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#2027年高考物理直通车---一轮复习牛顿运动定律综合应用参考答案#
学校:_____姓名______班级:________考号:_________
《牛顿运动定律综合应用》参考答案
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
答案 | C | A | C | D | C | C | B | D |
9.(1)
,方向沿斜面向下;(2)
,方向沿斜面向下
【分析】为了使木板与斜面保持相对静止,必须满足木板在斜面上的合力为零,所以人施于木板的摩擦力F应沿斜面向上,人应加速下跑。现分别对人和木板应用牛顿第二定律即可求解;为了使人与斜面保持静止,必须满足人在木板上所受合力为零,所以木板施于人的摩擦力应沿斜面向上,人相对木板向上跑,木板相对斜面向下滑,但人对斜面静止不动。分别对人和木板应用牛顿第二定律即可求解。
【详解】(1)现分别对木板和人应用牛顿第二定律,对木板
对人
,a1为人对斜面的加速度,解得
方向沿斜面向下。
(2)现分别对人和木板应用牛顿第二定律,设木板对斜面的加速度为,则有对人
,对木板
,解得
方向沿斜面向下。
10.(1)4s(2)2s
【详解】(1)传送带顺时针转动时,物体相对传送带向下运动,则物体所受滑动摩擦力方向沿传送带向上,物体沿传送带向下做匀加速运动,
根据牛顿第二定律有mgsin 37°-μmgcos 37°=ma,解得a=2 m/s2
根据得t=4s
(2)传送带逆时针转动,当物体下滑速度小于传送带转动速度时,物体相对传送带向上运动,则物体所受滑动摩擦力方向沿传送带向下,设物体的加速度大小为a1,
由牛顿第二定律得mgsin 37°+μmgcos 37°=ma1,则有a1=10 m/s2
设当物体运动速度等于传送带速度时经历的时间为t1,位移为x1,则有s,m<l=16 m
当物体运动速度等于传送带速度的瞬间,因为mgsin 37°>μmgcos 37°
则此后物体相对传送带向下运动,受到沿传送带向上的滑动摩擦力,设当物体下滑速度大于传送带转动速度时,物体的加速度大小为a2,
则由牛顿第二定律有mgsin 37°-μmgcos 37°=ma2得a2=2 m/s2
由
,解得t2=1s(t2=-11 s舍去),所以t总=t1+t2=2 s
11.推力F的取值范围为14.35N≤F≤33.53N。
【详解】设物块处于相对斜面向下滑动的临界状态时的推力为F1,此时物块受力如下图所示,取加速度的方向为x轴正方向

对物块分析,在水平方向有
竖直方向有
,对整体有
代入数值得,
设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F2,对物块受力分析,在水平方向有

竖直方向有
,对整体有
代入数值得,
综上所述可知推力F的取值范围为:14.35N≤F≤33.53N。
12.(1)F1=100 N,FN=50 N(2)F2=200 N,FN=0 N
【详解】先求出临界状态时的加速度,假设小球刚要离开斜面,这时FN=0,受力情况如图甲所示,故有
所以a0=

(1)当斜面和小球以a1向右匀加速运动时,由于a1<a0,可知这时小球与斜面间有弹力,因此其受力情况如图乙所示,故有
所以F1=100 N,FN=50 N
(2)当斜面和小球以a2向右匀加速运动时,由于a2>a0,可知这时小球已脱离斜面,因此其受力情况如图丙所示.故有
两式平方相加,可得:F2=
=200 N
由牛顿第三定律知:当以加速度a1运动时,小球对绳的拉力为100 N,对斜面的压力为50 N;当以加速度a2运动时,小球对绳的拉力为200 N,对斜面的压力为0
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