2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)大通關(guān) 專題3.3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用學(xué)案.doc

專題3.3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用考點(diǎn)精講一、超重和失重1超重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度2失重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度3完全失重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?為零的情況稱為完全失重現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：物體的加速度ag，方向豎直向下4對(duì)超重、失重的理解：超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生了變化(即“視重”發(fā)生變化)5判斷方法(1)不管物體的加速度是不是豎直方向，只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài)(2)盡管不是整體有豎直方向的加速度，但只要物體的一部分具有豎直方向的分加速度，整體也會(huì)出現(xiàn)超重或失重現(xiàn)象特別提醒 在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等二、解答連接體問(wèn)題的常用方法1整體法：當(dāng)系統(tǒng)中各物體的加速度相同時(shí)，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè)整體，這個(gè)整體的質(zhì)量等于各物體的質(zhì)量之和，當(dāng)整體受到的外力已知時(shí)，可用牛頓第二定律求出整體的加速度2隔離法：當(dāng)求解系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用力時(shí)，常把物體從系統(tǒng)中“隔離”出來(lái)進(jìn)行分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程3外力和內(nèi)力(1)外力：系統(tǒng)外的物體對(duì)研究對(duì)象的作用力；(2)內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力考點(diǎn)精練題組1 超重 失重1. 有關(guān)超重和失重，以下說(shuō)法中正確的是( )A物體處于超重狀態(tài)時(shí)，所受重力增大，處于失重狀態(tài)時(shí)，所受重力減小B斜上拋的木箱中的物體處于完全失重狀態(tài)C在沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時(shí)，升降機(jī)必定處于下降過(guò)程D在月球表面行走的人處于失重狀態(tài)【答案】B2如圖所示是我國(guó)長(zhǎng)征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過(guò)程中均要經(jīng)受超重或失重的考驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是( ) A火箭加速上升時(shí)，宇航員處于失重狀態(tài)B火箭加速上升時(shí)，宇航員處于超重狀態(tài)C飛船加速下落時(shí)，宇航員處于超重狀態(tài)D飛船落地前減速時(shí)，宇航員對(duì)座椅的壓力小于其重力【答案】B 【解析】火箭加速上升過(guò)程中加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)，B正確；飛船加速下落時(shí)加速度方向向下，宇航員處于失重狀態(tài)，C錯(cuò)；飛船減速下落，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，宇航員對(duì)座椅的壓力大于其重力，D錯(cuò) 3一個(gè)人站在體重計(jì)的測(cè)盤(pán)上，在人下蹲的過(guò)程中，指針示數(shù)變化應(yīng)是( )A先減小，后還原 B先增加，后還原C始終不變 D先減小，后增加，再還原【答案】D 【解析】人下蹲的過(guò)程經(jīng)歷了向下加速、減速、靜止的三個(gè)過(guò)程，在向下加速時(shí)，人獲得向下的加速度，彈力小于重力；向下減速時(shí)，彈力大于重力；靜止時(shí)彈力等于重力。4. 如圖所示，是某同學(xué)站在壓力傳感器上，做下蹲起立的動(dòng)作時(shí)記錄的力隨時(shí)間變化的圖線，縱坐標(biāo)為力(單位為牛頓)，橫坐標(biāo)為時(shí)間由圖線可知 ( ) A該同學(xué)做了兩次下蹲起立的動(dòng)作B該同學(xué)做了一次下蹲起立的動(dòng)作C下蹲過(guò)程中人處于失重狀態(tài)D下蹲過(guò)程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)【答案】 B5某人在地面上用彈簧秤稱得其體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t2時(shí)間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖所示，電梯運(yùn)行的vt圖可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?( ) 【答案】AD 【解析】t0t1時(shí)間內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)小于人的重力，人處于失重狀態(tài)，有向下的加速度，B、C選項(xiàng)不正確，應(yīng)選A、D。6幾位同學(xué)為了探究電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化情況，他們將體重計(jì)放在電梯中，一位同學(xué)站在體重計(jì)上，然后乘坐電梯從1層直接到10層,之后又從10層直接回到1層。用照相機(jī)進(jìn)行了相關(guān)記錄,如圖所示。圖甲為電梯靜止時(shí)體重計(jì)的照片，圖乙、圖丙、圖丁和圖戊分別為電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中體重計(jì)的照片。根據(jù)照片推斷正確的是( ) A根據(jù)圖乙推斷電梯一定處于加速上升過(guò)程，電梯內(nèi)同學(xué)可能處于超重狀態(tài)B根據(jù)圖丙推斷電梯一定處于減速下降過(guò)程，電梯內(nèi)同學(xué)可能處于失重狀態(tài)C根據(jù)圖丁推斷電梯可能處于減速上升過(guò)程，電梯內(nèi)同學(xué)一定處于失重狀態(tài)D根據(jù)圖戊推斷電梯可能處于減速下降過(guò)程，電梯內(nèi)同學(xué)一定處于超重狀態(tài)【答案】CD 7. (多選)一人乘電梯上樓，在豎直上升過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，以豎直向上為a的正方向，則人對(duì)地板的壓力( ) At2 s時(shí)最大 Bt2 s時(shí)最小Ct8.5 s時(shí)最大 Dt8.5 s時(shí)最小【答案】AD 【解析】人受重力mg和支持力FN的作用，由牛頓第二定律得FNmgma。由牛頓第三定律得人對(duì)地板的壓力FNFNmgma。當(dāng)t2 s時(shí)a有最大值，F(xiàn)N最大；當(dāng)t8.5 s時(shí)，a有最小值，F(xiàn)N最小，選項(xiàng)A、D正確。8. 如圖所示，將物體A放在容器B中，以某一速度把容器B豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中容器B的底面始終保持水平，下列說(shuō)法正確的是( ) A在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力都一定為零B上升過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于物體A受到的重力C下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于物體A受到的重力D在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力都等于物體A受到的重力【答案】A【解析】把容器B豎直上拋，物體處于完全失重狀態(tài)，在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力都一定為零，選項(xiàng)A正確。題組2 連接體1. 如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球置于光滑水平面上，且固定在一輕質(zhì)彈簧的兩端，已知彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng)，勁度系數(shù)為k?，F(xiàn)沿彈簧軸線方向在質(zhì)量為2m的小球上有一水平拉力F，使兩球一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)兩球間的距離為（ ） A. B.CL DL【答案】C2如圖所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉動(dòng)小車(chē)和木塊一起做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的加速運(yùn)動(dòng)小車(chē)質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則在這個(gè)過(guò)程中，木塊受到的摩擦力大小是( ) Amg B.C(Mm)g Dma【答案】D 【解析】m與M無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，故a相同對(duì)m、M整體F(Mm)a，故a，m與整體加速度相同也為a，對(duì)m：fma，即f，故只有D正確3如圖甲所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量分別為m和M(mM12)的物塊A、B用輕質(zhì)彈簧相連，兩個(gè)物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同當(dāng)用水平力F作用于B上且兩物塊共同向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x1.當(dāng)用同樣大小的力F豎直加速提升兩物塊時(shí)(如圖乙所示)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x2，則x1x2等于( ) A11 B12C21 D23【答案】A 方法突破方法1 動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在連接體中的應(yīng)用1多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體由細(xì)繩、細(xì)桿或彈簧等連接或疊放在一起，構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體常見(jiàn)的連接體如圖所示： 2連接體問(wèn)題的分析方法：一是隔離法，二是整體法(1)加速度相同的連接體若求解整體的加速度，可用整體法整個(gè)系統(tǒng)看成一個(gè)研究對(duì)象，分析整體受外力情況，再由牛頓第二定律求出加速度若求解系統(tǒng)內(nèi)力，可先用整體法求出整體的加速度，再用隔離法將內(nèi)力轉(zhuǎn)化成外力，由牛頓第二定律求解(2)加速度不同的連接體：若系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的加速度不同，一般應(yīng)采用隔離法以各個(gè)物體分別作為研究對(duì)象，對(duì)每個(gè)研究對(duì)象進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)情況分析，分別應(yīng)用牛頓第二定律建立方程，并注意應(yīng)用各個(gè)物體的相互作用關(guān)系聯(lián)立求解3充分挖掘題目中的臨界條件(1)相接觸與脫離的臨界條件：接觸處的彈力FN0.(2)相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：接觸處的靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力(3)繩子斷裂的臨界條件：繩子中的張力達(dá)到繩子所能承受的最大張力(4)繩子松弛的臨界條件：張力為0.4其他幾個(gè)注意點(diǎn)(1)正確理解輕繩、輕桿和輕彈簧的質(zhì)量為0和受力能否突變的特征的不同(2)力是不能通過(guò)受力物體傳遞的受力，分析時(shí)要注意分清內(nèi)力和外力，不要漏力或添力5隔離法的選取原則：若連接體或關(guān)聯(lián)體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者需要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解6整體法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力時(shí)，可以把它們看成一個(gè)整體來(lái)分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)7整體法、隔離法交替運(yùn)用原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力即“先整體求加速度、后隔離求內(nèi)力” 題組31.如圖所示，兩粘連在一起的物塊a和b，質(zhì)量分別為ma和mb，放在光滑的水平桌面上，現(xiàn)同時(shí)給它們施加方向如圖所示的水平推力Fa和水平拉力Fb，已知FaFb，則a對(duì)b的作用力( ) A必為推力 B必為拉力C可能為推力，也可能為拉力 D不可能為零【答案】C.【解析】將a、b看做一個(gè)整體，加速度a，單獨(dú)對(duì)a進(jìn)行分析，設(shè)a、b間的作用力為Fab，則a，即Fab，由于不知道m(xù)a與mb的大小關(guān)系，故Fab可能為正，可能為負(fù)，也可能等于0.2.如圖所示，質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體用細(xì)線相連，在大小恒定的拉力F作用下，先沿光滑水平面，再沿粗糙的水平面運(yùn)動(dòng)，則在這兩個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)中，細(xì)線上張力的大小情況是( ) A由大變小 B由小變大C始終不變 D由大變小再變大【答案】C.【解析】在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)細(xì)線上的張力為F1，加速度為a1，由牛頓第二定律得F1m1a1F(m1m2)a1聯(lián)立解得：F13. (多選)兩個(gè)疊在一起的滑塊，置于固定的、傾角為的斜面上，如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為M、m，A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，已知兩滑塊都從靜止開(kāi)始以相同的加速度從斜面上滑下，滑塊B受到的摩擦力為( ) A等于零 B方向沿斜面向上C大小等于1mgcos D大小等于2mgcos 【答案】BC.【解析】把A、B兩滑塊作為一個(gè)整體，設(shè)其下滑的加速度為a，由牛頓第二定律有(Mm)gsin 1(Mm)gcos (Mm)a得ag(sin 1cos ) 由于agsin ，可見(jiàn)B隨A一起下滑過(guò)程中，必須受到A對(duì)它沿斜面向上的摩擦力，設(shè)摩擦力為FB(如圖所示)由牛頓第二定律有mgsin FBma得FBmgsin mamgsin mg(sin 1cos )1mgcos .4. (多選) 將一傾角為的斜面體固定在水平面上，用一小段輕繩連接兩個(gè)物塊A和B放在斜面上，如圖所示。已知A的質(zhì)量為m1、B的質(zhì)量為m2，且兩物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，現(xiàn)有一沿斜面向上的恒力F作用在物塊A上，使兩物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，則輕繩對(duì)物塊B的拉力（ ） A斜面的傾角越大，拉力越大B物塊B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)越大，拉力越大C恒力F越大，拉力越大D輕繩的拉力為FT，與兩物塊質(zhì)量有關(guān)【答案】CD方法2解決動(dòng)力學(xué)中臨界、極值問(wèn)題的方法1. 動(dòng)力學(xué)中的臨界極值問(wèn)題在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的加速度不同時(shí)，物體有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等詞語(yǔ)時(shí)，往往會(huì)有臨界值出現(xiàn)。2.產(chǎn)生臨界問(wèn)題的條件接觸與脫離的臨界條件兩物體相接觸或脫離，臨界條件是：彈力FN0相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件兩物體相接觸且處于相對(duì)靜止時(shí)，常存在著靜摩擦力，則相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是：靜摩擦力達(dá)到最大值繩子斷裂與松弛的臨界條件繩子所能承受的張力是有限的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛的臨界條件是FT0加速度最大與速度最大的臨界條件當(dāng)物體在受到變化的外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度和速度都會(huì)不斷變化，當(dāng)所受合外力最大時(shí)，具有最大加速度；合外力最小時(shí)，具有最小加速度。當(dāng)出現(xiàn)速度有最大值或最小值的臨界條件時(shí)，物體處于臨界狀態(tài)，所對(duì)應(yīng)的速度便會(huì)出現(xiàn)最大值或最小值3.分析方法(1)極限分析法：把物理問(wèn)題(或過(guò)程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來(lái)，以達(dá)到正確解決問(wèn)題的目的(2)假設(shè)分析法：臨界問(wèn)題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時(shí)，或變化過(guò)程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí)，往往用假設(shè)法解決問(wèn)題。(3)數(shù)學(xué)極值法：將物理過(guò)程通過(guò)數(shù)學(xué)公式表達(dá)出來(lái)，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件。題組4 解決動(dòng)力學(xué)中臨界、極值問(wèn)題的方法1. 如圖所示，一輕質(zhì)彈簧的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為37的光滑斜面體頂端，彈簧與斜面平行。在斜面體以大小為g的加速度水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球始終相對(duì)于斜面靜止。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則該過(guò)程中彈簧的形變量為(已知：sin 370.6，cos 370.8)( ) A. B. C. D.【答案】A【解析】在斜面體以大小為g的加速度水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧是處于伸長(zhǎng)狀態(tài)還是壓縮狀態(tài)，無(wú)法直接判斷，此時(shí)可采用假設(shè)法，假設(shè)彈簧處于壓縮狀態(tài)，若求得彈力F為正值，則假設(shè)正確；水平方向上由牛頓第二定律得：FNsin Fcos mg ；豎直方向上由受力平衡得：FNcos mgFsin ，聯(lián)立得：Fmg。由胡克定律得Fkx，x，故選A。2如圖所示，將質(zhì)量為10 kg的小球用輕繩掛在傾角45的光滑斜面上，下列情況中斜面向右加速運(yùn)動(dòng)，小球相對(duì)斜面靜止， g=10 m/s2。當(dāng)加速度a m/s2時(shí)，繩對(duì)小球的拉力為 N;當(dāng)繩對(duì)小球的拉力FT200 N時(shí)，它們的加速度為 m/s2。 【答案】 10 3一根勁度系數(shù)為k，質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧上端固定，下端系一質(zhì)量為m的物體，有一水平木板將物體托住，并使彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)，如圖所示?，F(xiàn)讓木板由靜止開(kāi)始以加速度a(a<g)勻加速向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間為 s，木板開(kāi)始與物體分離。 【答案】 【解析】取豎直向下為正方向，當(dāng)物體與木板分離時(shí)，物體與木板間無(wú)彈力作用，且加速度為a。設(shè)此時(shí)物體的位移為x，由牛頓第二定律得mgkxma，因物體與木板分離前做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以有xat2，由以上兩式解得t。4.有一項(xiàng)“快樂(lè)向前沖”的游戲可簡(jiǎn)化如下：如圖所示，滑板長(zhǎng)L1 m，起點(diǎn)A到終點(diǎn)線B的距離s5 m開(kāi)始滑板靜止，右端與A平齊，滑板左端放一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊，對(duì)滑塊施一水平恒力F使滑板前進(jìn)板右端到達(dá)B處沖線，游戲結(jié)束已知滑塊與滑板間動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，地面視為光滑，滑塊質(zhì)量m12 kg，滑板質(zhì)量m21 kg，重力加速度g10 m/s2，求： (1)滑板由A滑到B的最短時(shí)間可達(dá)多少？(2)為使滑板能以最短時(shí)間到達(dá)，水平恒力F的取值范圍如何？【答案】(1)1 s (2)30 NF34 N【解析】(1)滑板一直加速，所用時(shí)間最短設(shè)滑板加速度為a2，F(xiàn)fm1gm2a2a210 m/s2，st1 s.(2)剛好相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，F(xiàn)最小，此時(shí)可認(rèn)為二者加速度相等，F(xiàn)1m1gm1a2F130 N當(dāng)滑板運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，滑塊剛好脫離時(shí)，F(xiàn)最大，設(shè)滑塊加速度為a1，F(xiàn)2m1gm1a1L，F(xiàn)234 N則水平恒力大小范圍是30 NF34 N.5. 如圖所示，一質(zhì)量m0.4 kg的小物塊，以v02 m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t2 s的時(shí)間物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，A、B之間的距離L10 m。已知斜面傾角30，物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。重力加速度g取10 m/s2。 (1)求物塊加速度的大小及到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小。(2)拉力F與斜面夾角多大時(shí)，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？【答案】(1)3 m/s2 8 m/s (2)30 N【解析】(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：Lv0tat2 2aLvv代入數(shù)值解得： a3 m/s2，vB8 m/s(2)對(duì)物塊受力分析如圖所示， 投拉力F與斜面成角，在垂直斜面方向，根據(jù)平衡條件可得：Fsin FNmgcos 30沿斜面方向，由牛頓第二定律可得Fcos mgsin 30Ffma又，F(xiàn)fFN 點(diǎn)評(píng)：在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的加速度不同時(shí)，物體有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語(yǔ)時(shí)，往往會(huì)有臨界現(xiàn)象，此時(shí)要采用假設(shè)法或極限分析法，看物體以不同的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)有哪些現(xiàn)象發(fā)生，盡快找到臨界點(diǎn)，求出臨界條件。 方法3 傳送帶模型1.滑塊在水平傳送帶上運(yùn)動(dòng)常見(jiàn)的3個(gè)情景項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)v0>v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0<v時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速情景3(1)傳送帶較短時(shí)，滑塊一直減速到達(dá)左端(2)傳送帶較長(zhǎng)時(shí)，滑塊還要被傳送帶傳回右端。其中v0>v返回時(shí)速度為v，當(dāng)v0<v返回時(shí)速度為v02.滑塊在傾斜傳送帶上運(yùn)動(dòng)常見(jiàn)的4個(gè)情景項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能一直勻速(4)可能先以a1加速后以a2加速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速 1. 水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車(chē)站，圖示為一水平傳送帶裝置示意圖,緊繃的傳送帶AB始終保持恒定的速率v = 1 m/s運(yùn)行,一質(zhì)量為m = 4 kg的行李無(wú)初速地放在A處,傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù) = 0.1,A、B間的距離L = 2 m,g取10 m/s2。 (1) 求行李剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力的大小與加速度的大小。(2) 求行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。(3) 如果提高傳送帶的運(yùn)行速率,行李就能被較快地傳送到B處,求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間，以及傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率?！敬鸢浮?1)4 N 1 m/s2 (2)1 s (3)2 s 2 m/s【解析】(1)滑動(dòng)摩擦力的大小為F=mg代入題給數(shù)值,得F=4 N由牛頓第二定律,得F=ma代入數(shù)值,得a=1 m/s2。 2. 如圖所示，傾角為37，長(zhǎng)為l 16 m的傳送帶，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v 10 m/s，動(dòng)摩擦因數(shù) 0.5，在傳送帶頂端A處無(wú)初速度地釋放一個(gè)質(zhì)量為m 0.5 kg的物體已知sin 370.6，cos 370.8。g 10 m/s2 .求： (1) 傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體從頂端A滑到底端B的時(shí)間；(2) 傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體從頂端A滑到底端B的時(shí)間【答案】(1)4 s (2)2 s【解析】(1)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體相對(duì)傳送帶向下運(yùn)動(dòng)，則物體所受滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上，又tan 37，故向下勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有mg(sin 37cos 37)ma 則agsin 37gcos 372 m/s2，根據(jù)lat2得t4 s.(2)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)物體下滑速度小于傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)，物體相對(duì)傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，則物體所受滑動(dòng)摩擦力沿傳送帶向下，設(shè)物體的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得mgsin 37mgcos 37ma1 則有a110 m/s2設(shè)當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度等于傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間為t1，位移為x1，則有t1 s1 s，x1a1t5 ml16 m方法4 滑塊、滑板模型1.模型特點(diǎn)涉及兩個(gè)物體，并且物體間存在相對(duì)滑動(dòng)。2.兩種位移關(guān)系滑塊由滑板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程中，若滑塊和滑板同向運(yùn)動(dòng)，位移之差等于板長(zhǎng)；反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移之和等于板長(zhǎng)。3.解題思路(1)審題建模：求解時(shí)應(yīng)先仔細(xì)審題，清楚題目的含義、分析清楚每一個(gè)物體的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況。(2)求加速度：準(zhǔn)確求出各物體在各運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度(注意兩過(guò)程的連接處加速度可能突變)。(3)明確關(guān)系：找出物體之間的位移(路程)關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口。求解中更應(yīng)注意聯(lián)系兩個(gè)過(guò)程的紐帶，每一個(gè)過(guò)程的末速度是下一個(gè)過(guò)程的初速度。 1. 如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力Fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2。下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是(如下圖所示)（ ） 【答案】A2. (多選) 如圖所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對(duì)A施加一水平拉力F，則( ) A當(dāng)F<2mg時(shí)，A、B都相對(duì)地面靜止 B當(dāng)Fmg時(shí)，A的加速度為gC當(dāng)F>3mg時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng) D無(wú)論F為何值，B的加速度不會(huì)超過(guò)g【答案】BCD 【解析】 A、B間的最大靜摩擦力為2mg，B和地面之間的最大靜摩擦力為mg，對(duì)A、B整體，只要Fmg，整體就會(huì)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)A對(duì)B的摩擦力為最大靜摩擦力時(shí)，A、B將要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，故A、B一起運(yùn)動(dòng)的加速度的最大值滿足2mgmgmamax，B運(yùn)動(dòng)的最大加速度amaxg，選項(xiàng)D正確；對(duì)A、B整體，有Fmg3mamax，則F3mg時(shí)兩者會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；當(dāng)Fmg時(shí)，兩者相對(duì)靜止，一起滑動(dòng)，加速度滿足Fmg3ma，解得ag，選項(xiàng)B正確。3滑板A放在光滑水平面上，質(zhì)量為M，滑塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))放在滑板右端，質(zhì)量為m，滑塊與滑板間動(dòng)摩擦因數(shù)為，滑板和滑塊均靜止現(xiàn)對(duì)滑板施加一向右的水平恒力F，滑塊從滑板右端滑到左端的時(shí)間為t.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力下列判斷正確的是( ) A滑塊與滑板間動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)滿足B若僅減小M，時(shí)間t會(huì)縮短C若僅減小m，時(shí)間t會(huì)縮短D若僅減小F，時(shí)間t會(huì)縮短【答案】BC.4. 如圖所示，質(zhì)量M 1 kg的木板A靜止在水平地面上，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m 1 kg的鐵塊B (大小可忽略)，鐵塊與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)1 0.3，木板長(zhǎng)L 1 m，用F 5 N的水平恒力作用在鐵塊上，g取10 m/s2。 (1) 若水平地面光滑，計(jì)算說(shuō)明鐵塊與木板間是否會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)；(2) 若木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.1，求鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板右端所用的時(shí)間?！敬鸢浮?1)不會(huì) (2) s【解析】(1)A、B之間的最大靜摩擦力為fm>1mg0.3110 N3 N假設(shè)A、B之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則對(duì)A、B整體：F(Mm)a對(duì)A：fABMa解得：fAB2.5 N因fAB<fm，故A、B之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。(2)對(duì)B：F1mgmaB對(duì)A：1mg2(Mm)gMaA據(jù)題意：xBxALxAaAt2；xBaBt2解得：t s。5下暴雨時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害某地有一傾角為37的山坡C，上面有一質(zhì)量為m的石板B，其上下表面與斜坡平行；B上有一碎石堆A(含有大量泥土)，A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示假設(shè)某次暴雨中，A浸透雨水后總質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)量不變的滑塊)，在極短時(shí)間內(nèi)，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)1減小為，B、C間的動(dòng)摩擦因數(shù)2減小為0.5，A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)；在第2 s末，B的上表面突然變?yōu)楣饣?保持不變已知A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，A離B下邊緣的距離l27 m，C足夠長(zhǎng)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力取重力加速度大小g10 m/s2.求：(1)在02 s時(shí)間內(nèi)A和B加速度的大??；(2)A在B上總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間【答案】(1)3 m/s2 1 m/s2 (2)4 s【解析】(1)在02 s時(shí)間內(nèi)，A和B的受力如圖所示，其中f1、N1是A與B之間的摩擦力和正壓力的大小，f2、N2是B與C之間的摩擦力和正壓力的大小，方向如圖所示由滑動(dòng)摩擦力公式和力的平衡條件得 f11N1N1mgcos f22N2N2N1mgcos 規(guī)定沿斜面向下為正設(shè)A和B的加速度分別為a1和a2，由牛頓第二定律得mgsin f1ma1mgsin f2f1ma2N1N1f1f1聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得a13 m/s2a21 m/s2.(2)在t12 s時(shí)，設(shè)A和B的速度分別為v1和v2，則v1a1t16 m/sv2a2t12 m/stt1時(shí)，設(shè)A和B的加速度分別為a1和a2.此時(shí)A與B之間的摩擦力為零，同理可得a16 m/s2a22 m/s2 此后B靜止，A繼續(xù)在B上滑動(dòng)設(shè)再經(jīng)過(guò)時(shí)間t3后A離開(kāi)B，則有l(wèi)s(v1a1t2)t3a1t可得t31 s(另一解不合題意，舍去)設(shè)A在B上總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t總，有t總t1t2t34 s.(另解：也可利用下面的速度圖線求解)