高考物理大二輪專題復習 考前增分練 計算題專練部分 牛頓第二定律和運動學規(guī)律的綜合應用

高考物理大二輪專題復習 考前增分練 計算題專練部分 牛頓第二定律和運動學規(guī)律的綜合應用1(xx·山東·23)研究表明，一般人的剎車反應時間(即圖1甲中“反應過程”所用時間)t00.4 s，但飲酒會導致反應時間延長在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以v072 km/h的速度在試驗場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L39 m減速過程中汽車位移s與速度v的關系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運動取重力加速度的大小g10 m/s2.求：圖1(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時間；(2)飲酒使志愿者的反應時間比一般人增加了多少；(3)減速過程汽車對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/s22.5 s(2)0.3 s(3)解析(1)設減速過程中汽車加速度的大小為a，所用時間為t，由題可得初速度v020 m/s，末速度vt0，位移s25 m，由運動學公式得v2ast聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得a8 m/s2t2.5 s.(2)設志愿者反應時間為t，反應時間的增加量為t，由運動學公式得Lv0tsttt0聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得t0.3 s.(3)設志愿者所受合外力的大小為F，汽車對志愿者作用力的大小為F0，志愿者質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得Fma由平行四邊形定則得FF2(mg)2聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得.2如圖2所示，A球從傾角30° 的光滑斜面上某點由靜止開始滾下，然后進入足夠長的光滑水平面上，經(jīng)M點時速度大小不發(fā)生變化，方向立刻變?yōu)樗较蜃驜球從M點開始向左做直線運動(g10 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B球以v08 m/s向左做勻速直線運動，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點由靜止開始滾下，MN10 m，B球同時從M點由靜止向左以加速度a2 m/s2做勻加速直線運動，問：經(jīng)多長時間兩者相碰？答案(1)A球的高度滿足h3.2 m(2)(5) s解析(1)A到達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A球從h0處開始釋放，A、B兩球恰好不發(fā)生碰撞時a1gsin 30°5 m/s2vta1t8 m/st1.6 sh0a1t2sin 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NMa1gsin 30°5 m/s2x1a1t解得t12 sv1a1t110 m/s由A與B相碰得at2v1(tt1)解得t(5±) s考慮到實際情況t(5) s.3如圖3所示，水平地面上有一個靜止的直角三角滑塊P，頂點A到地面的距離h1.8 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L6.4 m在其頂點處放一個小物塊Q，不粘連，最初系統(tǒng)靜止不動現(xiàn)在滑塊左端施加水平向右的推力F35 N，使二者相對靜止一起向右運動，當C端撞到障礙物時立即撤去力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M4.0 kg，小物塊Q的質(zhì)量m1.0 kg，P與地面間的動摩擦因數(shù)0.2.(取g10 m/s2)求：圖3(1)小物塊Q落地前瞬間的速度；(2)小物塊Q落地時到滑塊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P、Q整體分析有：F(mM)g(mM)a1解得：a15 m/s2當滑塊從C端運動至障礙物D時有：v2a1LvD8 m/s之后物塊Q做平拋運動有：hgt解得：t10.6 sQ落地前瞬間豎直方向的速度為vygt1解得：vy6 m/s由矢量合成得：Q落地前瞬間的速度大小為vt10 m/s與水平面成角，tan vy/vD解得：37°.(2)由(1)得Q平拋的水平位移x1vDt1解得x14.8 m滑塊P做勻減速運動，MgMa2解得a22 m/s2vDa2t2解得：t24 s>t1物塊Q在平拋過程中，P的位移為x2vDt1a2t解得x24.44 m所以Q落地時Q到滑塊B端的距離為xx1x29.24 m.4(xx·湖北省八校第二次聯(lián)考)如圖4，可看作質(zhì)點的小物塊放在長木板正中間，已知長木板質(zhì)量為M4 kg，長度為L2 m，小物塊質(zhì)量為m1 kg，長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F超過2.5 N時，才能讓兩物體間產(chǎn)生相對滑動設兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小，重力加速度g10 m/s2，試求：圖4(1)小物塊和長木板間的動摩擦因數(shù)(2)若一開始力F就作用在長木板上，且F12 N，則小物塊經(jīng)過多長時間從長木板上掉下？答案(1)0.2(2)2 s解析(1)設兩物體間的最大靜摩擦力為Ff，當F2.5 N作用于m時，對整體，由牛頓第二定律有F(Mm)a對M，由牛頓第二定律FfMa由可得Ff2 N小物塊豎直方向上受力平衡，所受支持力FNmg，由摩擦力性質(zhì)FfFfFN得0.2.(2)F12 N作用于M時，兩物體發(fā)生相對滑動，設M、m加速度分別為a1、a2，對M，由牛頓第二定律FFfMa1得a12.5 m/s2對m，由牛頓第二定律Ffma2得a22 m/s2由勻變速直線運動規(guī)律，兩物體在t時間內(nèi)位移為x1a1t2x2a2t2m剛滑下M時，x1x2L由得t2 s.【必考模型1】疊放類模型1.模型特點：上、下疊放兩個物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動.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.應對模式：(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往往是滑動摩擦力與靜摩擦力或摩擦力方向變化的轉(zhuǎn)折點，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動，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)對兩疊放物體間的位移關系或速度關系建立方程，而且兩疊放物體的位移和速度都是以地面為參考系.