高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練 專題 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用（含解析）.doc

第3講 專題 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用1.圖3310(2010日照模擬)在水平地面上運(yùn)動(dòng)的小車(chē)車(chē)廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊，木塊和車(chē)廂通過(guò)一根輕質(zhì)彈簧相連接，彈簧的勁度系數(shù)為k.在車(chē)廂的頂部用一根細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m2的小球某段時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎直方向的夾角為，在這段時(shí)間內(nèi)木塊與車(chē)廂保持相對(duì)靜止，如圖3310所示不計(jì)木塊與車(chē)廂底部的摩擦力，則在這段時(shí)間內(nèi)彈簧的形變?yōu)?)a伸長(zhǎng)量為 b壓縮量為c伸長(zhǎng)量為 d壓縮量為解析：分析m2的受力情況可得：m2gtan m2a，得出：agtan ，再對(duì)m1應(yīng)用牛頓第二定律，得：kxm1a，x，因a的方向向左，故彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，故a正確答案：a2.圖3311如圖3311所示，在光滑的水平面上，a、b兩物體的質(zhì)量ma2mb，a物體與輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端固定在豎直墻上，開(kāi)始時(shí)，彈簧處于自由狀態(tài)，當(dāng)物體b沿水平向左運(yùn)動(dòng)，使彈簧壓縮到最短時(shí)，a、b兩物體間作用力為f，則彈簧給a物體的作用力的大小為()af b2f c3f d4f解析：對(duì)b由牛頓第二定律得fmba對(duì)a、b整體由牛頓第二定律得f彈(mamb)ama2mb由得：f彈3f，所以選項(xiàng)c正確答案：c3如右圖所示，車(chē)廂里懸掛著兩個(gè)質(zhì)量不同的小球，上面的球比下面的球質(zhì)量大，當(dāng)車(chē)廂向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)(空氣阻力不計(jì))，兩個(gè)小球穩(wěn)定后所處的位置下列各圖中正確的是()解析：兩個(gè)小球穩(wěn)定后與車(chē)廂一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，它們的加速度相同，先使用整體法求得agtan ，再使用隔離法研究b物體agtan ，與豎直方向的角度相同，所以oa與ab在一條線上，b正確答案：b4.圖3312如圖3312所示，在光滑的水平面上放著緊靠在一起的a、b兩物體，b的質(zhì)量是a的2倍，b受到向右的恒力fb2 n，a受到的水平力fa(92t) n(t的單位是s)從t0開(kāi)始計(jì)時(shí)，則()aa物體在3 s末時(shí)刻的加速度是初始時(shí)刻的倍bt4 s后，b物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)ct4.5 s時(shí)，a物體的速度為零dt4.5 s后，a、b的加速度方向相反解析：對(duì)于a、b整體根據(jù)牛頓第二定律有fafb(mamb)a，開(kāi)始時(shí)合力為11 n,3秒末合力為5 n，故a正確設(shè)a、b間的作用力為fn，則對(duì)b進(jìn)行分析，由牛頓第二定律可得：fnfbmba，解得fnmbfb n當(dāng)t4 s時(shí)，fn0，a、b兩物體開(kāi)始分離，此后b做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故b正確；而a做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t4.5 s時(shí)，a物體的加速度為零而速度不為零，故c錯(cuò)誤t4.5 s后，a所受合外力反向，即a、b的加速度方向相反，故d正確當(dāng)t4 s時(shí)，a、b的加速度均為a.綜上所述，選項(xiàng)a、b、d正確答案：abd5.圖3313如圖3313所示，光滑水平面上靜止放著長(zhǎng)l1 m，質(zhì)量為m3 kg的木板(厚度不計(jì))，一個(gè)質(zhì)量為m1 kg的小物體放在木板的最右端，m和m之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，今對(duì)木板施加一水平向右的拉力f.(g取10 m/s2)(1)為使小物體不掉下去，f不能超過(guò)多少？(2)如果拉力f10 n恒定不變，求小物體所能獲得的最大速率？解析：(1)為使小物體不掉下去，必須讓小物體和木板相對(duì)靜止，即兩者具有相同的加速度，把小物體和木板看作整體，則由牛頓第二定律得f(mm)a，對(duì)小物體受力分析可知，其合力為靜摩擦力，而最大靜摩擦力提供最大的加速度，即mgma，聯(lián)立兩個(gè)式子可得：f(mm)g0.1(31)10 n4 n.(2)小物體的加速度a1g0.110 m/s21 m/s2，木板的加速度a2m/s23 m