2020高考物理二轮练习计算题热点20牛顿运动定律的综合应用（Word版带解析）

板块三　计算题热点巧练 热点 20　牛顿运动定律的综合应用 (建议用时：30 分钟) 1．如图所示，一质量为 m 的小物块，以 v0＝15 m/s 的速度向右沿水平面运动 12.5 m 后， 冲上倾斜角为 37°的斜面，若小物块与水平面及斜面的动摩擦因数均为 0.5，斜面足够长，小 物块从水平面到斜面的连接处无能量损失．求： (1)小物块在斜面上能达到的最大高度； (2)小物块在斜面上运动所需的时间．(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 2．质量为 7 t 的原来静止的汽车，在 3 500 N 牵引力的牵引下沿水平直线运动 40 s，然后 在 2 800 N 牵引力的牵引下沿水平直线运动 3 min，最后将牵引力撤消，汽车滑行 20 m 后停 止，全过程共用时间 230 s．设全过程汽车所受的摩擦阻力相同，求： (1)牵引力撤消后，汽车滑行的加速度大小； (2)汽车所受摩擦力的大小； (3)全过程汽车行驶的路程．3．公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以 采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和 汽车系统的反应时间之和为 1 s．当汽车在晴天干燥沥青路面上以 108 km/h 的速度匀速行驶时， 安全距离为 120 m．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的 2 5.若要求安全距 离仍为 120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度． 板块三　计算题热点巧练 热点 20　牛顿运动定律的综合应用 1．解析：(1)小物块在水平面上，加速度 a1＝ －μmg m ＝－μg＝－5 m/s2， 由匀变速直线运动的速度位移公式得：v21－v20＝2a1x， 代入数据解得：v1＝10 m/s 小物块在斜面上向上运动，加速度： a2＝ －mgsin θ－μmgcos θ m ＝－gsin θ－μgcos θ＝－10 m/s2， 由速度位移公式得：0－v21＝2a2s， 代入数据解得：s＝5 m，上升的最大高度 h＝ssin θ＝3 m. (2)小物块在斜面上向上运动时间：t1＝ 0－v1 a2 ＝1.0 s， 小物块在最高点时：mgsin θ>μmgcos θ， 所以物块会匀加速下滑，加速度：a3＝ mgsin θ－μmgcos θ m ＝gsin θ－μgcos θ＝2 m/s2， 向下匀加速运动时间：s＝ 1 2a3t22，解得：t2＝ 5 s 在斜面上运动的时间 t＝t1＋t2＝(1＋ 5) s. 答案：(1)3 m　(2)(1＋ 5) s 2．解析：(1)汽车滑行时间 t3＝t－t1－t2＝230 s－40 s－3×60 s＝10 s 汽车滑行到停止的加速度大小 a3＝ 2s3 t ＝ 2 × 20 102 m/s2＝0.4 m/s2. (2)摩擦力 Ff＝ma3＝7×103×0.4 N＝2 800 N. (3)①在 3 500 N 牵引力作用下的加速度 a1＝ F1－Ff m ＝ 3 500－2 800 7 × 103 m/s2＝0.1 m/s2 末速度 v1＝a1t1＝0.1×40 m/s＝4 m/s 位移 s1＝ 1 2a1t21＝ 1 2×0.1×402 m＝80 m. ②在 2 800 N 牵引力作用下，合外力 F＝F2－Ff＝2 800 N－2 800 N＝0，汽车做匀速运动， s2＝v1t2＝4×3×60 m＝720 m 所以全程的总路程 s＝s1＋s2＋s3＝80＋720＋20 m＝820 m. 答案：(1)0.4 m/s2　(2)2 800 N　(3)820 m 3．解析：前车突然停止后，后车的运动分为两个阶段． 第一阶段为反应时间内匀速直线运动，第二阶段为匀减速直线运动 汽车的初速度为 v0＝108 km/h＝30 m/s， 在反应时间内汽车做匀速直线运动，得 x＝vt， 在晴天时，设汽车在路面上刹车后加速度为 a＝μg， 则：x1＝v0t，x2＝ v 2a，x1＋x2＝120 m，得 a＝5 m/s2 设汽车在雨天安全行驶的最大速度为 v1， 在雨天时，汽车在路面上刹车后加速度为 a1＝ 2 5μg＝2 m/s2， 同理：x3＝v1t，x4＝ v 2a1，x3＋x4＝120 m， 解得 v1＝20 m/s. 答案：20 m/s