滑块模型和传送带及弹簧专题训练2doc

1、专题一、滑块木板模型的动力学分析在高三物理复习中，滑块木板模型作为力学的基本模型经常出现，是对一轮复习中直线运动和牛顿运动定律有关知识的巩固和应用。这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力，为后面动量和能量知识的综合应用打下良好的基础。滑块木板模型的常见题型及分析方法如下： 例1 如图1所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B，A、B间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。   分析：为防止运动过程中A落后于B（A不受拉力F的直接作用，靠A、B间的静摩擦力加速），A、B一起加速的最大

2、加速度由A决定。 解答：物块A能获得的最大加速度为： A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为：          变式1 例1中若拉力F作用在A上呢？如图2所示。  解答：木板B能获得的最大加速度为：。 A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为：  变式2 在变式1的基础上再改为：B与水平面间的动摩擦因数为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。 解答：木板B能获得的最大加速度为：

3、0;设A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为Fm，则：    解得：   例2 如图3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，F=8N，当小车速度达到15m/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=02，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=15s通过的位移大小。（g取10m/s2）  解答：物体放上后先加速：a1=g=2m/s2 此时小车的加速度为：       

4、 当小车与物体达到共同速度时： v共=a1t1=v0+a2t1         解得：t1=1s   ，v共=2m/s 以后物体与小车相对静止： （，物体不会落后于小车） 物体在t=15s内通过的位移为：s=a1t12+v共 （tt1）+ a3（tt1）2=21m 练习1 如图4所示，在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=15m的木板A和B，A、B间距s=6m，在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C，A、B与C之间的动摩擦

5、因数为1=02，A、B与水平地面之间的动摩擦因数为2=01。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N，A和C开始运动，经过一段时间A、B相碰，碰后立刻达到共同速度，C瞬间速度不变，但A、B并不粘连，求：经过时间t=10s时A、B、C的速度分别为多少？（已知重力加速度g=10m/s2） 解答：假设力F作用后A、C一起加速，则： 而A能获得的最大加速度为：      假设成立 在A、C滑行6m的过程中：   v1=2m/s   

6、0;                        A、B相碰过程，由动量守恒定律可得：mv1=2mv2   v2=1m/s 此后A、C相对滑动：，故C匀速运动；               

7、;      ，故AB也匀速运动。 设经时间t2，C从A右端滑下：v1t2v2t2=L    t2=15s 然后A、B分离，A减速运动直至停止：aA=2g=1m/s2，向左                            &

8、#160;       ，故t=10s时，vA=0 C在B上继续滑动，且C匀速、B加速：aB=a0=1m/s2        设经时间t4，CB速度相等：  t4=1s        此过程中，CB的相对位移为：，故C没有从B的右端滑下。 然后CB一起加速，加速度为a1，加速的时间为：      &

9、#160;                               故t=10s时，A、B、C的速度分别为0，25m/s，25m/s 练习2 如图5所示，质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与

10、木板间的动摩擦因数，取g=10m/s2，试求：  （1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？ （2）若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，通过分析和计算后，请在图6中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图象。（设木板足够长）  （解答略）答案如下：（1）t=1s （2）当FN时，A、B相对静止且对地静止，f2=F； 当2N<F6N时，M、m相对静止， 当F>6N时，A、B发生相对滑动，N 画出f2随拉力F大小变化

11、的图象如图7所示。 练习、 如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R1.0 m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L0.5 m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点一可视为质点的物块，其质量m0.2 kg，与BC间的动摩擦因数10.4工件质量M0.8 kg，与地面间的动摩擦因数20.1（取g10 m/s2） （1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑到C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h（2）若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动求F的大小当速度v5 m/s时，使工件

12、立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离从以上几例我们可以看到，无论物体的运动情景如何复杂，这类问题的解答有一个基本技巧和方法：在物体运动的每一个过程中，若两个物体的初速度不同，则两物体必然相对滑动；若两个物体的初速度相同（包括初速为0），则要先判定两个物体是否发生相对滑动，其方法是求出不受外力F作用的那个物体的最大临界加速度并用假设法求出在外力F作用下整体的加速度，比较二者的大小即可得出结论。2011-01-27  人教网 下载： 专题二 传送带问题专题训练1、水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v匀速

13、运动，现将质量为m的某物块由静止释放在传送带的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间动摩擦因素为u，对这一过程分析：A.电动机多做的功为mv2 B.摩擦力对物体做的功为mv2C.传送带克服摩擦力做的功为mv2 D.电动机增加的功率为umgv2、如图所示，足够长的水平传送带以速度v沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A点距离底部的高度为h=0.45m一小物块从A点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回曲面，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A若v=1m/s，则小物块能回到A点B若v=3m/s，则小物块能回到A点C若v=5m/s，则小物块能

14、到A点D若小物块能回到A点，小物块机械能不变，但在皮带上滑动时有内能产生，所以违背了能量守恒定律3、如图所示，足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动，一质量为m的物块以大小为v2的初速度从传送带的P点冲上传送带，从此时起到物块再次回到P点的过程中，下列说法正确的是（）A物块的速度变化量大小一定为2v2B全过程传送带对物块做的总功可能为正，可能为负，也可能为零C电动机提供给系统的电能一定大于全程产生的内能D全过程产生的内能可能等于2mv1v24、如图所示，光滑弧形轨道下端与水平传送带上表面等高，轨道上的A点到传送带的竖直距离和传送带上的表面到地面的距离为均为h=5m，把一物体放在A点由静止释放

15、，物体与水平动摩擦因素为0.2。当传送带不动，物体从右端B点水平飞出，落在水平地面上的P点，B、P的水平距离OP为x=2m然后传送带以v=5m/s的速度沿顺时针方向转动，仍将物体自A点由静止释放，g取10m/s2，求：（1）当传送带转动时，物体落在何处？（2）先后两种情况下，传送带对物体所做功之比5、如图甲所示，水平传送带的长度L = 6 m，皮带轮的半径R = 0.25 m，皮带轮以角速度顺时针匀速转动。现有一质量为1 kg的小物体（视为质点）以水平速度v0从A点滑上传送带，越过B点后做平抛运动，其水平位移为s保持物体的初速度v0不变，多次改变皮带轮的角速度，依次测量水平位移s，得到如图乙所

16、示的s图象。已知重力加速度g = 10 m/s2。回答下列问题：（1）当04 rad/s时，物体在A、B之间做什么运动？（2）物块的初速度v0多大？（3）B端距地面的高度h多大？（4）当 = 24 rad/s时，求传送带对物体做的功。6、传送带是一种常用的运输工具，被广泛应用于矿山、码头、货场、车站、机场等如图所示为火车站使用的传送带示意图绷紧的传送带水平部分长度L5 m，并以v02 m/s的速度匀速向右运动现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端，已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数0.2，g取10 m/s2。(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端(2)若要旅行包从左端运动到

17、右端所用时间最短，则传送带速度的大小应满足什么条件？最短时间是多少？7、如图所示，一水平方向的传送带以恒定的速度v= 2m/s沿顺时针方向匀速转动，传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道，并与弧面下端相切，一物体自圆弧面轨道，并与弧面轨道的最高点由静止滑下，圆弧轨道的半径R=0.45m，物体与传送带之间的动摩擦因数为=0.2，不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失，传送带足够长，g= 10m/s2.求：（1）物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间（3.125）；(2)物体第一次从滑上传送带到离开传送带的过程中，传送带对物体做的功及由于摩擦产生的热量（-2.5J，12.5J）（3

18、）物体再次滑上圆弧曲面轨道后，能到达的最高点与圆弧最高点的竖直高度8、如下图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数，则下列选项中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是9、一传送带与水平面夹角为30°，以2m/s的恒定速度顺时针运行。现将一质量为10kg的工件轻放于低端，经一段时间送到高2m的平台上，工件与皮带间的动摩擦因素=，求带动皮带的电动机由于传送工件而多消耗的电能。28010、如图所示，电动机带着绷紧的传送皮带始终以0=2m/s的速度运动，传送带与水平面的夹角为30°，

19、现把某一工件轻轻地放在皮带的底端，经过一段时间后，工件被送到高h=2m的平台上，在此过程中电动机由于传送工件多消耗的电能为420J已知工件与皮带间的动摩擦因数 ，除此之外，不计其他损耗，g=10m/s2，求：（1）工件从传送皮带底端运动到顶端所用的时间；2.4秒（2）此工件的质量为多少（15千克）专题三 弹簧问题专题训练1、如图所示，A、B两物体质量分别是mA和mB，用劲度系数为k的弹簧相连，A、B处于静止状态现对A施竖直向上的力F提起A，使B对地面恰无压力当撤去F，A由静止向下运动至最大速度时，重力做功为Amg2/kBmg2/kCmA(mAmB)g2/kDmB(mAmB)g2/k2、如图所示

20、，一质量为m的物体放在水平地面上，上用一根原长为L、劲度系数为k的轻弹簧相连现用手拉弹簧的上端P缓慢向上移动当P点位移为H时，物体离开地面一段距离h，则在此过程中A拉弹簧的力对系统做功为 B拉弹簧的力对系统做功为C物体增加的重力势能为 D弹簧增加的弹性势能为3、如图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行且初始为自然长度，带电小球Q（可视为质点）固定在光滑绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上。现把与Q大小相同，带电性也相同的小球P，从直线ab上的N点由静止释放，在小球P从释放到运动到最低点的过程中：A小球P的速度是先增大后减小 B小球P的速度最大时所受弹力与库仑力的合力为零

21、C小球P的动能,重力势能,电势能的总和不变 D小球P所受重力和弹簧弹力做功的代数和等于电势能的变化量的大小4、当弹簧C处于水平位置且右端位于a点时，弹簧C刚好没有发生形变，已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2，不计定滑轮、细绳的质量和摩擦。将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b时，弹簧B刚好没有形变，求：                        （1）当弹簧C的右端位于a点时，弹簧B的形变量     （2）a、b两点间的距离向左转|向

22、右转5（05高考）如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k , C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A 使之向上运动，求物块B 刚要离开C时物块A的加速度a 和从开始到此时物块A 的位移d。重力加速度为g。=   d=解析：令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知mAgsin=kx1                   令x2表示B 刚要离开C时弹簧的伸长量，a表示此时A 的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知kx2=mBgsin                  FmAgsinkx2=mAa    由 式可得