【高考零距離】高考物理(人教版)一輪復(fù)習(xí)配套第10講 用牛頓運(yùn)動定律解決問題

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1、 第?10?講 用牛頓運(yùn)動定律解決問題 考情?剖析 (注：①考綱要求及變化中Ⅰ代表了解和認(rèn)識，Ⅱ代表理解和應(yīng)用；②命題難度中的?A 代表容易，B?代表中等，C?代表難) 考綱要求 考查內(nèi)容 考查年份 考查形式 考查詳情 考試層級 命題難度 及變化 Ⅱ(加速度 用牛頓 運(yùn)動定 律解決 問題 09?年 大小不同 的連接體 問題的計(jì) 算僅限于 兩個物體 的情況) 運(yùn)用牛頓 第二定律 多選 分析加速

2、度的變化 情況 第?13?題以 飛行器升 空為背景， 考查牛頓 第二定律 計(jì)算 的應(yīng)用；第 15?題考查 應(yīng)用牛頓 第二定律 求速度變 化情況 10?年 計(jì)算 11?年  考查牛頓 第二定律 公式的應(yīng) 用 應(yīng)用牛頓 單選 第二定律 求加速度 應(yīng)用牛頓 多選 第二定律 求摩擦力 斜面滑塊 系統(tǒng)為背 景，考查運(yùn) 計(jì)算 用牛頓第 二定律求 加速度 12

3、?年 單選 1.小結(jié)：用 牛頓定律 解決問題 以選擇、計(jì) 算形式進(jìn) 行考查，側(cè) 重考查牛 頓第二定 律、物體受 力分析和 運(yùn)動學(xué)公 式的綜合 小結(jié) 應(yīng)用． 及 2．預(yù)測： 預(yù)測 此知識點(diǎn) 在近?4?年中 考查過?9 次，屬于必 考題，預(yù)計(jì) 13、14?年仍 會以同樣 形式進(jìn)行 考查． 3．復(fù)習(xí)建 議：復(fù)習(xí)時 應(yīng)當(dāng)深入  第?4?題考查 皮球豎直 上拋過程 中加速度 大小與時 間關(guān)系圖 象的判斷； 第?5

4、?題考查 運(yùn)用牛頓 第二定律 與受力分 析求解拉 力大小  重點(diǎn)??????A?或?B 理解牛頓 運(yùn)動定律， 并加強(qiáng)該 定律和運(yùn) 動學(xué)公式 的綜合應(yīng) 用能力，在 研究力和 運(yùn)動學(xué)的 題目中讓 問題迎刃 而解. 知識?整合 知識網(wǎng)絡(luò) 基礎(chǔ)自測 一、動力學(xué)的兩大基本問題 1．已

5、知受力情況求運(yùn)動情況 根據(jù)牛頓第二定律，已知物體的__________情況，可以求物體的__________；再知道物 體的初始條件(初位置和初速度)，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式，就可以求出物體在任一時刻的速度和位 置，也就求解了物體的運(yùn)動情況． 注意：物體的運(yùn)動情況是由所受的力及物體運(yùn)動的初始條件(即初速度的大小和方向)共 同決定的． 2．已知物體的運(yùn)動情況，求物體的受力情況． 根據(jù)物體的運(yùn)動情況，由運(yùn)動學(xué)公式可以求出加速度，再根據(jù)__________可確定物體受 的合外力，從而求出未知的力，或與力相關(guān)的某些物理量．如：動摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力 的方向等． 二、超重和失重

6、 1．實(shí)重和視重 實(shí)重：物體在地球附近受到的實(shí)際重力．懸掛于彈簧秤上的物體在____________時，彈 簧秤的示數(shù)在數(shù)值上等于物體的重力，靜止于水平支持面上的物體，對支持面的壓力在數(shù)值 上也等于物體的重力． 視重：當(dāng)彈簧秤和懸掛的物體在豎直方向上做 ________時，此時彈簧秤的示數(shù)叫物體的視重，視重不再等于物體的實(shí)重． 2．超重 當(dāng)物體的加速度方向________時，它對懸掛物(如懸繩，彈簧秤)的拉力或?qū)χС置娴膲? 力________實(shí)際重力的現(xiàn)象叫超重，亦即視重________實(shí)重． 3．失重 當(dāng)物體的加速度方向________時，它對懸

7、掛物的拉力或?qū)χС置娴膲毫_______實(shí)際重 力的現(xiàn)象叫失重．即視重________實(shí)重． 完全失重：物體向下的加速度等于重力加速度時，它對懸掛物或支持面的壓力等于 ____________的現(xiàn)象叫完全失重．它是失重現(xiàn)象中的一個特例． 說明：超重和失重并不是物體受的重力增加或減小了，而是由于運(yùn)動狀態(tài)的改變，使視 重和實(shí)重不符的現(xiàn)象．物體的重力并未改變． 重點(diǎn)闡述 重點(diǎn)知識?概述 1．兩類運(yùn)動力學(xué)基本問題的解題思路圖解如下： 可見，不論求解哪一類問題，求解加速度是解題的橋梁和紐帶，而做好兩個分析是解題 的關(guān)鍵． 2．運(yùn)

8、用牛頓運(yùn)動定律解答兩類運(yùn)動力學(xué)基本問題的一般方法和步驟是： ①取對象——確定研究對象； ②畫力圖——對研究對象進(jìn)行受力分析(和運(yùn)動狀態(tài)分析)； ③定方向——選取正方向(或建立坐標(biāo)系)，通常以加速度方向?yàn)檎较蜉^為適宜； ④列方程——根據(jù)牛頓運(yùn)動定律列運(yùn)動方程，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式列方程； ⑤解方程——統(tǒng)一單位，求解方程，并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析檢驗(yàn)或討論． 難點(diǎn)?釋疑 1．連接體問題 (1)兩個(或兩個以上)物體組成的系統(tǒng)，我們稱之為連接體．連接體的加速度通常是相同 的，但也有不同的情況，如一個靜止，一個運(yùn)動． (2)處理連接體問題的方法：整體法與隔離法．要么先整體后隔離，要

9、么先隔離后整體．不 管用什么方法解題，所使用的規(guī)律都是牛頓運(yùn)動定律． ①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，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成 一個整體，分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他求知量)． ②隔離法的選取原則 若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時，就需要 把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解． ③整體法、隔離法的交替運(yùn)用 若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時，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象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力．即“先整

10、體 求加速度，后隔離求內(nèi)力”． 【典型例題?1】 質(zhì)量為?M?的小車放在光滑水平面上，小車上用細(xì)線懸掛另一質(zhì)量為 m?的小球，且?M>m.用一力?F?水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度?a?向右運(yùn)動，細(xì)線 與豎直方向成?α?角，細(xì)線的拉力為?FT.若用一力?F′水平向左拉小車，使小球和車一起以加 速度?a′向左運(yùn)動時，細(xì)線與豎直方向也成?α?角，細(xì)線的拉力為?FT′，則( ) 甲 乙 A．a(chǎn)′＝a，F(xiàn)T′＝FT B．a(chǎn)′>a，F(xiàn)T′＝FT C．a(chǎn)′a，F(xiàn)T′>FT

11、溫馨提示 首先在兩種情況下，隔離出小球進(jìn)行受力分析，然后以小車和小球?yàn)檎w進(jìn)行受力，再 結(jié)合牛頓第二定律即可解答本題． 記錄空間 【變式訓(xùn)練?1】 如圖所示，水平地面上有兩塊完全相同的木塊?A、B，在水平推力?F?的作用下運(yùn)動，用 FAB?代表?A、B?間的相互作用力，則( ) A．若地面是完全光滑的，F(xiàn)AB＝F F B．若地面是完全光滑的，F(xiàn)AB＝?2 C．若地面是有摩擦的，F(xiàn)AB＝F F D．若地面是有摩擦的，F(xiàn)AB＝?2 2．多過程問題 處理多過程問題時應(yīng)注意的兩個問題 (1)任何多過程的復(fù)雜物理問題都是由很多簡單的小過程構(gòu)成，上一過

12、程的末是下一過 程的初，對每一個過程分析后，列方程，聯(lián)立求解． (2)注意兩個過程的連接處，加速度可能突變，但速度不會突變，速度是聯(lián)系前后兩個 階段的橋梁．如本題中的小球先做勻減速運(yùn)動到管口，后做平拋運(yùn)動． 【典型例題?2】 水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站，如圖所示為一水平傳送 帶裝置示意圖．緊繃的傳送帶?AB?始終保持恒定的速率?v＝1m/s?運(yùn)行，一質(zhì)量為?m＝4kg?的 行李無初速度地放在?A?處，傳送帶對行李的滑 動摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線 運(yùn)動．設(shè)行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)?μ＝0.1，A、B?間的

13、距離?L＝2m，g?取?10m/s2. (1)求行李剛開始運(yùn)動時所受滑動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)動的時間； (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?處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運(yùn)行速率． 溫馨提示 由?f＝μFN?和牛頓第二定律可得第一題，當(dāng)速度達(dá)到傳送帶速度時勻加速直線運(yùn)動結(jié)束， 第(3)問中對應(yīng)的情景即為行李由?A?端加速運(yùn)動到?B?端時，速度與傳送帶速度一致． 記錄空間 【變式訓(xùn)練?2】 如圖所示， 傳送帶與地面夾角?θ＝37°

14、，從?A→B?長度為?16m，傳送帶以?10m/s?的速率逆時針轉(zhuǎn)動．在 傳送帶上端?A?無初速度地放一個質(zhì)量為?0.5kg?的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為?0.5. 求物體從?A?運(yùn)動到?B?所需時間是多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) ) 【典型例題?3】 如圖甲所示，先將物體?A?固定在斜面上，給?A?施加沿斜面向上的拉 力?F＝30N，突然釋放物體，物體開始運(yùn)動，2s?后再撤去拉力?F，物體的?v-t?圖象如圖乙所 示(取沿斜面向上為正方向，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，取物體開始運(yùn)動為計(jì)時起點(diǎn)?， 試求：

15、 甲 乙 (1)物體?A?的質(zhì)量． (2)物體?A?與斜面間的動摩擦因數(shù)． (3)斜面的傾角?θ. 溫馨提示 (1)看清坐標(biāo)軸所表示的物理量，明確因變量(縱軸表示的量)與自變量(橫軸表示的量)的 制約關(guān)系； (2)看圖線本身，識別兩個相關(guān)量的變化趨勢，從而分析具體的物理過程； (3)看交點(diǎn)，分清兩相關(guān)量的變化范圍及給出的相關(guān)條件，明確圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、 圖線斜率、圖線與坐標(biāo)軸圍成的“面積”的物理意義． 在看懂以上三方面后，進(jìn)一步弄清“圖象與公式”、“圖象與圖象”、“圖象與物體” 之間的聯(lián)系與變通，以便對有關(guān)的物理問題作出準(zhǔn)

16、確的判斷． 記錄空間 【變式訓(xùn)練?3】 (13?年江蘇模擬)受水平拉力?F?作用的物體，在光滑水平面上做直 線運(yùn)動，其?v－t?圖線如圖所示，則?( ) A．在?t1?時刻，拉力?F?為零 B．在?0～t1?秒內(nèi)，拉力?F?大小不斷減小 C．在?t1～t2?秒內(nèi)，拉力?F?大小不斷減小 D．在?t1～t2?秒內(nèi)，拉力?F?大小可能先減小后增大 易錯?診所 1．臨界性問題 (1)臨界問題是指物體的運(yùn)動性質(zhì)發(fā)生突變，要發(fā)生而尚未發(fā)生改變時的狀態(tài)．此時運(yùn) 動物體的特殊條件往往是解題的突破口． (2)動

17、力學(xué)中的典型臨界問題： ①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?FN＝0； ②相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對 滑動的臨界條件是：靜摩擦力達(dá)到最大值； ③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：FT＝0； ④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)動時，其加速 度和速度都會不斷變化，當(dāng)所受合外力最大時，具有最大加速度；合外力最小時，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，物體處于臨

18、界狀態(tài)，所對應(yīng)的速度便 會出現(xiàn)最大值或最小值． (3)解題技巧：一般先以某個狀態(tài)為研究的突破點(diǎn)，進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析，以臨界 條件為切入點(diǎn)，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式列方程求解討論． 【典型例題?4】 如圖所示，質(zhì)量為?m＝1kg?的物塊放在傾角為?θ＝37°的斜面體上，斜面質(zhì)量為?M＝2kg， 斜面與物塊間的動摩擦因數(shù)為?μ＝0.2，地面光滑，現(xiàn)對斜面體施一水平推力F，要使物塊?m 相對斜面靜止，試確定推力?F?的取值范圍．(g＝10m/s2) 溫馨提示 此題有兩個臨界條件，當(dāng)推力?F?較小時，物塊有相對斜面向下運(yùn)動的可能性，此時物 塊受到

19、的摩擦力沿斜面向上；當(dāng)推力?F?較大時，物塊有相對斜面向上運(yùn)動的可能性，此時 物塊受到的摩擦力沿斜面向下．找準(zhǔn)備臨界狀態(tài)是求解此題的關(guān)鍵． 記錄空間 【變式訓(xùn)練?4】 如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為?θ＝30°的光滑楔形塊?A?的頂 端處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為?m?的小球． (1)當(dāng)楔形塊至少以多大的加速度向左加速運(yùn)動時，小球?qū)πㄐ螇K壓力為零？ (2)當(dāng)楔形塊以?a＝2g?的加速度向左加速運(yùn)動時，小球?qū)€的拉力為多大？ 2．超重與失重問題 (1)重力與視重的比較 運(yùn)動情況 現(xiàn)象 平衡狀態(tài) 勻速運(yùn)動

20、 a?向上 超重  視重(F) F＝mg F＝m(g＋a)  F?與重力?mg?比較 F＝mg F>mg a?向下 失重 F＝m(g－a) F

21、就可 以．當(dāng)?ay?的方向豎直向上時，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)?ay?的方向豎直向下時，物體處于失重 狀態(tài)． ③當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時，重力只產(chǎn)生使物體具有?a＝g?的加速度效果，不再產(chǎn)生 其他效果． ④處于超重和失重狀態(tài)下的液體的浮力公式分別為?F??。溅裋?排(g＋a)和?F?浮＝ρV?排(g－a)； 處于完全失重狀態(tài)下的液體?F??。?，即液體對浸在液體中的物體不再產(chǎn)生浮力． ⑤物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力始終存在，大小也沒有變化． ⑥發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān)，只取決于加速度的大小和方向． ⑦物體超重或失重的多少是由物體的質(zhì)量和豎直加速度共同決定的，其大

22、小等于?ma. ⑧在完全失重的狀態(tài)下，平時一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、 浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等． 【典型例題?5】 如圖所示，A?為電磁鐵，C?為膠木秤盤，電磁鐵?A?和秤盤?C(包括支 架)的總質(zhì)量為?M，B?為鐵片，質(zhì)量為?m，整個裝置用輕繩懸掛于?O?點(diǎn)．當(dāng)電磁鐵通電，在 鐵片被吸引上升的過程中，輕繩中拉力?F?的大小為( ) A．F＝mg B．Mg(M＋m)g 溫馨提示 本題可利用超重與失重原理迅速解題． 記錄空間

23、 【變式訓(xùn)練?5】 電梯的頂部掛一個彈簧測力計(jì)，測力計(jì)下端掛了一個重物，電 梯勻速直線運(yùn)動時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為?10N，在某時刻電梯中的人觀察到彈簧測力計(jì)的示 數(shù)變?yōu)?8N，關(guān)于電梯的運(yùn)動(如圖所示)，以下說法正確的是(g?取?10m/s2)( ) A．電梯可能向上加速運(yùn)動，加速度大小為?4m/s2 B．電梯可能向下加速運(yùn)動，加速度大小為?4m/s2 C．電梯可能向上減速運(yùn)動，加速度大小為?2m/s2 D．電梯可能向下減速運(yùn)動，加速度大小為?2m/s2 隨堂?演練

24、 1．火車在長直水平軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回 車上原處，這是因?yàn)? ) A．人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他以向前的力，帶著他隨同火車一起向前運(yùn)動 B．人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個向前的力，推動他隨同火車一起向前運(yùn)動 C．人跳起后，車在繼續(xù)向前運(yùn)動，所以人落下后必是偏后一些，只是由于時間很短， 偏后距離太小，不明顯而已 D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和車始終有相同的速度 2．物體靜止于一斜面上(如圖所示)，則下列說法正確的是( ) 第?2?題圖 A．物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力 B．物

25、體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用力和反作用力 C．物體所受重力和斜面對物體的作用力是一對作用力和反作用力 D．物體所受的重力可以分解為沿斜面向下的力和對斜面的壓力 3．在位于印度安得拉邦斯里赫里戈達(dá)島的薩蒂什·達(dá)萬航天中心，一枚?PSLV—C14?型 極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭攜帶七顆衛(wèi)星發(fā)射升空，成功實(shí)現(xiàn)“一箭七星”發(fā)射，相關(guān)圖片如圖所 示．則下列說法正確的是( ) 第?3?題圖 A．火箭發(fā)射時，噴出的高速氣流對火箭的作用力大于火箭對氣流的作用力 B．發(fā)射初期，火箭處于超重狀態(tài)，但它受到的重力卻越來越小 C．高溫高壓燃

26、氣從火箭尾部噴出時對火箭的作用力與火箭對燃?xì)獾淖饔昧Υ笮∠嗟? D．發(fā)射的七顆衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，均處于完全失重狀態(tài) 4．兩個疊在一起的滑塊，置于固定的、傾角為?θ?的斜面上，如圖所示，滑塊?A、B?質(zhì) 量分別為?M、m，A?與斜面間的動摩擦因數(shù)為?μ1，B?與?A?之間的動摩擦因數(shù)為?μ2，已知兩滑 塊都從靜止開始以相同的加速度從斜面滑下，滑塊?B?受到的摩擦力( ) 第?4?題圖 A．等于零 B．方向沿斜面向上 C．大小等于?μ1mgcosθ D．大小等于?μ2mgcosθ (3)試證明小球平拋運(yùn)動的水平位移總小于?? L.

27、 【 5．?變式訓(xùn)練?4】中若題干條件不變，當(dāng)細(xì)線拉力剛好為零時，則楔形塊的加速度多大？ 運(yùn)動方向如何？此時小球?qū)πㄐ螇K的壓力多大？ 6．如圖所示，長為?L，內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成?30°角固定放置，將一質(zhì)量為?m 的小球固定在管底，用一輕質(zhì)光滑細(xì)線將小球與質(zhì)量為?M＝km?的小物塊相連，小物塊懸掛 于管口，現(xiàn)將小球釋放，一段時間后，小物塊落地靜止不動，小球繼續(xù)向上運(yùn)動，通過管口 的轉(zhuǎn)向裝置后做平拋運(yùn)動，小球的轉(zhuǎn)向過程中速率不變．(重力加速度為?g) (1)求小物塊下落過程中的加速度大?。? (2)求小球從管口拋出時的速度大??； 2 2 第?6?題

28、圖 7．放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F?的作用，力?F?的大小與時間 . t?的關(guān)系和物塊速度?v?與時間?t?的關(guān)系如圖所示．重力加速度?g＝10m/s2?求： (1)物塊在運(yùn)動過程中受到的滑動摩擦力的大?。? (2)物塊在?3～6s?內(nèi)的加速度大??； (3)物塊與地面間的動摩擦因數(shù)． 第?7?題圖 第?10?講 用牛頓運(yùn)動 定律解決問題 知識整合 基礎(chǔ)自測 一、 1.受力 加速度 2.牛頓第二定律 二、 1.靜止或勻速運(yùn)動

29、變速運(yùn)動 2.向上 大于 大于 3.向下 小于 小于 零 重點(diǎn)闡述 【典型例題?1】 質(zhì)量為?M?的小車放在光滑水平面上，小車上用細(xì)線懸掛另一質(zhì)量為 m?的小球，且?M>m.用一力?F?水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度?a?向右運(yùn)動，細(xì)線 與豎直方向成?α?角，細(xì)線的拉力為?FT.若用一力?F′水平向左拉小車，使小球和車一起以加速 度?a′向左運(yùn)動時，細(xì)線與豎直方向也成?α?角，細(xì)線的拉力為?FT′，則( ) 甲 乙 A．a(chǎn)′＝a，F(xiàn)T′＝FT B．a(chǎn)′>a，F(xiàn)T′

30、＝FT C．a(chǎn)′a，F(xiàn)T′>FT 【答案】 B 【解析】?兩種情況下對球受力分析如圖所示，由甲圖可知?F－FTsinα ＝ma ① FTcosα＝mg ② 所以?FT＝ mg cosα  由乙圖知?FT′cosα＝mg?③?FT′sinα ＝ma′ ④ 所以?FT′＝ mg a′ D cosα，?＝gtanα，故?FT′＝FT，?錯?由①②兩式得?F＝ma＋mgtan ，將⑤式代入得到??a＝?????? ，因?yàn)? α ⑤ 同時對小車、小球整體分析可知?a＝ M>m?所以?a′>a，故?B?

31、正確． F m＋M mgtanα M ×M＝??，A?錯，B?對；當(dāng)有摩擦?xí)r， 變式訓(xùn)練?1 BD 【解析】?無摩擦?xí)r，F(xiàn)AB＝ F??????F 2M?????2 ×M＋??＝??，C?錯，D?對，故 先整體求加速度?F－f＝2Ma?再隔離對?B?受力分析，F(xiàn)AB＝ F－f?????f?F 2M??????2??2 選?BD. 【典型例題?2】 水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站，如圖所示為一水平傳送 帶裝置示意圖．緊繃的傳送帶?AB?始終保持恒定的速率?v＝1m/s?運(yùn)行，一質(zhì)量為?m＝4kg?的 行李無初速

32、度地放在?A?處，傳送帶對行李的滑 至與傳送帶速度相等需要的時間?t1＝???＝? s＝1s，t1?時間內(nèi)位移?x＝??a1t12＝5m. 動摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線 運(yùn)動．設(shè)行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)?μ＝0.1，A、B?間的距離?L＝2m，g?取?10m/s2. (1)求行李剛開始運(yùn)動時所受滑動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)動的時間； (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?處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運(yùn)行速率．

33、 【答案】 (1)4N 1m/s2 (2)1s (3)2s 2m/s2 F f 【解析】?(1)滑動摩擦力?Ff＝μmg＝0.1×4×10N＝4N，加速度?a＝m＝μg＝0.1×10m/s2 v 1 2 ＝1m/s2.(2)行李達(dá)到與傳送帶相同速率后不再加速，則?v＝at1，t1＝a＝1s＝1s.(3)行李始終勻 加速運(yùn)行時間最短，加速度仍為?a＝1m/s2，當(dāng)行李到達(dá)右端時，有?vmin＝2aL，vmin＝?2aL＝ 2×1×2m/s＝2m/s，所以傳送帶對應(yīng)的最小運(yùn)行速率為?2m/s.行李最短運(yùn)行時間由?vmin＝ v 2 a atmin?得?tmin＝?m

34、in＝1s＝2s. 變式訓(xùn)練?2 2s 【解析】?物體的運(yùn)動分為兩個過程：第一個過程是在物體速度等于 傳送帶速度之前，物體做勻加速直線運(yùn)動；第二個過程是物體速度等于傳送帶速度以后的運(yùn) 動．其中速度剛好相同時的點(diǎn)是一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，此后的運(yùn)動情況要看mgsinθ與所受的最大靜 摩擦力的關(guān)系．若?μ

35、圖甲所示．物體由靜止加速，由牛 頓第二定律有?mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，得?a1＝10×(0.6＋0.5×0.8)m/s2＝10m/s2.物體加速 v 10 1 a1 10 2 甲 乙 由于?μ

36、1 L－x＝vt2＋2a2t2解得?t2＝1s，t2＝－11s(舍去)．所以物體由?A→B?的時間?t＝t1＋t2＝2s. ) 【典型例題?3】 如圖甲所示，先將物體?A?固定在斜面上，給?A?施加沿斜面向上的拉 力?F＝30N，突然釋放物體，物體開始運(yùn)動，2s?后再撤去拉力?F，物體的?v－t?圖象如圖乙所 示(取沿斜面向上為正方向，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，取物體開始運(yùn)動為計(jì)時起點(diǎn)?， 試求： 甲 為?a1＝?? ＝5m/s2? ① 乙 (1)物體?A?的質(zhì)量． (2)物體?A?與斜

37、面間的動摩擦因數(shù)． (3)斜面的傾角?θ. 【答案】 (1)2kg (2)0.5 (3)37° 【解析】?由題圖乙可知，0～2s，物體的加速度 Δv1 Δt1 2s～3s，物體的加速度為?a2＝－10m/s2 ② 3s～5s，物體的加速度為?a3＝－2m/s ③ 由題中圖象可知，前?3s?內(nèi)物體沿斜面向上運(yùn)動，受到的滑動摩擦力沿斜面向下，3s?后物體 沿斜面向下運(yùn)動，則受到的滑動摩擦力變?yōu)檠匦泵嫦蛏希膳ｎD運(yùn)動定律可得?0～2s，F(xiàn)－ μmgcosθ－mgsinθ＝ma1 ④ 2s～3s，－μmgcosθ－mgsinθ＝ma2 ⑤ 3s～5s，μmgcos θ－mgsinθ＝

38、ma3 ⑥ 聯(lián)立①②③④⑤⑥式解得：m＝2kg，μ＝0.5，θ＝37°. 變式訓(xùn)練?3 AB 【解析】?由?v－t?圖象可知?t1?時刻，圖線切線斜率為?0，此時物體做 勻速直線運(yùn)動，物體水平方向合力為?0，則拉力?F?為?0，A?對；0～t1?秒內(nèi)，圖線切線斜率不 斷減小，此時物體做加速度不斷減小的加速運(yùn)動，F(xiàn)?不斷減小，B?對；同理?t1～t2?秒內(nèi)，F(xiàn) 不斷增大，CD?錯；故選?AB. 【典型例題?4】 如圖所示，質(zhì)量為?m＝1kg?的物塊放在傾角為?θ＝37°的斜面體上，斜面質(zhì)量為?M＝2kg， 斜面與物塊間的動摩擦因數(shù)為?μ＝0.2，地面

39、光滑，現(xiàn)對斜面體施一水平推力F，要使物塊?m 相對斜面靜止，試確定推力?F?的取值范圍．(g＝10m/s2) 【答案】 14.4N≤F≤33.6N 【解析】?(1)設(shè)物塊處于相對斜面向下滑動的臨界狀態(tài) 時的推力為?F1，此時物塊受力如圖所示，取加速度的方向?yàn)?x?軸正方向． 對物塊分析，在水平方向有?FNsinθ－μFNcosθ＝ma1 豎直方向有?FNcosθ＋μFNsinθ －mg＝0 對整體有?F1＝(M＋m)a1 代入數(shù)值得?a1＝4.8m/s2，F(xiàn)1＝14.4N (2)設(shè)物塊處于相 對斜面向上滑動的臨界狀態(tài)時的推

40、力為?F2，對物塊分析，在水平方向有?F′Nsinθ＋μF′Ncos θ＝ma2，豎直方向有?F′Ncosθ－μF′Nsinθ－mg＝0，對整體有?F2＝(M＋m)a2?代入數(shù)值得?a2 ＝11.2m/s2，F(xiàn)2＝33.6N 綜上所述可知推力?F?的取值范圍為：14.4N≤F≤33.6N. 變式訓(xùn)練?4 (1)?3g (2)?5mg?【解析】?(1)小球?qū)πㄐ螇K恰無壓力時受力情況如圖所 示． 由牛頓運(yùn)動定律，得?mgcotθ＝ma0，所以?a0＝gcotθ＝gcot30°＝?3g (2)當(dāng)?a＝2g?時， 由于?a>a0，所以此時小球已離開楔

41、形塊，設(shè)此時細(xì)線與水平方向的夾角為α，則其受力情況 如圖所示，由牛頓運(yùn)動定律，得?mgcotα＝ma，即?cotα＝a/g＝2，所以?F′T＝mg/sinα＝?5mg 或?F′T＝?（mg）2＋（ma）2＝?5mg 根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)€的拉力?FT″＝F′T＝?5 mg 【典型例題?5】 如圖所示，A?為電磁鐵，C?為膠木秤盤，電磁鐵?A?和秤盤?C(包括支 架)的總質(zhì)量為?M，B?為鐵片，質(zhì)量為?m，整個裝置用輕繩懸掛于?O?點(diǎn)．當(dāng)電磁鐵通電，在 鐵片被吸引上升的過程中，輕繩中拉力?F?的大小為( )

42、 變式訓(xùn)練?5 C???【解析】?由分析可知，物塊的加速度?a＝??????? ＝2m/s2，方向向下， A．F＝mg B．Mg(M＋m)g 【答案】 D 【解析】?方法一 鐵片被吸引上升的過程是加速度逐漸增大的加速運(yùn) B 動過程，設(shè)?A?對?B?的吸引力為?F1，由于鐵片向上加速運(yùn)動，故有F1>mg.根據(jù)牛頓第三定律 可得：?對?A?的吸引力?F′1＝F1>mg.由于電磁鐵和秤盤處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以有?F＝F′1＋Mg>(M ＋m)g，所以選?D. 方法二 本題可用超重與失重知識快速解決，以?A、B、C?系統(tǒng)為研

43、究對象，A、C?靜 止，鐵片?B?由靜止被吸引而加速上升．則系統(tǒng)的重心加速上升，系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，因此 輕繩拉力?F>(M＋m)g. 10N－8N 1kg 所以物塊只可能向上減速或向下加速運(yùn)動，故選?C. 隨堂演練 1.D?【解析】?人從跳起到落地的過程中，水平方向不受外力作用，保持著原來所具 有的速度做勻速直線運(yùn)動，所以仍落回車上原處． 2.B 【解析】?物體靜止于斜面上時，受到重力?G，斜面的支持力?FN?和摩擦力?Ff?三 個力作用．其中重力反作用力是物體對地球的引力，支持力的反作用力是物體對斜面的壓力， 摩擦力的反作用力是物體對斜面的摩擦力，這里有兩對平衡力，

44、一對是支持力?FN?與重力在 垂直斜面方向的分力?mg?cos?θ，另一對是重力沿斜面向下的分力?mg?sin?θ與摩擦力?Ff.這里 一定要注意：物體對斜面的壓力是物體與斜面互相擠壓，發(fā)生形變而產(chǎn)生的彈力，與重力在 垂直斜面方向的分力是截然不同的兩個力． 3.BCD 【解析】?由作用力與反作用力大小相等，可知?A?錯誤，火箭發(fā)射初期，因 為火箭向上加速運(yùn)動，故處于超重狀態(tài)，隨著火箭距地球越來越遠(yuǎn)，所受的重力也越來越小， B?正確；由作用力與反作用力的關(guān)系可知?C?正確；衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，所受的萬有 引力充當(dāng)向心力，此時各衛(wèi)星均處于完全失重狀態(tài)，D?正確．

45、 4.BC 【解析】?把?A、B?兩滑塊作為一個整體，設(shè)其下滑的加速度為?a，由牛頓第 二定律有(M＋m)g?sinθ－μ1(M＋m)g?cosθ＝(M＋m)a 得?a＝g(sinθ－μ1cosθ)．由于?a

46、速運(yùn)動???? mg 【解析】??設(shè)細(xì)線拉力剛好為零時， 5.  3??????????????????????????????2?3 3????????????????????????????????3 第?5?題圖 楔形塊的加速度為?a0′，對小球受力分析如圖所示．由牛頓運(yùn)動定律得?mgtanθ＝ma′0，所 g，即細(xì)線拉力剛好為零時，楔形塊的加速度大小為?? g，方 以?a0′＝gtanθ＝gtan30°＝ 3?????????????????????????????????????????????3 3???????

47、??????????????????????????????????????3 向?水?平?向?右?．?故?楔?形?塊?向?右?加?速?運(yùn)?動?或?向?左?減?速?運(yùn)?動?．?小?球?受?到?的?彈?力?FN?＝ （mg）2＋（ma′0）2＝2???3 mg.根據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)πㄐ螇K的壓力?F′N＝FN＝ 3 3 2?3  mg. 2（k＋1） gL(k>2)?? (3)見解析? 【解析】??(1)設(shè)細(xì)線中的張 2k－1 6.(1) g (2) k－2 2（k＋1） 動規(guī)律?x＝v0t，Lsin30°＝

48、??gt2，解得?x＝L2??? k－2 ，則?x2) (3)由平拋運(yùn) 1 2 2（k＋1） 2 7.(1)4N (2)2m/s2 (3)0.4?【解析】?(1)由?v－t?圖象可知，物塊在?6～9s?內(nèi)做勻速運(yùn) 動，由?F－t?圖象知，6～9s?的推力?F3＝4N，故?Ff＝F3＝4N ① (2)由?v－t?圖象可知，3～ 6s?內(nèi)做勻加速運(yùn)動，由?a＝?v－v0 t ②?得?a＝2m/s2?③?(3)在?3～6s?內(nèi)，由牛頓第二定律 有?F2－Ff＝ma ④ 且?Ff＝μFN＝μmg ⑤ 由④⑤式求得?μ＝0.4 ⑥