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文檔簡介
1、第三單元 牛頓運(yùn)動定律第一模塊:牛頓三大運(yùn)動定律夯實(shí)基礎(chǔ)知識1、歷史上對力和運(yùn)動關(guān)系的認(rèn)識過程:2、伽利略的理想實(shí)驗(yàn)3、牛頓第一定律4、慣性牛頓第三定律1、內(nèi)容: 2、對牛頓第三定律的理解要點(diǎn):(1)同時(shí)性:(2)同性質(zhì)(3)相互性(4)異體性,(5)做功問題:5牛頓定律的適用范圍:題型解析類型題: 牛頓第一定律 【例題1】火車在長直水平軌道上勻速行駛,門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起,發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處,這是因?yàn)椋?)A人跳起后,車廂內(nèi)空氣給他以向前的力,帶著他隨同火車一起向前運(yùn)動B人跳起的瞬間,車廂的地板給他一個(gè)向前的力,推動他隨同火車一起向前運(yùn)動C人跳起后,車在繼續(xù)向前運(yùn)動,所以人落下后
2、必是偏后一些,只是由于時(shí)間很短,偏后距離太小,不明顯而已D人跳起后直到落地,在水平方向上人和車始終有相同的速度類型題: 慣性的理解 【例題2】判斷下列各句話的正誤:( )A物體只在不受力作用的情況下才能表現(xiàn)出慣性B要消除物體的慣性,可以在運(yùn)動的相反方向上加上外力C物體慣性的大小與物體是否運(yùn)動、運(yùn)動的快慢以及受力無關(guān)D慣性定律可以用物體的平衡條件取而代之【例題3】一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛,下面關(guān)于車速、慣性、質(zhì)量和滑行路程的討論正確的是( )A車速越大,它的慣性越大B質(zhì)量越大,它的慣性越大C車速越大,剎車后滑行的路程越長D車速越大,剎車后滑行的路程越長,所以慣性越大類型題: 用牛頓運(yùn)
3、動定律解決兩類基本問題 動力學(xué)的兩類基本問題即:由受力情況判斷物體的運(yùn)動狀態(tài);由運(yùn)動情況判斷的受力情況解決這兩類基本問的方法是,以加速度(a)為橋梁,由運(yùn)動學(xué)公式和牛頓定律列方程求解。(1)由受力情況判斷物體的運(yùn)動狀態(tài)【例題4】如圖所示,懸掛于小車?yán)锏男∏蚱x豎直方向角,則小車可能的運(yùn)動情況是( )A向右加速運(yùn)動 B向右減速運(yùn)動C向左加速運(yùn)動D向左減速運(yùn)動【例題5】如圖所示,底板光滑的小車上用兩個(gè)量程為20N、完全相同的彈簧秤甲和乙系住一個(gè)質(zhì)量為1kg的物塊,在水平地面上,當(dāng)小車作勻速直線運(yùn)動時(shí),兩彈簧秤的示數(shù)均為10N,當(dāng)小車作勻加速直線運(yùn)動時(shí),彈簧秤甲的示數(shù)變?yōu)?N。這時(shí)小車運(yùn)動的加速度大
4、小是( )甲 乙A2m/s2 B4m/s2C6m/s2 D8m/s2【例題6】以力F拉一物體,使其以加速度a在水平面上做勻加速直線運(yùn)動,力F的水平分量為F1,如圖所示,若以和F1大小、方向都相同的力F¢代替F拉物體,使物體產(chǎn)生加速度a¢,那么A當(dāng)水平面光滑時(shí),a¢< aB當(dāng)水平面光滑時(shí),a¢= aC當(dāng)水平面粗糙時(shí),a¢< aD當(dāng)水平面粗糙時(shí),a¢= a【例題7】一個(gè)質(zhì)量為2Kg的物體放在水平面上,它與水平面間的動摩擦因數(shù)0.2,物體受到5N的水平拉力作用,由初速度v05m/s開始運(yùn)動,求第4秒內(nèi)物體的位移(g取10m/s2
5、)【例題8】質(zhì)量為12kg的箱子放在水平地面上,箱子和地面的滑動摩擦因數(shù)為0.3,現(xiàn)用傾角為37°的60N力拉箱子,如圖所示,3s末撤去拉力,則撤去拉力時(shí)箱子的速度為多少?箱子繼續(xù)運(yùn)動多少時(shí)間而靜止?F【例題9】質(zhì)量為10kg的物體在傾角為370的斜面底部受一個(gè)沿斜面向上的力F=100N作用,由靜止開始運(yùn)動。2s內(nèi)物體在斜面上移動了4m,2s末撤去力F,求F撤去后,經(jīng)過多長時(shí)間物體返回斜面底部(g=10m/s2)?【例題10】一質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為的斜面上,現(xiàn)對物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F,如圖所示。則物塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)B沿斜面加速下滑C受到的摩擦力不變D受到的合外力增大【
6、例題11】如圖所示,放在固定斜面上的物塊以加速度沿斜面勻加速下滑,若在物塊上再施加一豎直向下的恒力,則A. 物塊可能勻速下滑B. 物塊仍以加速度勻速下滑C. 物塊將以大于的加速度勻加速下滑D. 物塊將以小于的加速度勻加速下滑【例題12】如圖,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板, 其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt(k是常數(shù)),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2,下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是【例題13】“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處,從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動。某
7、人做蹦極運(yùn)動,所受繩子拉力F的大小隨時(shí)間t變化的情況。如圖所示,將蹦極過程近似為在豎直方向的運(yùn)動,重力加速度為g。據(jù)圖可知,此人在蹦極過程中最大加速度約為 AgB2gC3gD4g【例題14】某校舉行托乒乓球跑步比賽,賽道為水平直道,比賽距離為S。比賽時(shí),某同學(xué)將球置于球拍中心,以大小為的加速度從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,當(dāng)速度達(dá)到時(shí),再以做勻速直線運(yùn)動跑至終點(diǎn)。整個(gè)過程中球一直保持在球拍中心不動。比賽中,該同學(xué)在勻速直線運(yùn)動階段保持球拍的傾角為,如題25圖所示。設(shè)球在運(yùn)動中受到空氣阻力大小與其速度大小成正比,方向與運(yùn)動方向相反,不計(jì)球與球拍之間的摩擦,球的質(zhì)量為,重力加速度為。(1)求空氣阻力
8、大小與球速大小的比例系數(shù);(2)求在加速跑階段球拍傾角隨速度變化的關(guān)系式;(3)整個(gè)勻速跑階段,若該同學(xué)速度仍為,而球拍的傾角比大了并保持不變,不計(jì)球在球拍上的移動引起的空氣阻力變化,為保證到達(dá)終點(diǎn)前球不從球拍上距離中心為r的下邊沿掉落,求應(yīng)滿足的條件。(2)由運(yùn)動求情況判斷受力情況對于第二類問題,在運(yùn)動情況已知情況下,要求判斷出物體的未知力的情況,其解題思路一般是:已知加速度或根據(jù)運(yùn)動規(guī)律求出加速度,再由第二定律求出合力,從而確定未知力,至于牛頓第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法則(平行四邊形法則)或正交分解法。【例題15】1000T的列車由車站出發(fā)做勻加速直線運(yùn)動,列車經(jīng)過100s,
9、通過的路程是1000m,已知運(yùn)動阻力是車重的0.005倍,求列車機(jī)車的牽引力大小?【例題16】在汽車中的懸線上掛一個(gè)小球,實(shí)際表明,當(dāng)汽車做勻變速運(yùn)動時(shí),懸線與豎直方向成一角度,已知小球質(zhì)量為m,汽車的加速度為a,求懸線張力F為多大?【例題17】如圖所示,B物塊放在A物塊上面一起以加速度a=2m/s2沿斜面向上滑動已知A物塊質(zhì)量 M=10kg,B物塊質(zhì)量為m=5kg,斜面傾角=37°問(1)B物體所受的摩擦力多大?(2)B物塊對A物塊的壓力多大?ABa【例題18】如圖所示,有一箱裝得很滿的土豆,以一定的初速度在摩擦因數(shù)為m的水平地面上做勻減速運(yùn)動,(不計(jì)其它外力及空氣阻力),則其中一
10、個(gè)質(zhì)量為m的土豆A受其它土豆對它的總作用力大小應(yīng)是( )vAAmg BmmgCmg Dmg【例題19】如圖所示,質(zhì)量分別為15kg和5kg的長方形物體A和B靜止疊放在水平桌面上。A與桌面以及A、B間動摩擦因數(shù)分別為1=0.1和2=0。6,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。問:ABF(1)水平作用力F作用在B上至少多大時(shí),A、B之間能發(fā)生相對滑動?(2)當(dāng)F=30N或40N時(shí),A、B加速度分別各為多少?類型題: 牛頓第二定律的矢量性 牛頓第二定律F=ma是矢量式,加速度的方向與物體所受合外力的方向相同。在解題時(shí),可以利用正交分解法進(jìn)行求解。【例題20】如圖所示,電梯與水平面夾角為300,當(dāng)電梯加速向
11、上運(yùn)動時(shí),人對梯面壓力是其重力的6/5,則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍?30°a【例題21】為了節(jié)省能量,某商場安裝了智能化的電動扶梯。無人乘行時(shí),扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時(shí),它會先慢慢加速,再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程,如圖所示。那么下列說法中正確的是A. 顧客始終受到三個(gè)力的作用B. 顧客始終處于超重狀態(tài)C. 顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下D. 顧客對扶梯作用的方向先指向右下方,再豎直向下類型題: 牛頓第二定律的瞬時(shí)性 牛頓第二定律是表示力的瞬時(shí)作用規(guī)律,描述的是力的瞬時(shí)作用效果產(chǎn)生加速度。物體在某一時(shí)刻加速度的大小和方向,是由該物
12、體在這一時(shí)刻所受到的合外力的大小和方向來決定的。當(dāng)物體所受到的合外力發(fā)生變化時(shí),它的加速度隨即也要發(fā)生變化,F(xiàn)=ma對運(yùn)動過程的每一瞬間成立,加速度與力是同一時(shí)刻的對應(yīng)量,即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失。【例題22】如圖(a)所示,一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細(xì)線上,L1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為,L2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將L2線剪斷,求剪斷瞬時(shí)物體的加速度。L2L1L2L1【例題23】若將圖(a)中的細(xì)線L1改為長度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,如圖2(b)所示,其他條件不變,求剪斷瞬時(shí)物體的加速度?【例題24】如圖所示,木塊A、B用一輕彈簧相連,豎直放在木
13、塊C上,三者靜置于地面,它們的質(zhì)量之比是1:2:3。設(shè)所有接觸面都光滑,當(dāng)沿水平方向迅速抽出木塊C的瞬時(shí)。A和B的加速度分別是aA=_,aB= _ AB【例題21】如圖所示,質(zhì)量為的小球用水平彈簧系住,并用傾角為的光滑木板AB托住,小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間,小球的加速度為( )AB300A0 B大小為,方向豎直向下C大小為,方向垂直木板向下 D大小為,方向水平向右【例題25】(湖北省八校2008屆第一次聯(lián)考)如圖七所示,豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上放著質(zhì)量為2kg的物體A,處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體B豎直向下輕放在A上的一瞬間,則A對B的壓力大小為(取
14、g=10m/s2)( )ABA30NB0C15N D12N【例題26】物塊A1、A2、B1和B2的質(zhì)量均為m,A1、A2用剛性輕桿連接,B1、B2用輕質(zhì)彈簧連結(jié),兩個(gè)裝置都放在水平的支托物上,處于平衡狀態(tài),如圖今突然撤去支托物,讓物塊下落,在除去支托物的瞬間,A1、A2受到的合力分別為和,B1、B2受到的合力分別為F1和F2,則( )A1A2B1B2A= 0,= 2mg,F(xiàn)1 = 0,F(xiàn)2 = 2mg B= mg,= mg,F(xiàn)1 = 0,F(xiàn)2 = 2mgC= mg,= 2mg,F(xiàn)1 = mg,F(xiàn)2 = mgD= mg, = mg,F(xiàn)1 = mg,F(xiàn)2 = mg【例題27】如圖所示,放在光滑水平
15、面上兩物體A和B之間有一輕彈簧,A、B質(zhì)量均為m,大小為F的水平力作用在B上,使彈簧壓縮,A靠在豎直墻面上,AB均處于靜止,在力F突然撤去的瞬時(shí),B的加速度大小為_,A的加速度大小為_。ABF【例題28】如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一根不計(jì)質(zhì)量的彈簧,放在光滑的水平面上,A球緊靠豎直墻壁。今用水平力F將B球向左推壓彈簧,平衡后,突然將F撤去,在這一瞬間FABB球的速度為零,加速度為零 B球的速度為零,加速度大小為 在彈簧第一次恢復(fù)原長之后,A才離開墻壁 在A離開墻壁后,A、B兩球均向右做勻速運(yùn)動以上說法正確的是A只有 BC D類型題: 牛頓第二定律的獨(dú)立性 當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)
16、,各力將獨(dú)立地產(chǎn)生與其對應(yīng)的加速度(力的獨(dú)立作用原理),而物體表現(xiàn)出來的實(shí)際加速度是物體所受各力產(chǎn)生加速度疊加的結(jié)果。那個(gè)方向的力就產(chǎn)生那個(gè)方向的加速度。【例題29】如圖所示,一個(gè)劈形物體M放在固定的斜面上,上表面水平,在水平面上放有光滑小球m,劈形物體從靜止開始釋放,則小球在碰到斜面前的運(yùn)動軌跡是:( )A沿斜面向下的直線 B拋物線C豎直向下的直線 D無規(guī)則的曲線。類型題: 有關(guān)圖象的一類問題 【例題30】地面上有一個(gè)質(zhì)量為M的重物,用力F向上提它,力F的變化將引起物體加速度的變化已知物體的加速度a隨力F變化的函數(shù)圖像如圖所示,則( )F0aAOFA當(dāng)F小于F0時(shí),物體的重力Mg大于作用力F
17、B當(dāng)FF0時(shí),作用力F與重力Mg大小相等C物體向上運(yùn)動的加速度與作用力F成正比Da的絕對值等于該地的重力加速度g的大小【例題31】如圖所示,A、B兩條直線是在A、B兩地分別用豎直向上的力F拉質(zhì)量分別為mA、mB的物體得出的兩個(gè)加速度a與力F的關(guān)系圖線,由圖線分析可知AaBFOA兩地的重力加速度gAgB BmAmBC兩地的重力加速度gAgB DmAmB【例題32】物體A、B、C均靜止在同一水平面上,它們的質(zhì)量分別為mA、mB、mC,與水平面的動摩擦因力F的關(guān)系圖線如圖4所對應(yīng)的直線甲、乙、丙所示,甲、乙直線平行,則以下說法正確的是( )甲aFO乙丙 AB mAmB BC mBmC BC mBmC
18、 AC mAmCABCD類型題: 多個(gè)物體為對象用牛頓第二定律 若將系統(tǒng)受到的每一個(gè)外力,系統(tǒng)內(nèi)每一物體的加速度均沿正交坐標(biāo)系的x軸與y軸分解,則系統(tǒng)的牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:F1x+F2x+=m1a1x+m2a2x+F1y+F2y+=m1a1y+m2a2y+與采用隔離法、分別對每一物體應(yīng)用牛頓第二定律求解不同的是,應(yīng)用系統(tǒng)的牛頓第二定律解題時(shí)將使得系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力變成內(nèi)力,因而可以減少不必求解的物理量的個(gè)數(shù),導(dǎo)致所列方程數(shù)減少,從而達(dá)到簡化求解的目的,并能給人以一種賞心悅目的感覺,現(xiàn)通過實(shí)例分析與求解,說明系統(tǒng)的牛頓第二定律的具體應(yīng)用,并力圖幫助大家領(lǐng)略到應(yīng)用系統(tǒng)的牛頓第二定律
19、求解的優(yōu)勢。【例題33】如圖,傾角為的斜面與水平面間、斜面與質(zhì)量為m的木塊間的動摩擦因數(shù)均為,木塊由靜止開始沿斜面加速下滑時(shí)斜面始終保持靜止。求水平面給斜面的摩擦力大小和方向。Mm【例題34】如圖所示,質(zhì)量為M的劈塊,其左右劈面的傾角分別為1=30°2=45°,質(zhì)量分別為m1=kg和m2=2.0kg的兩物塊,同時(shí)分別從左右劈面的頂端從靜止開始下滑,劈塊始終與水平面保持相對靜止,各相互接觸面之間的動摩擦因數(shù)均為=0.20,求兩物塊下滑過程中(m1和m2均未達(dá)到底端)劈塊受到地面的摩擦力。(g=10m/s2)1m1m22【例題35】如圖所示,在托盤測力計(jì)放一個(gè)重力為5N的斜木塊
20、,斜木塊的斜面傾角為37°現(xiàn)將一個(gè)重力為5N的小鐵塊無摩擦地從斜面上滑下,在小鐵塊下滑的過程中,測力計(jì)的示數(shù)為(取g=10m/s2)( )37°A8.2NB7NC7.4N D10N【例題36】如圖所示,質(zhì)量M=10kg的斜面體,其斜面傾角=370,小物體質(zhì)量m=1kg,當(dāng)小物體由靜止釋放時(shí),滑下S=1.4m后獲得速度V=1.4m/s,這過程斜面體處于靜止?fàn)顟B(tài),求水平面對斜面體的支持力和靜摩擦力(取g=10m/s2)Mm【例題37】如圖所示,有一只質(zhì)量為m的貓,豎直跳上一根用細(xì)繩懸掛起來的質(zhì)量為M的長木柱上。當(dāng)它跳上木柱后,細(xì)繩斷裂,此時(shí)貓要與地面保持不變的高度,在此過程中,
21、木柱對地的加速度大小為_。【例題38】如圖所示,質(zhì)量為M的平板小車放在傾角為的光滑斜面上(斜面固定),一質(zhì)量為m的人在車上沿平板向下運(yùn)動時(shí),車恰好靜止,求人的加速度【例題39】如圖11所示,質(zhì)量為M的框架放在水平地面上,一個(gè)輕質(zhì)彈簧固定在框架上,下端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球,當(dāng)小球上下振動時(shí),框架始終沒有跳起,在框架對地面的壓力為零的瞬間,小球加速度大小為( )Ag BC0 D【例題40】如圖1所示,質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上,它的頂角為90°,兩底角為和。a、b為兩個(gè)位于斜面上的質(zhì)量均為m的小木塊,已知所有的接觸面都是光滑的,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)a、b沿斜面下滑,而楔形木塊不動,這時(shí)楔形木塊對
22、水平桌面的壓力等于( )abA B CD類型題: 與彈簧有關(guān)的一類問題 【例題41】如圖所示,如圖所示,輕彈簧下端固定在水平面上。一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落,接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過程中,下列說法中正確的是( )A小球剛接觸彈簧瞬間速度最大B從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上C從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),小球的速度先增大后減小D從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),小球的加速度先減小后增大【例題42】如圖所示,質(zhì)量均為m的木塊A和B,中間放置一輕質(zhì)彈簧,壓下木塊A,再突然放手,在A達(dá)到最大速度時(shí),木塊B對地面的壓力為_。AB【例題43】“蹦極”
23、是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動。某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落,圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置,c是人所到達(dá)的最低點(diǎn),b是人靜止地懸吊著時(shí)的平衡位置,人在從P點(diǎn)落下到最低點(diǎn)c的過程中:( )PabcA人 在Pa段作自由落體運(yùn)動,處于完全失重狀態(tài)B在ab段繩的拉力小于人的重力,人處于失重狀態(tài)C在bc段繩的拉力小于人的重力,人處于失重狀態(tài)D在 c點(diǎn),人的速度為零,其加速度為零【例題44】如圖所示彈簧左端固定,右端自由伸長到O點(diǎn)并系住物體m現(xiàn)將彈簧壓縮到A點(diǎn),然后釋放,物體一直可以運(yùn)動到B點(diǎn)如果物體受到的阻力恒定,則A O BA物體從A到O先加速后減速B物體從A到O加速運(yùn)動,從O到B減速運(yùn)動C物體運(yùn)動到O點(diǎn)
24、時(shí)所受合力為零D物體從A到O的過程加速度逐漸減小類型題: 面接觸物體分離的條件及應(yīng)用 相互接觸的物體間可能存在彈力相互作用。對于面接觸的物體,在接觸面間彈力變?yōu)榱銜r(shí),它們將要分離。抓住相互接觸物體分離的這一條件,就可順利解答相關(guān)問題。下面舉例說明。【例題45】如圖,在光滑水平面上放著緊靠在一起的、兩物體,的質(zhì)量是的2倍,受到向右的恒力B=2N,受到的水平力A=(9-2t)N,(t的單位是s)。從t0開始計(jì)時(shí),則:ABFAFBA物體在3s末時(shí)刻的加速度是初始時(shí)刻的511倍;Bts后,物體做勻加速直線運(yùn)動;Ct4.5s時(shí),物體的速度為零;Dt4.5s后,的加速度方向相反。【例題46】如圖所示,細(xì)線
25、的一端固定于傾角為450的光滑楔形滑塊A的頂端P處,細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊至少以加速度a=_ 向左運(yùn)動時(shí),小球?qū)瑝K的壓力等于零,當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運(yùn)動時(shí),線中拉力T=_。45°aPA【例題47】一根勁度系數(shù)為k,質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,上端固定,下端系一質(zhì)量為m的物體,有一水平板將物體托住,并使彈簧處于自然長度。如圖所示。現(xiàn)讓木板由靜止開始以加速度a(ag勻加速向下移動。求經(jīng)過多長時(shí)間木板開始與物體分離。【例題48】如圖所示,一個(gè)彈簧臺秤的秤盤質(zhì)量和彈簧質(zhì)量都不計(jì),盤內(nèi)放一個(gè)物體A處于靜止,A的質(zhì)量m=12kg,彈簧的勁度系數(shù)k=300N/m。現(xiàn)在給A施加一個(gè)豎
26、直向上的力F,使A從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動,已知在t=0.2s內(nèi)F是變力,在0.2s以后F是恒力,g=10m/s2,則F的最小值是_,F(xiàn)的最大值是_。F【例題49】一彈簧秤的秤盤質(zhì)量m1=15kg,盤內(nèi)放一質(zhì)量為m2=105kg的物體A,彈簧質(zhì)量不計(jì),其勁度系數(shù)為k=800N/m,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。現(xiàn)給A施加一個(gè)豎直向上的力F,使A從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動,已知在最初02s內(nèi)F是變化的,在02s后是恒定的,求F的最大值和最小值各是多少?(g=10m/s2)F類型題: 整體法和隔離法解題(連接體問題)兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相互連接參與運(yùn)動的系統(tǒng)稱為連接體。以平衡態(tài)或非平衡態(tài)下連
27、接體問題擬題屢次呈現(xiàn)于高考卷面中,是考生備考臨考的難點(diǎn)之一。解決這類問題需要注意:若連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體具有相同的加速度時(shí),應(yīng)先把連接體當(dāng)成一個(gè)整體(即看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)),分析其受到的外力及運(yùn)動情況,利用牛頓第二定律求出加速度若連接體內(nèi)各物體間有相互作用的內(nèi)力,則把物體隔離,對某個(gè)物體單獨(dú)進(jìn)行受力分析(注意標(biāo)明加速度的方向),再利用牛頓第二定律對該物體列式求解。【例題50】如圖所示,A、B兩木塊的質(zhì)量分別為mA、mB,在水平推力F作用下沿光滑水平面勻加速向右運(yùn)動,求A、B間的彈力FN。【例題51】兩個(gè)質(zhì)量相同的物體1和2緊靠在一起放在光滑水平桌面上,如圖4所示。如果它們分別受到水平推力和,且
28、,則1施于2的作用力的大小為( )12F1F2A BCD【例題52】質(zhì)量分別為M和m的兩物體靠在一起放在光滑水平面上用水平推力F向右推M,兩物體向右加速運(yùn)動時(shí),M、m間的作用力為N1;用水平力F向左推m,使M、m一起加速向左運(yùn)動時(shí),M、m間的作用力為N2,如圖所示,則( )FFABABAN1N211 BNl N2mM CN1N2Mm D條件不足,無法比較N1、N2的大小【例題53】如圖所示,置于水平地面上相同材料質(zhì)量分別為m和M的兩物體用細(xì)繩連接,在M上施加水平恒力F,使兩物體做勻加速直線運(yùn)動,對兩物體間細(xì)繩上的拉力,正確的說法是:mMFA地面光滑時(shí),繩子拉力大小等于;B地面不光滑時(shí),繩子拉力
29、大小為;C地面不光滑時(shí),繩子拉力大于;D地面不光滑時(shí),繩子拉力小于。 【例題54】如圖所示,A質(zhì)量為m,B質(zhì)量為M,放在光滑的水平面上并緊貼在一起。如果已知M>m,現(xiàn)以水平力F第一次作用在A上,第二次作用在B上,則: ( )FFBABAA次作用引起物體系的加速度相同,且物體A和物體B之間的相互作用力也相同。B兩次作用引起的物體系的加速度不相同,且物體A和物體B之間的相互作用力也不相同。C兩次作用引起的物體系的加速度相同,但物體A和物體B之間的相互作用力不相同。D兩次作用引起的物體系的加速度不相同,但物體A和物體B之間的相互作用力相同。【例題55】如圖所示,n塊質(zhì)量相同的木塊并排放在光滑的
30、水平面上,水平外力F作用在第一塊木塊上,則第3塊木塊對第4塊的作用力為多少?第n2塊對第n1塊的作用力為多少?F1 2 3 4 5 n 【例題55】一質(zhì)量為M,傾角為的楔形木塊,靜置在水平桌面上,與桌面間的動摩擦因數(shù)為,一物塊質(zhì)量為m,置于楔形木塊的斜面上,物塊與斜面的接觸是光滑的。為了保持物塊相對斜面靜止,可用一水平力F推楔形木塊,如圖所示。此水平力的大小等于_。MmF【例題56】如圖,在光滑的水平桌面上有一物體A,通過繩子與物體B相連,假設(shè)繩子的質(zhì)量以及繩子與定滑輪之間的摩擦力都可以忽略不計(jì),繩子不可伸長。如果,則物體A的加速度大小等于( )AB A、3g B、g C、3g/4 D、g/2
31、【例題57】如圖所示,一根輕質(zhì)彈簧上端固定,下端掛一質(zhì)量為M的平盤,盤中放有質(zhì)量為m的物體,它們靜止時(shí)彈簧伸長了L,今向下拉盤使之再伸長L后停止,然后松手放開,設(shè)彈簧總處于彈性限度內(nèi),則剛松手時(shí)盤對物體的支持力等于多少?【例題58】一人在井下站在吊臺上,用如圖4所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺和自己提升上來。圖中跨過滑輪的兩段繩都認(rèn)為是豎直的且不計(jì)摩擦。吊臺的質(zhì)量m=15kg,人的質(zhì)量為M=55kg,起動時(shí)吊臺向上的加速度是a=0.2m/s2,求這時(shí)人對吊臺的壓力。【例題59】如圖所示,一輛汽車A拉著裝有集裝箱的拖車B,以速度v130 m/s進(jìn)入向下傾斜的直車道。車道每100 m下降2 m。為了使汽
32、車速度在s200 m的距離內(nèi)減到v210 m/s,駕駛員必須剎車。假定剎車時(shí)地面的摩擦阻力是恒力,且該力的70作用于拖車B,30%作用于汽車A。已知A的質(zhì)量m12000 kg,B的質(zhì)量m26000 kg。求汽車與拖車的連接處沿運(yùn)動方向的相互作用力。取重力加速度g10 m/s2。【例題60】如右圖,水平地面上有一楔形物塊a,其斜面上有一小物體b,b與平行于斜面的細(xì)繩的一端相連,細(xì)繩的另一端固定在斜面上,a與b之間光滑,a和b以共同速度在地面軌道的光滑段向左運(yùn)動,當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)A繩的張力減小,b對a的正壓力減小B繩的張力增加,斜面對b的支持力增加C繩的張力減小,地面對a的支持力增加D
33、繩的張力增加,地面對a的支持力減小【例題61】如圖所示,一足夠長的木板靜止在光滑水平面上,一物塊靜止在木板上,木板和物塊間有摩擦。現(xiàn)用水平力向右拉木板,當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運(yùn)動時(shí),撤掉拉力,此后木板和物塊相對于水平面的運(yùn)動情況為A. 物塊先向左運(yùn)動,再向右運(yùn)動B. 物塊向右運(yùn)動,速度逐漸增大,直到做勻速運(yùn)動C. 木板向右運(yùn)動,速度逐漸變小,直到做勻速運(yùn)動D. 木板和物塊的速度都逐漸變小,直到為零【例題62】如圖所示,兩光滑斜面的傾角分別為30和45,質(zhì)量分別為2 m和m的兩個(gè)滑塊用不可伸長的輕繩通過滑輪連接(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦),分別置于兩個(gè)斜面上并由靜止釋放;若交換兩滑塊
34、位置,再由靜止釋放,則在上述兩種情形中正確的有(A)質(zhì)量為2m的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用(B)質(zhì)量為m的滑塊均沿斜面向上運(yùn)動(C)繩對質(zhì)量為m滑塊的拉力均大于該滑塊對繩的拉力(D)系統(tǒng)在運(yùn)動中機(jī)械能均守恒類型題: 必須會分析傳送帶有關(guān)的問題 【例題63】如圖所示,某工廠用水平傳送帶傳送零件,設(shè)兩輪子圓心的距離為S,傳送帶與零件間的動摩擦因數(shù)為,傳送帶的速度恒為V,在P點(diǎn)輕放一質(zhì)量為m的零件,并使被傳送到右邊的Q處。設(shè)零件運(yùn)動的后一段與傳送帶之間無滑動,則傳送所需時(shí)間為_,摩擦力對零件做功為_。PQSv【例題64】如圖所示,傳輸帶與水平面間的傾角為=37
35、6;,皮帶以10 m/s的速率運(yùn)行,在傳輸帶上端A處無初速地放上質(zhì)量為0.5 kg的物體,它與傳輸帶間的動摩擦因數(shù)為0.5。若傳輸帶A到B的長度為16 m,則物體從A運(yùn)動到B的時(shí)間為多少?類型題: 變力作用下問題 【例題65】一電子在如圖所示按正弦規(guī)律變化的外力作用下由靜止釋放,則物體將:0t1t2t3Ftt4A、作往復(fù)性運(yùn)動B、t1時(shí)刻動能最大C、一直朝某一方向運(yùn)動D、t1時(shí)刻加速度為負(fù)的最大。【例題66】一個(gè)質(zhì)量為的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)。從開始,物體受到一個(gè)大小和方向呈周期性變化的水平力F作用,力F隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。求83秒內(nèi)物體的位移大小. 取。
36、【例題67】總質(zhì)量為80kg的跳傘運(yùn)動員從離地500m的直升機(jī)上跳下,經(jīng)過2s拉開繩索開啟降落傘,如圖所示是跳傘過程中的vt圖,試根據(jù)圖像求:(g取10m/s2)(1)t1s時(shí)運(yùn)動員的加速度和所受阻力的大小。(2)估算14s內(nèi)運(yùn)動員下落的高度及克服阻力做的功。(3)估算運(yùn)動員從飛機(jī)上跳下到著地的總時(shí)間。【例題68】如圖甲所示,靜止在水平地面的物塊A,受到水平向右的拉力F的作用,F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動摩擦力大小相等,則A0t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大Bt2時(shí)刻物塊A的加速度最大Ct2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動Dt3時(shí)刻物塊A的動能最大【例題69】如圖(a),
37、質(zhì)量m1kg的物體沿傾角37的固定粗糙斜面由靜止開始向下運(yùn)動,風(fēng)對物體的作用力沿水平方向向右,其大小與風(fēng)速v成正比,比例系數(shù)用k表示,物體加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖(b)所示。求:(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù);(2)比例系數(shù)k。(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)【例題70】固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角,在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán),小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動,推力F與小環(huán)速度v隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示,取重力加速度g10m/s2。求:(1)小環(huán)的質(zhì)量m;(2)細(xì)桿與地面間的傾角a。【例題71】如圖所示,物體從光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止開始下滑,經(jīng)過B點(diǎn)后進(jìn)入水平面
38、(設(shè)經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變),最后停在C點(diǎn)。每隔0.2秒鐘通過速度傳感器測量物體的瞬時(shí)速度,下表給出了部分測量數(shù)據(jù)。(重力加速度g10m/s2)求:(1)斜面的傾角a;(2)物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)m;(3)t0.6s時(shí)的瞬時(shí)速度v。類型題: “等時(shí)圓”模型的基本規(guī)律及應(yīng)用 一、何謂“等時(shí)圓”【例題72】如圖1所示,ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c、d位于同一圓周上,a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn),d點(diǎn)為最低點(diǎn)。每根桿上都套有一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫出),三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速為0),用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時(shí)間,則( )abcdAt1<t
39、2<t3 Bt1>t2>t3 Ct3>t1>t2 Dt1=t2=t3 結(jié)論:物體沿著位于同一豎直圓上的所有光滑弦由靜止下滑,到達(dá)圓周最低點(diǎn)的時(shí)間相等。推論:若將圖1倒置成圖2的形式,同樣可以證明物體從最高點(diǎn)由靜止開始沿不同的光滑細(xì)桿到圓周上各點(diǎn)所用的時(shí)間相等。象這樣的豎直圓我們簡稱為“等時(shí)圓”。關(guān)于它在解題中的應(yīng)用,我們看下面的例子二、“等時(shí)圓”的應(yīng)用可直接觀察出的“等時(shí)圓”【例題73】如圖3,通過空間任一點(diǎn)A可作無限多個(gè)斜面,若將若干個(gè)小物體從點(diǎn)A分別沿這些傾角各不相同的光滑斜面同時(shí)滑下,那么在同一時(shí)刻這些小物體所在位置所構(gòu)成的面是( )AA球面 B拋物面 C水
40、平面 D無法確定【例題74】如圖4,位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓軌道與水平面相切于M點(diǎn),與豎直墻相切于點(diǎn)A,豎直墻上另一點(diǎn)B與M的連線和水平面的夾角為600,C是圓環(huán)軌道的圓心,D是圓環(huán)上與M靠得很近的一點(diǎn)(DM遠(yuǎn)小于CM)。已知在同一時(shí)刻:a、b兩球分別由A、B兩點(diǎn)從靜止開始沿光滑傾斜直軌道運(yùn)動到M點(diǎn);c球由C點(diǎn)自由下落到M點(diǎn);d球從D點(diǎn)靜止出發(fā)沿圓環(huán)運(yùn)動到M點(diǎn)。則:( ) BCDMAA、a球最先到達(dá)M點(diǎn)B、b球最先到達(dá)M點(diǎn)C、c球最先到達(dá)M點(diǎn) D、d球最先到達(dá)M點(diǎn)運(yùn)用等效、類比自建“等時(shí)圓”【例題75】如圖5所示,在同一豎直線上有A、B兩點(diǎn),相距為h,B點(diǎn)離地高度為H,現(xiàn)在要在地面上尋找一點(diǎn)
41、P,使得從A、B兩點(diǎn)分別向點(diǎn)P安放的光滑木板,滿足物體從靜止開始分別由A和B沿木板下滑到P點(diǎn)的時(shí)間相等,求O、P兩點(diǎn)之間的距離。ABPHhO“形似質(zhì)異”問題的區(qū)分【例題76】還是如圖的圓周,如果各條軌道不光滑,它們的摩擦因數(shù)均為,小滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速為0)到達(dá)圓環(huán)底部的時(shí)間還等不等?abcd【例題77】如圖,圓柱體的倉庫內(nèi)有三塊長度不同的滑板aO、bO、cO,其下端都固定于底部圓心O,而上端則擱在倉庫側(cè)壁,三塊滑塊與水平面的夾角依次為300、450、600。若有三個(gè)小孩同時(shí)從a、b、c處開始下滑(忽略阻力),則 ( ) aObcA、a處小孩最先到O點(diǎn)B、b處小孩最先到O點(diǎn)C、c處
42、小孩最先到O點(diǎn)D、a、c處小孩同時(shí)到O點(diǎn)類型題: STS問題 【例題78】“神舟”五號飛船完成了預(yù)定的空間科學(xué)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)后返回艙開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回,返回艙開始時(shí)通過自身制動發(fā)動機(jī)進(jìn)行調(diào)控減速下降,穿越大氣層后,在一定的高度打開阻力降落傘進(jìn)一步減速下落,這一過程中若返回艙所受空氣摩擦阻力與速度的平方成正比,比例系數(shù)(空氣阻力系數(shù))為k,所受空氣浮力恒定不變,且認(rèn)為豎直降落。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí),返回艙的運(yùn)動vt圖象如圖中的AD曲線所示,圖中AB是曲線在A點(diǎn)的切線,切線交于橫軸一點(diǎn)B,其坐標(biāo)為(8,0),CD是曲線AD的漸進(jìn)線,假如返回艙總質(zhì)量為M=400kg,g =10m/s2,
43、求(1)返回艙在這一階段是怎樣運(yùn)動的?(2)在初始時(shí)刻v=160m/s,此時(shí)它的加速度是多大?(3)推證空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式并計(jì)算其值。【例題79】2004年1月25日,繼“勇氣”號之后,“機(jī)遇”號火星探測器再次成功登陸火星。在人類成功登陸火星之前,人類為了探測距離地球大約3.0×105km的月球,也發(fā)射了一種類似四輪小車的月球探測器。它能夠在自動導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走,且每隔10s向地球發(fā)射一次信號。探測器上還裝著兩個(gè)相同的減速器(其中一個(gè)是備用的),這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2。某次探測器的自動導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障,從而使探測器只能勻速前進(jìn)而不再能自動避開障礙物。此時(shí)地球上的科學(xué)家必須對探測器進(jìn)行人工遙控操作。下表為控制中心的顯示屏的數(shù)據(jù):已知控制中心的信號發(fā)射與接收設(shè)備工作速度極快。科學(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令最少需要3s。問
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