2020高中物理同步重難講練專題05牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用之動(dòng)力學(xué)兩類基本問題學(xué)案新人教版必修1

1、精品試卷專題05牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用之動(dòng)力學(xué)兩類基本問題精品試卷重難講練1.解決動(dòng)力學(xué)兩類問題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)利川輕佐展裁偏然法聘芝朋丸時(shí)聲畫甘受力示竈圖.運(yùn)動(dòng)晴紊圖.聖確犧體 的it動(dòng)柱廈和運(yùn)動(dòng)址性掙成主或正文分許法0 、(選取正污向)V JF.=nifl<7曲運(yùn)動(dòng)學(xué)仝丸和出峽動(dòng)方世2. 解決動(dòng)力學(xué)基本問題的處理方法(1) 合成法：在物體受力個(gè)數(shù)較少 (2個(gè)或3個(gè))時(shí)一般采用“合成法”。(2) 正交分解法：若物體的受力個(gè)數(shù)較多(3個(gè)或3個(gè)以上)，則采用“正交分解法”。3. 兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題步驟*迪嚐赳定鈾連度的方向旳it方向【典例1】如圖所示，在建筑裝修中，工人用質(zhì)量為 5.0 kg的磨

2、石A對(duì)地面和斜壁進(jìn)行打磨，已知A與地面、A與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 口均相同。2(g 取 10 m/s 且 sin 37=0.6 , cos 37 °= 0.8)(1)當(dāng)A受到與水平方向成 0 = 37°斜向下的推力 F1= 50 N打磨地面時(shí)，A恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),精品試卷求A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)口 ;（2）若用A對(duì)傾角e = 37°的斜壁進(jìn)行打磨，當(dāng)對(duì)A加豎直向上推力 F2= 60 N時(shí)，則磨石A從靜止開始沿斜壁向上運(yùn)動(dòng)2 m（斜壁長(zhǎng)2 m）時(shí)的速度大小為多少？【答案】（1）0.5（2）2 m/s【解析】（1） A恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)

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）將重力及向上的推力合成后，將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=（鬥礙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?！镜淅?】如圖所示，一個(gè)豎直固定在地面上的透氣圓筒，筒中有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，其下端固定，上端連接一質(zhì)量為 m的薄滑塊，圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料一一ER流體，它對(duì)滑塊的阻力可調(diào)。滑塊靜止時(shí)，ER流

4、體對(duì)其阻力為零，此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)?，F(xiàn)有一質(zhì)量也為 m可視為質(zhì)點(diǎn)）的物體在圓筒正上方距地面 2L處自由下落，與滑塊碰撞（碰撞時(shí)間極短）后粘在一起，并以物體碰前瞬間速度的一半向下運(yùn)動(dòng)。ER流體對(duì)滑塊的阻力隨滑塊下移而變化，使滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)下移距離為d時(shí)，速度減小為物體與滑塊碰撞前瞬間速度的四分之一。取重力加速度為 g,忽略空氣阻力，試求：（1）物體與滑塊碰撞前瞬間的速度大小;（2）滑塊向下運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小；當(dāng)下移距離為d時(shí)，ER流體對(duì)滑塊的阻力大小。 精品試卷【答案】2gL3gL16d(3) m葉kd【解析】（1）設(shè)物體與滑塊碰撞前瞬間的速度大小為Vo,由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v0= 2

5、gL,解得Vo= ;'2gLo 設(shè)滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,取豎直向下為正方向，則有一2ax= vl-v2，x = d, Vi =號(hào),V2 =罟,解得a=3gL16d°設(shè)下移距離d時(shí)彈簧彈力為F, ER流體對(duì)滑塊的阻力為 Fer,對(duì)物體與滑塊組成的整體，受力分析如圖所示,由牛頓第二定律得1.（2018 徐州質(zhì)檢）（多選）如圖所示，質(zhì)量為 仆1 kg的物體與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度為10 m/s時(shí)，給物體施加一個(gè)與速度方向相反的大小為F= 2 N的恒力，在此恒力作用下 （取g= 10m/s2）（）%rA. 物體經(jīng)10 s速度減為零B. 物體經(jīng)2

6、 s速度減為零C. 物體速度減為零后將保持靜止D. 物體速度減為零后將向右運(yùn)動(dòng)【答案】BC【解析】F 1 f 2 亠 3物體受到向右的滑動(dòng)摩擦力Ff = 口 F n= （iG = 3 N,根據(jù)牛頓第二定律得 a= . m/s = 5 m/s ,m1方向向右，物體減速到零所需的時(shí)間t = = 10 s = 2 s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；減速到零后，恒力 F<Ff，物體將a 5保持靜止，不再運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) C正確，D錯(cuò)誤。A點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn)停止。小物塊經(jīng)3.如圖所示，B是水平地面上 AC的中點(diǎn)，可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊以某一初速度從 精品試卷精品試卷過B點(diǎn)時(shí)的速度等于它在 A點(diǎn)時(shí)速度的一半。則小物塊與 AB

7、段間的動(dòng)摩擦因數(shù) 口i和BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù) 口2的比值為（） : IABCA.1B.2C.3D.4【答案】C【解析】物塊從A到B根據(jù)牛頓第二定律，有口 img= ma,得ai =口ig。從B到C根據(jù)牛頓第二定律，有口 2mg=ma，得a2= 口2g。設(shè)小物塊在 A點(diǎn)時(shí)速度大小為v,則在B點(diǎn)時(shí)速度大小為2，由于AB= BC= l，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22v2、知，從A到B：1 = 3 口 2,故選項(xiàng) C正確，A、B、2 一 v =一 2 口 igl，從 B到 C: 0 2 =一 2 口 2gl，聯(lián)立解得D錯(cuò)誤。模擬提升1 . （2019屆山東省濟(jì)寧一中高三上第一次調(diào)研考試）如圖所示，木盒中固定一質(zhì)量

8、為m的砝碼，木盒和砝碼在桌面上以一定的初速度一起以加速度a1滑行一段距離X1后停止現(xiàn)拿走砝碼，而持續(xù)加一個(gè)豎直向下的恒力F（F= mg，若其他條件不變，木盒以加速度a2滑行距離X2后停止.則（）A.a2=a1B .a2>a1X2>X1D .X2<X1精品試卷【答案】BD【解析】設(shè)木盒的質(zhì)量為根據(jù)牛頓第二定律得，放砝碼時(shí)，加速度:;拿走砝碼施加 F時(shí)，加速度:2可知a2> a1。根據(jù)v =2ax得,怎；|.知加速度增大，則滑行的距離變小，即X2<X1。故BD正確，AC錯(cuò)誤。故選BD。2 . （2019屆廣西高三年級(jí)畢業(yè)班百校大聯(lián)考）如圖所示，靜止于水平地面上的物塊在

9、豎直向上的恒力作用下豎直上升，經(jīng)過一段時(shí)間，突然撤去該恒力，之后物塊經(jīng)相同時(shí)間落回地面。不計(jì)空氣阻力，則該恒力與物塊所受重力的大小之比為A.B【答案】C【解析】設(shè)物體在撤去拉力時(shí)逮度剜7落地速度大水曬上升過程；癇亍下降過程：盂尋、解得；v =V-1; 2$宙動(dòng)量走理得；上升過程；（F-mg） t=m7i下降過程；-mgAgf-ni巧麻立解得；F； mg=4；兒 故選C.3. （2018安徽省蕪湖一中高三上期末考試）如圖所示，質(zhì)量 M=60kg的人通過光滑的定滑輪用繩拉著m=20kg的物體，當(dāng)物體以加速度a=5m/s2上升時(shí)，人對(duì)【答案】B500N D . 600NF-mg=ma 解得:Mg=F

10、+F支解得：F支【解析】先研究物體，以加速度5m/s2勻加速被拉升，受力分析：重力與繩子的拉力。則有:F=20X 15=300N再研究人，受力分析，重力、繩子拉力、支持力，處于平衡狀態(tài)。則有:=600-300=300N，由牛頓第三定律可得：F壓=300N,故選B。4. （2019屆河北省廊坊市省級(jí)示范性高中聯(lián)合體高三第一次聯(lián)考）某種巨型娛樂器械可以使人體驗(yàn)超重和失重。一個(gè)可乘10多個(gè)人的環(huán)形座艙套在豎直柱子上由升降機(jī)送上幾十米的高處然后讓座艙自由落下，落到一定位置，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下，取重力加速度g=10（1）上升過程，若升降機(jī)以1的加速度向上加速運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為50kg的游客坐在豎直

11、運(yùn)動(dòng)的座艙上，求此時(shí)該游客對(duì)座艙中水平座椅的壓力大?。?下落過程，座艙從70m高處開始自由下落，當(dāng)下落到距地面25m高處時(shí)開始制動(dòng)，座艙做勻減速運(yùn)動(dòng)，到地面時(shí) 剛好停下。求座艙減速過程中的加速度大小?！敬鸢浮浚?）砧川（2） I伽/-*【解析】（1）以游客為研究對(duì)象受力分析，受到重力、升降機(jī)水平底板的支持力精品試卷根據(jù)牛頓第二定律，有F-k：；二-姑代入數(shù)據(jù)：根據(jù)牛頓第三定律：物體對(duì)升降機(jī)水平底板的壓力F =尸=550座艙開始制動(dòng)前做自由落休運(yùn)動(dòng)，故忖=2如fl 70m 2Sfa = 45m局解得：v=30m/s座艙勻減速運(yùn)動(dòng)的位移 x=25m,故根據(jù)位移一速度公式可得：v2 = 2.UX2解

12、得座艙減速過程中的加速度大小a=18m/s5. (2019屆浙江省嘉興市高三普通高校招生選考科目教學(xué)測(cè)試)為了測(cè)試智能汽車自動(dòng)防撞系統(tǒng)的性能。質(zhì)量為1500kg的智能汽車以10m/s的速度在水平面勻速直線前進(jìn)，通過激光雷達(dá)和傳感器檢測(cè)到正前方22m處有靜止障礙物時(shí)，系統(tǒng)立即自動(dòng)控制汽車，使之做加速度大小為1m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，并向駕駛員發(fā)出警告。駕駛員在此次測(cè)試中仍未進(jìn)行任何操作，汽車?yán)^續(xù)前行至某處時(shí)自動(dòng)觸發(fā)“緊急制動(dòng)”，即在切斷動(dòng)力系統(tǒng)的同時(shí)提供12000N的總阻力使汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，最終該汽車恰好沒有與障礙物發(fā)生碰撞。求(1)汽車在“緊急制動(dòng)過程的加速度大小；觸發(fā)“緊急制動(dòng)”時(shí)汽

13、車的速度大小和其到障礙物的距離;(3)汽車在上述22m的運(yùn)動(dòng)全過程中的平均速度的大小?！敬鸢浮?1)8m/s 2 (2)4m (3)：【解析】(1)由牛頓第二定律可得：“緊急制動(dòng)”過程的加速度叫-懇其中 f=12000N , m=1500kg，代入解得:(2)設(shè)觸發(fā)“緊急制動(dòng)”時(shí)汽車的速度大小為v,其到障礙物的距離為 X2已知“緊急制動(dòng)”前的加速度為精品試卷Vq -v2 xt =位移為2口且有：= jr|已知總位移x=22m,吩 解得:緊急制動(dòng)前的時(shí)間為：11二寧二玄5緊急制動(dòng)后的時(shí)間為：ta=ls所以總時(shí)間為:t f 4 = 3s6. (2019屆“超級(jí)全能生”高考選考科目浙江省9月聯(lián)考)如

14、圖甲為冰庫(kù)工作人員移動(dòng)冰塊的場(chǎng)景，冰塊先在工作人員斜向上拉力作用下拉一段距離，然后放手讓冰塊向前滑動(dòng)到運(yùn)送冰塊的目的地 其工作原理可簡(jiǎn)化為如圖乙所示，設(shè)冰塊質(zhì)量圧- “匸心，冰塊與滑道間動(dòng)摩擦因數(shù)H = 0.05，運(yùn)送冰塊距離為12 m工人拉冰塊時(shí)拉力與水平方向成am"角向上某次拉冰塊時(shí)，工人從滑道前端拉著冰塊 冰塊初速度可視為零向前勻加速前進(jìn)后放手，冰塊剛好到達(dá)滑道末端靜止已知卜川訂盧工制口曲廠- i K求:冰塊在加速與減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度大小之比；冰塊滑動(dòng)過程中的最火速度；工人拉冰塊的拉力火小.【答案】(1) 2:1 (2)( 3) 234.4N【解析】(I：冰塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)，

15、加速度 山，加速最大速度為 匚"，減速加速度大小為 旳，加速位移為勺二伽v 2|所以減速位移為勺=12-" = *藺；因?yàn)槿坛跄┧俣葹榱?，精品試卷精品試?-=2:1兩可4加速結(jié)束時(shí)刻速度最大，減速開始時(shí)刻速度最大；在減速階段，冰塊受滑動(dòng)摩擦力減速，根據(jù)牛頓第二定律:f = ma2Z=卿曹I忖=m = U.5/ti/s2vfti = J2口沽=x ().5 x 8 = 2冰塊在加速階段：受力如圖,豎直方向：:天:曲貳yj；逖由（1）問得；旳=2衍=lw/s3解得F =代人數(shù)抿得：f = 234,Wo 8. （2018江蘇省姜堰中學(xué)高二下學(xué)業(yè)水平測(cè)試）如圖所示，質(zhì)量 m =

16、 2.0 kg的木塊靜止在高 h = 1.8 m的光滑水平臺(tái)上，木塊距平臺(tái)右邊緣10 m。用水平拉力F = 20N拉動(dòng)木塊，當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到水平末端時(shí)撤去F。不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。求：（1 ）木塊離開平臺(tái)時(shí)的速度大小;(2 )木塊落地時(shí)距平臺(tái)邊緣的水平距離?！敬鸢浮?1) 10 m/s. (2) 6 m【解析】(1)對(duì)于木塊的勻加速運(yùn)動(dòng)過程，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得：F =ma則得a=F/m =10m/s由v =2as得解得：”丄尹猊三護(hù)毘f.：i氏：'： =工診.硝q(2 )離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)：水平方向:x=vt豎直方向:h= gt 2解得木塊落地時(shí)距平臺(tái)邊緣的水平距離:x=精品試卷

17、9. (2019屆吉林省長(zhǎng)春市田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上第一次調(diào)研)如圖所示，質(zhì)量為 n=2kg的物體放在粗糙的水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為口 =0.2，物體在方向與2水平面成a =37°斜向下、大小為10N的推力F作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，sin37 ° =0.6 , cos37° =0.8 , g=10m/s。(2)若6s末撤去F,物體還能滑行多遠(yuǎn)?【答案】(1) 8.4m/s(2) 4.41m【解析】(1)物體受力如圖所示，據(jù)牛頓第二定律有豎直方向上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則 6s 末的速度大小V6=at 1=1.4 x 6m/s=8.4m/s2(2)撤去力F后，據(jù)牛頓第二定律有卩mg=ma解得a'=卩g=2m/s還能滑行的距離：坯 8牢x = =m 4.41m10. (2019屆云南省玉溪市一中高三上第二次調(diào)研考試)質(zhì)量為20 kg的物體若用20 N的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。若改用50 N拉力，沿與水平方向成37°的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進(jìn)2.3m時(shí)，它的速度多大？