动力学的两类基本问题-专题训练

动力学的两类基本问题 姓名 基础导学基础导学 两类动力学问题的解题思路图解 典例剖析典例剖析 已知受力求运动已知受力求运动 例题 1 如图 质量为 m 2kg 的物体静止在水平地面上 物体与水平面间的动摩擦因数 u 0 5 现对物体施加大小 F 10N 与水平方向夹角 37 的斜向上的拉力 经 5s 撤去拉力 求物体通过的总位移 g 取 10m s2 针对训练 1 1 为了安全 在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离 已知某段高速 公路的最高限速 v 108 km h 假设前方车辆突然停止 后面车辆司机从发现这一情况起 经 操纵刹车到汽车开始减速经历的时间 即反应时间 t 0 50 s 刹车时汽车受到的阻力大小为 汽车重力的 0 50 倍 该段高速公路上以最高限速行驶的汽车 至少应保持的距离为多大 取 g 10 m s2 针对训练 1 2 质量 m 4kg 的物块 在一个平行于斜面向上的拉力 F 40N 作用下 从静 止开始沿斜面向上运动 如图所示 已知斜面足够长 倾角 37 物块与斜面间的动 摩擦因数 0 2 力 F 作用了 5s 求物块在 5s 内的位移及它 在 5s 末的速度 g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 牛顿第二定律 加速度 a 运动学公式 运动情况 第一类问题 受力情况 加速度 a 另一类问题 牛顿第二定律运动学公式 F F 300 F 300 针对训练 1 3 如图所示 楼梯口一倾斜的天花板与水平面成 37 角 一装潢工人手 持木杆绑着刷子粉刷天花板 工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上 大小为 F 10 N 刷子的质量为 m 0 5 kg 刷子可视为质点 刷子与天花板间的动摩擦因数 0 5 天花板长为 L 4 m sin 37 0 6 cos 37 0 8 g 取 10 m s2 试求 工 人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间 已知运动求受力已知运动求受力 例 2 如图所示 质量为 0 5kg 的物体在与水平面成 300角的拉力 F 作用下 沿水平桌面向 右做直线运动 经过 0 5m 的距离速度由 0 6m s 变为 0 4m s 已知物体与桌面间的动摩擦 因数 0 1 求作用力 F 的大小 g 10m s2 针对训练 2 1 质量为 2kg 的物体放在水平地面上 在大小为 5N 的倾斜拉力的作 用下 物体由静止开始做匀加速直线运动 6s 末的速度为 1 8m s 已知拉力与水 平方向成 37 度角斜向上 则物体和地面之间的动摩擦因数为多少 g 10m s2 针对训练 2 2 一位滑雪者如果以 v0 30m s 的初速度沿直线冲上一倾角为 300的山坡 从 冲坡开始计时 至 4s 末 雪橇速度变为零 如果雪橇与人的质量为 m 80kg 求滑雪人受 到的阻力是多少 g 取 10m s2 针对训练 2 3 在某一旅游景区 建有一山坡滑草运动项目 该山坡可看成倾角 30 的斜面 一名游客连同滑草装置总质量m 80 kg 他从静止开始匀加速下滑 在时间t 5 s 内沿斜面滑下的位移x 50 m 不计空气阻力 取g 10 m s2 结果保留 2 位有效数字 问 1 游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大 2 滑草装置与草皮之间的动摩擦因数 为多大 多段运动多段运动 例 3 静止在水平地面上的物体的质量为 2 kg 在水平恒力F推动下开始运动 4 s 末它的 速度达到 4 m s 此时将F撤去 又经 6 s 物体停下来 如果物体与地面的动摩擦因数不 变 求F的大小和动摩擦因数 针对训练 3 1 如图所示 一个人用与水平方向成 30 角的斜向下的推力F推一个质 量为 20 kg 的箱子匀速前进 如图 a 所示 箱子与水平地面间的动摩擦因数为 0 40 求 1 推力F的大小 2 若该人不改变力F的大小 只把力的方向变为与水平方向成 30 角斜向上去拉这 个静止的箱子 如图 b 所示 拉力作用 2 0 s 后撤去 箱子最多还能运动多长距离 g 取 10 m s2 针对训练 3 2 质量为 2kg 的物体 静止放于水平面上 现在物体上施一水平力 F 使物体 开始沿水平面运动 运动 10s 时 将水平力减为 F 2 若物体运动的速度图象如图所示 则水平力 F 为多少 物体与水平面间的动摩擦因数等于多少 g 取 10m s2 针对训练 3 3 质量为 2 kg 的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动 一段时间 后撤去F 其运动的v t图象如图 3 2 8 所示 g取 10 m s2 求 1 物体与水平面间的动摩擦因数 2 水平推力F的大小 3 0 10 s 内物体运动位移的大小 针对训练 3 4 如图所示 一高度为 h 0 8m 粗糙的水平面在 B 点处与一倾角为 30 光 滑的斜面 BC 连接 一小滑块从水平面上的 A 点以 v0 3m s 的速度在粗糙的水平面上向右运 动 运动到 B 点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑 已知 AB 间的距离 s 5m 求 1 小滑块与水平面间的动摩擦因数 2 小滑块从 A 点运动到地面所需的时间 针对训练 3 5 如图所示 物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑 经过B点后进入水 平面 设经过B点前后速度大小不变 最后停在C点 每隔 0 2 s 通过速度传感器测量物 体的瞬时速度 下表给出了部分测量数据 重力加速度g 10 m s2 t s 0 00 20 4 1 21 4 v m s 0 01 02 0 1 10 7 求 1 斜面的倾角 2 物体与水平面之间的动摩擦因数 3 t 0 6 s 时的瞬时速度v 针对训练 3 6 如图所示 倾角为 30 的粗糙斜面固定在地面上 物块在沿斜面 方向的推力 F 的作用下向上运动已知推力 F 在开始一段时间内大小为 8 5N 后 来突然减为 8N 整个过程中物块速度随时间变化的 规律如图所示 重力加速度 g 10m s2 求 1 物块的质量 m 2 物块与斜面间的动摩擦因数 针对训练 3 7 如图所示 物体在有动物毛皮的斜面上运动 由于毛皮表面的特殊性 引起 物体的运动有如下特点 顺着毛的生长方向运动时毛皮产生的阻力可以忽略 逆着毛 的生长方向运动会受到来自毛皮的滑动摩擦力 1 试判断如图所示情况下 物体在上滑还是下滑时会受到摩 擦力 2 一物体从斜面底端以初速度 v0 2 m s 冲上足够长的斜面 斜面的倾斜角为 30 过了 t 1 2 s 物体回到出发点 若认 为毛皮产生滑动摩擦力时 动摩擦因数 为定值 g 取 10 m s2 则 的值为多少 针对训练 3 8 如图所示 在倾角 37 的足够长的固定的斜面上 有一质量m 1 kg 的 物体 物体与斜面间动摩擦因数 0 2 物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的拉力F 9 6 N 的作用 从静止开始运动 经 2 s 绳子突然断了 求绳断后多长时间物体速度大小达到 22 m s sin37 0 6 g取 10 m s2 多个物体多个物体 例 4 如图所示 小球甲从倾角 30 的光滑斜面上高 h 5 m 的 A 点由静止释放 同时 小球乙自 C 点以速度 v0 沿光滑水平面向左匀速运动 C 点与斜面底端 B 处的距离 L 0 4 m 甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去 甲释放后经过 t 1 s 刚好追上 乙 求乙的速度 v0 g 10 m s2 针对训练 4 1 如图 所示 光滑水平面上静止放着长L 1 6 m 质量为M 3 kg 的木板 一 个质量为m 1 kg 的小物体放在木板的最右端 m与M之间的动摩擦因数 0 1 今对木板 施加一水平向右的拉力F 1 施力F后 要想把木板从物体m的下方抽出来 求力F的大小应满足的条件 如果所施力F 10 N 为了把木板从m的下方抽出来 此力的作用时间不得少于多少 g 取 10 m s2 针对训练 4 2 A的质量m1 4 m B的质量m2 m 斜面固定在水平地面上 开始时将B按在 地面上不动 然后放手 让A沿斜面下滑而B上升 A与斜面无摩擦 如图 设当A沿斜 面下滑s距离后 细线突然断了 求B上升的最大高度 H 传送带传送带 例 5 水平传送带 A B 以 v 2m s 的速度匀速运动 如图所示所示 A B 相距 11m 一 物体 可视为质点 从 A 点由静止释放 物体与传送带间的动摩擦因数 0 2 则物体 从 A 沿传送带运动到 B 所需的时间为多少秒 g 10m s2 针对训练 5 1 如图所示 传输带与水平面间的倾角为 37 皮带以 10 m s 的速率运 行 在传输带上端A处无初速地放上质量为 0 5 kg 的物体 它与传输带间的动摩擦因数为 0 5 若传输带A到B的长度为 16 m 则物体从A运动到B的时间为多少 针对训练 5 2 如图所示 质量 M 8kg 的小车放在光滑的水平面上 在小车右端加一水平 恒力 F 8N 当小车速度达到 1 5m s 时 在小车的前端轻轻放上一大小不计 质量 m 2kg 的物体 物体与小车间的动摩擦因数 0 2 小车足够长 求物体从放在小车上 开始经 t 1 5s 通过的位移大小 g 取 10m s2 课堂精练课堂精练 1 如图所示 物体沿着倾角不同而底边相同的光滑斜面由顶端从静止开始滑 到底端 A 斜面倾角越大 滑行时间越短 B 斜面倾角越大 滑行时间越长 C 斜面倾角越大 滑行的加速度越大 D 斜面倾角越大 滑行的平均速度越大 2 如图所示 传送带保持 1 m s 的速度运动 现将一质量为 0 5 kg 的小物 体从传送带左端放上 设物体与皮带间动摩擦因数为 0 1 传送带两端水平距离为 2 5 m 则物体从左端运动到右端所经历的时间为 A sB 1 s 56 C 3 sD 5 s 3 静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用 该力随时间变化 的图线如图所示 则下列说法正确的是 A 物体在 20s 内平均速度为零 B 物体在 20s 末的速度为零 C 物体在 20s 末又回到出发点 D 物体在 10s 末的速度最大 4 汽车在平直公路上从静止开始做匀加速直线运动 当汽车的速度 达到v1时关闭发动机 汽车维持滑行一段时间后停止 其运动的 速度图线如图所示 若汽车加速行驶时牵引力为F1 汽车整个运动 过程所受阻力恒为F2 大小不变 则F1 F2为 A 4 1 B 3 1 C 1 1 D 1 4 5 据报道 1989 年在美国加利福尼亚州发生的 6 9 级地震 中断 了该地尼米兹高速公路的一段 致使公路上高速行驶的约 200 辆汽车发生了重大的交通事 故 车里的人大部分当即死亡 只有部分系安全带的人幸免 假设汽车高速行驶的速度达到 108 km h 乘客的质量为 60 kg 当汽车遇到紧急情况时 在 2 s 内停下来 试通过计算 说明系安全带的必要性 6 质量m 2 0 kg 的物体静止在水平地面上 用F 18 N 的水平力推物体 t 2 0 s 内 物体的位移s 10 m 此时撤去力F 求 1 推力F作用时物体的加速度 2 撤去推力F后物体还能运动多远 7 静止在水平地面上的物体的质量为 2 kg 在水平恒力F推动下开始运动 4 s 末它的速 度达到 4 m s 此时将F撤去 又经 6 s 物体停下来 如果物体与地面的动摩擦因数 不变 求F的大小 8 物体由 A 点沿不同光滑斜面滑下 高为 h 倾角不同 求它到达 底端的速率 9 质量为 10 kg 的物体在F 200 N 的水平推力作用下 从粗糙斜面的底端由静止开沿斜面 运动 斜面固定不动 与水平地面的夹角 37 如图 3 2 7 所示 力F作 2 s 后撤去 物体在斜面上继续上滑了 1 25 s 后 速度减为零 求 物体与斜面间动摩擦因数 和物 体的总位移x 已知 sin 37 0 6 cos 37 0 8 g 10 m s2 10 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器 其质量 m 2 动力系统提供的恒定升力 F 28 N 试飞时 飞行器从地面由静止开始竖直上升 设飞行器飞行时所受的阻力大小不变 g 取 10m s2 1 第一次试飞 飞行器飞行 t1 8 s 时到达高度 H 64 m 求飞行器所阻力 f 的大小 2 第二次试飞 飞行器飞行 t2 6 s 时遥控器出现故障 飞行器立即失去升力 求飞 行器能达到的最大高度 h 3 为了使飞行器不致坠落到地面 求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 t3 A h F A B 11 如图所示 底座 A 上装有长 0 5m 的直立杆 其总质量为 0 2kg 杆上套有质量为 0 05kg 的小环 B 它与杆有摩擦 当环从座上以 4m s 的速度起飞时 刚 好能到达杆顶 求 1 在环升起过程中 底座对水平面的压力多大 2 小环从杆顶落回底座需多长时间 g 取 10m s2 12 如图所示 在质量为 mB 30kg 的车厢 B 内紧靠右壁 放一质量 mA 20kg 的小物体 A 可 视为质点 对车厢 B 施加一水平向右的恒力 F 且 F 120N 使之从静止开始运动 测得车 厢 B 在最初 t 2 0s 内移动 s 5 0m 且这段时间内小物块未与车厢壁发生过碰撞 车厢与地 面间的摩擦忽略不计 1 计算 B 在 2 0s 的加速度 2 求 t 2 0s 末 A 的速度大小 3 求 t 2 0s 内 A 在 B 上滑动的距离 13 空间探测器从某一星球表面竖直升空 已知探测器质量为 1500Kg 发动机推动力为恒 力 探测器升空后发动机因故障突然