2024届高考物理一轮复习全书完整Word版第三章 高考热点强化训练4

高考热点强化训练4　动力学方法的综合应用

1.(2019·浙江新高考研究联盟联考)如图1所示，在某次滑雪训练中，运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F＝84 N而由静止(t＝0时刻)向前滑行，其作用时间为t1＝1.0 s，撤去水平推力F后经过t2＝2.0 s，他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力，作用距离与第一次相同．已知该运动员连同装备(可视为质点)的总质量为m＝60 kg，在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff＝12 N，求：

图1

(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移的大小；

(2)t＝3.0 s时运动员的速度大小；

(3)该运动员第二次撤除水平推力后能滑行的最大距离．

答案　(1)1.2 m/s　0.6 m　(2)0.8 m/s　(3)5.2 m

解析　(1)运动员利用滑雪杖获得的加速度大小为

a1＝＝1.2 m/s2

第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小v1＝a1t1＝1.2 m/s

位移x1＝a1t12＝0.6 m.

(2)运动员停止使用滑雪杖后，加速度大小为a2＝＝0.2 m/s2

经时间t2速度变为v1′＝v1－a2t2＝0.8 m/s.

(3)设第二次利用滑雪杖获得的速度大小为v2，则v22－v1′2＝2a1x1

解得v2＝ m/s

第二次撤除水平推力后滑行的最大距离x2＝

解得x2＝5.2 m.

2．(2019·湖南衡阳市联考(二))如图2甲所示，在水平地面上有一质量为m1＝1 kg的足够长的木板，其上叠放一质量为m2＝2 kg的木块，木块与木板之间的动摩擦因数μ1＝0.3，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1.已知最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加随时间t增大的水平拉力F＝3t (N)，取重力加速度g＝10 m/s2.

图2

(1)求木块和木板保持相对静止的时间t1；

(2)t＝10 s时，两物体的加速度各为多大；

(3)在图乙中画出木块的加速度随时间变化的图象．(取水平拉力F的方向为正方向，只要求画图，不要求写出理由及计算过程)

答案　见解析

解析　(1)当F<μ2(m1＋m2)g＝3 N时，

此时F<μ1m2g＝6 N,0<t<1 s

木块和木板都没有被拉动，处于静止状态．

当木块和木板相对静止一起运动时，

对m1：Ffmax－μ2(m1＋m2)g＝m1a，

Ffmax＝μ1m2g

解得：a＝3 m/s2

对m1和m2整体有：F1－μ2(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a

解得F1＝12 N

由F1＝3t1 (N)得：t1＝4 s

(2)t＝10 s时，木块与木板已相对运动，则有：

对m1：μ1m2g－μ2(m1＋m2)g＝m1a1

解得：a1＝3 m/s2

对m2：F－μ1m2g＝m2a2

F＝3t＝30 N

解得：a2＝12 m/s2.

(3)由(1)(2)问分析可知，图象过(1,0)，(4,3)，(10,12)