滑块模型和传送带及弹簧专题训练2doc概诉

1、专题一、滑块一木板模型的动力学分析在高三物理复习中， 滑块一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。滑块一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wmg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 起加速的最大加速度由 A决定。解答：物

2、块A能获得的最大加速度为：阳，A、B一起加速运动时，拉力 F的最大值为:二（陷+2间的二3田陶变式1例1中若拉力F作用在A上呢？如图2所示。曲=-解答：木板B能获得的最大加速度为：2m 2.A、B一起加速运动时，拉力 F的最大值为:4二（冽 + 2喻 = - ymg1. 一 * 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 6（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。1 , 3劭3g 1 % = ig解答：木板B能获得的最大加速度为：2加4设A、B 一起加速运动时，拉力 F的最大值为Fm,则:例2如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平

3、面上，在小车右端加一水平恒力F, 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（1=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）解答：物体放上后先加速：ai=g=2m/s2此时小车的加速度为：二:当小车与物体达到共同速度时：v 共=ait i=V0+a2t i解得：ti=1s, v 共=2m/sF3=j zj以后物体与小车相对静止：幽+ M号' "1,物体不会落后于小车）1 1物体在t=1. 5s 内通过的位移为：s=2at 12+v 共（tti）

4、+ 2a3（tti）2=2. 1m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=1. 5m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之间的动摩擦因数为 1=0. 2,A B与水平地面之间的动摩擦因数为科2=0. 1。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）CAZ?尸-%（财+m）g 1.=ml

5、 s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:位见如此逸二质人.假设成立在A、C滑彳T 6m的过程中：寸=2/S1. V1=2m/sA、B相碰过程，由动量守恒定律可得:mv=2mv，v2=1m/s此后A C相对滑动：M ,故c匀速运动;_用姆_式"+ 2附也_一 L,故AB也匀速运动。设经时间t 2 , C从A右端滑下：Vlt2 V2t 2=L12=1. 5s然后A B分离，A减速运动直至停止：aA=2g=lm/s2,向左%+4+4 = 85s, 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, C.

6、 B速度相等：耳一 4+a4/.t4=1saH+% a r rAs = v4 -4 = 0 5加 <L此过程中，C. B的相对位移为：2,故C没有从B的右端滑下。然后C. B 一起加速，加速度为 白，加速的时间为：“=v = v1+ali5 = 2.5/s故 t=10s 时，A B C的速度分别为 0, 2. 5m/s, 2. 5m/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X 二 °，在木板的左端放置一个质量n=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数%二,取 g=10m/s2,试求：(1)若木板长L=1m,在铁块

7、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?F,通过分析和计算后，请在图（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）6810 12 14fW图6（解答略）答案如下：（1） t=1s当FW+2 n时,a、B相对静止且对地静止，f2=F;当2N<FW6N时，M m相对静止,当F>6N时，A B发生相对滑动,上一 'Im N.画出f2随拉力F大小变化的图象如图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R= 1.0 m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L=0.5

8、 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 m= 0.2 kg,与BC间的动摩擦因数1=0.4 .工件质量仁0.8 kg,与地面间的动摩擦因数2=0.1 .（取g=10 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v=5 m/s时，使工件立刻停止运动（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

9、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.

10、电动机多做的功为 ImGB.摩擦力对物体做的功为m2勿12C.传送田克服摩擦力做的功为一mv D.电动机增加的功率为 umgv22、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，

11、足够长的传送带以恒定的速率vi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.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2mvv24、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，也可能为零上的表面到地面的距离为均为h=5mi把一物体放在 A点由静止释放，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

12、的水平距离OP为x=2mi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II*彳10m/s：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V。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3,依次测量水平位移 s,得2。回答下列问题:到如图乙所示的 s图象。已知重力加速度g =

13、10 m/s(1)当0v< 4 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?I!hi(3)B端距地面的高度h多大?(4)当w = 24 rad/s 时，求传送带对物体做的功。X S 明甲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不思图.绷紧的传送带水平部分长度L=5 m ,并以vo = 2 m/s的速度匀速向右运动.现将1= 0.(2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短,则传送带速度的大小应满足什么条件？最短时间是多少?(3Vo7、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

14、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 物体与传送带之间的动摩擦因数为g=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,求：R=0.45m ,g= 10m/s2.(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(-2.5J12.5J )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2 , g 取 10 m/s 2。(1)求旅行包

15、经过多长时间到达传送带的右端.（3）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g,以速度小逆时针匀速转动，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 ”区 求带2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u=2m/s的速度运动，传送带与水平面的夹角为 30。,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=2

16、m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、3呼,除此之外，不计其他 2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 AL、劲度系数为k的轻弹簧相连.现用施竖直向上的力 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2“A. mg/k2B. mg/kC. mi<mA+ mB)g 2/kD. m<mA+

17、 mB)g 2/k2、如图所示，一质量为 m的物体放在水平地面上，上用一根原长为手拉弹簧的上端 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 mgHB.拉弹簧的力对系统做功为 mgH 喋C.物体增加的重力势能为 mgH - (mg-D.弹簧增加的弹性势能为 mg(H -h)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

18、: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的劲度系数分另为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|向右转5. （05高考）如图所示，在倾角为9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m. m，

19、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 始用一包力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do重力加速度为g0Xd=解析：令xi表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知nAgsin 0 =kxi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=mgsin 0F nAgsin 0 kx2=ma由式可得由题意d=xi+X2由式可得16.如图所示，水平固定倾角为 30。的光滑斜面上有两质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为 k的轻质弹簧连接，现对 B施加一水平向左推力 F使