2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 補(bǔ)充資料 第3單元 牛頓運動定律4 牛頓運動定律的應(yīng)用2.doc

《2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 補(bǔ)充資料 第3單元 牛頓運動定律4 牛頓運動定律的應(yīng)用2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 補(bǔ)充資料 第3單元 牛頓運動定律4 牛頓運動定律的應(yīng)用2.doc（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 補(bǔ)充資料 第3單元 牛頓運動定律4 牛頓運動定律的應(yīng)用2一知識點1動力學(xué)圖像問題2傳送帶模型3板塊模型二典例解析1動力學(xué)圖像問題（st、vt、at、Ft、Fx有一定的綜合性）【例1】（xx年課標(biāo)） xx年11月，“殲15”艦載機(jī)在“遼寧號”航空母艦上著艦成功。圖(a)為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機(jī)施加一作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止，某次降落，以飛機(jī)著艦為計時零點，飛機(jī)在t=0.4s時恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度-時間圖線如圖(b)所示。假如無阻攔索，飛機(jī)從著艦到停止需要的滑行距離約為1000m。已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g。則A從著艦到停止，飛機(jī)在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時的1/10B在0.4s2.5s時間內(nèi)，阻攔索的張力幾乎不隨時間變化C在滑行過程中，飛行員所承受的加速度大小會超過2.5gD在0.4s2.5s時間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對飛機(jī)做功的功率幾乎不變變式1 （xx年北京卷）一只皮球豎直向上拋出，皮球運動時受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比下列描繪將皮球在上升過程中加速度大小a與時間t關(guān)系的圖象，可能正確的是OtAaOtBaOtDaOtCa變式2 如圖所示，水平面上質(zhì)量相等的兩木塊A、B，用輕彈簧相連接，這個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力F拉動木塊A，使木塊A向上做勻加速直線運動（如圖b），研究從力F剛作用在木塊A瞬間到木塊B剛離開地面瞬間的這一過程，并選定該過程中木塊A的起點位置為座標(biāo)原點則下面圖中能正確表示力F和木塊A的位移x之間關(guān)系的圖是A.FOxC.FOAA1m0.50.55xD.FOxB.FOx變式3 用水平力F拉著一物體在水平地面上做勻速運動，從某時刻起力F隨時間均勻減小，物體所受的摩擦力隨時間t變化如下圖中實線所示。下列說法正確的是AF是從t1時刻開始減小的，t2時刻物體的速度剛好變?yōu)榱鉈F是從t1時刻開始減小的，t3時刻物體的速度剛好變?yōu)榱鉉F是從t2時刻開始減小的，t2時刻物體的速度剛好變?yōu)榱鉊F是從t2時刻開始減小的，t3時刻物體的速度剛好變?yōu)榱阍賳枺?t1內(nèi)物體做 運動；t1t2內(nèi)物體做 運動；t2t3內(nèi)物體做 運動2傳送帶模型（1）物體在傳送帶上的運動情況（加速度、時間、末速度、對地位移）的計算【例2】（水平傳送帶）如圖所示，水平放置的傳送帶以速度v=2m/s向右運行，現(xiàn)將一小物體輕輕地放在傳送帶A端，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.2，若A端與B端相距4 m，則物體由A運動到B的時間和物體到達(dá)B端時的速度是：（ ）A2.5s，2m/sB1s，2m/sC2.5s，4m/sD1s，4/s變式：（傾斜傳送帶）如圖所示，傳送帶與地面的傾角=37，從A端到B端的長度為16m，傳送帶以v0=10m/s的速度沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。在傳送帶上端A處無初速地放置一個質(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端運動到B端所需的時間是多少？(sin37=0.6，cos37=0.8) （2）物體在傳送帶上的相對運動問題（相對位移、滑痕長度、相對路程哪個量與發(fā)熱聯(lián)系？）理解物體在傳送帶上的相對運動問題具有一定的難度，只要掌握了分析和計算的方法，問題便迎刃而解，解決此類問題的方法就是：分析物體和傳送帶相對于地的運動情況分別求出物體和傳送帶對地的位移求出這兩個位移的矢量差（熟練的學(xué)生可以傳送帶為參考系分析問題，但要注意：要不要引進(jìn)慣性力？初速度和加速度是不是也有相對性？）?！纠?】（水平傳送帶）一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止。現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。變式1：（傾斜傳送帶）如圖所示，皮帶輪帶動傳送帶沿逆時針方向以速度v0=2 m / s勻速運動，兩皮帶輪之間的距離L=3.2 m，皮帶繃緊與水平方向的夾角=37。將一可視為質(zhì)點的小物塊無初速地從上端放到傳送帶上，已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.5，物塊在皮帶上滑過時能在皮帶上留下白色痕跡。求物體從下端離開傳送帶后，傳送帶上留下的痕跡的長度。（sin37=0.6，cos37=0.8，取g=10 m / s2）（與例2對應(yīng)的變式情境一樣，問題不同）變式2 （岳陽市一中xx屆質(zhì)檢4彭立君）如圖所示，小物塊A（初速度為零）輕放在與水平面傾角為、足夠長的傳送帶上某點C，傳送帶以恒定的速度v逆時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)物塊與傳送帶有相對運動時，會在傳送帶上留下劃痕，從物塊放上傳送帶開始研究劃痕S隨時間t的變化關(guān)系，作出S-t圖像如圖，則由圖可求（g=10m/s2）A0.5s至1.5s這段時間內(nèi)，物塊的速度和傳送帶速度相等B傳送帶的速度v=4.8m/s，0.5s內(nèi)物塊的位移為1.2mC1.5s內(nèi)物塊的位移等于傳送帶上C點向下的位移D物塊0-0.5s的加速度a1是0.5s以后的加速度a2的4倍（3）物體在傳送帶上運動過程中功能關(guān)系和能的轉(zhuǎn)化問題（注意能量的比例）解決系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化問題的方法是：明確傳送帶和物體的運動情況求出物體在傳送帶上的相對位移，進(jìn)而求出摩擦力對系統(tǒng)所做的總功明確能量分配關(guān)系，由能量守恒定律建立方程求解?！纠?】（水平）如圖所示，水平長傳送帶始終以速度v=3m/s勻速運動?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的物塊放于左端（無初速度）。最終物體與傳送帶一起以3m/s的速度運動，在物塊由速度為零增加至v=3m/s的過程中，求： （1）由于摩擦而產(chǎn)生的熱量。（2）由于放了物塊，帶動傳送帶的電動機(jī)消耗多少電能？變式1 （傾斜）如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角=30，皮帶在電動機(jī)的帶動下，始終保持v0=2m/s的速率運行?，F(xiàn)把一質(zhì)量m=10kg的工件（可看做質(zhì)點）輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)時間t=1.9s，工件被傳送到h=1.5m的高處，取g=10m/s2。求：（1）工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)；（2）電動機(jī)由于傳送工件多消耗的電能。 變式2 （綜合）（2003年全國卷）一傳送帶裝置示意圖如圖所示，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經(jīng)過CD區(qū)域時是傾斜的，AB和CD都與BC相切?，F(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個一個在A處放到傳送帶上，放置時初速為零，經(jīng)傳送帶運送到D處，D和A的高度差為h。穩(wěn)定工作時傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L。每個箱在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑動（忽略經(jīng)BC段時的微小滑動）。已知在一段相當(dāng)長的時間T內(nèi)，共運送小貨箱的數(shù)目為N。這個裝置由電動機(jī)帶動，傳送帶與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦，求電動機(jī)的平均輸出功率P。（5）與傳送帶相關(guān)的極值問題求解極值問題的基本方法之一是:明確物理過程讓制約極值出現(xiàn)的物理量變化起來（即動態(tài)分析），找出極值出現(xiàn)的條件求解討論。【例5】如圖所示，AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，高度為h，末端B處的切線方向水平。一個質(zhì)量為m的小物體P從軌道頂端A處由靜止釋放，滑到B端后飛出，落在地面上的C點，軌跡如圖中虛線BC所示，已知它落地時相對于B點的水平位移OC=L?，F(xiàn)在軌道下方緊貼B點安裝一水平傳送帶，傳送帶的右端與B點的距離為，當(dāng)傳送帶靜止時，讓小物體P再次從A點靜止釋放，它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出，仍然落在地面上的C點。當(dāng)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動而帶動傳送帶以速度v勻速向右運動時（其他條件不變），物體P的落地點為D。不計空氣阻力，問傳送帶速度v的大小滿足什么條件時，點O、D之間的距離s有最小值？這個最小值為多少？svvsv1v20s1s2圖甲圖乙變式：（岳陽市一中xx屆質(zhì)檢2盧偉）如圖甲所示，曲面末端與水平傳送帶相切，傳送帶以速率v順時針轉(zhuǎn)動，設(shè)物塊從傳送帶左端平拋的水平位移為s，改變v的大小，物塊每次從曲面上足夠高的同一位置釋放，測得s與v的關(guān)系如圖乙所示，關(guān)于該圖象，下列說法正確的是A傳送帶速率v滿足vv1時，物塊隨傳送帶勻速運動B傳送帶速率v滿足v1vv2時，物塊隨傳送帶勻速運動D物塊滑到曲面末端時的速度大小為3板塊模型（1）過程與圖像恒外力作用下的過程問題（常根據(jù)受力分析運動參數(shù)v、v、a及能量Ek、Ep）例6 （單摩擦、恒外力、過程分析）如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長、放置在水平面上，所有接觸面均光滑彈簧開始時處于原長，運動過程中始終處在彈性限度內(nèi)在物塊A上施加一個水平恒力，A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中，下列說法正確的有A當(dāng)A、B加速度相等時，系統(tǒng)的機(jī)械能最大B當(dāng)A、B加速度相等時，A、B的速度差最大C當(dāng)A、B的速度相等時，A的速度達(dá)到最大D當(dāng)A、B的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大m1m2F變式：（臨界、單摩擦、過程與質(zhì)心）（xx年新課標(biāo)） 如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，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摩擦力相等。現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt（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atOa1a2atOa1a2atOa1a2atOa1a2A B C D變外力作用下的過程問題（常根據(jù)變力規(guī)律分析運動參數(shù)常涉及圖像的推理）BFt02t0Ft0F甲乙例7 （變外力、單靜摩擦、隔離與整體、圖象與推理）疊放在一起的兩物塊A、B靜止在光滑的水平面上，如圖甲所示。某變力F隨時間t的變化關(guān)系圖象如圖乙所示（水平向右為正方向，下同）?，F(xiàn)將該變力F作用在B上，已知兩物塊A、B始終相對靜止，用a表示物塊A的加速度，v表示物塊A的速度，L表示物塊A的位移，f表示物塊B對物塊A的摩擦力，t表示時間，下面四幅圖中，正確的是 t02t0at0At02t0vt0Bt02t0Lt0Ct02t0ft0D2m m F 圖1圖21213t/s00.4F/mg 1.5變式1：（變力、單摩擦、多過程）（xx海南卷）圖l中，質(zhì)量為的物塊疊放在質(zhì)量為的足夠長的木板上方右側(cè)，木板放在光滑的水平地面上，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為=0.2在木板上施加一水平向右的拉力F，在03s內(nèi)F的變化如圖2所示，圖中F以mg為單位，重力加速度g=10m/s2整個系統(tǒng)開始時靜止 (1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度；(2)在同一坐標(biāo)系中畫出03s內(nèi)木板和物塊的圖象，據(jù)此求03s內(nèi)物塊相對于木板滑過的距離。變式2：第10題圖FAB（雙摩擦、變外力、圖像、推理）（岳陽市xx屆模擬一）如圖所示，在水平面上有一質(zhì)量為m=10 kg的足夠長的木板B，其上疊放一質(zhì)量相同的物塊A，A與B、B與地面之間的動摩擦因數(shù)分別為1=0.3和2=0.1。所有接觸面之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力?，F(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt（k=5N/s），g取10m/s2。下列反映A、B運動的加速度圖象、速度圖象及A、B間摩擦力Ff1、B與地面間摩擦力Ff2隨時間變化的圖線中正確的是/Sa/(ms-2)BA/Sv/(ms-1)BAABF1/N/Sf1/N/Sf2/NCD（2）臨界問題例8 （臨界、滑落、雙摩擦、多過程）（2004年全國II）一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為1，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為2?，F(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么? (以g表示重力加速度)變式：（雙摩擦、極值與臨界、開放）如圖17所示，長度L = 1.0 m的長木板A靜止在水平地面上，A的質(zhì)量m1 = 1.0 kg，A與水平地面之間的動摩擦因數(shù)1 = 0.04小物塊B（可視為質(zhì)點）以0 = 2.0 m/s的初速度滑上A的左端，B的質(zhì)量m2 = 1.0 kg，A與B之間的動摩擦因數(shù)2 = 0.16取重力加速度g = 10 m/s2（1）求B在A上相對A滑行的最遠(yuǎn)距離；BA0圖17L（2）若只改變物理量0、1、2中的一個，使B剛好從A上滑下，請確定改變后該物理量的數(shù)值（只要提出一種方案即可） （3）往返問題v/(ms-1)t/s0150.5例9 （雙摩擦、返回）（xx年課標(biāo)II）一長木板在水平地面上運動，在t=0時刻將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運動的速度時間圖像如圖所示。己知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g=10m/s2，求：物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)；從t=0時刻到物塊與木板均停止運動時，物塊相對于木板的位移的大小。（4）多解問題例10 （雙摩擦、不確定外力、臨界與多解）如圖所示，長木板放置在水平面上，一小物塊置于長木板的中央，長木板和物塊的質(zhì)量均為m，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，木板與水平面間動摩擦因數(shù)為，已知最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g現(xiàn)對物塊施加一水平向右的拉力F，則木板加速度大小a可能是（）Aa=gBaCaDa-變式1：（xx年江蘇卷）如圖所示，傾角為的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足夠長的輕質(zhì)綢帶跨過斜面的頂端鋪放在斜面的兩側(cè)，綢帶與斜面間無摩擦?，F(xiàn)將質(zhì)量分別為M、m(Mm)的小物塊同時輕放在斜面兩側(cè)的綢帶上。兩物塊與綢帶間的動摩擦因數(shù)相等，且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等。在角取不同值的情況下，下列說法正確的有A兩物塊所受摩擦力的大小總是相等B兩物塊不可能同時相對綢帶靜止CM不可能相對綢帶發(fā)生滑動Dm不可能相對斜面向上滑動變式2：上題中，滑塊與斜面有動摩擦因數(shù)取不同值時，小滑塊m有多種不同的運動情況，請你分析計算的臨界值及對應(yīng)的區(qū)間小滑塊的運動情況。變式3：（長沙市一中xx屆月考二）如圖所示，傾角為的等腰三角形斜面固定在水平面上，左右兩側(cè)斜面長度均為2L，一輕質(zhì)綢帶跨過斜面的頂端鋪放在斜面的兩側(cè)，綢帶的兩端剛好分別位于兩側(cè)斜面的底端，綢帶與斜面間無摩擦。現(xiàn)將質(zhì)量分別為2m、m的小物塊A、B同時輕放在斜面兩側(cè)的綢帶上距斜面底端L處。兩物塊與綢帶間的動摩擦因數(shù)均為，且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等。討論動摩擦因數(shù)取不同值時A物塊運動到斜面底端時速度v的大小。多過程綜合問題例11 （恒外力、單摩擦、板分段、多過程、平拋）（xx年山東卷）24.（15分）如圖所示，在高出水平地面h=1.8m的光滑平臺上放置一質(zhì)量M=2kg、由兩種不同材料連接成一體的薄板A，其右段長度l1=0.2m且表面光滑，左段表面粗糙。在A最右端放有可視為質(zhì)點的物塊B，其質(zhì)量m=1kg。B與A左段間動摩擦因數(shù)=0.4。開始時二者均靜止，現(xiàn)對A施加F=20N水平向右的恒力，待B脫離A（A尚未露出平臺）后，將A取走。B離開平臺后的落地點與平臺右邊緣的水平距離x=1.2m。（取g=9.8m/s2）求：（1）B離開平臺時的速度vB。（2）B從開始運動到剛脫離A時，B運動的時間tB和位移xBBl1FAxl2h（3）A左端的長度l2 ABC變式：（單摩擦、多過程、追及）（岳陽市一中xx屆第6次質(zhì)檢）如圖所示，在傾角=37的固定斜面上放置一質(zhì)量M=1kg、長度L=3m的薄平板AB。平板的上表面光滑，其下端B與斜面底端C的距離為7m。在平板的上端A處放一質(zhì)量m=0.6kg的滑塊，開始時使平板和滑塊都靜止，之后將它們無初速釋放。設(shè)平板與斜面間、滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)均為m=0.5，求滑塊與平板下端B到達(dá)斜面底端C的時間差t。（sin370=0.6，cos370=0.8，g=10m/s2）一板多塊問題（略）與動量有關(guān)的板塊模型（略）典例解析答案例1AC（易錯點：阻攔索的張力與合力混淆）變式1：C變式2：A變式3：A例2：思路點撥：小物體放在A端時初速度為零，且相對于傳送帶向后運動，所以小物體受到向前的滑動摩擦力，小物體在該力作用下向前加速，a=g，當(dāng)小物體的速度與傳送帶的速度相等時，兩者相對靜止，不存在摩擦力，小物體開始做勻速直線運動。解析：所以小物體的運動可以分兩個階段，先由零開始加速，后做勻速直線運動。小物體開始先做勻加速運動，加速度a=g=2m/s2，達(dá)到的最大速度為2m/s。當(dāng)v物=2m/s時，。，以后小物體做以2m/s做勻速直線運動所以t總=1s+1.5s=2.5s，且到達(dá)B端時的速度為2m/s。答案：A總結(jié)升華：（1）物體剛放在傳送帶上時，盡管其對地的初速度為零，但是相對于傳送帶的初速度卻不為零，而是-2m/s，物體受滑動摩擦力作用做勻加速運動；（2）如果傳送帶的長度較小，物體可能沒有勻速運動的階段；（3）物體勻速運動時不受摩擦力的作用。變式：思路點撥：物體放在傳送帶上后，開始階段，傳送帶的速度大于物體的速度，傳送帶施加給物體一沿斜面向下的滑動摩擦力，物體由靜止開始加速下滑，受力分析如圖（a）所示；當(dāng)物體加速至與傳送帶速度相等時，由于tan，物體在重力作用下將繼續(xù)加速，此后物體的速度大于傳送帶的速度，傳送帶給物體沿傳送帶向上的滑動摩擦力，但合力沿傳送帶向下，物體繼續(xù)加速下滑，受力分析如圖(b)所示。綜上可知，滑動摩擦力的方向在獲得共同速度的瞬間發(fā)生了“突變”。 解析：在物體運動的開始階段受力如圖（a）所示，由牛頓第二定律，得 mgsinmgcos=ma1， 此階段物體的加速度 a1=gsingcos=10m/s2 物體加速至與傳送帶速度相等時需要的時間為 t1v/a11s， 發(fā)生的位移為s1a1125m16m， 可知物體加速到10m/s時仍未到達(dá)B點。 第二階段的受力分析如圖(b)所示，應(yīng)用牛頓第二定律，有 mgsinmgcosma2， 所以此階段的加速度為 a22m/s2 設(shè)第二階段物體滑動到B端的時間為t2，則 LABs1v2a222 解得t21s，2=-11s（舍去） 故物體經(jīng)歷的總時間=t1t2=2s答案：2s總結(jié)升華：以上兩個傳送帶的問題，運用牛頓定律及運動學(xué)公式解答即可。但要注意皮帶傳送物體時物體所受的摩擦力大小和方向的突變，在求解傳送帶類題時不注意這一點就很容易出錯。皮帶傳送物體所受摩擦力，不論是其大小的突變，還是其方向的突變，都發(fā)生在物體的速度與傳送帶速度相等的時刻。上題可拓展：如改變動摩擦因數(shù)、傳送帶傾斜角度、傳送帶速度v（大小和方向）、物塊初速度v0（大小和方向）、傳送帶長度L等，可使物塊的運動過程發(fā)生變化。tvv00例3：解析：根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對滑動，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓定律，可得：a=g設(shè)經(jīng)歷時間t，傳送帶由靜止開始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有：v0=a0t v=at由于aa0，故vv0，煤塊繼續(xù)受到滑動摩擦力的作用。再經(jīng)過時間t，煤塊的速度由v增加到v0，有：v0=v+at此后，煤塊與傳送帶運動速度相同，相對于傳送帶不再滑動，不再產(chǎn)生新的痕跡。設(shè)在煤塊的速度從0增加到v0的整個過程中，傳送帶和煤塊移動的距離分別為s0和s，有： 傳送帶上留下的黑色痕跡的長度由以上各式得：總結(jié)升華：本題考查了勻變速運動的規(guī)律和牛頓運動定律，題目設(shè)計巧妙，難度較高，很好的考察了分析物理過程的能力。分析的要點有兩處：其一、是傳送帶上有劃痕說明物體與傳送帶之間有相對運動，傳送帶和物體的加速度不相同aa0。其二、煤塊和物體不能經(jīng)歷相同的時間達(dá)到共同速度，傳送帶經(jīng)歷兩個運動過程。思路點撥：物塊做初速度為零的勻減速直線運動，傳送帶勻速運動，物塊相對于傳送帶向后運動；電動機(jī)注入到系統(tǒng)的能量一部分轉(zhuǎn)化為物塊的動能，一部分克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；分別計算出這一過程物塊增加的動能和系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，問題得到解決。變式1：1m （tan=0.75，=0.5，小物塊不能與傳送帶保持相對靜止，速度相同后仍加速向下運動，相對滑動反向，相對路程增加，但相對位移減小當(dāng)傳送帶足夠長時，是不是也可能先減小后增大？摩擦生熱只能增加，滑痕一定會增加嗎？）變式2：BCD例4：解析：（1）小物塊剛放到傳送帶上時其速度為零，將相對于傳送帶向左滑動， 受到一個向右的滑動摩擦力，使物塊加速，最終與傳送帶達(dá)到相同速度v。 物塊所受的滑動摩擦力為Ff=mg 物塊加速度 加速至v的時間 物塊對地面位移 這段時間傳送帶向右的位移 則物塊相對傳送帶向后滑動的位移 根據(jù)能量守恒定律知 （2）電動機(jī)多消耗的電能即物塊獲得的動能及產(chǎn)生的熱量之和， 即。答案：4.5J 9J總結(jié)升華：在利用傳送帶運輸物體時，因物體與傳送帶間存在相對滑動而產(chǎn)生摩擦生熱，這樣就會使動力系統(tǒng)要多消耗一部分能量。在計算傳送帶動力系統(tǒng)因傳送物體而消耗的能量時，一定不要忘記物體在傳送帶上運動時因相對滑動而產(chǎn)生摩擦生熱的計算。變式1 (1) (2) WQEkEp230J思路點撥：從系統(tǒng)著眼、全部過程入手看，電動機(jī)輸出的能量一部分增加了系統(tǒng)的機(jī)械能，一部分摩擦產(chǎn)生了熱量；分析出隱含條件v0T=NL，分別求出全部過程系統(tǒng)增加的機(jī)械能和產(chǎn)生的熱量，問題得到解決。變式2解析：以地面為參考系，設(shè)傳送帶的運動速度為v0。在水平段運輸?shù)倪^程中，小貨箱先在滑動摩擦力作用下做勻加速運動，設(shè)這段路程為s，所用時間為t，加速度a，則對小貨箱有 v0=at在這段時間內(nèi)，傳送帶運動的路程為：s0=v0t由以上可得 s0=2 s 用f表示小貨箱與傳送帶之間的滑動摩擦力，則傳送帶對小貨箱做功為 傳送帶克服小貨箱對它的摩擦力做功 兩者之差就是克服摩擦力做功發(fā)出的熱量可見在小貨箱加速運動過程中，小貨箱獲得的動能與發(fā)熱量相等。T時間內(nèi)，電動機(jī)輸出的功為此功用于增加小貨箱的動能、勢能以及克服摩擦力發(fā)熱，即已知相鄰兩小貨箱的距離為L，所以v0T=NL 聯(lián)立，得。答案：總結(jié)升華：著眼系統(tǒng)，分析特點，尋找隱含條件是解決綜合題的關(guān)鍵。【例5】 思路點撥：要使點O、D之間的距離s有最小值，即使小物體的水平射程最小，必須使它到達(dá)傳送帶右端時速度最小，要使物體到達(dá)右端時的速度最小，必須使小物體P在傳送帶上一直做勻減速運動，物體受到的摩擦力必須是向后的，物體在傳送帶上的速度始終要大于傳送帶的速度，因此傳送帶的速度必須小于或等于物體P在靜止的傳送帶上滑至右端的速度v2。解析：物體P從軌道B端或從傳送帶右端滑出均做平拋運動，因為兩個端點離地面的高度相等，所以物體做平拋運動的水平射程與初速度成正比，即v2/v1L2/L1。由題意可知，L1L，L2=，v1則v2小物體P在傳送帶上滑動，滑動摩擦力做負(fù)功，由動能定理得mgmv22mv12則當(dāng)傳送帶向右運動時，要使小物體的水平射程最小，必須使它到達(dá)傳送帶右端時速度最小，這就要求小物體P在傳送帶上一直做勻減速運動，那么傳送帶的速度只要小于或等于物體P在靜止的傳送帶上滑至右端的速度v2，即傳送帶的速度v時，點O、D之間的距離最小，smin=L，即物體落點D與點C重合。變式：【答案】BD例6 BCD變式：【答案】A【解析】木塊和木板之間相對靜止時，所受的摩擦力為靜摩擦力。在達(dá)到最大靜摩擦力前，木塊和木板以相同加速度運動，根據(jù)牛頓第二定律，木塊和木板相對運動時，恒定不變，。所以正確答案是A。例7：AD變式1：（1）4m/s（2）2.25m【解析】(1)設(shè)木板和物塊的加速度分別為a和a，在t時刻木板和物塊的速度分別為和，木板和物塊之間摩擦力的大小為f，依牛頓第二定律、運動學(xué)公式和摩擦定律得v/(ms-1)123t/s04.51.542物塊木板，當(dāng)由式與題給條件得(2)由式得到物塊與木板運動的圖象，如右上圖所示。在03s內(nèi)物塊相對于木板的距離等于木板和物塊圖線下的面積之差，即圖中帶陰影的四邊形面積，該四邊形由兩個三角形組成，上面的三角形面積為0.25(m)，下面的三角形面積為2(m)，因此變式2：AD例8：略（全品上有一道與之相似的題并有規(guī)范解答你要認(rèn)真填空并領(lǐng)會）變式：例9【答案】(1)1=0.20 2=0.30 (2)s=1.125m【解析】(1)從t=0時開始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊減速，此過程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。由圖可知，在t1=0.5s時，物塊和木板的速度相同，設(shè)t=0到t=t1時間間隔內(nèi)，物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2，則 式中v0=5m/s，v1=1m/s分別為木板在t=0、t=t1時速度的大小。設(shè)物塊和木板為m，物塊和木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)分別為1和2，由牛頓第二定律得 聯(lián)立式得 (2)在t1時刻后，地面對木板的摩擦力阻礙木板運動，物塊與木板之間的摩擦力改變方向。設(shè)物塊與木板之間的摩擦力大小為f，物塊和木板的加速度大小分別為和，則由牛頓第二定律得 假設(shè)，則；由式得，與假設(shè)矛盾，故 由式知，物塊的加速度的大小等于a1；物塊的v-t圖象如圖中點劃線所示。 由運動學(xué)公式可推知，物塊和木板相對于地面的運動距離分別為v/(ms-1)0 物塊相對于木板的位移的大小為 聯(lián)立式得 s=1.125m變式：？例10 C D變式1：A C解析：絲綢輕質(zhì)，故兩邊受摩擦力一定相等，否則加速度無限大；左邊M一定帶著絲綢向下勻加速運動（只能是靜摩擦）絲綢給M的靜摩擦力一定小于Mgsin；右邊m與絲綢間可能是靜摩擦也可能是動摩擦（相對絲綢向下運動）；右邊m相對斜面可能向上，可能靜止，也可能向下運動； 變式2： M、絲綢、m整體運動時（兩邊均為靜摩擦）：（M-m）gsin=(M+m)a 此時絲綢給m的靜摩擦力為：（小于或等于最大靜摩擦力則不會滑動）得：即：當(dāng)時，大小滑塊整體運動（M沿左斜面向下，m沿右斜面向上）。若：，即，此時絲綢給m的摩擦力由靜摩擦力變?yōu)閯幽Σ亮η掖笮?，?dāng)時，即，小滑塊m沿斜面向上加速，相對于絲綢向下滑動；當(dāng)時，即，小滑塊m相對于斜面靜止，相對于絲綢向下滑動； 當(dāng)時，即，小滑塊m沿斜面向下加速，相對于絲綢向下滑動；的臨界、區(qū)間及運動情況：m相對于斜面上滑m相對于斜面下滑區(qū)間m相對于絲綢運動的臨界m相對于斜面運動的臨界變式3：（1）（2）（3）例11：【答案】（1）2m/s （2）0.5s 0.5m （3）1.5m【解析】（1）B離開平臺做平拋運動。豎直方向有 水平方向有 由式解得代入數(shù)據(jù)求得 （2）設(shè)B的加速度為aB,由牛頓第二定律和運動學(xué)知識得 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得 （3）設(shè)B剛開始運動時A的速度為,由動能定理得設(shè)B運動時A的加速度為由牛頓第二定律和運動學(xué)知識有 變式：解析：對薄板，由于Mgsin37fmax，物體由靜止開始做勻加速直線運動， ， v=at=6m/s， ，KS*5U.C#6-9s時：F=f，物體做勻速直線運動， s3=vt=63=18m，9-12s時：Ff，物體以6m/s為初速度，以2m/s2為加速度繼續(xù)做勻加速直線運動， ，所以0-12s內(nèi)物體的位移為：s=s1+s2+s3+s4=54m，選項B正確。6B【解析】由題圖乙可知，在t1時刻物塊的速度為零，離開A點的距離最大，A錯誤；t2時刻，小物塊剛好相對傳送帶靜止，此時相對傳送帶滑到距離最大，B正確；0t2時間內(nèi)，小物塊在摩擦力的作用下先減速再反向加速，摩擦力不變，C錯誤；t2t3時間內(nèi)，小物塊相對傳送帶靜止且隨水平傳送帶一起勻速運動，不受摩擦力作用，D錯誤。7 8（1）0.2 （2）6N （3）46m【解析】（1）設(shè)物體做勻減速運動的時間為t2、初速度為v20、末速度為v2t、加速度為a2，則 設(shè)物體所受的摩擦力為Ff，根據(jù)牛頓第二定律有 聯(lián)立得： （2）設(shè)物體做勻減速運動的時間為t1、初速度為v10、末速度為v1t、加速度為a1，則 根據(jù)牛頓第二定律有 聯(lián)立得： （3）解法一：由勻變速運動的位移公式得： 解法二：根據(jù)v-t圖像圍成的面積得： 9（1）a=1 m / s2（2）t=1 s （3）vmin=2 m / s（當(dāng)傳送帶速度超過2m/s時，為什么不能縮短行李從A到B的時間？）10解析：（1）滑塊從靜止開始做勻加速直線運動到A過程，滑動摩擦力做正功，滑塊從A到B，重力做正功，根據(jù)動能定理，解得： （2）滑塊從B滑上滑板后開始作勻減速運動,此時滑板開始作勻加速直線運動，當(dāng)滑塊與滑板達(dá)共同速度時，二者開始作勻速直線運動。設(shè)它們的共同速度為v，根據(jù)動量守恒 ，解得：對滑塊，用動能定理列方程：，解得：s1=8R 對滑板，用動能定理列方程：，解得：s2=2R 由此可知滑塊在滑板上滑過s1s2=6R時，小于6.5R，并沒有滑下去，二者就具有共同速度了。 當(dāng)2RL5R時，滑塊的運動是勻減速運動8R，勻速運動L2R，勻減速運動0.5R，滑上C點，根據(jù)動能定理：，解得：，滑塊不能滑到CD軌道的中點。當(dāng)RL2R時，滑塊的運動是勻減速運動6.5R+L，滑上C點。根據(jù)動能定理：，解得：當(dāng)時，可以滑到CD軌道的中點，此時要求L0.5R，這與題目矛盾，所以滑塊不可能滑到CD軌道的中點。11A12B13A（物塊的加速度或vt圖呢？）14（1） (0.4m/s2)（2）(30N)（3）（30m）四好題收集（請同學(xué)們把自己遇到的與這一節(jié)內(nèi)容相關(guān)的經(jīng)典好題整理收集于此欄）