2019屆高考物理一輪復習 第三章 牛頓運動定律 突破全國卷3 突破訓練 “多物體、多過程”類力學綜合問題 新人教版.doc

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“多物體、多過程”類力學綜合問題 【突破訓練】 1．(2018西安質檢)如圖所示，將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．若砝碼和紙板的質量分別為2m和m，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ.重力加速度為g.要使紙板相對砝碼運動，所需拉力的大小至少應為(　　) A．3μmg　　　　　　　　　 B．4μmg C．5μmg D．6μmg 解析：選D.紙板相對砝碼恰好運動時，對紙板和砝碼構成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律可得：F－μ(2m＋m)g＝(2m＋m)a，對砝碼，由牛頓第二定律可得：2μmg＝2ma，聯(lián)立可得：F＝6μmg，選項D正確． 2．(多選)(2018南昌模擬)如圖所示，一質量為m的物體以一定的速率v0滑到水平傳送帶上左端的A點，當傳送帶始終靜止時，已知物體能滑過右端的B點，經(jīng)過的時間為t0，則下列判斷正確的是(　　) A．若傳送帶逆時針方向運行且保持速率不變，則物體也能滑過B點，且用時為t0 B．若傳送帶逆時針方向運行且保持速率不變，則物體可能先向右做勻減速運動直到速度減為零，然后向左加速，因此不能滑過B點 C．若傳送帶順時針方向運行，當其運行速率(保持不變)v＝v0時，物體將一直做勻速運動滑過B點，用時一定小于t0 D．若傳送帶順時針方向運行，當其運行速率(保持不變)v＞v0時，物體一定向右一直做勻加速運動滑過B點，用時一定小于t0 解析：選AC.傳送帶靜止時，有mv－mv＝－μmgL，即vB＝，物體做減速運動，若傳送帶逆時針運行，受向左的摩擦力μmg，同樣由上式分析，一定能勻減速至右端，速度為vB，不會為零，用時也一定仍為t0，故選項A正確，B錯誤；若傳送帶順時針方向運行，當其運行速率(保持不變)v＝v0時，物體將不受摩擦力的作用，一直做勻速運動滑至B端，因為勻速通過，故用時一定小于t0，故選項C正確；當其運行速率(保持不變)v＞v0時，開始物體受到向右的摩擦力的作用，做加速運動，運動有兩種可能：若物體速度加速到速度v還未到達B端時，則先勻加速后勻速運動，若物體速度一直未加速到v時，則一直做勻加速運動，故選項D錯誤． 3. (多選)(高考四川卷)如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運動，小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t＝0時刻P在傳送帶左端具有速度v2，P與定滑輪間的繩水平，t＝t0時刻P離開傳送帶．不計定滑輪質量和摩擦，繩足夠長．正確描述小物體P速度隨時間變化的圖象可能是(　　) 解析：選BC.①若v2＞v1，則P、Q先一起做勻減速運動，且加速度大小a1＝. 若P能減速到v1， 當fP≥mQg，P、Q共同勻速，速度大小為v1， 當fP＜mQg，P、Q繼續(xù)減速，加速度大小a2＝，a1＞a2，故A錯誤． 若傳送帶足夠長，P、Q減速到零后，反向加速，加速度大小為a2. ②若v2≤v1. 當fP≥mQg，P、Q先共同加速，后以v1共同勻速運動，加速度大小為a2＝ 當fP＜mQg，P、Q可能一直減速，也可能先減速到零，后反向加速，加速度不變． 綜上，B、C正確，D錯誤． 4．如圖所示，兩木板A、B并排放在地面上，A左端放一小滑塊，滑塊在F＝6 N的水平力作用下由靜止開始向右運動．已知木板A、B長度均為l＝1 m，木板A的質量mA＝3 kg，小滑塊及木板B的質量均為m＝1 kg，小滑塊與木板A、B間的動摩擦因數(shù)均為μ1＝0.4，木板A、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ2＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2.求： (1)小滑塊在木板A上運動的時間； (2)木板B獲得的最大速度． 解析：(1)小滑塊對木板A的摩擦力Ff1＝μ1mg＝4 N 木板A與B整體受到地面的最大靜摩擦力 Ff2＝μ2(2m＋mA)g＝5 N Ff1＜Ff2，小滑塊滑上木板A后，木板A保持靜止 設小滑塊滑動的加速度為a1，則：F－μ1mg＝ma1 l＝a1t 解得：t1＝1 s. (2)設小滑塊滑上B時，小滑塊速度為v1，B的加速度為a2，經(jīng)過時間t2滑塊與B脫離，滑塊的位移為x塊，B的位移為xB，B的最大速度為vB，則：μ1mg－2μ2mg＝ma2 vB＝a2t2 xB＝a2t v1＝a1t1 x塊＝v1t2＋a1t x塊－xB＝l 聯(lián)立以上各式可得：vB＝1 m/s. 答案：(1)1 s　(2)1 m/s 5．如圖所示，傾角α＝30的足夠長的光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一長L＝1.8 m，質量M＝3 kg的薄木板，木板的最上端疊放一質量m＝1 kg的小物塊，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝.對木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由靜止開始向上做勻加速直線運動，假設物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2. (1)為使物塊不滑離木板，求力F應滿足的條件； (2)若F＝37.5 N，物塊能否滑離木板？若不能，請說明理由；若能，求出物塊滑離木板所用的時間及滑離木板后沿斜面上升的最大距離． 解析：(1)若整體恰好靜止，則F＝(M＋m)gsin α＝(3＋1)10sin 30 N＝20 N 因要拉動木板，則F>20 N 若整體一起向上做勻加速直線運動，對物塊和木板，由牛頓第二定律得 F－(M＋m)gsin α＝(M＋m)a 對物塊有f－mgsin α＝ma 其中f≤μmgcos α 代入數(shù)據(jù)解得F≤30 N 向上加速的過程中為使物體不滑離木板，力F應滿足的條件為20 N30 N時，物塊能滑離木板，由牛頓第二定律，對木板有F－μmgcos α－Mgsin α＝Ma1 對物塊有μmgcos α－mgsin α＝ma2 設物塊滑離木板所用的時間為t，由運動學公式得 a1t2－a2t2＝L 代入數(shù)據(jù)解得t＝1.2 s 物塊滑離木板時的速度v＝a2t 由－2gsin αs＝0－v2 代入數(shù)據(jù)解得s＝0.9 m. 答案：見解析