2018版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運動定律沖刺訓(xùn)練

1、第三章 第三章 牛頓運動定律 牛頓運動定律(一)巧用動力學(xué)觀點，破解三類板塊模型木板與物塊組成的相互作用的系統(tǒng)統(tǒng)稱為板塊模型。板塊模型是高中動力學(xué)部分中的一類重要模型，也是高考考查的重點，此類模型一個典型的特征是，物塊與木板間通過摩擦力作用使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，同時注意分析二者之間相對地面的位移之間的關(guān)系。水平面光滑[典例 1] 如圖所示，在光滑的水平面上有一長為 0.64 m、質(zhì)量為 4 kg 的木板 A，在木板的左端有一質(zhì)量為

2、2 kg 的小物體 B，A、B 之間的動摩擦因數(shù)為 μ＝0.2。當(dāng)對 B 施加水平向右的力 F＝10 N 時，求經(jīng)過多長的時間可將 B 從木板 A 的左端拉到右端？(物體 B 可以視為質(zhì)點，g 取 10 m/s2)[解析] 假設(shè)二者相對靜止，則對整體由牛頓第二定律得 F＝(M＋m)a。設(shè) A、B 之間的摩擦力為 f，A 所受的摩擦力水平向右，對 A：f＝Ma。由于二者相對靜止，故 f 為靜摩擦力，要使二者不發(fā)生相對滑動，滿足 f≤μmg

3、，解得 F≤μmg ＝6 N，由于 F＞6 N，M＋mM故 B 將相對于 A 發(fā)生滑動。法一：以地面為參考系，A 和 B 都做勻加速運動，且 B 物體的加速度大于 A 物體的加速度，B 的加速度大?。篴B＝ ＝3 m/s2；F－μmgmA 的加速度大?。篴A＝ ＝1 m/s2。μmgMB 從 A 的左端運動到右端，A、B 的位移關(guān)系滿足x1－x2＝L，即 aBt2－ aAt2＝L，解得 t＝0.8 s。1212法二：以 A 為參照物，

4、B 相對 A 的加速度 aBA＝aB－aA，即 B 相對 A 做初速度為零的勻加速直線運動，相對位移大小為 L，故 L＝ aBAt2，解得 t＝0.8 s。12[答案] 0.8 s[典例 2] 如圖所示，質(zhì)量 M＝8 kg 的小車放在光滑的水平面上，在F－μ2(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a，解得 F≤(μ1＋μ2)(m1＋m2)g。(3)當(dāng) F＞(μ1＋μ2)(m1＋m2)g 時，二者發(fā)生相對滑動。此時 aA＝μ1g，aB＝>

5、μ1g，A 相對 B 向左滑動。F－μ1m1g－μ2?m1＋m2?gm2[典例 3] 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，砝碼的移動很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實驗。若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為 m1 和 m2，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為 μ。重力加速度為 g。(1)當(dāng)紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大??；(2)要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大小的范圍；(3)本實驗中，m1＝0.

6、5 kg，m2＝0.1 kg，μ＝0.2，砝碼與紙板左端的距離 d＝0.1 m，取 g＝10 m/s2。若砝碼移動的距離超過 l＝0.002 m，人眼就能感知，為確保實驗成功，紙板所需的拉力至少多大？[解析] (1)砝碼對紙板的摩擦力 f1＝μm1g，桌面對紙板的摩擦力 f2＝μ(m1＋m2)g，f＝f1＋f2，解得 f＝μ(2m1＋m2)g。(2)設(shè)砝碼的加速度為 a1，紙板的加速度為 a2，則 f1＝m1a1＝μm1g，F(xiàn)－f1－f

7、2＝m2a2，要發(fā)生相對運動，則 a2＞a1，解得 F＞2μ(m1＋m2)g。(3)抽紙時，砝碼相對于地面做勻加速運動，而當(dāng)砝碼在桌面上時，做勻減速運動。紙板抽出前砝碼運動的距離 x1＝ a1t12，紙板運動的距離 d＋x1＝ a2t12，紙板抽出后，砝碼1212在桌面上運動的距離 x2＝ a3t22，l＝x1＋x2。12由題意知 a1＝a3，a1t1＝a3t2，得 F＝2μ g， [m1＋(1＋dl)m2]代入數(shù)據(jù)得 F＝22.4 N