专题3.3 牛顿第二定律的综合应用-【鼎力高考】2023年高考物理靶向冲刺强化训练（三大题型+提升模拟）

2023年高考物理靶向冲刺强化训练 （三大题型+提升模拟） 专题3.3 牛顿第二定律的综合应用 1．某水上乐园有一种娱乐设施如图甲所示，可将滑道简化为如图乙所示的两个倾角不同的斜面，两斜面间平滑连接。已知斜面AB长，倾角为37°，斜面BC足够长，倾角为4°。质量的游客从AB滑道顶端由静止滑下，进入BC滑道后继续滑行后减速停止。已知滑行总时间两段运动均可看成匀变速直线运动，不计空气阻力，g取，，，。求： （1）游客与斜面AB之间的动摩擦因数；（结果保留两位有效数字） （2）斜面BC对游客的滑动摩擦力大小；（结果保留两位有效数字） （3）若斜面BC的动摩擦因数恒定，求不同质量的游客由静止从AB滑道顶端滑下后在BC滑道上滑行的距离与质量的关系。 2．质量分布均匀的圆柱形构件通过两根平行细滑杆形成的轨道从高处向低处运送，如图所示，两根滑杆与水平面的夹角为，圆柱形构件的横截面是半径为R的圆，构件轴线平行于滑杆，开始时两滑杆间的距离为，构件从滑杆顶部由静止释放，沿着滑杆加速下滑，当运动到滑杆正中间时，两滑杆间的距离突然变为，不考虑此过程的能量损失。构件开始减速下滑，到达滑杆底端时速度恰好减到零，构件的长度与滑杆长度相比可忽略不计。试求： （1）构件加速下滑时，其中一根滑杆对构件的弹力与构件重力的比值； （2）滑杆与构件间的动摩擦因数μ。 3．如图所示，一质量为的“T”形杆P竖直放在地面上，有一质量为的金属圆环Q套在“T”形杆P的直杆上很难分离。某工程师设计了一个方法成功将金属环Q与“T”形杆P分开，该工程师在“T”形杆P与金属圆环Q间装上适量的火药，火药爆炸瞬间化学能中的部分能量转化为系统的机械能E，已知，金属圆环Q与“T”形杆P的直杆间滑动摩擦力大小恒为，不计空气阻力。重力加速度大小g取。 （1）求火药爆炸瞬间“T”形杆P和金属圆环Q的速度大小； （2）求火药爆炸后瞬间“T”形杆P和金属圆环Q的加速度大小； （3）若要求金属环Q与“T”形杆P分开，则直杆长度的最大值是多少。 4．如图是机器人“推车比赛”的情境，倾角θ=30°的固定斜面赛道，高h=4.05m。质量m1=1kg的小车以v1=3m/s的速度从底端滑上赛道（不计小车与斜面间的摩擦）。当小车速度减为0时，质量m2=2kg的机器人从A点以初速度v2=1.5m/s进入赛道，沿赛道向上做匀加速直线运动，已知A点距赛道底端d0=0.45m。再经t0=0.2s后机器人第一次推车（推车时间极短且视为弹性碰撞）。机器人推车前后运动的加速度保持不变。机器人与小车均视为质点，重力加速度g=10m/s2。试求： （1）机器人进入赛道时与小车的距离； （2）机器人第一次推车后，机器人和小车的速度大小； （3）机器人进入赛道后需要推小车几次才能使小车到达赛道顶端。 5．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一轻绳绕过两个光滑的轻质滑轮连接着固定点P和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A与动滑轮连接，B受到竖直方向的恒力F（图中未画出），整个系统处于静止状态。已知A、B的质量均为，A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2。 （1）求恒力F的最小值； （2）现撤去恒力F，A、B由静止释放。求： ①A、B释放瞬间，B的加速度大小aB； ②当B下降（B未落地）时，B的大小vB。 6．某生产流水线利用如图所示装置将质量的工件从倾角的梯形滑坡通过平板车运送至固定水平平台上。滑坡周定在水平地面上，其斜边长，末端有一小段圆弧可使工件无机械能损失地沿水平方向滑出。与滑坡末端等高的平板车由长的车身和伸出车尾的“伸缩臂”组成（臂长可调节，伸缩臂厚度不计、高度略高于水平平台）。质量的平板车紧挨滑坡静止放置，车尾与平台间的水平距离。现工件从滑坡顶端由静止滑下冲上小车，车尾与左侧平台相碰时为弹性碰撞，忽略平板车与水平地面间的摩擦，工件与滑坡间的动摩擦因数，工件与平板车（包括伸缩臂）间的动摩擦因数，重力加速度g取，工件可视为质点。求： （1）工件冲上平板车时的速度大小； （2）为使工件速度为0时刚好落在平台上，伸缩臂臂长的最小值。 7．如图所示，质量的木板静止在光滑水平面上，质量的物块（可视为质点）以水平初速度滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。已知木板长度，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。 （1）若恒力，求物块在木板上滑行的时间。 （2）要使物块不会从木板右侧滑下，求恒力F的最小值。 8．如图所示，长为L=5.0m的倾斜传送带以速度v=2.0m/s沿顺时针方向匀速转动，与水平方向间夹角θ=37°。质量mA=2.0kg的小物块A和质量mB=1.0kg的小物块B由跨过轻质定滑轮的轻绳连接，A与滑轮间的绳子和传送带平行。某时刻