（全國(guó)版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第13課時(shí) 動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題學(xué)案

《（全國(guó)版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第13課時(shí) 動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第13課時(shí) 動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題學(xué)案（15頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第13課時(shí)　動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題、連接體問(wèn)題 考點(diǎn)1　動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題 常見(jiàn)動(dòng)力學(xué)圖象 1．v-t圖象 分析好斜率變化、交點(diǎn)意義是受力分析的提示和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的銜接。 2．a(chǎn)-t圖象 實(shí)際上a隨t的變化間接反映了合外力F隨t的變化，所以基本等同F(xiàn)-t圖象，不同之處就是有時(shí)F-t圖象中的F有時(shí)指的某個(gè)力而不是合力。 3．F-x圖象 在動(dòng)力學(xué)中F-x圖象一般是找出某個(gè)位置對(duì)應(yīng)的力就可以了，在功能關(guān)系內(nèi)容中這種圖象的理解要求會(huì)更高。有時(shí)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，畫(huà)出有關(guān)物理量的關(guān)系圖象是解決問(wèn)題的一種很好的方法。 [例1]　(2014·全國(guó)卷Ⅱ)2012年10月，奧地利極限運(yùn)動(dòng)員菲利克斯

2、·鮑姆加特納乘氣球升至約39 km的高空后跳下，經(jīng)過(guò)4分20秒到達(dá)距地面約1.5 km高度處，打開(kāi)降落傘并成功落地，打破了跳傘運(yùn)動(dòng)的多項(xiàng)世界紀(jì)錄。取重力加速度的大小g＝10 m/s2。 (1)若忽略空氣阻力，求該運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始下落至1.5 km高度處所需的時(shí)間及其在此處速度的大??； (2)實(shí)際上，物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣的阻力，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的大小可近似表示為f＝kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān)。已知該運(yùn)動(dòng)員在某段時(shí)間內(nèi)高速下落的v-t圖象如圖所示。若該運(yùn)動(dòng)員和所帶裝備的總質(zhì)量m＝100 kg，試估算該運(yùn)動(dòng)員在達(dá)到最大速度時(shí)所受阻力的

3、阻力系數(shù)。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 解析　(1)設(shè)該運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始自由下落至1.5 km高度處的時(shí)間為t，下落距離為h，在1.5 km高度處的速度大小為v。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v＝gt，h＝gt2 根據(jù)題意有h＝3.9×104 m－1.5×103 m 解得t≈87 s, v＝8.7×102 m/s。 (2)該運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最大速度vmax時(shí)，加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律有mg＝kv 由所給的v-t圖象可讀出vmax≈360 m/s 解得k≈0.008 kg/m。 答案　(1)87 s　8.7×102 m/s　(2)0.008 kg/m 解決圖象綜合問(wèn)題的注意事項(xiàng) (1)

4、分清圖象的類(lèi)別：即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，掌握物理圖象所反映的物理過(guò)程，會(huì)分析臨界點(diǎn)。 (2)注意圖線中的一些特殊點(diǎn)所表示的物理意義：圖線與橫、縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，圖線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩圖線的交點(diǎn)等。 (3)明確能從圖象中獲得哪些信息：把圖象與具體的題意、情境結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關(guān)系，以便對(duì)有關(guān)物理問(wèn)題作出準(zhǔn)確判斷。 如圖甲所示，光滑水平面上的O處有一質(zhì)量為m＝2 kg的物體，物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力的作用，F(xiàn)1＝4 N，方向向右，F(xiàn)2的方向向左，大小隨時(shí)間均勻變化，如圖乙所示。物體從零時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。 (1)求當(dāng)t

5、＝0.5 s時(shí)物體的加速度大??； (2)物體在t＝0至t＝2 s內(nèi)何時(shí)物體的加速度最大？最大值為多少？ (3)物體在t＝0至t＝2 s內(nèi)何時(shí)物體的速度最大？最大值為多少？ 答案　(1)0.5 m/s2 (2)當(dāng)t＝0時(shí)，am＝1 m/s2　當(dāng)t＝2時(shí)，am′＝－1 m/s2 (3)t＝1 s時(shí)，v＝0.5 m/s 解析　(1)由題圖乙可知F2＝(2＋2t) N 當(dāng)t＝0.5 s時(shí)，F(xiàn)2＝(2＋2×0.5) N＝3 N F1－F2＝ma a＝＝ m/s2＝0.5 m/s2。 (2)物體所受的合外力為F合＝F1－F2＝2－2t(N) 作出F合-t圖如圖1所示 從圖中可以

6、看出，在0～2 s范圍內(nèi) 當(dāng)t＝0時(shí)，物體有最大加速度am Fm＝mam am＝＝ m/s2＝1 m/s2 當(dāng)t＝2 s時(shí)，物體也有最大加速度am′ Fm′＝mam′ am′＝＝ m/s2＝－1 m/s2 負(fù)號(hào)表示加速度方向向左。 (3)由牛頓第二定律得a＝＝1－t(m/s2) 畫(huà)出a-t圖象如圖2所示 由圖可知t＝1 s時(shí)速度最大，最大值等于a-t圖象上方三角形的面積v＝×1×1 m/s＝0.5 m/s。 考點(diǎn)2　　動(dòng)力學(xué)的連接體問(wèn)題 1．連接體：兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體組成的系統(tǒng)叫連接體。比較常見(jiàn)的連接體有三種：①用細(xì)繩連接的物體系，如圖甲、乙所示。②相

7、互擠壓在一起的物體系，如圖丙所示。③相互摩擦的物體系，如圖丁所示。 2．外力、內(nèi)力：以物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)之外的物體對(duì)該系統(tǒng)的作用力稱(chēng)為外力，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力稱(chēng)為內(nèi)力。 3．常用解決問(wèn)題的方法是整體法或隔離法 (1)系統(tǒng)各物體保持相對(duì)靜止，即具有相同的加速度。解題時(shí)，一般采用先整體后隔離的方法。 (2)有滑輪問(wèn)題一般是采用先隔離后整體的方法。 [例2]　(全國(guó)卷Ⅱ)一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng)，在t＝0時(shí)刻將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象如圖所示。已知物塊與木板的質(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

8、的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g＝10 m/s2，求： (1)物塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)從t＝0時(shí)刻到物塊與木板均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊相對(duì)于木板的位移大小。 解析　(1)從t＝0時(shí)開(kāi)始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊加速，使木板減速，此過(guò)程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。 由題圖可知，t1＝0.5 s時(shí)，物塊和木板的速度相同。 在0～0.5 s時(shí)間內(nèi)： 物塊的加速度大小 a1＝＝2 m/s2① 木板的加速度大小 a2＝＝8 m/s2② 設(shè)物塊和木板的質(zhì)量為m，物塊和木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，

9、由牛頓第二定律得 對(duì)物塊有μ1mg＝ma1③ 對(duì)木板有μ1mg＋μ2×2mg＝ma2④ 聯(lián)立①②③④解得μ1＝0.20，μ2＝0.30⑤ (2)在t1時(shí)刻后，假設(shè)物塊和木板一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則共同加速度 a共＝＝μ2g⑥ 物塊受到的靜摩擦力Ff＝ma共＝μ2mg>μ1mg，與假設(shè)矛盾，所以物塊相對(duì)長(zhǎng)木板將向前“打滑”。t1時(shí)刻后，由牛頓第二定律得 對(duì)物塊有μ1mg＝ma1′⑦ 對(duì)木板有μ2×2mg－μ1mg＝ma2′⑧ 解得物塊和木板的加速度大小分別為 a1′＝2 m/s2 a2′＝4 m/s2 物塊還能運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t1′＝＝0.5 s⑨ 木板還能運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

10、 t2′＝＝0.25 s⑩ 物塊全程運(yùn)動(dòng)的v-t圖線如圖中點(diǎn)畫(huà)線所示。 物塊相對(duì)于木板的位移大小即為兩圖線與坐標(biāo)軸所圍面積的差值，即 x＝x2－x1＝1.125 m。 答案　(1)0.20　0.30　(2)1.125 m (1)當(dāng)涉及多連接體內(nèi)某個(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，一般采用隔離法。 (2)運(yùn)用隔離法解決的基本步驟 ①明確研究對(duì)象或過(guò)程、狀態(tài)。 ②將某個(gè)研究對(duì)象或某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程、某個(gè)狀態(tài)從系統(tǒng)或全過(guò)程中隔離出來(lái)。 ③畫(huà)出某狀態(tài)下的受力圖或運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖。 ④選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。 (多選)質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀、大小均相同，將它們通過(guò)輕繩和光滑定滑

11、輪連接，如圖甲所示，沿斜面方向的繩子在各處均平行于傾角為α的斜面，M恰好能靜止在斜面上，不考慮M、m與斜面之間的摩擦。若互換兩物塊位置，按圖乙放置，然后釋放M，斜面仍保持靜止，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．輕繩的拉力等于Mg B．輕繩的拉力等于mg C．M運(yùn)動(dòng)的加速度大小為(1－sinα)g D．M運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g 答案　BC 解析　按題圖甲放置時(shí)，M靜止，則Mgsinα＝mg，按題圖乙放置時(shí)，整體分析得Mg－mgsinα＝(M＋m)a，聯(lián)立解得a＝(1－sinα)g。對(duì)m由牛頓第二定律得T－mgsinα＝ma，解得T＝mg，故A、D錯(cuò)誤，B、C正確。 1．

12、雨滴從空中由靜止落下，若雨滴受到的空氣阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，圖中能大致反映雨滴運(yùn)動(dòng)情況的是(　　) 答案　C 解析　對(duì)雨滴進(jìn)行受力分析可得mg－kv＝ma，隨雨滴速度的增大可知雨滴做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。故選C。 2．(2017·遼寧撫順模擬)如圖所示，物塊A放在木板B上，A、B的質(zhì)量均為m，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。若將水平力作用在A上，使A剛好要相對(duì)B滑動(dòng)，此時(shí)A的加速度為a1；若將水平力作用在B上，使B剛好要相對(duì)A滑動(dòng)，此時(shí)B的加速度為a2，則a1、a2之比為(　　) A．1∶1 B．2∶3 C．1∶3 D．3∶2 答案　C

13、 解析　當(dāng)水平力作用在A上，使A剛好要相對(duì)B滑動(dòng)，A、B的加速度相等，對(duì)B隔離分析，B的加速度為aB＝a1＝＝μg；當(dāng)水平力作用在B上，使B剛好要相對(duì)A滑動(dòng)，A、B的加速度相等，對(duì)A隔離分析，A的加速度為aA＝a2＝＝μg，可得a1∶a2＝1∶3，C正確。 3. (多選)如圖所示，在光滑水平面上有一足夠長(zhǎng)的靜止小車(chē)，小車(chē)質(zhì)量為M＝5 kg，小車(chē)上靜止地放置著質(zhì)量為m＝1 kg的木塊，木塊和小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，用水平恒力F拉動(dòng)小車(chē)，下列關(guān)于木塊的加速度am和小車(chē)的加速度aM，可能正確的有(　　) A．a(chǎn)m＝1 m/s2，aM＝1 m/s2 B．a(chǎn)m＝1 m/s2，aM＝2

14、m/s2 C．a(chǎn)m＝2 m/s2，aM＝4 m/s2 D．a(chǎn)m＝3 m/s2，aM＝5 m/s2 答案　AC 解析　當(dāng)M與m間的靜摩擦力f≤μmg＝2 N時(shí)，木塊與小車(chē)一起運(yùn)動(dòng)，且加速度相等；當(dāng)M與m間相對(duì)滑動(dòng)后，M對(duì)m的滑動(dòng)摩擦力不變，則m的加速度不變，所以當(dāng)M與m間的靜摩擦力剛達(dá)到最大值時(shí)，木塊的加速度最大，由牛頓第二定律得： am＝＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2 此時(shí)F＝(M＋m)am＝(5＋1)×2 N＝12 N 當(dāng)F<12 N，可能有aM＝am＝1 m/s2。 當(dāng)F>12 N后，木塊與小車(chē)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，小車(chē)的加速度大于木塊的加速度，aM>am＝2 m/s

15、2。 故A、C正確，B、D錯(cuò)誤。 4. (2017·上海十二校聯(lián)考)(多選)如圖所示，質(zhì)量為m1和m2的兩物塊放在光滑的水平地面上，用輕質(zhì)彈簧將兩物塊連接在一起。當(dāng)用水平力F作用在m1上時(shí)，兩物塊均以加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x；若用水平力F′作用在m1上時(shí)，兩物塊均以加速度a′＝2a做勻加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為x′。則下列關(guān)系正確的是(　　) A．F′＝2F B．x′＝2x C．F′>2F D．x′<2x 答案　AB 解析　取m1和m2為一整體，應(yīng)用牛頓第二定律可得：F＝(m1＋m2)a，彈簧的彈力FT＝＝kx。當(dāng)兩物塊的加速度增為原來(lái)的2倍，拉力F增為原

16、來(lái)的2倍，F(xiàn)T增為原來(lái)的2倍，彈簧的伸長(zhǎng)量也增為原來(lái)的2倍，故A、B正確。 5．(多選)如圖甲所示，質(zhì)量為M＝2 kg的木板靜止在光滑水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊(質(zhì)量設(shè)為m)從木板的左側(cè)沿木板表面水平?jīng)_上木板。物塊和木板的速度—時(shí)間圖象如圖乙所示，g＝10 m/s2，結(jié)合圖象，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．可求得物塊在前2 s內(nèi)的位移5 m B．可求得物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2 C．可求得物塊的質(zhì)量m＝2 kg D．可求得木板的長(zhǎng)度L＝2 m 答案　ABC 解析　物塊在前2 s內(nèi)的位移x＝×1 m＋2×1 m＝5 m，A正確；由運(yùn)動(dòng)學(xué)圖象知，兩物體加速度大小相同，設(shè)物

17、塊加速度大小為a1，木板加速度大小為a2，則有μmg＝ma1＝Ma2，則m＝M＝2 kg，C正確；由題圖可知物塊加速度大小為a1＝2 m/s2，則μg＝2 m/s2，μ＝0.2，B正確；由于物塊與木板達(dá)到共同速度時(shí)不清楚二者的相對(duì)位置關(guān)系，故無(wú)法求出木板的長(zhǎng)度，D錯(cuò)誤。 6. (多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0沿足夠長(zhǎng)的固定斜面上滑，斜面傾角為θ，物塊與該斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ>tanθ，下圖中表示該物塊的速度v和所受摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖線(以初速度v0的方向?yàn)檎较?，可能正確的是(　　) 答案　AC 解析　物塊的運(yùn)動(dòng)情況是先向上做減速直線運(yùn)動(dòng)，所受滑動(dòng)摩擦力為

18、μmgcosθ，方向沿斜面向下，達(dá)到最高點(diǎn)后由于μ>tanθ，即mgsinθ<μmgcosθ，物塊不會(huì)向下滑動(dòng)，而是保持靜止，靜摩擦力的大小等于重力的下滑分力mgsinθ，小于上滑時(shí)的摩擦力μmgcosθ，A、C正確。 7．如圖所示，當(dāng)小車(chē)向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊M相對(duì)車(chē)廂靜止于豎直車(chē)廂壁上，當(dāng)車(chē)的加速度增大時(shí)(　　) A．M受靜摩擦力增大 B．M對(duì)車(chē)廂壁的壓力減小 C．M仍相對(duì)于車(chē)廂靜止 D．M受靜摩擦力減小 答案　C 解析　分析M受力情況如圖所示，因M相對(duì)車(chē)廂壁靜止，有Ff＝Mg，與水平方向的加速度大小無(wú)關(guān)，A、D錯(cuò)誤。水平方向，F(xiàn)N＝Ma，F(xiàn)N隨a的增大而增大，由牛頓第

19、三定律知，B錯(cuò)誤。因FN增大，物塊與車(chē)廂壁的最大靜摩擦力增大，故M相對(duì)于車(chē)廂仍靜止，C正確。 8．如圖甲所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的A、B兩物體置于一靜止長(zhǎng)紙帶上，紙帶左端與A、A與B間距均為d＝0.5 m，兩物體與紙帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1＝0.1，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.2。現(xiàn)以恒定的加速度a＝2 m/s2向右水平拉動(dòng)紙帶，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)A物體在紙帶上的滑動(dòng)時(shí)間； (2)在圖乙的坐標(biāo)系中定性畫(huà)出A、B兩物體的v-t圖象； (3)兩物體A、B停在地面上的距離。 答案　(1)1 s　(2)圖見(jiàn)解析　(3)1.25 m 解析　(1)兩物體在紙帶上滑動(dòng)

20、時(shí)均有μ1mg＝ma1 當(dāng)物體A滑離紙帶時(shí)at－a1t＝d 由以上兩式可得t1＝1 s。 (2)如圖所示。 (3)物體A離開(kāi)紙帶時(shí)的速度v1＝a1t1 兩物體在地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)均有 μ2mg＝ma2 物體A從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停在地面上過(guò)程中的總位移 x1＝＋ 物體B滑離紙帶時(shí)at－a1t＝2d 物體B離開(kāi)紙帶時(shí)的速度v2＝a1t2 物體B從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停在地面上過(guò)程中的總位移 x2＝＋ 兩物體A、B最終停止時(shí)的間距 x＝x2＋d－x1 由以上各式可得x＝1.25 m。 9．(2017·安徽六校聯(lián)考)如圖甲，水平地面上有一靜止平板車(chē)，車(chē)上放一質(zhì)量為m的物塊，物塊與平板

21、車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，t＝0時(shí)，車(chē)開(kāi)始沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖乙所示。取g＝10 m/s2，平板車(chē)足夠長(zhǎng)，則物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖象為(　　) 答案　C 解析　小車(chē)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等，a車(chē)＝4 m/s2，根據(jù)物塊與車(chē)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的加速度大小為a物＝μg＝2 m/s2。設(shè)小車(chē)和物塊在t時(shí)刻速度相同，有24－a車(chē)(t－6)＝a物t，解得 t＝8 s，物塊以2 m/s2的加速度減速至零也需要8 s，故只有C正確。 10. (2018·晉城月考)如圖所示，在傾角為30°的光滑斜面上放置質(zhì)量分別為

22、m和2m的四個(gè)木塊，其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是fm?，F(xiàn)用平行于斜面的拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使四個(gè)木塊以同一加速度沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，則拉力F的最大值是(　　) A.fm B.fm C.fm D．fm 答案　C 解析　當(dāng)下面的質(zhì)量為2m的木塊所受摩擦力達(dá)到最大時(shí)，拉力F達(dá)到最大。 將4個(gè)木塊看成整體，由牛頓第二定律： F＋6mgsin30°＝6ma① 將2個(gè)質(zhì)量為m的木塊及上面的質(zhì)量為2m的木塊看做整體，由牛頓第二定律： fm＋4mgsin30°＝4ma② 由①②解得：F＝fm，故選C。 11．(2017·江西九校聯(lián)

23、考)如圖所示，三個(gè)物體質(zhì)量分別為m1＝1.0 kg、m2＝2.0 kg、m3＝3.0 kg，已知斜面上表面光滑，斜面傾角θ＝30°，m1和m2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.8。不計(jì)繩與滑輪的質(zhì)量和摩擦，初始時(shí)刻用外力使整個(gè)系統(tǒng)靜止，當(dāng)撤掉外力時(shí)，m2將(g取10 m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(　　) A．相對(duì)于m1上滑 B．相對(duì)于m1下滑 C．和m1一起沿斜面下滑 D．和m1一起沿斜面上滑 答案　B 解析　假設(shè)m1和m2之間保持相對(duì)靜止，對(duì)整體分析，整體的加速度a＝＝2.5 m/s2。隔離對(duì)m2分析，由牛頓第二定律得f－m2gsin30°＝m2a，解得f＝m2gsin30°

24、＋m2a＝15 N，由題意可知最大靜摩擦力fm＝μm2gcos30°＝13.9 N，可知f>fm，因?yàn)閙2隨m1一起做加速運(yùn)動(dòng)需要的摩擦力大于二者之間的最大靜摩擦力，所以假設(shè)不正確，根據(jù)上述分析可知，m2相對(duì)于m1下滑。故B正確。 12. (2017·河南平頂山一調(diào))如圖所示，質(zhì)量為m2的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的車(chē)廂底板上，并用豎直細(xì)繩通過(guò)光滑定滑輪連接質(zhì)量為m1的物體1，跟物體1相連接的繩與豎直方向成θ角不變，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．車(chē)廂的加速度大小為gtanθ B．繩對(duì)物體1的拉力為m1gcosθ C．車(chē)廂底板對(duì)物體2的支持力為(m2－m1)g D．物體2受車(chē)

25、廂底板的摩擦力為0 答案　A 解析　以物體1為研究對(duì)象，分析受力情況如圖甲所示，物體1受重力m1g和拉力T，根據(jù)牛頓第二定律得m1gtanθ＝m1a＝Tsinθ，得a＝gtanθ，T＝，故A正確，B錯(cuò)誤。以物體2為研究對(duì)象，分析受力如圖乙所示，根據(jù)牛頓第二定律得N＝m2g－T＝m2g－，f＝m2a＝m2gtanθ，故C、D錯(cuò)誤。 13．(2017·遼寧沈陽(yáng)一模)如圖所示，有1、2、3三個(gè)質(zhì)量均為m＝1 kg的物體，物體2為一長(zhǎng)板，與物體3通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩連接，跨過(guò)光滑的定滑輪，設(shè)長(zhǎng)板2到定滑輪足夠遠(yuǎn)，物體3離地面高H＝5.75 m，物體1與長(zhǎng)板2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。長(zhǎng)板2在

26、光滑的桌面上從靜止開(kāi)始釋放，同時(shí)物體1(視為質(zhì)點(diǎn))在長(zhǎng)板2的左端以v＝4 m/s的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好沒(méi)有從長(zhǎng)板2的右端掉下，求： (1)長(zhǎng)板2開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??； (2)長(zhǎng)板2的長(zhǎng)度L0； (3)當(dāng)物體3落地時(shí)，物體1在長(zhǎng)板2上的位置。 答案　(1)6 m/s2 (2)1 m (3)物體1在長(zhǎng)板2的最左端 解析　(1)設(shè)向右為正方向，分別對(duì)三個(gè)物體受力分析， 根據(jù)牛頓第二定律有 物體1：－μmg＝ma1 長(zhǎng)板2：T＋μmg＝ma2 物體3：mg－T＝ma3 且a2＝a3 聯(lián)立可得a1＝－μg＝－2 m/s2，a2＝＝6 m/s2。 (2)1、2共

27、速后，假設(shè)1、2、3相對(duì)靜止一起加速，則有 T＝2ma, mg－T＝ma，即mg＝3ma，得a＝， 對(duì)1：f＝ma＝3.3 N>μmg＝2 N，故假設(shè)不成立，物體1和長(zhǎng)板2相對(duì)滑動(dòng)。則1、2共速時(shí)，物體1恰好位于長(zhǎng)板2的右端。 設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1二者速度相等，則有v1＝v＋a1t1＝a2t1， 代入數(shù)據(jù)解得t1＝0.5 s，v1＝3 m/s， x1＝t1＝1.75 m, x2＝＝0.75 m， 所以長(zhǎng)板2的長(zhǎng)度L0＝x1－x2＝1 m。 (3)1、2共速之后，分別對(duì)三個(gè)物體受力分析，有 物體1：μmg＝ma4 長(zhǎng)板2：T－μmg＝ma5 物體3：mg－T＝ma6 且a5＝a6 聯(lián)立解得a4＝2 m/s2，a5＝＝4 m/s2。 此過(guò)程物體3離地面高度h＝H－x2＝5 m 根據(jù)h＝v1t2＋a5t 解得t2＝1 s，長(zhǎng)板2的位移x3＝h 物體1的位移x4＝v1t2＋a4t＝4 m 則物體1相對(duì)長(zhǎng)板2向左移動(dòng)的距離 Δx＝x3－x4＝1 m＝L0，即此時(shí)物體1在長(zhǎng)板2的最左端。 15