一定律的独立地位。 物体保持原有运动状态(即保持静止或匀速直线运动状态)的性质叫做惯性。因此,牛顿第一定律又称为惯性定律。但二者不是一回事。牛顿第一定律谈的是物体在某种特定条件下(不受任何外力时)将做什么运动,是一种理想情况,而惯性谈的是物体的一种固有属性。一切物体都有惯性,处于一切运动状态下的物体都有惯性,物体不受外力时,惯性的表现是它保持静止状态或匀速直线运动状态。物体所受合外力不为零时,它的运动状态就会发生改变,即速度的大小、方向发生改变。此时,惯性的表现是物体运动状态难以改变,无论在什么条件下,都可以说,物体惯性的表现是物体的速度改变需要时间。 质量是物体惯性大小的量度。 (2)牛顿第二定律 物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比。加速度的方向跟合外力方向相同,这就是牛顿第二定律。它的数学表达式为 a m F 牛顿第二定律反映了加速度跟合外力、质量的定量关系,从这个意义上来说,牛顿第二定律的表达式写成m F a 更为准确。不能将公式a m F 理解为:物体所受合外力跟加速度成正比,与物体质量成正比,而公式a F m 的物理意义是:对于同一物体,加速度与合外力成正比,其比值保持为某一特定值,这比值反映了该物体保持原有运动状态的能力。 力与加速度相连系而不是同速度相连系。从公式at v v 0可以看出,物体在某一时刻的即时速度,同初速度、外力和外力的作用时间都有关。物体的速度方向不一定同所受合外力方向一致,只有速度的变化量(矢量差)的方向才同合外力方向一致。 牛顿第二定律反映了外力的瞬时作用效果。物体所受合外力一旦发生变化,加速度立即发生相应的变化。例如,物体因受摩擦力而做匀变速运动时,摩擦力一旦消失,加速度立即消失。刹车过程中的汽车当速度减小到零以后,不再具有加速度,它绝不会从速度为零的位置自行后退。 (3)牛顿第三定律:作用力与反作用力具有六个特点:等值、反向、共线、同时、同性质、作用点不共物。要善于将一对平衡力与一对作用力和反作用力相区别。平衡力性质不一定相同,且作用点一定在同一物体上。 二、力和运动的关系 物体所受合外力为零时,物体处于静止或匀速直线运动状态。物体所受合外力不为零时,产生加速度,物体做变速运动。若合外力恒定,则加速度大小、方向都保持不变,物体做匀变速运动。 匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线。物体所受恒力与速度方向处于同一直线时,物体做匀变速直线运动。根据力与速度同向或反向又可进一步分为匀加速运动和匀减速运动,自由落体运动和竖直上抛运动就是例子。若物体所受恒力与速度方向成角度,物体做匀变速曲线运动。例如,平抛运动和斜抛运动。

高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析

高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1.如图甲所示,一倾角为37°的传送带以恒定速度运行.现将一质量m=1 kg的小物体抛上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示,取沿传送带向上为正方向,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8:求: (1)物体与传送带间的动摩擦因数; (2) 0~8 s内物体机械能的增加量; (3)物体与传送带摩擦产生的热量Q。 【答案】(1)μ=0.875.(2)ΔE=90 J(3)Q=126 J 【解析】 【详解】 (1)由图象可以知道,传送带沿斜向上运动,物体放到传送带上的初速度方向是沿斜面向下的,且加速大小为的匀减速直线运动,对其受力分析,由牛顿第二定律得: 可解得:μ=0.875. (2)根据v-t图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移,可得0~8 s 内物体的位移 0~8 s s内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量之和,为 (3) 0~8 s内只有前6s发生相对滑动. 0~6 s内传送带运动距离为: 0~6 s内物体位移为: 则0~6 s内物体相对于皮带的位移为 0~8 s内物体与传送带因为摩擦产生的热量等于摩擦力乘以二者间的相对位移大小, 代入数据得:Q=126 J 故本题答案是:(1)μ=0.875.(2)ΔE=90 J(3)Q=126 J 【点睛】 对物体受力分析并结合图像的斜率求得加速度,在v-t图像中图像包围的面积代表物体运动做过的位移。

2.质量为m =0.5 kg 、长L =1 m 的平板车B 静止在光滑水平面上,某时刻质量M =l kg 的物体A (视为质点)以v 0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车B 的上表面,在A 滑上B 的同时,给B 施加一个水平向右的拉力.已知A 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g 取10 m/s 2.试求: (1)如果要使A 不至于从B 上滑落,拉力F 大小应满足的条件; (2)若F =5 N ,物体A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离. 【答案】(1)1N 3N F ≤≤ (2)0.5m x ?= 【解析】 【分析】 物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度,结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值.另一种临界情况是A 、B 速度相同后,一起做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出拉力的最大值,从而得出拉力F 的大小范围. 【详解】 (1)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度v 1,则: 222 011-22A B v v v L a a =+ 又: 011 -=A B v v v a a 解得:a B =6m/s 2 再代入F +μMg =ma B 得:F =1N 若F <1N ,则A 滑到B 的右端时,速度仍大于B 的速度,于是将从B 上滑落,所以F 必须大于等于1N 当F 较大时,在A 到达B 的右端之前,就与B 具有相同的速度,之后,A 必须相对B 静止,才不会从B 的左端滑落,则由牛顿第二定律得: 对整体:F =(m +M )a 对物体A :μMg =Ma 解得:F =3N 若F 大于3N ,A 就会相对B 向左滑下 综上所述,力F 应满足的条件是1N≤F ≤3N (2)物体A 滑上平板车B 以后,做匀减速运动,由牛顿第二定律得:μMg =Ma A 解得:a A =μg =2m/s 2 平板车B 做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F +μMg =ma B 解得:a B =14m/s 2 两者速度相同时物体相对小车滑行最远,有:v 0-a A t =a B t 解得:t =0.25s

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