2019-2020年高考物理最新模拟题精选训练牛顿运动定律的综合应用专题06与牛顿运动定律相关的临界极值问题含PAGE/NUMPAGES2019-2020年高考物理最新模拟题精选训练牛顿运动定律的综合应用专题06与牛顿运动定律相关的临界极值问题含解析1.（xx年东北三省四市教研联合体高考模拟试卷（三）理科综合）（20分）如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F...
PAGE/NUMPAGES2019-2020年高考物理最新模拟题精选训练牛顿运动定律的综合应用专题06与牛顿运动定律相关的临界极值问题含解析1.（xx年东北三省四市教研联合体高考模拟试卷（三）理科综合）（20分）如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1m-1。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。（1）若恒力F=0，则物块会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少？（2）图乙中BC为直线段，求该段恒力F的取值范围及函数关系式。【参考答案】（1）；（2）【名师解析】（1）以初速度v0为正方向，物块的加速度大小：木板的加速度大小：由图乙知，板长L=1m滑块相对木板的路程：联立解得：当t=1s时，滑块的速度为2m/s，木板的速度为4m/s，而当物块从木板右端滑离时，滑块的速度不可能小于木板的速度，应舍弃，故所求时间为。（2）①当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v，历时t1，则：联立解得：由图乙知，相对路程：代入解得：2.如图所示，一条轻绳上端系在车的左上角的A点，另一条轻绳一端系在车左端B点，B点在A点的正下方，A、B距离为b，两条轻绳另一端在C点相结并系一个质量为m的小球，轻绳AC长度为eq\r(2)b，轻绳BC长度为b。两条轻绳能够承受的最大拉力均为2mg。(1)轻绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大？(要求画出受力图)(2)在不拉断轻绳的前提下，求车向左运动的最大加速度是多大。(要求画出受力图)【名师解析】 (1)轻绳BC刚好被拉直时，小球受力如图甲所示。因为AB＝BC＝b，AC＝eq\r(2)b，故轻绳BC与轻绳AB垂直，cosθ＝eq\f(\r(2),2)，θ＝45°。由牛顿第二定律，得mgtanθ＝ma。可得a＝g。3.如图所示，一质量m＝0.4kg的小物块，以v0＝2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10m.已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝eq\f(\r(3),3)。重力加速度g取10m/s2。(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。(2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？(2)设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面间的夹角为α，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得Fcosα－mgsinθ－Ff＝ma⑤Fsinα＋FN－mgcosθ＝0⑥又Ff＝μFN⑦联立⑤⑥⑦式得F＝eq\f(mg（sinθ＋μcosθ）＋ma,cosα＋μsinα)⑧由数学知识得cosα＋eq\f(\r(3),3)sinα＝eq\f(2\r(3),3)sin(60°＋α)⑨由⑧⑨式可知对应最小F的夹角α＝30°⑩联立③⑧⑩式，代入数据得F的最小值为Fmin＝eq\f(13\r(3),5)N答案 (1)3m/s2 8m/s (2)30° eq\f(13\r(3),5)N4.如图所示，一直立的轻杆长为L，在其上、下端各紧套一个质量分别为m和2m的圆环状弹性物块A、B。A、B与轻杆间的最大静摩擦力分别是Ff1＝mg、Ff2＝2mg，且滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。杆下方存在这样一个区域：当物块A进入该区域时受到一个竖直向上的恒力F作用，而B在该区域运动时不受其作用，PQ、MN是该区域上下水平边界，高度差为h(L＞2h)。现让杆的下端从距离上边界PQ高h处由静止释放，重力加速度为g。(1)为使A、B间无相对运动，求F应满足的条件。(2)若F＝3mg，求物块A到达下边界MN时A、B间的距离。(2)A到达上边界PQ时的速度vA＝eq\r(2gh)当F＝3mg时，A相对于轻杆向上滑动，设A的加速度为a1，则有：mg＋Ff1－F＝ma1，解得：a1＝－gA向下减速运动位移h时，速度刚好减小到零，此过程运动的时间t＝eq\r(\f(2h,g))由于杆的质量不计，在此过程中，A对杆的摩擦力与B对杆的摩擦力方向相反，大小均为mg，B受到杆的摩擦力小于2mg，则B与轻杆相对静止，B和轻杆整体受到重力和A对杆的摩擦力作用，以vA为初速度，以a2为加速度做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得：a2＝eq\f(2mg－mg,2m)＝eq\f(g,2)物块A到达下边界MN时A、B之间的距离为：ΔL＝L＋h－(vAt＋eq\f(1,2)a2t2)＝L－eq\f(3,2)h。答案 (1)F≤eq\f(3,2)mg (2)L－eq\f(3,2)h5．（xx江西红色七校联考）在水平地面上有一质量为3kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动，10s后拉力大小减为，该物体的运动速度随时间t的变化规律如图所示．求：（1）物体的总位移（2）物体受到的拉力F的大小（3）物体与地面之间的动摩擦因数．（g取10m/s2）【名师解析】（1）速度图象表示的面积即物体的位移大小；（2、3）先根据图象得到物体加速和减速的加速度，然后根据牛顿第二定律列式，联立方程组求解即可求得拉力和动摩擦因数的大小．（2）由图线可知：0～10s内加速度大小为a1==m/s2=0.8m/s210～14s内加速度大小为a2==m/s2=2m/s2根据牛顿第二定律：F﹣μmg=ma1；μmg﹣=ma2解得F=12.6N，μ=0.34答：（1）物体的位移大小为57m；（2）物体受到的拉力F的大小为12.6N；（3）物体与地面之间的动摩擦因数为0.34．6.粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动，水平拉力F及运动速度v随时间变化的图象如图7甲和图乙所示。取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)前2s内物体运动的加速度和位移；(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ。(2)对物体进行受力分析，如图所示。对于前2s，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma，Ff＝μmg2s之后物体做匀速直线运动，由平衡条件得F′＝Ff由F－t图象知F＝15N，F′＝5N代入数据解得m＝5kg，μ＝0.1。答案 (1)2m/s2 4m (2)5kg 0.1温馨提示：最好仔细阅读后才下载使用，万分感谢！
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