第2讲 牛顿运动定律及其应用-2023届高三重难点突破十五讲

第二讲 牛顿运动定律及其应用答案 要点再练 1.解析：选B　根据v ­t图像可知电梯的运动情况：加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，根据牛顿第二定律F－mg＝ma可判断支持力F的变化情况：小于重力→等于重力→大于重力→大于重力→等于重力→小于重力，故选项B正确。 2.解析：选A　设最左边的物体质量为m，最右边的物体质量为m′，整体质量为M，整体的加速度a＝，对最左边的物体分析，Tb＝ma，对最右边的物体分析，有F－Ta＝m′a，解得Ta＝F－m′a。在中间物体上加上橡皮泥，由于原拉力F不变，则整体的加速度a减小，因为m、m′不变，所以Tb减小，Ta增大，A正确。 3.解析：选B　手机处于静止状态时，受力平衡，手机共受到重力、支架的支持力、摩擦力以及磁盘的吸引力，共4个力的作用，A错误；手机处于静止状态时，支架对手机的支持力、摩擦力、吸引力的合力与手机重力等大反向，B正确；因磁盘对手机的吸引力和手机所受支持力均与引磁片垂直，只要汽车有向前的加速度时，一定有沿斜面向上的摩擦力，故C、D均错误。 4.解析：A、B分离前，A、B共同做加速运动，由于F是恒力，而弹簧弹力是变力，故A、B做变加速直线运动，当两物体要分离时，FAB＝0， 对B：F－mg＝ma， 对A：kx－mg＝ma。 即F＝kx时，A、B分离，此时弹簧仍处于压缩状态， 由F＝mg，设用恒力F拉B前弹簧压缩量为x0， 则2mg＝kx0，h＝x0－x， 解以上各式得k＝，综上所述，只有C项正确。 [答案]　C 5.解析：解析：选D　由受力分析可知，物块的加速度取决于小车对物块的摩擦力，即f＝ma1，且f的最大值为fm＝μmg，故a1的最大值为a1m＝μg＝3 m/s2。当二者相对静止一起加速运动时，a2＝a1≤3 m/s2；当F较大时，二者发生相对滑动，a1＝3 m/s2，a2＞3 m/s2。综上所述，只有选项D符合题意。 6.解析：(1)当θ＝30°时，小物块恰好能沿着木板匀速下滑，则mgsin θ＝Ff，Ff＝μmgcos θ 联立解得：μ＝。 (2)当θ变化时，设沿斜面向上为正方向，物块的加速度为a，则－mgsin θ－μmgcos θ＝ma， 由0－v02＝2ax得x＝， 令cos α＝，sin α＝， 即tan α＝μ， 则x＝， 当α＋θ＝90°时x最小，即θ＝60°， 所以x最小值为 xmin＝ m ＝＝ m。 [答案]　(1)　(2)θ＝60°　 m 7.[解析]　(1)滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别为aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1。在滑块B与木板达到共同速度前有 f1＝μ1mAg ① f2＝μ1mBg ② f3＝μ2(m＋mA＋mB)g ③ 由牛顿第二定律得 f1＝mAaA ④ f2＝mBaB ⑤ f2－f1－f3＝ma1 ⑥ 设在t1时刻，B与木板达到共同速度，其大小为v1。由运动学公式有 v1＝v0－aBt1 ⑦ v1＝a1t1 ⑧ 联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得 v1＝1 m/s。 ⑨ (2)在t1时间间隔内，B相对于地面移动的距离为 sB＝v0t1－aBt12 ⑩ 设在B与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2。对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有 f1＋f3＝(mB＋m)a2 ⑪ 由①②④⑤式知，aA＝aB；再由⑦⑧式知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反。由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2。设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2，则由运动学公式，对木板有v2＝v1－a2t2 ⑫ 对A有v2＝－v1＋aAt2 ⑬ 在t2时间间隔内，B(以及木板)相对地面移动的距离为 s1＝v1t2－a2t22 ⑭ 在(t1＋t2)时间间隔内，A相对地面移动的距离为 sA＝v0(t1＋t2)－aA2 ⑮ A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同。因此A和B开始运动时，两者之间的距离为 s0＝sA＋s1＋sB ⑯ 联立以上各式，并代入数据得 s0＝1.9 m。 ⑰ (也可用如图所示的速度—时间图线求解) 2022年高二物理重难点突破（2023届） ( 第 1 页 共 32 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $第二讲 牛顿运动定律及其应用 【基础回顾】 【典型例题】 例题1.判断题 (1)牛顿第一定律是实验定律。 ( ) (2)物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小。( ) (3)千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。 (