高中物理牛顿运动定律知识点名师总结.docx

高中物理牛顿运动定律知识点名师总结1单选题1、亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，伽利略用实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（）A完全是理想的，没有事实为基础B是以可靠事实为基础的，经科学抽象深刻反映自然规律C没有事实为基础，只是理想推理D过于理想化，所以没有实际意义答案：B解析：在伽利略研究力与运动的关系时，是在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，他以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律。因此，理想实验是实际实验的延伸，而不是实际的实验，是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断，故ACD错误，B正确。故选B。小提示：要了解伽利略“理想实验”的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理。（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端。2、如图所示，光滑的小滑轮D（可视为质点）固定，质量均为m的物体A和B用轻弹簧连接，一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接，另一端跨过定滑轮与质量为M的小环C连接。小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，小环C位于R处时，绳与细杆的夹角为，此时物体B与地面刚好无压力。图中SD水平，位置R和Q之间高度差为h，R和Q关于S对称。现让小环从R处由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，环到达Q处时获得最大速度。在小环从R处下落到Q处的过程中，下列说法正确的是（）A小环C机械能最大的位置在S点下方B弹簧弹力和地面支持力对物体B的冲量和为零C小环C的最大动能为M2ghM+mcos2D小环C到达位置Q时，物体A的加速度大小为Mmcosg-g答案：C解析：A小环C下落过程受重力、杆的支持力和细线的拉力，非重力做功等于机械能的变化量。到位置S前的过程中，非重力做正功，机械能增加。经过S的过程，非重力做负功，机械能减小。因此，小环C的机械能先增加再减小，下落到位置S时，小环C的机械能最大，故A错误；B小环从R处下落到Q处的过程中，物体B始终静止在地面上，动量变化量为零，因此物体B所受合力的冲量为零，即重力、弹簧弹力和地面对物体B的支持力的冲量和为零，则弹簧弹力和地面对物体的支持力的冲量和与重力冲量等大反向，由于此过程重力冲量不为零，故B错误；C环在Q时动能最大。环在R和Q时，弹簧长度相同，弹性势能相同。Q和A通过细线相连，沿着绳子的分速度相等（如图1所示），故vQcos=vA故A与环的动能之比为EkAEkQ=12mvA212MvQ2=mMcos2对小环和A的系统Mgh=EkA+EkQ联立可得小环C的最大动能EkQ=M2ghM+mcos2故C正确；D环在R和Q时，弹簧长度相同，B对地面的压力为零，说明弹簧处于伸长状态且弹力等于物体B的重力mg。环在Q位置，环速度最大，说明受力平衡，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件，有Tcos=Mg对A有T-mg-F=ma对B有F=mg联立可得为a=Mmcosg-2g故D错误。故选C。小提示：3、如图甲所示，倾角为的粗糙斜面体固定在水平面上，质量为m = 1kg的小木块以初速度为v0 = 10m/s沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示，则下列判断正确的是（ ）A在t = 5s时刻，摩擦力方向发生变化B0 13s内小木块做匀变速直线运动C斜面倾角 = 30D小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5答案：D解析：Ax在05m内，由匀变速直线运动的速度位移公式v2v02 = 2ax结合图象看出在05ma = 0-v22x = 0-10025m/s2 = 10m/s2由图示图象可知v02 = 100(m/s)2得，v0 = 10m/s，则小木块匀减速运动的时间t = 0-v0a = 0-10-10s = 1s1s后物体反向做匀加速运动，t = 1s时摩擦力反向，A错误；B由图示图象可知，物体反向加速运动时的加速度a=v22x=3228m/s2=2m/s2结合A选项可知，在01s内物体向上做匀减速运动，1s后物体反向做匀加速运动，整个过程加速度a发生变化，所以整个过程不是匀变速直线运动，B错误；CD由牛顿第二定律得，小木块上滑有mgsin + mgcos = ma下滑有mgsinmgcos = ma代入数据解得 = 0.5， = 37C错误、D正确。故选D。4、如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（）AaA=aB=gBaA=2g，aB=0CaA=3g，aB=0DaA=23g，aB=0答案：D解析：水平细线被剪断前对A、B两小球进行受力分析，如图所示，静止时，由平衡条件得FT=Fsin60Fcos60=mAg+F1F1=mBg又mA=mB解得FT=23mAg水平细线被剪断瞬间，FT消失，弹力不能突变，A所受合力与FT等大反向，F1=mBg，所以可得aA=FTmA=23gaB=0ABC错误，D正确。故选D。5、如图所示，我校女篮球队员正在进行原地纵跳摸高训练，以提高自已的弹跳力。运动员先由静止下蹲一段位移，经过充分调整后，发力跳起摸到了一定的高度。某运动员原地静止站立（不起跳）摸高为1.90m，纵跳摸高中，该运动员先下蹲，重心下降0.4m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.45m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，已知该运动员的质量m=60kg，g取10m/s2。则下列说法中正确的是（）A运动员起跳后到上升到最高点一直处于超重状态B起跳过程中运动员对地面的压力为1425NC运动员起跳时地面弹力做功不为零D运动员起跳时地面弹力的冲量为零答案：B解析：A运动员起跳后到上升到最高点，先加速后减速，所以是先超重后失重，故A错误；B运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据v=2gh1=210(2.45-1.90)m/s=11m/s在起跳过程中，根据速度位移公式可知v2=2ah解得a=v22h=1120.4m/s2=13.75m/s2对运动员，根据牛顿第二定律可知F-mg=ma解得F=1425N故B正确；CD运动员起跳时地面弹力没有位移，所以做功为零，有作用时间，冲量不为零，故CD错误。故选B。6、如图，一倾角为 = 37的足够长的斜面固定在水平地面上。当t = 0时，滑块以初速度v0= 10m/s沿斜面向上运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为 = 0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37 = 0.6，cos37 = 0.8，下列说法正确的是（）A滑块上滑的距离小于5mBt = 1s时，滑块速度减为零，然后静止在斜面上Ct = 2s时，滑块恰好又回到出发点Dt = 3s时，滑块的速度大小为4m/s答案：D解析：A以沿斜面向下为正方向，上滑过程，由牛顿第二定律得mgsin + mgcos = ma1代入数据解得a1=10m/s2滑块向上的最大位移x = v022a1=100210 = 5mA错误；B由于mgsin mgcos可知，滑块不可能静止在斜面上，B错误；C下滑过程，由牛顿第二定律得mgsinmgcos = ma2代入数据解得a2=2m/s2滑块向上运动到最高点的时间t1=0-(-v0)a1=1010=1s向下的运动x=12a2t22所以t2=5s滑块恰好又回到出发点的总时间t=t1+t2=(1+5)sC错误；D选取向下为正方向，t = 3s时，滑块的速度为v3 = v0 + a1t1 + a2t2 = 10 + 10 1 + 2 2 m/s = 4m/sD正确。故选D。7、如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（）Aa的质量比b的大B在t时刻，a的动能比b的大C在t时刻，a和b的电势能相等D在t时刻，a和b的动量相同答案：B解析：A经时间t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，则xaxb，根据运动学规律x12at2得aaab又由牛顿第二定律aFm知，maxb，所以WaWb，所以a的动能比b的动能大，B项正确；C在t时刻，a、b处在同一等势面上，根据电势能决定式Epq可知a、b的电势能绝对值相等，符号相反，C项错误；D根据动量定理Ftpp0则经过时间t，a、b的动量大小相等，方向相反，故D项错误。故选B。8、如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8N。当小车向右运动的速度达到3m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=2kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数=0.2，小车足够长。求：经多长时间两者达到相同的速度？（）A0.5sB1sC1.5sD2s答案：D解析：小物块放到小车上后，根据题意，对小物块由牛顿第二定律得mg=ma1对小车由牛顿第二定律得F-mg=Ma2设经过时间t两者速度相等，根据速度与时间的关系式有3+a2t=a1t解得t=2s故ABC错误D正确。故选D。多选题9、图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行，初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图像（以地面为参考系）如图乙所示，已知v2v1，则（）At2时刻，小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右D0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用答案：BC解析：A相对地面而言，小物块在0t1小时间内，向左做匀减速运动，t1之后反向向右向右运动，故小物块在t1时刻离A处距离最大，A错误；B小物块在0t1小时间内，向左做匀减速运动，相对传送带也是向左运动；t1t2时间内，反向向右做匀加速运动，但速度小于传送带向右速度，仍是相对传送带向左运动，t2时刻两者同速，在t2t3时间内，小物块相对于传送带静止一起向右匀速运动，所以t2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大值，B正确；C由B中分析可知，0t2时间内，小物块相对传送带一直向左运动，所以受到的摩擦力方向一直向右，C正确；D在0t2时间内，小物块相对传送带一直向左运动，故小物块一直受向右的滑动摩擦力，在t2t3时间内，小物块相对于传送带静止；小物块不受摩擦力作用，故D错误。故选BC。10、关于平抛物体的运动，下列说法中正确的是（）A物体只受重力的作用，是a=g的匀变速曲线运动B物体落地时的水平位移与抛出点的高度无关C平抛运动任一时刻的速度沿水平方向上的分量都相同D初速度越大，物体在空中的飞行时间越长答案：AC解析：A物体做平抛运动的物体，过程中只受重力，由牛顿第二定律可得加速度为g，A正确；B由水平位移公式x=v0t竖直方向的位移为h=12gt2联立可得x=v02hg故可知，平抛运动的水平位移与初速度和抛出点高度均有关系；B错误；C由运动的合成与分解可知，平抛运动水平方向不受力，故水平方向做匀速直线运动，故平抛运动任一时刻的速度沿水平方向上的分量都相同，C正确；D由竖直方向的位移公式可知，平抛运动的时间由抛出点高度决定，D错误。故选AC。11、将力传感器A固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上，如图（甲）所示。传感器与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律。一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系沙桶，整个装置开始处于静止状态。在滑块与小车分离前缓慢向沙桶里倒入细沙，力传感器采集的Ft图象如图（乙）所示。则（）A2.5s前小车做变加速运动B2.5s后小车做变加速运动（假设细沙仍在加注中）C2.5s前小车所受摩擦力不变D2.5s后小车所受摩擦力不变答案：BD解析：ACD设滑块质量为M，若小车处于运动状态，连接传感器的细绳上的拉力与滑块受到的滑动摩擦力大小相等，即F2=f2=Mg即示数应保持不变，结合题图乙可知，在F的变化阶段，滑块应处于静止状态，受到的为静摩擦力，传感器的示数等于静摩擦力，又等于沙桶（质量为m）的总重力，在逐渐增大，即F1=f1=mg故2.5s前小车处于静止，受到的静摩擦力在变大，2.5s后小车在运动，受到的滑动摩擦力不变，AC错误，D正确；B2.5s后小车受到的滑动摩擦力不变，但连接沙桶的细绳上拉力增大，结合牛顿第二定律可知，小车做变加速直线运动，B正确。故选BD。12、如图，质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，物块A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.3.物块A的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平拉力向右拉着而保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，现在要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面水平移动，木箱的运动情况可能是（）A竖直向下匀加速运动，加速度的大小a=3m/s2B竖直向下匀减速运动，加速度的大小a=6m/s2C水平向左匀加速运动，加速度的大小a=3m/s2D水平向左匀减速运动，加速度的大小a=6m/s2答案：ACD解析：AB要使弹簧拉动物块A相对木箱地面运动，物块A受到的木箱对他的最大静摩擦力要小于弹簧对它的拉力，即fmT=1.2Nfm=FN解得FN2m/s2要让木箱在竖直方向上向下加速或者向上减速，加速大小大于2m/s2，B错误，A正确；C如果让木箱在水平方向运动，要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向右移动，则物块的加速度要向左，根据牛顿第二定律FN-T=maFN=mg=5N解得a=0.6m/s2即木箱以加速度大于0.6m/s2向左匀加速运动，C正确。D如果让木箱在水平方向运动，要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向左移动，则物块的加速度要向右，根据牛顿第二定律FN+T=maFN=mg=5N解得a=5.4m/s2即木箱以加速度大于5.4m/s2向右匀加速运动，D正确。故选ACD。13、质量为m1、m2的两物体A、B并排静止在水平地面上，用同向水平拉力F1、F2分别作用于A和B上，作用一段时间后撤去，A、B运动的v-t图像如图中图线a、b所示，己知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行（相关数据已在图中标出），由图中信息可知（）A若F1=F2，则m1小于m2B若m1=m2，则力F1对物体A所做的功较多C若m1=m2，则力F1对物体A的冲量与F2对B的冲量之比为45D若m1=m2，则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍答案：ACD解析：由图可知，物体A撤去拉力之前的加速度为a1=2.51.5ms2=53ms2物体B撤去拉力之前的加速度为a2=23ms2己知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行，则撤去拉力后物体A、B的加速度相等为a=1ms2撤去拉力后，根据牛顿第二定律可得1m1g=m1a，2m2g=m2a可得1g=2g=1物体A撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有F1-1m1g=m1a1解得F1=83m1物体B撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有F2-2m2g=m1a2解得F2=53m2A当F1=F2即83m1=53m2则m13m/s， D 错误。故选AC。填空题17、2021年5月，“天问一号” 着陆巡视器带着“祝融号”火星车软着陆火星时，在“降落伞减速”阶段，垂直火星表面速度由396m/s减至61m/s，用时168s，此阶段减速的平均加速度大小为_m/s2；地球质量约为火星质量的9.3倍，地球半径约为火星半径的1.9倍，“天问一号”质量约为5.3吨，“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为_N。（本题答案保留一位有效数字）答案： 2 3104解析：1减速阶段加速度大小为a=v1-v2t=396-61168m/s22m/s22根据mg=GMmR2结合题意可知g地=2.6g火=9.8m/s2 火星车着陆时，根据牛顿第二定律可知f-mg火=ma解得f3104N18、如图所示，一根质量不计的轻弹簧上端固定在天花板上，下端与一重力为G的托盘连接，托盘中有一个质量为2G的砝码。当托盘静止时，弹簧的伸长量为L。现将托盘向下拉，弹簧又伸长了L（未超过弹簧的弹性限度），然后使托盘由静止释放，则刚释放托盘时，砝码对托盘的作用力大小等于_。答案：4G解析：1设弹簧劲度系数为k，设砝码质量为2m，则托盘质量为m，托盘静止，弹簧伸长L时，以托盘及砝码整体为研究对象，受力平衡，有kL=3mg伸长2L时，释放瞬间，以整体为研究对象，由牛顿第二定律得2kL-3mg=3ma解得a=g隔离砝码为研究对象，则N-2mg=2ma解得N=4mg据牛顿第三定律，砝码对托盘的作用力为4mg，即4G。19、小明同学学习了牛顿运动定律后，自制了一个简易加速度计。如图，在轻杆的上端装有转轴，固定于竖直放置的标有角度的木板上的O点，轻杆下端固定一个小球，杆可在竖直面内自由转动。他利用这个加速度计来测量校车的加速度，测量时他应让板面竖直且与校车的运动方向_（选填“垂直”或“平行”），已知重力加速度大小为g，当轻杆与竖直方向的夹角为时，校车的加速度大小为_。答案： 平行 gtan解析：12由加速度原理知，小车加速度在水平方向，则板面与校车运动方向平行，当轻杆与竖直方向的夹角为时，受力分析如图由平衡条件知，小球不上下移动，即竖直方向合力为0，则有Fmg=tan由牛顿第二定律知F=ma解得a=gtan20、如图（a）所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m1kg，通过DIS实验，得到如图（b）所示的加速度与斜面倾角的关系图线。若物块与木板间的动摩擦因数为0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10m/s2。图（b）中图线与纵坐标交点a0为_，图（b）中图线与轴交点坐标分别为1和2，木板处于该两个角度时的摩擦力指向和物块的运状态为_。答案： 6m/s2 静止状态解析：12当斜面倾角为1时，摩擦力沿斜面向下且加速度为零；当斜面倾角为2时，摩擦力沿斜面向上且加速度为零；当斜面倾角在1和2之间时，物块处于静止状态。=0时，木板水平放置，由牛顿第二定律F-f=ma0又f=mg联立解得a0=6m/s2由图可知，当斜面倾角为1时，摩擦力沿斜面向下且加速度为零；当斜面倾角为2时，摩擦力沿斜面向上且加速度为零；当斜面倾角在1和2之间时，物块处于静止状态。21、牛顿第一定律（1）内容：一切物体总保持_状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态（2）意义：揭示了物体的固有属性：一切物体都有_，因此牛顿第一定律又叫_定律；揭示了力与运动的关系：力不是_物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生_的原因答案： 匀速直线运动 惯性 惯性 维持 加速度解析：（1）1内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态（2）23意义：揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律；45揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因22、如图（a），商场半空中悬挂的轻绳上挂有可以自由滑动的夹子，各个柜台的售货员将票据和钱夹在夹子上通过绳传送给收银台。某时刻铁夹的加速度恰好在水平方向，轻绳的形状如图（b），其左侧与水平夹角为=37，右侧处于水平位置，已知铁夹的质量为m，重力加速度为g，不计铁夹与轻绳之间的摩擦，则铁夹的加速度方向_（填水平向右或水平向左），大小为_。（sin37=0.6，cos37=0.8）答案： 水平向右 103m/s2解析：12对此时节点处的钢丝进行受力分析，如图所示y轴方向，根据平衡条件有Tsin=mgx轴方向，根据牛顿第二定律有T-Tcos=ma联立解得a=103m/s2方向水平向右23、质量为m=1kg的物体在水平拉力作用下沿粗糙水平面做匀变速直线运动，动摩擦因数=0.1，其位移随时间变化的关系式为x=2t-t2（m），则物体的初速度大小是 _m/s，水平拉力的大小为_ N。答案： 2 1解析：根据匀变速直线运动位移与时间变化的关系式x=v0t+12at2与x=2t-t2对照可得v0=2m/s，a=-2m/s2假设F方向向前，由牛顿第二定律F-mg=ma带入可得F=-1N说明F方向向后，大小为1N。24、如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的_，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出_。答案： 加速度 力解析：略解答题25、两木块A、B质量分别为m、2m，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A在竖直方向做简谐运动，在A振动过程中，木块B刚好未离开地面。重力加速度为g，求：（1）木块A的最大加速度值；（2）B给地面的最大压力值。答案：（1）3g；（2）6mg解析：（1）由于A做简谐运动，在最高点和最低点加速度最大，在最高点时，木块B刚好对地面的压力为零，此时弹簧弹力F=kx1=2mg对A物体，根据牛顿第二定律可得F+mg=ma木块A的最大加速度a=3g（2）由对称性可知在最低点的加速度向上a=3g对A受力分析由F1-mg=maF1=4mg对B受力分析由F1+2mg=N支N支=6mg由牛顿第三定律得N压=6mg26、电磁起重机是工业中重要的运送装备。如图所示，一台电磁起重机利用电磁铁吸着一块质量为m=5t的铁柱，从静止开始竖直匀加速上升5m达到最大速度2m/s，接着匀速上升10m后再匀减速直至停止，整个过程总用时20s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，求铁柱上升过程中，（1）电磁铁对铁柱的作用力最大值；（2）铁柱的平均速度大小；（3）电磁铁对铁柱的冲量。答案：（1）5.2104N；（2）1.25m/s；（3）1106Ns，方向竖直向上解析：（1）铁柱在匀加速上升阶段的加速度大小为a1=vm22h1=0.4m/s2设电磁铁对铁柱的作用力最大值为F，根据牛顿第二定律有F-mg=ma1解得F=5.2104N（2）铁柱匀加速阶段用时为t1=vma1=5s匀速阶段用时为t2=h2vm=5s所以匀减速阶段用时为t3=t-t1-t2=10s匀减速阶段上升的高度为h3=vm2t3=10m整个上升过程中铁柱的平均速度大小为v=h1+h2+h3t=1.25m/s（3）设电磁铁对铁柱的冲量为I，根据动量定理有I-mgt=0解得I=1106Ns方向竖直向上。27、如图所示，质量为3m的小球甲用长为L=1.8m的不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方。在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板丙，在长木板的最左端有一质量为m的小滑块乙，乙和丙一起向左匀速运动，小球甲刚好和小滑块乙在同一水平线上。在运动过程中，甲与乙只发生一次弹性碰撞，且碰撞前乙的速度为v0=12m/s。已知小滑块乙与长木板丙间的动摩擦因数=0.6，重力加速度g=10m/s2，甲、乙均可视为质点。（1）求甲与乙发生弹性碰撞后，小球甲上升的最大高度；（2）求木板长度为多少时，乙不会从木板上掉落；（3）若木板最右端有一弹性挡板，木板与地面间的动摩擦因数为0.2，请判断是否存在合适的木板长度使乙与挡板碰后瞬间丙的速度变为零，若存在，请求出木板的长度，若不存在，请说明理由。（其余条件不变）答案：（1）1.8m；（2）18m；（3）不存在解析：（1）以向左为正方向，甲与乙发生弹性碰撞，二者组成的系统水平方向动量守恒，设碰撞后瞬间甲、乙的速度分别为v1、v2，则根据动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0=mv2+3mv112mv02=12mv22+123mv12解得v1=6m/s，v2=-6m/s对小球根据机械能守恒定律有3mgh=3mv122解得h=1.8m=L（2）对于滑块和长木板，设满足条件的长木板的最小长度为L1，最终二者共同速度为v3，则根据动量守恒定律和能量守恒定律得2mv0+mv2=(2m+m)v3mgL1=122mv02+12mv22-122m+mv32解得v3=6m/s，L1=18m即木板长度大于18m时，乙不会从木板上掉落。（3）设木板的长度为L2，则甲、乙碰后到乙与挡板碰前，对二者受力分析结合牛顿第二定律，对乙有a乙1=-6m/s2对丙有a丙1=-6m/s2设乙与挡板碰前瞬间乙的速度为v4，丙的速度为v5，碰后瞬间乙速度为v6，丙速度为v7，碰撞过程有mv4+2mv5=mv6+2mv712mv42+122mv52=12mv62+122mv72解得v6=m-2mv4+4mv5m+2m=-v4+4v53v7=2m-mv5+2mv4m+2m=v5+2v43若要v7=0，可得v5+2v4=0即(12-6t)m/s+2(-6+6t)m/s=0解得t=0故不存在木板长度使碰后瞬间木板速度变为零。28、游乐场中滑滑梯是儿童喜欢的游乐项目，如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角为的平直斜面。可以观察到有些小朋友能从滑梯上端加速下滑，有些小朋友却一直无法滑下来。已知当地的重力加速度为g，忽略滑滑梯侧壁对小朋友下滑的摩擦力。（1）若小朋友下滑过程与滑面间的动摩擦因数为，求下滑加速度大小a；（2）找出小朋友坐在滑面上却无法滑下的物理原因。答案：（1）gsin-cos；（2）见解析解析：（1）设小朋友的质量为m，由牛顿第二定律mgsin-f=maN-mgcos=0由滑动摩擦力公式f=N解方程组得a=gsin-cos（2）把小朋友的重力分解，如图示Gx=mgsin重力沿斜面向下的分力Gx最大静摩擦力（fm）时，小朋友坐在滑面上无法滑下29、“高台滑雪”一直受到一些极限运动爱好者的青睐。挑战者以某一速度从某曲面飞出，在空中表演各种花式动作，飞跃障碍物（壕沟）后，成功在对面安全着陆。某实验小组在实验室中利用物块演示分析该模型的运动过程：如图所示，ABC为一段半径为R=5m的光滑圆形轨道，B为圈形轨道的最低点。P为一倾角=37的固定斜面，为减小在斜面上的滑动距离，在斜面顶端表面处铺了一薄层防滑木板DE，木板上边缘与斜面顶端D重合，圆形轨道末端C与斜面顶端D之间的水平距离为x=0.32m。一物块以某一速度从A端进入，沿圆形轨道运动后从C端沿圆弧切线方向飞出，再经过时间t=0.2s时恰好以平行于薄木板的方向从D端滑上薄木板，物块始终未脱离薄木板，斜面足够长。已知物块质量m=3kg，薄木板质量M=1kg，木板与斜面之间的动摩擦因数1=1924，木板与物块之间的动摩擦因数2=56，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，不计空气阻力，求：（1）物块滑到圆轨道最低点B时，对轨道的压力（计算结果可以保留根号）；（2）物块相对于木板运动的距离；（3）整个过程中，系统由于摩擦产生的热量。答案：（1）FN=91.92-245N；（2）1.5m；（3）87J解析：（1）物块由C到D，做抛体运动水平方向v水平=xt=1.6m/s物块恰好以平行于薄木板的方向从D端滑上薄木板，则在D的速度v=v水平cos=2m/sv竖直=vsin=1.2m/s物块在C点v竖直=v竖直-gt=-0.8m/svC=v水平2+v竖直2由B到C12mvB2=12mvC2+mgR1-cos其中cos=v水平vC，在B