2019-2020年高考物理一輪復習講義 牛頓運動定律的應用.doc

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2019-2020年高考物理一輪復習講義 牛頓運動定律的應用 一、瞬時性問題 力和加速度有瞬時對應關系，和速度沒有瞬時對應關系，有力必定同時產(chǎn)生加速度，但不能同時產(chǎn)生速度，力的方向與其產(chǎn)生的加速度方向一定相同，但力的方向和速度的方向沒有確定關系.對一定質量的物體，力的大小決定加速度的大小，但力的大小和速度的大小沒有確定關系. 關于瞬時加速度的兩類模型 分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關鍵是分析該時刻物體的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度．此類問題應注意兩種基本模型的建立． (1)剛性繩(或接觸面)：一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，彈力立即改變或消失，不需要形變恢復時間，一般題目中所給的細線、輕桿和接觸面在不加特殊說明時，均可按此模型處理． (2)彈簧(或橡皮繩)：此種物體的特點是形變量大，形變恢復需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成是不變的 【例】如圖甲所示，一質量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài). (1)現(xiàn)將L2線剪斷，求剪斷瞬間物體的加速度； (2)若將圖甲中的細線L1改為質量不計的輕彈簧而其余情況不變，如圖乙所示，求剪斷L2線瞬間物體的加速度. 【解析】(1)對圖甲的情況，L2剪斷的瞬間，繩L1不可伸縮，物體的加速度只能沿切線方向，則mgsin θ＝ma1 所以a1＝gsin θ，方向為垂直L1斜向下. (2)對圖乙的情況，設彈簧上拉力為FT1，L2線上拉力為FT2.重力為mg，物體在三力作用下保持平衡，有 FT1cos θ＝mg，F(xiàn)T1sin θ＝FT2，F(xiàn)T2＝mgtan θ 剪斷線的瞬間，F(xiàn)T2突然消失，物體即在FT2反方向獲得加速度.因為mgtan θ＝ma2，所以加速度a2＝gtan θ，方向與FT2反向，即水平向右. 【思維提升】(1)力和加速度的瞬時對應性是高考的重點.物體的受力情況應符合物體的運動狀態(tài)，當外界因素發(fā)生變化(如撤力、變力、斷繩等)時，需重新進行運動分析和受力分析，切忌想當然； (2)求解此類瞬時性問題，要注意以下四種理想模型的區(qū)別： 　特性 模型　　 質量 內部彈力 受外力時 的形變量 力能否突變 產(chǎn)生拉力或壓力 輕繩 不計 處處相等 微小不計 可以突變 只有拉力沒有壓力 橡皮繩 較大 一般不能突變 只有拉力沒有壓力 輕彈簧 較大 一般不能突變 既可有拉力 也可有壓力 輕桿 微小不計 可以突變 既有拉力也 可有支持力 【復習鞏固題】 1、1、（全國高考題）如圖所示，一根輕質彈簧上端固定，下掛一質量為m0的平盤，盤中有物體質量為m，當盤靜止時，彈簧伸長了l，現(xiàn)向下拉盤使彈簧再伸長△l后停止，然后松手放開，設彈簧總處在彈性限度內，則剛松開手時盤對物體的支持力等于:（ ） A. B. C. D. 2、（xx年全國卷1）如右圖，輕彈簧上端與一質量為m的木塊1相連，下端與另一質量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為、。重力加速度大小為g。則有（ ） A．， B．， C．， D．， 3、如圖所示，吊籃A、物體B、物體C的質量相等，彈簧質量不計，B和C分別固定在彈簧兩端，放在吊籃的水平底板上靜止不動。將懸掛吊籃的輕繩剪斷的瞬間（ ） A．吊籃A的加速度大小為g B．物體B的加速度大小為零 C．物體C的加速度大小為3g/2 M N D．A、B、C的加速度大小都等于g 4、如圖所示，豎直光滑桿上套有一個小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘M、N固定于桿上，小球處于靜止狀態(tài)，設拔去銷釘M瞬間，小球加速度的大小為12m/s2。若不拔去銷釘M而拔去銷釘N的瞬間，小球加速度的大小為可能為（ ） A．22m/s2，豎直向上 B．22m/s2，豎直向下 C．2m/s2，豎直向上 D．2m/s2，豎直向上 5、（xx濮陽一模）如圖所示，質量分別為m、2m的球A、B由輕質彈簧相連后再用細線懸掛在正在豎直向上做勻加速運動的電梯內，細線中的拉力為F，此時突然剪斷細線，在線斷的瞬間，彈簧的彈力的大小和小球A的加速度大小分別為(　　) A.，＋g B.，＋g C.，＋g D.，＋g 2、 超重和失重問題 (1)實重和視重 ①實重：物體實際所受的重力，它與物體的運動狀態(tài)無關　. ②視重：當物體在豎直方向上有加速度時，物體對彈簧測力計的拉力或對臺秤的壓力將不等于物體的重力　此時彈簧測力計的示數(shù)或臺秤的示數(shù)即為視重. (2)超重、失重和完全失重的比較 現(xiàn)象 實質 超重 物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力　大于　自身重力的現(xiàn)象 系統(tǒng)具有豎直向上的加速度或加速度有豎直向上的分量 失重 物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力　小于　自身重力的現(xiàn)象 系統(tǒng)具有豎直向下的加速度或加速度有豎直向下的分量 完全失重 物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力　等于零　的現(xiàn)象 系統(tǒng)具有豎直向下的加速度，且a＝g （3）對超重和失重的理解應當注意以下幾點： （1）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. （2）發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關，只決定于加速度的方向. （3）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)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強等.當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. 【復習鞏固題】 1、(04全國卷Ⅰ)下列哪個說法是正確的 ( ) A.體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài) B.蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài) C.舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內處于超重狀態(tài) D.游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài) 2、(xx遼寧錦州期末)某中學實驗小組的同學在電梯的天花板上固定一根彈簧秤，使其測量掛鉤(跟彈簧相連的掛鉤)向下，并在鉤上懸掛一個重為10 N的鉤碼．彈簧秤彈力隨時間變化的規(guī)律(如圖所示的F－t圖象)可通過一傳感器直接得出．根據(jù)F－t圖象，下列分析正確的是 A．從時刻t1到t2，鉤碼處于超重狀態(tài) B．從時刻t3到t4，鉤碼處于失重狀態(tài) C．電梯可能開始停在15樓，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在1樓 D．電梯可能開始停在1樓，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在15樓 3、（xx北京海淀期中）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，不計空氣阻力，運動過程中容器B的底面始終保持水平，下列說法正確的 B A 是（ ） A．在上升和下降過程中A對B的壓力都一定為零 B．上升過程中A對B的壓力大于物體A受到的重力 C．下降過程中A對B的壓力大于物體A受到的重力 D．在上升和下降過程中A對B的壓力都等于物體A受到的重力 4、（xx河南三市聯(lián)考）如圖所示，在一升降機內，一物塊被一輕質彈簧緊壓在天花板上，彈簧的下端固定在升降機的地板上，彈簧保持豎直。在升降機運行過程中，物塊未曾離開升降機的天花板。當升降機向上運動時，其v- t圖像如圖所示，下面給出的地板所受壓力F1和升降機天花板所受壓力F2隨時間變化的定性圖象，可能正確的的是 5、如圖所示，A、B兩個帶異種電荷的小球，分別被兩根絕緣細線系在木盒內的一豎直線上，靜止時，木盒對地的壓力為FN，細線對B的拉力為F，若將系B的細繩斷開，下列說法中正確的是（ ） A.剛斷開時，木盒對地壓力仍為FN B.剛斷開時，木盒對地壓力為（FN+F） C.剛斷開時，木盒對地壓力為（FN－F） 三、臨界與極值問題 在物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化的過程中,往往達到某個特定狀態(tài)時,相關的一些物理量將發(fā)生突變,此狀態(tài)叫臨界狀態(tài),相應的待求物理量的值叫臨界值.若把這種變化的臨界條件找到,就可以利用極限法把這個條件外推至極限，從而發(fā)現(xiàn)物理問題的本質規(guī)律，由臨界條件來討論物理量的取值范圍。常見的極限法往往用零值，無窮大，某一邊界值等來進行嘗試. 臨界條件分析法利用臨界值作為解題思路的起點是一種很有用的思考途徑. 1.臨界問題的分析思路 解決臨界問題的關鍵是：認真分析題中的物理情景，將各個過程劃分階段，找出各階段中物理量發(fā)生突變或轉折的“臨界點”，然后分析出這些“臨界點”應符合的臨界條件，并將其轉化為物理條件. 2.臨界、極值問題的求解方法 (1)極限法：在題目中如出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語時，一般隱含著臨界問題，處理此類問題時，應把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，達到盡快求解的目的. (2)假設法：有些物理過程中沒有明顯出現(xiàn)臨界問題的線索，但在變化過程中可能出現(xiàn)臨界問題，也可能不出現(xiàn)臨界問題，解答此類題目，一般采用假設法. 此外，我們還可以應用圖象法等進行求解. 【典型例題講解】 【例1】如圖所示，一個質量為m＝0.2 kg的小球用細繩吊在傾角為θ＝53的光滑斜面上，當斜面靜止時，繩與斜面平行.當斜面以10 m/s2的加速度向右做加速運動時，求繩子的拉力及斜面對小球的彈力. 【解析】先分析物理現(xiàn)象.用極限法把加速度a推到兩個極端：當a較小(a→0)時，小球受到三個力(重力、拉力、支持力)的作用，此時繩平行于斜面；當a增大(足夠大)時，小球將“飛離”斜面，不再受支持力，此時繩與水平方向的夾角未知.那么，當斜面以加速度a＝ 10 m/s2向右加速度運動時，必須先求出小球離開斜面的臨界值a0才能確定小球受力情況. 小球剛要離開斜面時，只受重力和拉力，根據(jù)平行四邊形定則作出其合力如圖所示，由牛頓第二定律得 mgcot θ＝ma0 代入數(shù)據(jù)解得a0＝gcot θ＝7.5 m/s2 因為a＝10 m/s2>7.5 m/s2，所以在題給條件下小球離開斜面向右做加速運動，T＝＝2.83 N，F(xiàn)N＝0 【思維提升】物理問題要分析透徹物體運動的情景.而具體情景中存在的各種臨界條件往往會掩蓋問題的實質，所以有些問題挖掘隱含條件就成為解題的關鍵. 【例2】如圖所示，長L＝1.6 m，質量M＝3 kg的木板靜放在光滑水平面上，質量m＝1 kg的小物塊放在木板的右端，木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1.現(xiàn)對木板施加一水平向右的拉力F，取g＝10 m/s2，求： (1)使物塊不掉下去的最大拉力F； (2)如果拉力F＝10 N恒定不變，小物塊的所能獲得的最大速度. 【解析】(1)求物塊不掉下時的最大拉力，其存在的臨界條件必是物塊與木板具有共同的最大加速度a1 對物塊，最大加速度a1＝＝μg＝1 m/s2 對整體，F(xiàn)＝(M＋m)a1＝(3＋1)1 N＝4 N (2)當F＝10 N時，木板的加速度a2＝m/s2＝3 m/s2 由a2t2-a1t2=L得物塊滑過木板所用時間t＝s 物塊離開木板時的速度v1＝a1t＝ m/s＝1.26 m/s 【復習鞏固題】 1、A F B 1、如圖，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上，A，B質量分別為mA=6kg，mB=2kg，A，B之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，開始時F=10N，此后逐漸增加，在增大到45N的過程中，則( ) A．當拉力F＜12N時，兩物體均保持靜止狀態(tài) B．兩物體開始沒有相對運動，當拉力超過12N時，開始相對滑動 C．兩物體間從受力開始就有相對運動 D．兩物體間始終沒有相對運動 A 2、如圖所示，在靜止的平板車上放置一個質量為10kg的物體A，它被拴在一個水平拉伸的彈簧一端（彈簧另一端固定），且處于靜止狀態(tài)，此時彈簧的拉力為5N。若平板車從靜止開始向右做加速運動，且加速度逐漸增大，但a≤1m/s2。則 （ ） A．物體A相對于車仍然靜止 B．物體A受到的彈簧的拉力逐漸增大 C．物體A受到的摩擦力逐漸減小 D．物體A受到的摩擦力先減小后增大 3、質量分別為m、2m、3m的物塊A、B、C疊放在光滑的水平地面上,現(xiàn)對B施加一水平力F,已知AB間、BC間最大靜摩擦力均為f0,為保證它們能夠一起運動,F最大值為 ( ) A.6f0 B.4f0 C.3f0 D.2f0 4、（xx年江蘇省泰州市期末）如圖所示，在光滑平面上有一靜止小車，小車質量為M=5kg，小車上靜止地放置著質量為m=1kg的木塊，和小車間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，用水平恒力F拉動小車，下列關于木塊的加速度am和小車的加速度aM，可能正確的有： A．a(chǎn)m＝1m/s2， aM＝1 m/s2　　　　 B．a(chǎn)m＝1m/s2， aM＝2 m/s2　 C．a(chǎn)m＝2m/s2， aM＝4 m/s2　　　　 D．a(chǎn)m＝3m/s2， aM＝5 m/s2　 F A B 圖（1） F′ A B 圖（2） 5、如圖所示，在光滑水平面上有一小車A，其質量為kg，小車上放一個物體B，其質量為kg，如圖（1）所示。給B一個水平推力F，當F增大到稍大于3.0N時，A、B開始相對滑動。如果撤去F，對A施加一水平推力F′，如圖（2）所示，要使A、B不相對滑動，求F′的最大值 四、整體法與隔離法的應用 整體法和隔離法一般用來解決連接體問題 (1)連接體 兩個或兩個以上存在相互作用或有一定關聯(lián)的物體系統(tǒng)稱為連接體，在我們運用牛頓運動定律解答力學問題中常會遇到. (2) 解連接體問題的基本方法 連結體內（即系統(tǒng)內）各物體具有相同的加速度時，應先把這連結體當成一個整體（看成一個質點），分析受到的外力及運動情況。利用牛頓第二定律求出加速度，若要求連結體內各物體相互作用的內力，則把物體隔離對某個物體單獨進行受力分析，再利用牛頓第二定律對該物體列式求解。 （3）整體法：把兩個或兩個以上相互連接的物體看成一個整體，此時不必考慮物體之間的內力. 隔離法：當求物體之間的作用力時，就需要將各個物體隔離出來單獨分析. 解決實際問題時，將隔離法和整體法交叉使用，有分有合，靈活處理. ●整體法和隔離法的應用 1.解答問題時，不能把整體法和隔離法對立起來，而應該把這兩種方法結合起來，從具體問題的實際情況出發(fā)，靈活選取對象，恰當?shù)剡x擇使用隔離法和整體法. 2.在使用隔離法解題時，所選取的隔離對象可以是連接體中的某一個物體，也可以是連接體中的某部分物體(包含兩個或兩個以上的單個物體)，而這“某一部分”的選取，也應根據(jù)問題的實際情況，靈活處理. 3.在選用整體法和隔離法時，可依據(jù)所求的力進行選擇，若為外力則應用整體法；若所求力為內力則用隔離法.但在具體應用時，絕大多數(shù)的題目要求兩種方法結合應用，且應用順序也較為固定，即求外力時，先隔離后整體；求內力時，先整體后隔離.先整體或先隔離的目的都是為了求解共同的加速度. 【復習鞏固題】 1、如圖所示，水平地面上有兩塊完全相同的木塊AB，水平推力F作用在A上，用FAB代表A、B間的相互作用力，下列說法可能正確的是（ ） A．若地面是完全光滑的，則FAB=F B．若地面是完全光滑的，則FAB=F /2 C．若地面是有摩擦的，且AB未被推動，可能FAB=F/3 D．若地面是有摩擦的，且AB被推動，則FAB=F/2 2、(xx江蘇高考)如圖所示，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升。夾子和木塊的質量分別為m、M，夾子與木塊兩側間的最大靜摩擦力均為f。若木塊不滑動，力F的最大值是(　　) A．2f(m＋M)/M B．2f(m＋M)/m C．2f(m＋M)/M－(m＋M)g D．2f(m＋M)/m＋(m＋M)g 3、(xx濟南模擬)如圖所示，光滑水平面上放置質量分別為m、2m和3m的三個木塊，其中質量為2m和3m的木塊之間用一輕彈簧相連，輕彈簧能承受的最大拉力為T?，F(xiàn)用水平拉力F拉質量為3m的木塊，使三個木塊一起加速運動，則以下說法正確的是(　　) A．質量為2m的木塊受到四個力的作用 B．當F逐漸增大到T時，輕彈簧剛好被拉斷 C．當F逐漸增大到1.5T時，輕彈簧還不會被拉斷 D．當F撤去瞬間，m所受摩擦力的大小和方向不變 4、（xx年3月河南省鄭州市二模）如圖所示，光滑的水平地面上有三塊木塊a,b,c,質量均為m，a、c之間用輕質細繩 連接?，F(xiàn)用一水平恒力F作用在b上,三者開始一起做勻加速運動，運動過程中把一塊橡皮泥粘在某一木塊上 面，系統(tǒng)仍加速運動，且始終沒有相對滑動。則在粘上 橡皮泥并達到穩(wěn)定后，下列說法正確的是 A.無論粘在哪塊木塊上面，系統(tǒng)的加速度一定減小 B 若粘在a木塊上面，繩的張力減小，a、b間摩擦力不變 C.若粘在b木塊上面,繩的張力和a、b間摩擦力一定都減小 D.若粘在c木塊上面，繩的張力和a、b間摩擦力一定都增大 5、（xx河南名校質檢）如圖所示，兩個質量分別為m1＝2 kg、m2＝3 kg 的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質彈簧秤連接．兩個大小分別為F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則(　　) A．彈簧秤的示數(shù)是26 N B．彈簧秤的示數(shù)是50 N C．在突然撤去F2的瞬間，m1的加速度大小為5 m/s2 D．在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為13 m/s2 五、牛頓運動定律和圖像問題 圖像是形象、直觀的反映物體規(guī)律的數(shù)學手段。對于物理圖像一般要注意三看：看截距、看斜率、看線下面積。同時結合物理規(guī)律求解相應的未知量。 利用圖象作為解決物理問題的工具，是提高靈活數(shù)學工具的能力的一個方面。 把牛頓運動定律和圖像結合起來是牛頓運動定律解決動力學的常見題型 【復習鞏固題】 1、（09山東）某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示，據(jù)此判斷圖乙（F表示物體所受合力，x表示物體的位移）四個選項中正確的是 （ ） m1 m2 a o m2 m1 g a o m2 m1 g a o m2 m1 g a o m2 m1 g 2、如下右圖所示一根輕繩跨過光滑定滑輪，兩端分別系一個質量為m1、m2的物塊。m1放在地面上，m2離地面有一定高度。當m2的質量發(fā)生改變時，m1的加速度a的大小也將隨之改變。以下左面的四個圖象，哪個最能正確反映a與m2間的關系 （ ） A B. C. D 3、（2004全國2）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，F(xiàn)的大小與時間t的關系和物塊速度v與時間t 的關系如圖所示。取重力加速度g＝10m/s2。由此兩圖線可以求得物塊的質量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)μ分別為（ ） 2 1 3 0 2 4 6 8 10 F／N t／s 2 0 2 4 6 8 10 4 t／s v／m/s A．m＝0.5kg，μ＝0.4 B．m＝1.5kg，μ＝ C．m＝0.5kg，μ＝0.2 D．m＝1kg，μ＝0.2 4、如圖甲所示，物體原來靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐漸增大的過程中，物體先靜止后又做變加速運動，其加速度a隨外力F變化的圖象如圖乙所示.根據(jù)圖乙中所標出的數(shù)據(jù)可計算出（ ） A．物體的質量 B．物體與水平面間的滑動摩擦力 C．物體與水平面間的最大靜摩擦力 D．在F為14N時，物體的速度最小 5、（xx福建卷）如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的v－t圖象(以地面為參考系)如圖1－3乙所示．已知v2＞v1，則(　　) A. t2時刻，小物塊離A處的距離達到最大 B. t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大 C. 0～t2時間內，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左 D. 0～t3時間內，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用 6、（湖北省部分重點中學xx屆高三上學期起點考試理科綜合試題）如圖1所示，一個物體放在粗糙的水平地面上。從t=0時刻起，物體在水平力F作用下由靜止開始做直線運動。在0到t0時間內物體的加速度a隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示。已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)處處相等。則 A．在0到t0時間內，物體的速度逐漸變小 B．t0時刻，物體速度增加到最大值 C．在0到t0時間內，物體做勻變速直線運動 D．在0到t0時間內，力F大小保持不變 7、（2013年2月28日湖北武漢調研）如圖所示，在光滑水平面上疊放著甲、乙兩物體。現(xiàn)對甲施加水平向右的拉力F，通過傳感器可測得甲的加速度a隨拉力F變化的關系如圖2所示。已知重力加速度g=10 m/s2，由圖線可知（ ） A．甲的質量mA=2kg B．甲的質量mA=6kg C．甲、乙間的動摩擦因數(shù)μ=0.2 D．甲、乙間的動摩擦因數(shù)μ=0.6 8、（xx山東省煙臺市期末）某馬戲團演員做滑桿表演．已知豎直滑桿上端固定，下端懸空，滑桿的重力為200N．在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可以顯示桿頂端所受拉力的大小．已知演員在滑桿上做完動作之后，先在桿上靜止了0.5s，然后沿桿下滑，3.5s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零．整個過程中演員的v—t圖象和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況如圖所示，g取10m／s2．則下述說法正確的是 A．演員的體重為600N B．演員在第1s內一直處于超重狀態(tài) C．滑桿所受的最小拉力為620N D．滑桿所受的最大拉力為900N 六、傳送帶問題 傳送帶問題是力學中一個典型問題，需要綜合利用運動學、動力學和能量方面的知識。 問題：如下圖所示，小物體輕放在足夠長的傳送帶的左端，試計算分析物體的運動情況和傳送帶在傳送物體過程中的能量轉化問題。 （1） 從動力學角度分析： （2） 從能量角度分析： 1、 傳送帶勻速運動的情況： 【復習鞏固題】 1、如圖所示,足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ,以速度v0逆時針勻速 轉動.在傳送帶的上端輕輕放置一個質量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ< tanθ,則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關系的是 ( ) 2、如圖所示,表面粗糙的傳送帶靜止時,物塊由皮帶頂端A從靜止開始滑到皮帶底端B用的時間是t,則 ( ) A.當皮帶向上運動時,物塊由A滑到B的時間一定大于t B.當皮帶向上運動時,物塊由A滑到B的時間一定等于t C.當皮帶向下運動時,物塊由A滑到B的時間一定等于t D.當皮帶向下運動時,物塊由A滑到B的時間一定小于t 3、（xx山東師大附中質檢）如圖，水平傳送帶A、B兩端相距S=3.5m，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。工件滑上A端瞬時速度VA=4m／s，達到B端的瞬時速度設為VB，則 A．若傳送帶不動，則VB=3m／s B．若傳送帶以速度V=4m／s逆時針勻速轉動，VB=3m／s C．若傳送帶以速度V=2m／s順時針勻速轉動，VB=3m／s D．若傳送帶以速度V=2m／s順時針勻速轉動，VB=2m／s 4、（四川省樂山市第一中學xx屆高三9月份月考物理試題）如圖所示，一粗糙的水平傳送帶以恒定的速度v1沿順時針方向運動，傳送帶的左、右兩端皆有一與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定的速率v2沿水平面分別從左、右兩端滑上傳送帶，下列說法正確的是 A. 物體從右端滑到左端所需的時間一定大于物體從左端滑到右端的時間 B. 若v2＜v1，物體從左端滑上傳送帶必然先做加速運動，再做勻速運動 C. 若v2＜v1，物體從右端滑上傳送帶，則物體可能到達左端 D. 若v2＜v1，物體可能從右端滑上傳送帶又回到右端，在此過程中物體先做減速運動再做加速運動 5、（湖南師大附中xx屆高三月考試題）如圖所示，傳送帶的水平部分長為L，運動速率恒為v，在其左端放上一無初速的小木塊，若木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，則木塊從左到右的運動時間不可能為（ ） A． B． C． D． 6、（xx河南鄭州市一模）如圖所示，有一水平放置的足夠長的皮帶輸送機以v=4m/s的速度沿順時針方向運行。有一物體以v0=6m/s的初速度從皮帶輸送機的右端沿皮帶水平向左滑動，若物體與皮帶的動摩擦因數(shù)μ=0.2，并取g=10m/s2，求物體從開始運動到回到出發(fā)點所用時間。 87（xx河南十校聯(lián)考）如圖所示，三角形傳送帶兩側的傳送帶長度均為2m，與水平方向的夾角均為37。若傳送帶以1m/s的速度逆時針勻速轉動，兩小物塊A、B從傳送帶頂端都以1m/s的初速度沿初速度下滑。物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5，g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8.求物塊AB在傳送帶上的劃痕長度之比。 2、 傳送帶變速運動情況 【復習鞏固題】 1、(06全國卷Ⅰ)一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊(可視為質點),煤塊與傳送之間的動摩擦因數(shù)為μ.初始時,傳送帶與煤塊都是靜止的,現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動,當其速度到達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,相對于傳送帶不再滑動,求此黑色痕跡的長度. 2、某傳動裝置的水平傳送帶以恒定速度v0=5 m/s運行.將一塊底面水平的粉筆輕輕地放到傳送帶上，發(fā)現(xiàn)粉筆塊在傳送帶上留下一條長度l=5 m的白色劃線.稍后，因傳動裝置受到阻礙，傳送帶做勻減速運動，其加速度a0=5 m/s2，問傳動裝置受阻后： （1）粉筆塊是否能在傳送帶上繼續(xù)滑動？若能，它沿皮帶繼續(xù)滑動的距離l′為多少? （2）若要粉筆塊不能繼續(xù)在傳送帶上滑動，則皮帶做減速運動時，其加速度a0應限制在什么范圍內？ xx屆高三物理精細化復習測試題 一、選擇題（共12題） 1、(xx年靈璧一中檢測)如圖所示，在光滑的水平面上，質量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a做勻加速直線運動，某時刻突然撤去拉力F，此瞬時A和B的加速度為a1和a2，則(　　) A．a(chǎn)1＝a2＝0 B．a(chǎn)1＝a，a2＝0 C．a(chǎn)1＝a，a2＝a D．a(chǎn)1＝a，a2＝－a 2、(xx年廣州模擬)如圖所示，質量為m的小球用水平輕彈簧系住，并用傾角為30的光滑木板AB托住，小球恰好處于靜止狀態(tài)．當木板AB突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為(　　) A．0 B.g C．g D.g 3、 (xx年黑龍江適應性測試)如圖所示，一個箱子中放有一物體，已知靜止時物體對下底面的壓力等于物體的重力，且物體與箱子上表面剛好接觸．現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出，已知箱子所受空氣阻力與箱子運動的速率成正比，且箱子運動過程中始終保持圖示姿態(tài)．則下列說法正確的是(　　) A．上升過程中，物體對箱子的下底面有壓力，且壓力越來越小 B．上升過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且壓力越來越大 C．下降過程中，物體對箱子的下底面有壓力，且壓力可能越來越大 D．下降過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且壓力可能越來越小 4、如圖所示，光滑水平面上放置質量分別為m、2m的A、B兩個物體，A、B間的最大靜摩擦力為μmg，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運動，則拉力F的最大值為(　　) A．μmg B．2μmg C．3μmg D．4μmg 5、一個放在水平桌面上質量為2kg原來靜止的物體，受到如圖所示方向不變的合外力作用，則下列說法正確的是（ ） A．在t=2s時，物體的速率最大 B．在2s 內物體的加速度為5m/s2 C．在2s內物體運動的位移為10m D．0~2s這段時間內作減速運動 6、某生做滑車實驗如圖所示，每次實驗在吊掛之處逐次增加一個 質量為50g的砝碼，拉且記錄滑車的加速度，如果滑車質量為 100g，細繩質量可忽略，則下列曲線何者最適合描述滑車加速度隨著吊掛　砝碼個數(shù)的變化 ( ) 7、(xx年蕪湖模擬)如圖所示，一個質量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平長直桿上，環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)給環(huán)一個向右的初速度v0，同時對環(huán)施加一個豎直向上的作用力F，并使F的大小隨v的大小變化，兩者的關系為F＝kv，其中k為常數(shù)，則環(huán)運動過程中的v－t圖象不可能是(　　) 8、(xx合肥模擬)如圖所示，在水平桌面上疊放著質量相等的A、B兩塊木板，在木板A上放著質量為m的物塊C，木板和物塊均處于靜止狀態(tài)。A、B、C之間以及B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ，設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)用水平恒力F向右拉木板A，則以下判斷正確的是(　　) A．不管F多大，木板B一定保持靜止 B．B受到地面的滑動摩擦力大小一定小于F C．A、C之間的摩擦力大小一定等于μmg D．A、B之間的摩擦力大小不可能等于F 9、（xx甘肅省一診）如圖是一條足夠長的淺色水平傳送帶在自左向右勻速運行。現(xiàn)將一個木炭包無初速地放 在傳送帶的最左端，木炭包在傳送帶上將會留下一段黑色的徑跡。下列說法中正確的是（ ） A．黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側 B．木炭包的質量越大，徑跡的長度越短 C. 傳送帶運動的速度越大，徑跡的長度越短 D．木炭包與傳送帶間動摩擦因數(shù)越大，徑跡的長度越短 10、（xx年浙江省寧波市期末）如圖所示，一小車上有一個固定的水平橫桿，左邊有一輕桿與豎直方向成θ角與橫桿固定，下端連接一小鐵球，橫桿右邊用一根細線吊一小鐵球，當小車向右做加速運動時，細線保持與豎直方向成α角，若θ<α，則下列說法正確的是 A．輕桿對小球的彈力方向沿著輕桿方向向上 B．輕桿對小球的彈力方向與細線平行 C．輕桿對小球的彈力方向既不與細線平行，也不沿著輕桿方向 D．此時小車的加速度為gtanα, 11、（xx寶雞檢測）如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球A用細線懸掛于支架前端，質量為m的物塊B始終相對于小車靜止地擺放在右端。B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ。.若某時刻觀察到細線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向為 （ ） A．mg，斜向右上方 B．mg，斜向左上方 C．mgtanθ，水平向右 D．mg，豎直向上 12、（xx上海市八校聯(lián)考）如圖甲所示，足夠長的水平傳送帶以v0=2m/s的速度勻速運行。t=0時，在最左端輕放一個小滑塊，t=2s時，傳送帶突然制動停下。已知滑塊與傳送帶之間的滑動摩擦因數(shù)為μ=0.2，g=10m/s2。 在圖乙中，關于滑塊相對地面運動的v-t圖像正確的是 （ ） 2、 計算題（共2題） 13、（xx廣西四市聯(lián)考模擬）某電視臺推出了一個游戲節(jié)目——推礦泉水瓶。選手們從起點開始用力推瓶一段時間后，放手讓瓶向前滑動，若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內，視為成功；若瓶最后不停在桌上有效區(qū)域內或在滑行過程中倒下，均視為失敗，其簡化模型如圖所示，AC是長度為L1=5 m的水平桌面，選手們可將瓶子放在A點，從A點開始用一恒定不變的水平推力推瓶，BC為有效區(qū)域。已知BC長度為L2=1 m，瓶子質量為m=0．5 kg，瓶子與桌面間的動摩擦系數(shù)μ=0．4。某選手作用在瓶子上的水平推力F=20 N，瓶子沿AC做直線運動（g取10m／s2），假設瓶子可視為質點，那么該選手要想游戲獲得成功，試問： （1）推力作用在瓶子上的時間最長不得超過多少？ （2）推力作用在瓶子上的距離最小為多少？ 14、（xx遼寧省五校協(xié)作體二模） (14分)如圖所示，質量、上表面光滑的長度為的木板，在的水平拉力作用下，以初速度沿水平地面向右勻速運動。現(xiàn)有足夠多的小鐵塊（可視為質點），它們的質量均為，將一小鐵塊無初速地放在木板的最右端，當木板運動了時，又無初速地在木板的最右端放上第2塊小鐵塊，只要木板運動了就在木板的最右端無初速放一小鐵塊。取。試問 (1)第1塊小鐵塊放上后，木板運動時，木板的速度多大？ (2)最后放在木板上的小鐵塊是第幾塊？