2021高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律高考热点强化训练4动力学方法的综合应用（含解析）新人教版

高考热点强化训练4　动力学方法的综合应用

1．(2019·河北承德市期末)如图1所示，有一质量为2kg的物体放在长为1m的固定斜面顶端，斜面倾角θ＝37°，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.

图1

(1)若由静止释放物体，1s后物体到达斜面底端，则物体到达斜面底端时的速度大小为多少？

(2)物体与斜面之间的动摩擦因数为多少？

(3)若给物体施加一个竖直方向的恒力，使其由静止释放后沿斜面向下做加速度大小为

1.5m/s2的匀加速直线运动，则该恒力大小为多少？

答案　(1)2m/s　(2)0.5　(3)5N

解析　(1)设物体到达斜面底端时速度大小为v，由运动学公式得：x＝vt，则v＝＝m/s＝2m/s；

(2)由运动学公式得a1＝＝2m/s2，由牛顿第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma1，解得μ＝0.5；

(3)物体沿斜面向下运动，恒力F与重力的合力竖直向下，设该合力为F合，则F合sinθ－μF合cosθ＝ma2，a2＝1.5m/s2，μ＝0.5，可得F合＝15N，

F合＝mg＋F＝15N，解得F＝－5N，

故该恒力大小为5N，方向竖直向上．

2．(2019·湖南衡阳市联考(二))如图2甲所示，在水平地面上有一质量为m1＝1kg的足够长的木板，其上叠放一质量为m2＝2kg的木块，木块与木板之间的动摩擦因数μ1＝0.3，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1.设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加随时间t增大的水平拉力F＝3t (N)，取重力加速度g＝10m/s2.

图2

(1)求木块和木板保持相对静止的时间t1；

(2)t＝10s时，两物体的加速度各为多大；

(3)在图乙中画出木块的加速度随时间变化的图象．(取水平拉力F的方向为正方向，只要求画图，不要求写出理由及计算过程)

答案　见解析

解析　(1)当F<μ2(m1＋m2)g＝3N时，

此时F<μ1m2g＝6N,0<t<1s

木块和木板都没有被拉动，处于静止状态．

当木块和木板相对静止一起运动时，

对m1：Ffmax－μ2(m1＋m2)g＝m1a，

Ffmax＝μ1m2g

解得：a＝3m/s2

对m1和m2整体有：F1－μ2(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a

解得F1＝12N

由F1＝3t1 (N)得：t1＝4s

(2)t＝10s时，木块与木板已相对运动，则有：

对m1：μ1m2g－μ2(m1＋m2)g＝m1a1

解得：a1＝3m/s2

对m2：F－μ1m2g＝m2a2

F＝3t＝30N

解得：a2＝12m/s2.

(3)由(1)(2)问分析可知，图象过(1,0)，(4,3)，(10,12)