一轮 牛顿运动定律的综合应用.ppt

1、牛顿运动定律综合应用（2 ） 夏邑高中-汪领峰,一、超重与失重现象,2.(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图3所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力(AD) At2 s时最大 Bt2 s时最小 Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小,二、动力学中的图象问题,3.)(多选)如图甲，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图乙所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出(ACD) A斜面的倾角 B物块的质量 C物块与斜面间的动摩擦因数 D物块沿斜面向上滑行的最大高度,三、连接体问题,1连接体的分类 (1)绳(杆)连接， (2

2、)弹簧连接 (3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。,2连接体问题的分析方法 (1)分析方法：整体法和隔离法。 (2)选用整体法和隔离法的策略： 当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法； 对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。,4.(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为2a/3的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的

3、摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为() A8 B10 C15 D18,5.如图6所示，两个质量分别为m13kg、m22kg 的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为F130N、F220N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则(B) A弹簧测力计的示数是50N B弹簧测力计的示数是24N C在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为4m/s2 D在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为10m/s2,加速度不同的连接体问题（高考真题） 6.一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图a所示。t0时刻开始

4、，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的vt图线如图b所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求： (1)木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2； (2)木板的最小长度； (3)木板右端离墙壁的最终距离。,7.如图甲所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，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达到共同速度的过程中，物块和木板的vt图象分别如图乙

5、中的折线acd和bcd所示 ，a、b、c、d点的坐标为a(0，10)、b(0，0)、c(4，4)、d(12，0)。根据vt图象，(g取10 m/s2)，求： (1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2，达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小a； (2)物块质量m与长木板质量M之比； (3)物块相对长木板滑行的距离x。,四、动力学中的临界极值问题,1.分析临界问题的三种方法,2.动力学中极值问题的临界条件和处理方法 (1)“四种”典型的临界问题相应的临界条件 接触或脱离的临界条件：弹力FN0； 相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值； 绳子

6、断裂的临界条件是张力等于绳子最大承受力，绳子松弛的临界条件是FT0； 速度达到最值的临界条件：加速度为零。,(2)“四种”典型的数学处理方法 三角函数法； 根据临界条件列不等式法； 利用二次函数的判别式法； 极限法。,8.如图所示，一质量m0.4kg 的小物块，以v02m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L10m。已知斜面倾角30，物块与斜面之间的动摩擦因数 。重力加速度g取10 m/s2。 (1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小； (2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少

7、？,9.如图所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m。现施加水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动。若改为水平力F拉A，使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F不得超过(B),10.(多选)如图，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，B的质量是A的2倍，B受到水平向右的恒力FB2N，A受到的水平向右的变力FA(92t)N，t的单位是s。从t0开始计时，则(ABD) AA物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的5/11倍 Bt4s后，B物体做匀加速直线运动 Ct4.5s时，A物体的速度为零 Dt4.5s后，A、B的加速度方向相反,11.如图所

8、示，固定斜面上放一木板PQ，木板的Q端放置一可视为质点的小物块，现用轻细线的一端连接木板的Q端，保持与斜面平行，绕过定滑轮后，另一端可悬挂钩码，钩码距离地面足够高。已知斜面倾角30，木板长为L，Q端距斜面顶端距离也为L，物块和木板的质量均为m，两者之间的动摩擦因数为1 。若所挂钩码质量为2m，物块和木板能一起匀速上滑；若所挂钩码质量为其他不同值，物块和木板有可能发生相对滑动。重力加速度为g，不计细线与滑轮之间的摩擦，设接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)木板与斜面间的动摩擦因数2； (2)物块和木板发生相对滑动时，所挂钩码质量m应满足什么条件？,1.能发生相对运动的条件： a木板a物块.

9、 2.能发生相对运动的条件： 二者间的静摩擦力到达最大.,1.质量m1kg的物体在合外力F作用下由静止开始做直线运动，合外力F随时间t的变化图象如图所示，下列关于该物体运动情况的说法正确的是(BC) A01s内物体沿正方向做匀加速直线运动 B第2s末物体达到的最大速度2m/s C第4s末物体速度为0 D第4s末物体回到出发位置,课后练习,2.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g10m/s2)，下列结论正确的是(ACD) A物体与

10、弹簧分离时，弹簧处于原长状态 B弹簧的劲度系数为750N/m C物体的质量为2kg D物体的加速度大小为5m/s2,3.在物体下落过程中，速度小于10m/s时可认为空气阻力与物体速度成正比关系。某科研小组在研究小球下落后的运动过程时，得到速度随时间变化的图象，并作出t0.5s时刻的切线，如图所示。已知小球在t0时刻释放，其质量为0.5kg，重力加速度g取10m/s2，求： (1)小球与地面第一次碰撞过程中损失的机械能； (2)小球在运动过程中受到空气阻力的最大值,碰撞过程,4.如图所示，质量为4kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上，绳与竖直方向夹角为37。已知g10m/s2，sin 370

11、.6，cos 370.8，求： (1)当汽车以a2m/s2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力； (2)当汽车以a10m/s2的加速度向右匀减速运动时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力。,临界值问题,五、传送带模型,1)按放置可分为：水平(如图a)、倾斜(如图b，图c)、 水平与倾斜组合； (2)按转向可分为：顺时针、逆时针。,（1）滑块在水平传送带上运动常见的3个情景,3.常见情景,（2）.滑块在倾斜传送带上运动常见的4个情景,1.如图1所示，水平传送带两端相距x8 m，工件与传送带间的动摩擦因数0.6，工件滑上A端时速度vA10 m/s，设工件到达B端时的速度为vB。

12、(取g10 m/s2) (1)若传送带静止不动，求vB； (2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B端吗？若不能，说明理由；若能，求到达B点的速度vB； (3)若传送带以v13m/s逆时针匀速转动，求vB及工件由A到B所用的时间。,2.如图所示，倾角为30的皮带运输机的皮带始终绷紧，且以恒定速度v2.5 m/s 运动，两轮相距LAB5m，将质量m1kg的物体无初速地轻轻放在A处，若物体与皮带间的动摩擦因数 (取g10 m/s2)，物体从A运动到B共需多长时间？,3.如图所示，传送带与地面夹角37，从A到B长度为L10.25m，传送带以v010m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质

13、量为m0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin 370.6，g10 m/s2，求： (1)煤块从A到B的时间； (2)煤块从A到B的过程中传送带上形成痕迹的长度。,4.如图甲所示，水平传送带沿顺时针方向匀速运转。从传送带左端P先后由静止轻轻放上三个物体A、B、C，物体A经tA9.5s 到达传送带另一端Q，物体B经tB10s到达传送带另一端Q，若释放物体时刻作为t0时刻，分别作出三物体的vt图象如图乙、丙、丁所示，求： (1)传送带的速度大小v0； (2)传送带的长度L； (3)物体A、B、C与传送带间的动摩擦因数； (4)物体C从传

14、送带左端P到右端Q所用的时间tC。,六、滑块木板模型,1模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。 2位移关系：滑块由木板一端运动到另一端的过程中，滑块和木板同向运动时，位移之差xx1x2L(板长)；滑块和木板反向运动时，位移之和xx2x1L。,5.一长木板在水平地面上运动，在t0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图象如图所示。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g10 m/s2，求： (1)

15、物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数1和2； (2)从t0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。,6.质量M3kg 的长木板放在光滑的水平面上。在水平拉力F11N作用下由静止开始向右运动。如图所示，当速度达到1m/s时，将质量m4 kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间动摩擦因数0.2，物块可视为质点。(g10 m/s2)求： (1)物块刚放置在木板上时，物块和木板的加速度分别为多大； (2)木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止； (3)物块与木板相对静止后物块受到的摩擦力大小？,7.避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直

16、平面内，制动坡床视为水平面夹角为的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cos1，sin0.1，g10m/s2。求： (1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向； (2)制动坡床的长度。,知相对运动t求相对位移；知相对位移求t.,8. 如图所示，倾角30的

17、足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一长L1.8m、质量M3kg的薄木板，木板的最右端叠放一质量m1kg的小物块，物块与木板间的动摩擦因数 。对木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动。设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。 (1)为使物块不滑离木板，求力F应满足的条件； (2)若F37.5 N，物块能否滑离木板？若不能，请说明理由；若能， 求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离。,提示：1.知相对运动t求相对位移，知相对位移求相对运动时间t. 2.发生相对滑动的条件（1）两物体加速度不相等 （2）两物体间摩擦力

18、到达最大静摩擦力.,9.如图所示，滑板长L1m，起点A到终点线B的距离s5m。开始滑板静止，右端与A平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，对滑块施一水平恒力F使滑板前进。板右端到达B处冲线，游戏结束。已知滑块与滑板间动摩擦因数0.5，地面视为光滑，滑块质量m12kg，滑板质量m21kg，重力加速度g10m/s2，求： (1)滑板由A滑到B的最短时间； (2)为使滑板能以最短时间到达，水平恒力F的取值范围,两物体发生相对滑动时，其中一个的外力不影响另一个物体的受力，只改变自身加速度,1.如图所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平面上，其上放一质量为m2的木块。t0时刻起，给木块施加一水平恒力F

19、。分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，图中可能符合它们运动情况的是(AC),课后练习,2.一大小不计的木块通过长度忽略不计的绳固定在小车的前壁上，小车表面光滑。某时刻小车由静止开始向右匀加速运动，经过2s，细绳断裂。细绳断裂前后，小车的加速度保持不变，又经过一段时间，滑块从小车左端刚好掉下，在这段时间内，已知滑块相对小车前3s内滑行了4.5m，后3s内滑行了10.5m。求从绳断到滑块离开车尾所用的时间是多少？,题后总结：相对位移的应用；重叠时间的计算.,3.如图所示，甲、乙两传送带倾斜放置，与水平方向夹角均为37，传送带乙长为4m，传送带甲比乙长0.45m，两传送带均以3m/s的速度逆时针匀速转动，可视为质点的物块A从传送带甲的顶端由静止释放，可视为质点的物块B由传送带乙的顶端以3m/s的初速度沿传送带下滑，两物块质量相等，与传送带间的动摩擦因数均为0.5，取g10m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求： (1)物块A由传送带顶端滑到底端经历的时间； (2)物块A、B在传送带上的划痕长度之比。,4.如图甲所示，有一倾角为30的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为M的木板。开始时质量为m1kg 的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上，现将力F变为水平向右，当滑块滑到木板上时撤去力F，木块滑