2020届高三全国名校联考12月月考物理牛顿定律综合计算试题及答案

2020届高三全国名校联考12月月考物理牛顿定律综合计算试题及答案1、（2020·江西省宜春市奉新县一中高三上学期第四次月考）如图所示，将质量m＝0．5kg的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆的动摩擦因数为μ＝0．5对环施加一位于竖直平
（取g＝10m/s2，sin 53°面内斜向上与杆夹角θ＝53°的恒定拉力F=10N，使圆环从静止开始做匀加速直线运动．
＝0．6，cos 53°＝0．8）求：
（1）圆环加速度a的大小；
（2）若F作用时间t=1s后撤去，圆环从静止开始到停共能运动多远．
【答案】见解析．
【解析】
（1）环受力分析如图
竖直方向：
N=3N
环受摩擦力：
f=1．5N
水平方向：
环的加速度大小： a 1=9m/s 2 （2）环1秒末速度：v 1=a 1t =9m/s
环1秒末位移：
撤F 后环的加速度大小：
2、（2020·湖南省长沙市一中高三上学期第四次月考）如图甲所示，质量为1.0kg 的物体置于固定斜面上，斜面的倾角θ=30°，对物体施以平行于斜面向上的拉力F ，物体沿斜面向上做匀加速直线运动，1s 后速度达到v =12m/s ，此时将拉力撤去，物体运动的v ﹣t 图象如图乙（设沿斜面向上为正，g =10m/s 2），试求：
(1)物块与斜面的动摩擦因数为μ。

(2)拉力F 的大小；
【答案】
(2) 18N 【解析】
(1)1﹣3s 内物体做匀减速运动的过程，加速度大小
a 222122
v t ===V V 6m/s 2.
根据牛顿第二定律得
mg sinθ+μmg cosθ=ma2解得
μ
15
=
(2)0﹣1s内物体做匀加速运动的过程，加速度大小
a1
12
1
v
t
===12m/s2.
根据牛顿第二定律得
F﹣mg sinθ﹣μmg cosθ=ma1
解得
F=18N
3、（2020·湖南省师大附中高三上学期第二次月考）如图所示，传送带与地面的夹角θ＝37°，A、B两端间距L＝16 m，传送带以速度v＝10 m/s，沿顺时针方向运动，物体m＝1 kg，无初速度地放置于A端，它与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)试求：
(1)物体由A端运动到B端的时间；
(2)若仅将传送带运动方向改为逆时针方向运动,则物体由A端运动到B端过程中,物体相对传送带移动的距离为多大?
【答案】(1) 2 s (2) 56m
【解析】
【分析】
物体开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求出速度增加到与传送带相同所经历的时间，速度相同时，由于37tan μ<︒，物体继续向下做匀加速运动，所受的滑动摩擦力沿斜面向上，再由牛顿第二定律求出加速度，再位移公式求出时间，即可求得总时间；将传送带运动方向改为逆时针方向运动，物体一直匀加速从A 运动到B 端，根据牛顿第二定律和运动学公式求出物体相对传送带移动的距离，
解，(1) 物体开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律得：
1mgcos mgsin ma μθθ+=
可得，2110/a m s =
则物体加速到速度与传送带相同所经历的时间为，11
1v t s a == 此过程通过的位移为2111152
s a t m == 由于37tan μ<︒，则速度相同后物体继续向下做匀加速运动，所受的滑动摩擦力将沿斜面向上，则有，2mgsin mgcos ma θμθ-=
解得 加速度为 222/a m s = 由21022212
L x v t a t -=+
解得，21t s = 故物体从A 运动到B 需要的时间为，122t t t s =+=
(2) 将传送带运动方向改为逆时针方向运动，物体一直匀加速从A 运动到B 端，根据牛顿第二定律得：3mgsin mgcos ma θμθ-=
可得232/a m s =
23312
L a t = 得：34t s =
物体相对传送带移动的距离为，356x L vt m ∆=+=
4、（2020·江苏省苏州市五校高三上学期12月联考）一质量m ＝2.0kg 的小物块从斜面底端，以一定的初速度冲上倾角为37°的足够长固定斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速
度，并用计算机画出了小物块上滑过程的速度-时间图线，如图所示。

（取sin37°＝0.6，
cos37°＝0.8，g ＝10m/s 2）求：
（1）小物块冲上斜面过程中加速度的大小；
（2）小物块与斜面间的动摩擦因数；
（3）小物块在斜面上运动的时间。

【答案】(1) 8.0m/s 2 (2) 0.25 (3))
1s 【解析】
（1）由小物块上滑过程的速度-时间图线，可知：
28m/s v a t ∆=
=-∆ 小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8.0m/s 2。