2018-2019學(xué)年高中物理同步重難講練之牛頓運(yùn)動(dòng)定律 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

《2018-2019學(xué)年高中物理同步重難講練之牛頓運(yùn)動(dòng)定律 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》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理同步重難講練之牛頓運(yùn)動(dòng)定律 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（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 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 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) 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 【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)μ均相同。(g取10 m/s2且sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)當(dāng)A受到與水平方向成θ＝37

2、°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)，求A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)若用A對(duì)傾角θ＝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)摩擦力等于推力的水平分力，即Ff＝F1cos θ＝40 N,μ＝＝＝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。 在沿斜面方向有： 則Ff1＝μ(F2－mg)sin θ 解得a

3、＝1 m/s2，x＝at2，解得t＝2 s，v＝at＝2 m/s。 【典例2】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——ER流體，它對(duì)滑塊的阻力可調(diào)?；瑝K靜止時(shí)，ER流體對(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

4、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??； (3)當(dāng)下移距離為d時(shí)，ER流體對(duì)滑塊的阻力大小。 【答案】　(1)　(2)　(3)mg＋－kd 【解析】 　(1)設(shè)物體與滑塊碰撞前瞬間的速度大小為v0，由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v＝2gL，解得v0＝。 (2)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－2ax＝v－v，x＝d，v1＝，v2＝，解得a＝。 (3)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 【跟蹤訓(xùn)練】 1.(201

5、8·徐州質(zhì)檢)(多選)如圖所示，質(zhì)量為m＝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＝10 m/s2)(　　) A.物體經(jīng)10 s速度減為零 B.物體經(jīng)2 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】　物體受到向右的滑動(dòng)摩擦力Ff＝μFN＝μG＝3 N，根據(jù)牛頓第二定律得a＝＝ m/s2＝5 m/s2，方向向右，物體減速到零所需的時(shí)間t＝＝ s＝2 s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；減速到零后，恒力F

6、持靜止，不再運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 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A點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn)停止。小物塊經(jīng)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段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1和BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2的比值為(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】　C 【解析】　物塊從A到B根據(jù)牛頓第二定律，有μ1mg＝ma1，得a1＝μ1g。從B到C根據(jù)牛頓第二定律，有μ2mg＝ma2，得a2＝μ2g。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，由于AB＝BC＝l，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知，從A到B：－v2＝－2μ1gl，從B到C：0－

7、＝－2μ2gl，聯(lián)立解得μ1＝3μ2，故選項(xiàng)C正確，A、B、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=a1 B． a2>a1 C． x2>x1 D． x2

8、。根據(jù)v2=2ax得，．知加速度增大，則滑行的距離變小，即x2

9、時(shí)，人對(duì)地面的壓力為（ ） A． 200N B． 300N C． 500N D． 600N 【答案】B 【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-mg=ma解得：F=20×15=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：Mg=F+F支解得：F支=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

10、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小; (2)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。 【答案】（1）（2） 【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 根據(jù)牛頓第二定律，有 代入數(shù)據(jù)： 解得：v=30m/s 座艙勻減速運(yùn)動(dòng)的位移x=25m，

11、故根據(jù)位移—速度公式可得： 解得座艙減速過程中的加速度大小a=18m/s2 5．（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

12、急制動(dòng)過程的加速度大??； (2)觸發(fā)“緊急制動(dòng)”時(shí)汽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。 【答案】(1)8m/s2 (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 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 則有： 已知“緊急制動(dòng)”前的加速度為 位移為 且有： 已知總位移x=22m， 解得：，； 所以 。 6．（2019 屆“超級(jí)全能生”高考選考科目浙江省9月聯(lián)考） 如圖甲為冰庫(kù)工

13、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，冰塊與滑道間動(dòng)摩擦因數(shù)，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、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】冰塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度，加速最大速度為，減速加速度大小為，加速位移為；所以減速位移為；

14、因?yàn)槿坛跄┧俣葹榱悖? ?? ? 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： 冰塊在加速階段：受力如圖， 根據(jù)牛頓第二定律：水平方向：?? ?豎直方向：?? 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 = 2.0 kg的木塊靜止在高h(yuǎn) = 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??； （2）木塊落地時(shí)距平臺(tái)邊緣的水平距離。

15、 【答案】（1）10m/s.（2）6m 【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/s2 由v2=2as得解得： （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＝gt2解得木塊落地時(shí)距平臺(tái)邊緣的水平距離：x= 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m=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μ=0.2，物體在方向與水平面成α=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/s2。求：

16、 (1)6s末物體的速度大小 (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-Fsinα=0? 水平方向上?Fcosα-f=ma? 又?f=μN(yùn) 解得? 則6s末的速度大小??v6=at1=1.4×6m/s=8.4m/s?? （2）撤去力F后，據(jù)牛頓第二定律有μmg=ma′解得???a′=μg=2m/s2?????? ?還能滑行的距離： 10．（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？在前進(jìn)2.3m時(shí)撤去拉力，又經(jīng)過3s，物體的速度多大？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2) 【答案】2.3 m/s，0 【解析】物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力等于摩擦力，則f=20N． 撤去拉力后：a1=μg=1m/s2，物體速度減為零所需的時(shí)間：，此時(shí)物體已停下，所以v1=0。 10