第 2 講 牛頓運(yùn)動定律提升練習(xí)（3） 高考物理一輪復(fù)習(xí)

第2講牛頓運(yùn)動定律提升（3）2．質(zhì)量為m0＝20kg、長為L＝5m的木板放在水平面上，木板與水平面的動摩擦因數(shù)為μ1＝0.15.將質(zhì)量m＝10kg的小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，以v0＝4m/s的速度從木板的左端被水平拋射到木板上(如圖所示)，小木塊與木板面的動摩擦因數(shù)為μ2＝0.4(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g＝10m/s2).則下列判斷中正確的是()A．木板一定靜止不動，小木塊不能滑出木板B．木板一定靜止不動，小木塊能滑出木板C．木板一定向右滑動，小木塊不能滑出木板D．木板一定向右滑動，小木塊能滑出木板2．如圖所示，將一盒未開封的香皂置于桌面上的一張紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，香皂盒的移動很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)，若香皂盒和紙板的質(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。若本實(shí)驗(yàn)中，m1＝100g，m2＝5g，μ＝0.2，香皂盒與紙板左端的距離d＝0.1m，若香皂盒移動的距離超過l＝0.002m，人眼就能感知，忽略香皂盒的體積因素影響，g取10m/s2，為確保香皂盒移動不被人感知，紙板所需的拉力至少是()A．1.41N B．1.42NC．1410N D．1420N3．(多選)如圖甲所示，一塊質(zhì)量mA＝2kg的木板A靜止在水平地面上，一個質(zhì)量mB＝1kg的滑塊B靜止在木板的左端，對B施加一向右的水平恒力F，一段時間后B從A右端滑出，A繼續(xù)在地面上運(yùn)動一段距離后停止運(yùn)動，此過程中A的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2。則下列說法正確的是()A．滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.6B．木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.1C．F的大小可能為9ND．F的大小與板長L有關(guān)4．物理課外小組在一長為L的水平方桌上放置一塊質(zhì)地均勻、質(zhì)量為m1＝100g的硬塑料板，塑料板的左邊緣與方桌左邊緣相距l(xiāng)＝10cm，在塑料板上靠近方桌的邊緣處放一個可看作質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m2＝200g的重錘，如圖所示。已知塑料板與方桌上表面間的動摩擦因數(shù)為μ1＝0.3，重錘與塑料板、方桌上表面間的動摩擦因數(shù)均為μ2＝0.2，空氣阻力不計，重力加速度g＝10m/s2。(1)若L足夠大，則給塑料板水平向右至少多大的初速度才能使重錘脫離塑料板？(2)若L＝50cm，則給塑料板水平向右多大的恒定推力才能使重錘剛好不從方桌上掉下？5．如圖，一質(zhì)量m＝1kg的木板靜止的光滑水平地面上。開始時，木板右端與墻相距L＝0.08m；質(zhì)量為m＝1kg的小物塊以初速度v0＝2m/s滑上木板左端。木板長度可保證物塊在運(yùn)動過程中不與墻接觸。物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.1，木板與墻的碰撞是完全彈性碰撞(返回時的速度與碰撞的速度大小相等)。取g＝10m/s2，求：(1)木板第一次與墻碰撞前的速度和從物塊滑上木板到木板第一次與墻碰撞的時間；(2)木板第2次與墻碰撞瞬間物塊的速度.1．【答案】A【解析】木板與地面間的摩擦力為Ff1＝μ1(m0＋m)g＝0.15×(20＋10)×10N＝45N，小木塊與木板之間的摩擦力為Ff2＝μ2mg＝0.4×10×10N＝40N，F(xiàn)f1>Ff2，所以木板一定靜止不動；設(shè)小木塊在木板上滑行的距離為x，veq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(0))＝2μ2gx，解得x＝2m<L＝5m，所以小木塊不能滑出木板，A正確．2．【答案】B【解析】香皂盒與紙板發(fā)生相對滑動時，根據(jù)牛頓第二定律可得μm1g＝m1a1，解得a1＝2m/s2，對紙板，根據(jù)牛頓第二定律可得F－μm1g－μ(m1＋m2)g＝m2a2，為確保實(shí)驗(yàn)成功，即香皂盒移動的距離不超過l＝0.002m，紙板抽出時香皂盒運(yùn)動的最大距離為x1＝eq\f(1,2)a1t12，紙板運(yùn)動距離為d＋x1＝eq\f(1,2)a2t12，紙板抽出后香皂盒運(yùn)動的距離為x2＝eq\f(1,2)a3t22，則l＝x1＋x2，由題意知a1＝a3，a1t1＝a3t2，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得F＝1.42N，故B正確，A、C、D錯誤。3．【答案】BD【解析】由題圖乙可知，在0～1s內(nèi)，木板A的加速度a1＝2m/s2，在1～3s內(nèi)，木板A的加速度a2＝－1m/s2。設(shè)滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2，在0～1s內(nèi)，隔離木板受力分析，有μ1mBg－μ2(mA＋mB)g＝mAa1，在1～3s內(nèi)，隔離木板受力分析，有－μ2mAg＝mAa2，聯(lián)立解得μ2＝0.1，μ1＝0.7，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；若F的大小為9N，由牛頓第二定律得F－μ1mBg＝mBa3，可得a3＝2m/s2，則A、B加速度相同，不能發(fā)生相對滑動，所以F的大小必須大于9N，選項(xiàng)C錯誤；t＝1s時，滑塊從木板右端滑落，則eq\f(1,2)·eq\f(F－μ1mBg,mB)t2－eq\f(1,2)a1t2＝L，聯(lián)立解得F＝2L＋9(N)，F(xiàn)的大小與板長L有關(guān)，選項(xiàng)D正確。4．【答案】(1)eq\r(3)m/s(2)1.58N【解析】解析(1)塑料板的加速度大小a1＝eq\f(μ2m2g＋μ1（m1＋m2）g,m1)＝13m/s2重錘的加速度大小a2＝μ2g＝2m/s2塑料板與重錘剛好脫離時二者的速度相同，v0－a1t＝a2t對塑料板x板＝v0t－eq\f(1,2)a1t2對重錘x錘＝eq\f(1,2)a2t2x板－x錘＝l聯(lián)立解得v0＝eq\r(3)m/s。(2)因重錘與塑料板、方桌表面的動摩擦因數(shù)相同，其在塑料板上相對滑動時的加速度與在方桌表面運(yùn)動時的加速度大小相等、方向相反，設(shè)重錘剛滑離塑料板時的速度為v，則有v2－0＝2a2x1，0－v2＝2(－a2)x2x1＋x2＝L解得x1＝eq\f(L,2)＝0.25m，v＝1m/s重錘在塑料板上的運(yùn)動時間t＝eq\f(v,a2)＝0.5s故重錘在塑料板上運(yùn)動時有x板－x1＝l即eq\f(1,2)a3t2－eq\f(1,2)a2t2＝l對塑料板，由牛頓第二定律得F－μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＝m1a3聯(lián)立解得F＝1.58N。4．【答案】(1)0.4m/s0.4s(2)0.8m/s【解析】(1)物塊滑上木板后，在摩擦力作用下，木板從靜止開始做勻加速運(yùn)動。設(shè)木板加速度為a，經(jīng)歷時間T后與墻第一次碰撞，碰撞時的速度為v1，則μmg＝ma解得a＝1m/s2木板勻加速的過程L＝eq\f(1,2)aT2