《高考物理大二輪專題復(fù)習(xí) 考前增分練 計(jì)算題專練部分 牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理大二輪專題復(fù)習(xí) 考前增分練 計(jì)算題專練部分 牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、高考物理大二輪專題復(fù)習(xí) 考前增分練 計(jì)算題專練部分 牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用
1.(xx·山東·23)研究表明,一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間(即圖1甲中“反應(yīng)過程”所用時(shí)間)t0=0.4 s,但飲酒會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng).在某次試驗(yàn)中,志愿者少量飲酒后駕車以v0=72 km/h的速度在試驗(yàn)場(chǎng)的水平路面上勻速行駛,從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止,行駛距離L=39 m.減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示,此過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng).取重力加速度的大小g=10 m/s2.求:
圖1
(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時(shí)間;
(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時(shí)間比一般人增加了多少;
(3
2、)減速過程汽車對(duì)志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值.
答案 (1)8 m/s2 2.5 s (2)0.3 s (3)
解析 (1)設(shè)減速過程中汽車加速度的大小為a,所用時(shí)間為t,由題可得初速度v0=20 m/s,末速度vt=0,位移s=25 m,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
v=2as①
t=②
聯(lián)立①②式,代入數(shù)據(jù)得
a=8 m/s2③
t=2.5 s.
(2)設(shè)志愿者反應(yīng)時(shí)間為t′,反應(yīng)時(shí)間的增加量為Δt,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
L=v0t′+s④
Δt=t′-t0⑤
聯(lián)立④⑤式,代入數(shù)據(jù)得Δt=0.3 s.
(3)設(shè)志愿者所受合外力的大小為F,汽車對(duì)志愿者作用力的大小為F0,志愿
3、者質(zhì)量為m,由牛頓第二定律得
F=ma⑥
由平行四邊形定則得F=F2+(mg)2⑦
聯(lián)立③⑥⑦式,代入數(shù)據(jù)得=.
2.如圖2所示,A球從傾角θ=30° 的光滑斜面上某點(diǎn)由靜止開始滾下,然后進(jìn)入足夠長(zhǎng)的光滑水平面上,經(jīng)M點(diǎn)時(shí)速度大小不發(fā)生變化,方向立刻變?yōu)樗较蜃螅瓸球從M點(diǎn)開始向左做直線運(yùn)動(dòng)(g=10 m/s2),試問:
圖2
(1)若A球從斜面上某一高處由靜止開始滾下,同時(shí)B球以v0=8 m/s向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),A球的高度滿足什么條件,A、B兩球能發(fā)生碰撞.
(2)若A球從斜面上N點(diǎn)由靜止開始滾下,MN=10 m,B球同時(shí)從M點(diǎn)由靜止向左以加速度a=2 m/s2做勻加速直
4、線運(yùn)動(dòng),問:經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者相碰?
答案 (1)A球的高度滿足h>3.2 m (2)(5-) s
解析 (1)A到達(dá)水平面上的速度只要大于8 m/s,A、B兩球就可以發(fā)生碰撞.設(shè)A球從h0處開始釋放,A、B兩球恰好不發(fā)生碰撞時(shí)
a1=gsin 30°=5 m/s2
vt=a1t=8 m/s
t=1.6 s
h0=a1t2sin 30°=3.2 m
所以,只要A球的高度滿足h>3.2 m,A、B兩球就能發(fā)生碰撞.
(2)A球從N→M
a1=gsin 30°=5 m/s2
x1=a1t
解得t1=2 s
v1=a1t1=10 m/s
由A與B相碰得
at2=v1(t-t1
5、)
解得t=(5±) s
考慮到實(shí)際情況t=(5-) s.
3.如圖3所示,水平地面上有一個(gè)靜止的直角三角滑塊P,頂點(diǎn)A到地面的距離h=1.8 m,水平地面上D處有一固定障礙物,滑塊的C端到D的距離L=6.4 m.在其頂點(diǎn)處放一個(gè)小物塊Q,不粘連,最初系統(tǒng)靜止不動(dòng).現(xiàn)在滑塊左端施加水平向右的推力F=35 N,使二者相對(duì)靜止一起向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)C端撞到障礙物時(shí)立即撤去力F,且滑塊P立即以原速率反彈,小物塊Q最終落在地面上.滑塊P的質(zhì)量M=4.0 kg,小物塊Q的質(zhì)量m=1.0 kg,P與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.(取g=10 m/s2)求:
圖3
(1)小物塊Q落地前瞬間的速度;
6、
(2)小物塊Q落地時(shí)到滑塊P的B端的距離.
答案 (1)10 m/s,與水平方向的夾角為37° (2)9.24 m
解析 (1)對(duì)P、Q整體分析有:
F-μ(m+M)g=(m+M)a1
解得:a1=5 m/s2
當(dāng)滑塊從C端運(yùn)動(dòng)至障礙物D時(shí)有:v=2a1L
vD=8 m/s
之后物塊Q做平拋運(yùn)動(dòng)有:h=gt
解得:t1=0.6 s
Q落地前瞬間豎直方向的速度為vy=gt1
解得:vy=6 m/s
由矢量合成得:Q落地前瞬間的速度大小為vt=10 m/s
與水平面成φ角,tan φ=vy/vD
解得:φ=37°.
(2)由(1)得Q平拋的水平位移x1=vDt1
解
7、得x1=4.8 m
滑塊P做勻減速運(yùn)動(dòng),μMg=Ma2
解得a2=2 m/s2
vD=a2t2
解得:t2=4 s>t1
物塊Q在平拋過程中,P的位移為x2=vDt1-a2t
解得x2=4.44 m
所以Q落地時(shí)Q到滑塊B端的距離為
x=x1+x2=9.24 m.
4.(xx·湖北省八校第二次聯(lián)考)如圖4,可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊放在長(zhǎng)木板正中間,已知長(zhǎng)木板質(zhì)量為M=4 kg,長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2 m,小物塊質(zhì)量為m=1 kg,長(zhǎng)木板置于光滑水平地面上,兩物體皆靜止.現(xiàn)在用一大小為F的水平恒力作用于小物塊上,發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)F超過2.5 N時(shí),才能讓兩物體間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng).設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力
8、大小等于滑動(dòng)摩擦力大小,重力加速度g=10 m/s2,試求:
圖4
(1)小物塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù).
(2)若一開始力F就作用在長(zhǎng)木板上,且F=12 N,則小物塊經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間從長(zhǎng)木板上掉下?
答案 (1)0.2 (2)2 s
解析 (1)設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力為Ff,當(dāng)F=2.5 N作用于m時(shí),
對(duì)整體,由牛頓第二定律有F=(M+m)a①
對(duì)M,由牛頓第二定律Ff=Ma②
由①②可得Ff=2 N
小物塊豎直方向上受力平衡,所受支持力FN=mg,
由摩擦力性質(zhì)Ff=Ff=μFN
得μ=0.2.③
(2)F=12 N作用于M時(shí),兩物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),設(shè)M、m加速度分
9、別為a1、a2,
對(duì)M,由牛頓第二定律F-Ff=Ma1④
得a1=2.5 m/s2
對(duì)m,由牛頓第二定律Ff=ma2⑤
得a2=2 m/s2
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,兩物體在t時(shí)間內(nèi)位移為
x1=a1t2⑥
x2=a2t2⑦
m剛滑下M時(shí),x1-x2=L⑧
由⑥⑦⑧得t=2 s.
【必考模型1】 疊放類模型
1.模型特點(diǎn):上、下疊放兩個(gè)物體,并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng).
2.表現(xiàn)形式:(1)滑塊—木板(或小車);(2)滑塊—傳送帶;(3)滑塊—桌面等.
3.應(yīng)對(duì)模式:(1)分別分析兩疊放物體的受力情況,特別注意兩物體速度相等時(shí)往往是滑動(dòng)摩擦力與靜摩擦力或摩擦力方向變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律分別求兩疊放物體的加速度(滑塊—傳送帶形式中,傳送帶往往是勻速直線運(yùn)動(dòng),不受摩擦力的影響,這種情況只分析滑塊的受力并求其加速度).(2)對(duì)兩疊放物體間的位移關(guān)系或速度關(guān)系建立方程,而且兩疊放物體的位移和速度都是以地面為參考系.