人教版高中物理牛顿运动定律难题组卷(4)

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

①实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 和 ．（填选项代号）

A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平 F．重锤

②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在的位置如图4所示，则S2= cm，S5= cm．

③该同学在图5中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出﹣t图线．

④根据﹣t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0= m/s；它在斜面上运动的加速度a= m/s2．

40．如图，质量m=20kg的物块（可视为质点），与质量M=30kg、高h=0.8m、长度L=4m的小车一起以v0向右匀速运动．现在A处固定一高h=0.8m、宽度不计的障碍物，当车撞到障碍物时被粘住不动，而货物继续在车上滑动，到A处时即做平抛运动，恰好与倾角为53°的光滑斜面相切而沿斜面向下滑动至O点，已知货物与车间的动摩擦因数μ=0.5，两平台的高度差h′=2m．（g=10m/s2，sin53°=0.8，

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cos53°=0.6）求：

（1）货物平抛时的水平速度v1； （2）车与货物共同速度的大小v0；

（3）当M停止运动开始到m运动至O点结束的时间．

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2017年05月06日牛顿运动定律难题组卷

参考答案与试题解析

一．选择题（共11小题）

1．（2014?江苏）如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上，A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现对A施加一水平拉力F，则（ ）

A．当F＜2μmg时，A、B都相对地面静止 B．当F=μmg时，A的加速度为μg C．当F＞3μmg时，A相对B滑动

D．无论F为何值，B的加速度不会超过μg

【分析】根据A、B之间的最大静摩擦力，隔离对B分析求出整体的临界加速度，通过牛顿第二定律求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力．然后通过整体法隔离法逐项分析．

【解答】解：A、设B对A的摩擦力为f1，A对B的摩擦力为f2，地面对B的摩擦力为f3，由牛顿第三定律可知f1与f2大小相等，方向相反，f1和f2的最大值均为2μmg，f3的最大值为

，．故当0＜F≤

时，A、B均保持静止；继

续增大F，在一定范围内A、B将相对静止以共同的加速度开始运动，故A错误； B、设当A、B恰好发生相对滑动时的拉力为F′，加速度为a′，则对A，有F′﹣2μmg=2ma′，对A、B整体，有F′﹣

，解得F′=3μmg，故当

＜

F≤3μmg时，A相对于B静止，二者以共同的加速度开始运动；当F＞3μmg时，A相对于B滑动． 当F=

时，A、B以共同的加速度开始运动，将A、B看作整体，由牛顿第

=3ma，解得a=

，故B、C正确．

二定律有F﹣

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D、对B来说，其所受合力的最大值Fm=2μmg﹣不会超过故选：BCD．

，故D正确．

，即B的加速度

【点评】本题考查牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力．

2．（2015?浙江校级模拟）如图所示，AB为光滑竖直杆，ACB为构成直角的光滑L形直轨道，C处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯（即通过转弯处不损失机械能）．套在AB杆上的小球自A点静止释放，分别沿AB轨道和ACB轨道运动，如果沿ACB轨道运动的时间是沿AB轨道运动时间的1.5倍，则BA与CA的夹角为（ ）

A．30° B．45° C．53° D．60°

【分析】以小球为研究对象，分别求出沿AC和ABC运动的时间，注意两种运动情况的运动遵循的规律，特别是在C点的速度即是上一段的末速度也是下一段的初速度，利用关系式和几何关系灵活求解．

【解答】解：设AB的长度为2L，小球沿AB做自由落体运动，运动的时间t2满足：

可解得t2=…①

小球沿AC段运动时，a=gcosα，且AC=2Lcosα，所需的时间tAC满足；

解得：

在C点小球的速度v=atAC，以后沿BC做匀加速运动，其加速度为：a'=gsinα，且

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BC=2Lsinα 故：2Lsinα=vtBC+其中tBC=1.5t2﹣tAC=0.5t2=

代入后解得：tanα=，即α=53° 故选：C

【点评】本题的关键是能正确对ABC进行受力和运动分析，把运动的时间正确表示；可视为多过程的运动分析，一定明确前后过程的衔接物理量．

3．（2014?北京）应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是（ ）

A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态 B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态 C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度 D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度

【分析】超重指的是物体加速度方向向上，失重指的是加速度方向下，但运动方向不可确定．由牛顿第二定律列式分析即可． 【解答】解：

A、B物体向上先加速后减速，加速度先向上，后向下，根据牛顿运动定律可知物体先处于超重状态，后处于失重状态，故A错误．B错误；

C、D、重物和手有共同的速度和加速度时，二者不会分离，故物体离开手的瞬间，物体向上运动，物体的加速度等于重力加速度，物体离开手前手要减速，所以此瞬间手的加速度大于重力加速度，并且方向竖直向下，故C错误，D正确． 故选：D．

【点评】超重和失重仅仅指的是一种现象，但物体本身的重力是不变的，这一点必须明确．重物和手有共同的速度和加速度时，二者不会分离．

4．（2012?鼓楼区校级模拟）如图所示，光滑水平面上静止放置着一辆平板车

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