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专题 18 动力学两类基本问题
授课提示:对应学生用书26页
1.[2024·河南省一轮复习联考]某同学利用如图所示装置测量滑块与桌面间的动摩擦因
数.滑块上装有宽度为d的遮光条,位置O处安装光电门,实验时给滑块向左的初速度,
记录遮光条通过光电门的时间t、通过光电门后滑块继续滑行的距离为L,已知当地重力加
速度大小为g,则滑块与桌面间的动摩擦因数为( )
A. B.
C. D.
答案:A
解析:滑块通过光电门时的速度v=,通过光电门后滑块做匀减速运动,有v2=2aL,
由牛顿第二定律得μmg=ma,联立解得μ=,A正确.
2.
[2024·陕西省咸阳市期末考试]如图所示,一倾角θ=37°的足够长斜面体固定在水平面
上,一物块以初速度v =8 m/s沿斜面上滑的最大距离为4 m.则物块与斜面间的动摩擦因
0
数为(sin 37°=0.6,重力加速度取g=10 m/s2)( )
A.0.25 B.0.5
C.0.2 D.0.4
答案:A
解析:设物块的加速度大小为a,根据运动学公式可得0-v=-2ax,解得a=8 m/s2,
根据牛顿第二定律可得mg sin θ+μmg cos θ=ma,解得物块与斜面间的动摩擦因数为μ=
0.25,A正确.
3.[2024·江苏省盐城市开学测试]质量分别为m 、m 的甲、乙两球,在离地相同高度
1 2
处,同时由静止开始下落,由于空气阻力的作用,两球到达地面前经时间 t 分别达到稳定
0
速度v 、v ,已知空气阻力大小f与小球的下落速率v成正比,即f=kv(k>0),且两球的比
1 2
例常数k完全相同,两球下落的vt关系如图所示,下列说法正确的是( )A.mv ,解得m>m ,A错误,B正确;释放瞬
1 1 2 2 1 2 1 2
间两小球只受重力作用,两小球的加速度相等,为重力加速度,C错误;vt图像的面积表
示位移,由图可知t 时间内甲球下落的高度较大,D错误.
0
4.[2024·新课标卷]
如图,一长度l=1.0 m的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上,薄板的右端与平台的
边缘O对齐.薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动,当薄板运动的距离
Δl=时,物块从薄板右端水平飞出;当物块落到地面时,薄板中心恰好运动到 O点.已知
物块与薄板的质量相等,它们之间的动摩擦因数μ=0.3,重力加速度大小g=10 m/s2.求:
(1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间;
(2)平台距地面的高度.
答案:(1)4 m/s s (2) m
解析:(1)解法一 由题意可知物块在薄板上运动的过程中,物块和薄板之间一直存在
相对运动,物块向右做匀减速直线运动,薄板向右做匀加速直线运动,又物块和薄板的质
量相等,则物块和薄板的加速度大小均为a=μg=3 m/s2
设物块的初速度大小为v,物块在薄板上的运动时间为t,则由运动学公式有
0 1
x =vt-at=l+
物 01
x =at=
板
联立并代入数据解得v=4 m/s、t= s
0 1
解法二 对物块与薄板组成的系统,从开始运动到状态一,根据动量守恒定律有mv
0
=mv+mv
1 2
分别对物块和薄板根据动能定理有
-μmg·l=mv-mv
μmg·l=mv-0
联立并代入数据解得v=4 m/s,v=3 m/s,v=1 m/s
0 1 2
对薄板由动量定理有μmgt=mv-0
1 2
代入数据解得t= s
1
(2)结合(1)问可知物块从薄板飞出瞬间,薄板的速度大小为v=at=1 m/s
2 1
由题意可知物块从薄板飞出后,物块做平抛运动,薄板做匀速直线运动,设物块从薄
板飞出后的运动时间为t,平台距地面的高度为h,则由运动学公式有
2
-=vt
22
h=gt
联立并代入数据解得h= m