高考物理复习第3章牛顿运动定律能力课时4牛顿运动定律的综合应用市赛课公开课一等奖省名师获奖PP

能力课时4牛顿运动定律综合应用(二)1/43突破一等时圆模型1.模型特征(1)质点从竖直圆环上沿不一样光滑弦上端由静止开始滑到环最低点所用时间相等，如图甲所表示；(2)质点从竖直圆环上最高点沿不一样光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所表示；(3)两个竖直圆环相切且两环竖直直径均过切点，质点沿不一样光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等，如图丙所表示。2/432.思维模板3/43【例1】如图1所表示，在倾角为θ斜面上方A点处旋转一光滑木板AB，B端刚好在斜面上，木板与竖直方向AC所成角度为α，一小物块由A端沿木板由静止滑下，要使物块滑到斜面时间最短，则α与θ角大小关系(

)图14/43答案

B5/43【变式训练】1.如图2所表示，几条足够长光滑直轨道与水平面成不一样角度，从P点以大小不一样初速度沿各轨道发射小球，若各小球恰好在相同时间内抵达各自最高点，则各小球最高点位置(

)图2A.在同一水平线上

B.在同一竖直线上C.在同一抛物线上 D.在同一圆周上6/43答案

D7/43突破二传送带模型1.模型特征

(1)水平传送带模型项目图示滑块可能运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速情景3(1)传送带较短时，滑块一直减速抵达左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。其中v0>v返回时速度为v，当v0<v返回时速度为v08/43(2)倾斜传送带模型项目图示滑块可能运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先加速后匀速(4)可能先减速后匀速(5)可能先以a1加速后以a2加速(6)可能一直减速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速(4)可能一直减速9/432.思维模板10/43【例2】如图3所表示，水平传送带两端相距x＝8m，工件与传送带间动摩擦因数μ＝0.6，工件滑上A端时速度vA＝10m/s，设工件抵达B端时速度为vB。(取g＝10m/s2)图3(1)若传送带静止不动，求vB；(2)若传送带顺时针转动，工件还能抵达B端吗？若不能，说明理由；若能，求抵达B点速度vB；(3)若传送带以v＝13m/s逆时针匀速转动，求vB及工件由A到B所用时间。11/43答案

(1)2m/s

(2)能，2m/s

(3)13m/s

0.67s12/43反思提升分析传送带问题关键

要注意抓住两个关键时刻：一是初始时刻，依据物体速度v物和传送带速度v传关系确定摩擦力方向，二是当v物＝v传时(速度相等是处理问题转折点)，判断物体能否与传送带保持相对静止。13/43【变式训练】2.[水平传送带问题](多项选择)(·广东中山模拟)如图4甲所表示水平传送带AB逆时针匀速转动，一物块沿曲面从一定高度处由静止开始下滑，以某一初速度从传送带左端滑上，在传送带上由速度传感器统计下物块速度随时间改变关系如图乙所表示(图中取向左为正方向，以物块刚滑上传送带时为计时起点)。已知传送带速度保持不变，重力加速度g取10m/s2。关于物块与传送带间动摩擦因数μ及物块在传送带上运动第一次回到传送带左端时间t，以下计算结果正确是(

)14/43图4A.μ＝0.4 B.μ＝0.2C.t＝4.5s D.t＝3s15/43答案

BC16/43图517/43(1)相邻工件间最小距离和最大距离；(2)满载与空载相比，传送带需要增加多大牵引力？解析

(1)设工件在传送带加速运动时加速度为a，则μmgcosθ－mgsinθ＝ma代入数据解得a＝1.0m/s218/43答案

(1)0.50m

3.0m

(2)33N19/43突破三滑块—木板模型1.模型特征

滑块－木板模型(如图a)，包括摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，屡次相互作用，属于多物体多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高，故频现于高考试卷中。另外，常见子弹射击木板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题，处理方法与滑块－木板模型类似。20/432.思维模板21/43【例3】如图6所表示，木板静止于水平地面上，在其最右端放一可视为质点木块。已知木块质量m＝1kg，木板质量M＝4kg，长L＝2.5m，上表面光滑，下表面与地面之间动摩擦因数μ＝0.2。现用水平恒力F＝20N拉木板，g取10m/s2。图6(1)求木板加速度大小；(2)要使木块能滑离木板，求水平恒力F作用最短时间；22/43(3)假如其它条件不变，假设木板上表面也粗糙，其上表面与木块之间动摩擦因数为μ1＝0.3，欲使木板能从木块下方抽出，对木板施加拉力应满足什么条件？(4)若木板长度、木块质量、木板上表面与木块之间动摩擦因数、木板与地面间动摩擦因数都不变，只将水平恒力增加为30N，则木块滑离木板需要多长时间？23/4324/43答案

(1)2.5m/s2

(2)1s

(3)F＞25N

(4)2s25/43易错提醒①在第(1)问，木板受到地面摩擦力Ff＝μFN，其中FN为木板对地面压力，FN＝(M＋m)g，故Ff＝μ(M＋m)g。有些同学受思维定势影响，不深入分析，易错写为Ff＝μMg。②第(2)问中恒力F作用最短时间隐含条件是恒力作用一段时间后撤去，然后木板做减速运动，至木块和木板脱离时，木板速度恰好为零。③第(3)(4)问中，有些同学不知道挖掘临界条件，木板能从木块下方抽出条件为a木板＞a木块；木块滑离木板时二者位移关系：x木板－x木块＝L。26/43【变式训练】4.[滑板模型与图象结合](·安徽六校教育研究会联考)如图7甲，水平地面上有一静止平板车，车上放一质量为m物块，物块与平板车间动摩擦因数为0.2，t＝0时，车开始沿水平面做直线运动，其v－t图象如图乙所表示。g取10m/s2，平板车足够长，则物块运动v－t图象为(

)图727/4328/43解析小车先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，匀加速直线运动和匀减速直线运动加速度大小相等，a车＝4m/s2，依据物块与车发生相对滑动时滑动摩擦力产生加速度大小为a物＝μg＝2m/s2。设小车和物块在t时刻速度相同，有24－a车(t－6)＝a物t，解得t＝8s，物块以2m/s2加速度减速至零也需要8s，故只有选项C正确。答案

C29/435.[滑块—木板模型]如图8所表示，物块A、木板B质量均为m＝

10kg，不计A大小，B板长L＝3m。开始时A、B均静止。现使A以某一水平初速度从B最左端开始运动。已知A与B、B与水平面之间动摩擦因数分别为μ1＝0.3和μ2＝0.1，g取10m/s2。图8(1)若物块A刚好没有从B上滑下来，则A初速度多大？(2)若把木板B放在光滑水平面上，让A仍以(1)问中初速度从B最左端开始运动，则A能否与B脱离？最终A和B速度各是多大？30/4331/4332/431.(·江苏苏、锡、常、镇一模)如图9所表示，位于竖直平面内固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点。竖直墙上另一点B与M连线和水平面夹角为60°，C是圆环轨道圆心。已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点。则(

)图933/43A.a球最先抵达M点

B.b球最先抵达M点C.c球最先抵达M点

D.b球和c球都可能最先抵达M点34/43答案

C35/432.(多项选择)如图10所表示，传送带水平部分长为L，运动速率恒为v，在其左端无初速放上木块，若木块与传送带间动摩擦因数为μ，则木块从左到右运动时间可能是(

)图1036/43答案

ACD37/433.如图11所表示，足够长传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动，在传送带上端轻轻放置一个质量为m小木块，小木块与传送带间动摩擦因数μ＜tanθ，则图中能客观地反应小木块速度随时间改变关系是(

)图1138/43解析开始阶段，小木块受到竖直向下重力和沿传送带向下摩擦力作用，做加速度为a1匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，所以a1＝gsinθ＋μgcosθ。小木块加速至与传送带速度相等时，因为μ＜tanθ，则小木块不会与传送带保持相对静止而匀速运动，之后小木块继续加速，所受滑动摩擦力变为沿传送带向上，做加速度为a2匀加速直线运动，这一阶段由牛顿第二定律得：mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，所以：a2＝gsinθ－μgcosθ。依据以上分析，有a2＜a1。所以，本题正确答案为D。答案

D39/434.如图12所表示，质量为M长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板到达共同速度过程中，物块和木板v－t图象分别如图中折线acd和bcd所表示

，a、b、c、d点坐标为a(0，10)、b(0，0)、c(4，4)、d(12，0)