微專題12：牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用之兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題- 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

微專題11：牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用之兩類動(dòng)力學(xué)類型一、根據(jù)受力確定運(yùn)動(dòng)情況1．質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的大小為10N的力F，已知θ=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8），經(jīng)t=10s后撤去力F，g取10m/s2．求：(1)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度是多少？(2)物體運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？2．如圖所示，在海濱游樂(lè)場(chǎng)里有一種滑沙運(yùn)動(dòng)．某人坐在滑板上從斜坡的高處A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，滑到斜坡底端B點(diǎn)后，沿水平的滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來(lái)．若人和滑板的總質(zhì)量m＝60.0kg，滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，斜坡的傾角θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，斜坡與水平滑道間是平滑連接的，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力忽略不計(jì)，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)人從斜坡上滑下的加速度為多大？(2)若由于場(chǎng)地的限制，水平滑道BC的最大長(zhǎng)度L＝20.0m，則斜坡上A、B兩點(diǎn)間的距離應(yīng)不超過(guò)多少？3．可愛(ài)的企鵝喜歡在冰面上玩游戲．如圖所示，有一企鵝在傾角為37°的傾斜冰面上，先以加速度a＝0.5m/s2從冰面底部由靜止開(kāi)始沿直線向上“奔跑”，t＝8s時(shí)，突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行，最后退滑到出發(fā)點(diǎn)，完成一次游戲(企鵝在滑動(dòng)過(guò)程中姿勢(shì)保持不變)．若企鵝肚皮與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)企鵝向上“奔跑”的位移大?。?2)企鵝在冰面滑動(dòng)的加速度大?。?3)企鵝退滑到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大?。?計(jì)算結(jié)果可用根式表示)4．某次滑雪訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))站在水平雪道上第一次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得水平推力F＝84N而從靜止向前滑行，其作用時(shí)間為t1＝1.0s，撤去水平推力F后經(jīng)過(guò)時(shí)間t2＝2.0s，他第二次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得同樣的水平推力，作用距離與第一次相同．已知該運(yùn)動(dòng)員連同裝備的總質(zhì)量為m＝60kg，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的滑動(dòng)摩擦力大小恒為Ff＝12N，求：(1)第一次利用滑雪杖對(duì)雪面作用獲得的速度大小及這段時(shí)間內(nèi)的位移；(2)該運(yùn)動(dòng)員第二次撤去水平推力后滑行的最大距離．5．某電視臺(tái)在娛樂(lè)節(jié)目中曾推出一個(gè)游戲節(jié)目——推礦泉水瓶．選手們從起點(diǎn)開(kāi)始用力推瓶子一段時(shí)間后，放手讓它向前滑動(dòng)，若瓶子最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)(不能壓線)視為成功；若瓶子最后沒(méi)有停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過(guò)程中倒下均視為失?。浜?jiǎn)化模型如圖所示，AC是長(zhǎng)度L1＝5.5m的水平桌面，選手們將瓶子放在A點(diǎn)，從A點(diǎn)開(kāi)始用一恒定不變的水平推力推它，BC為有效區(qū)域．已知BC長(zhǎng)度L2＝1.1m，瓶子質(zhì)量m＝0.5kg，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10m/s2．某選手作用在瓶子上的水平推力F＝11N，瓶子沿AC做直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn)，該選手要想游戲獲得成功，試求：在手推瓶子過(guò)程中瓶子的位移取值范圍．(令eq\r(5)＝2.2)類型二、根據(jù)運(yùn)動(dòng)確定受力情況6．如圖所示，一質(zhì)量為m＝100kg的箱子靜止在水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5.現(xiàn)對(duì)箱子施加一個(gè)與水平方向成θ＝37°角的拉力，經(jīng)t1＝10s后撤去拉力，又經(jīng)t2＝1s箱子停下來(lái)．sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)拉力F的大小；(2)箱子在水平面上滑行的位移x.7．如圖甲所示，光滑平臺(tái)右側(cè)與一長(zhǎng)為l＝2.5m的水平木板相接，木板固定在地面上，現(xiàn)有一小滑塊以v0＝5m/s初速度滑上木板，恰好滑到木板右端停止．現(xiàn)將木板右端抬高，使木板與水平地面的夾角θ＝37°，如圖乙所示，讓滑塊以相同的初速度滑上木板，不計(jì)滑塊滑上木板時(shí)的能量損失，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：(1)滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)滑塊從滑上傾斜木板到滑回木板底端所用的時(shí)間t．8．如圖甲所示，質(zhì)量為的物體置于固定斜面上，對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力，后將拉力撤去，物體運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙，試求拉力的大?。ǎ?．公路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離．當(dāng)前車突然停止時(shí)，后車司機(jī)可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會(huì)與前車相碰．通常情況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1s．當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km/h的速度勻速行駛時(shí)，安全距離為120m．設(shè)雨天時(shí)汽車輪胎與瀝青路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為晴天時(shí)的0.4．若要求安全距離仍為120m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度．10．某同學(xué)在家中玩用手指支撐盤(pán)子的游戲，如圖所示，設(shè)該盤(pán)子的質(zhì)量為m，手指與盤(pán)子之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．若手支撐著盤(pán)子一起水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，則手對(duì)盤(pán)子有水平向左的靜摩擦力B．若手支撐著盤(pán)子一起水平向右勻加速運(yùn)動(dòng)，則手對(duì)盤(pán)子的作用力大小為mgC．若手支撐著盤(pán)子一起水平向右勻加速運(yùn)動(dòng)，則手對(duì)盤(pán)子的作用力大小為eq\r(mg2＋μmg2)D．若手支撐著盤(pán)子一起水平向右勻加速運(yùn)動(dòng)，要使得盤(pán)子相對(duì)手指不發(fā)生滑動(dòng)，則加速度最大為μg11．如圖所示，將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動(dòng)很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)．若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2，各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.重力加速度為g.(1)當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí)，求紙板所受摩擦力的大小；(2)要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)，求所需拉力的大小；(3)本實(shí)驗(yàn)中，m1＝0.5kg，m2＝0.1kg,μ＝0.2，砝碼與紙板左端的距離d＝0.1m，取g＝10m/s2.若砝碼移動(dòng)的距離超過(guò)l＝0.002m，人眼就能感知．為確保實(shí)驗(yàn)成功，紙板所需的拉力至少多大？類型三、斜面上的兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題12．如圖所示，一傾角θ＝37°的足夠長(zhǎng)斜面固定在水平地面上．當(dāng)t＝0時(shí)，滑塊以初速度v0＝10m/s沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列說(shuō)法正確的是（）A．滑塊一直做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B．t＝1s時(shí)，滑塊速度減為零，然后靜止在斜面上C．t＝2s時(shí)，滑塊恰好又回到出發(fā)點(diǎn)D．t＝3s時(shí)，滑塊的速度大小為4m/s13．如圖所示，斜面AD和BD與水平方向的夾角分別為60°和30°，兩斜面的A端和B端在同一豎直面上，現(xiàn)讓兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從兩斜面的頂端同時(shí)由靜止下滑，結(jié)果兩物塊同時(shí)滑到斜面底端D，設(shè)兩物塊與AD、BD面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2，則eq\f(μ1,μ2)為（）A．eq\r(3)∶1B．1∶eq\r(3)C．1∶3D．3∶114．如圖甲所示，木板OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，某研究小組利用此裝置探究物塊的加速度a與斜面傾角θ之間的關(guān)系．已知物塊始終受到方向沿斜面向上、大小為F＝8N的拉力作用，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物塊的質(zhì)量m＝1kg，通過(guò)多次改變斜面傾角θ，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，用測(cè)得的數(shù)據(jù)描繪出了如圖乙所示的a－θ關(guān)系圖像．若物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，物塊與木板間的最大靜摩