牛顿运动定律专题.docx
- 文档编号:10070541
- 上传时间:2023-05-23
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:196.67KB
牛顿运动定律专题.docx
《牛顿运动定律专题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《牛顿运动定律专题.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
牛顿运动定律专题
专题1 动力学中的连接体问题
1.连接体
多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。
连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。
2.解决连接体问题的两种方法
例:
如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m1和m2。
拉力F1和F2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F1>F2。
试求在两个物块运动过程中轻线的拉力FT的大小。
对点训练:
如图所示,斜面倾角为θ,木块A的质量为m,叠放在木块B的上表面,木块B上表面水平,下表面与斜面间无摩擦力,当A与B保持相对静止一起沿斜面下滑时,求A所受的弹力与摩擦力。
专题2 “传送带”模型
1.水平传送带模型
项目
图示
滑块可能的运动情况
情景1
(1)可能一直① 匀加速
(2)可能先加速后② 匀速
情景2
(1)v0>v时,可能一直减速,也可能先③ 匀减速 再匀速
(2)v0 情景3 (1)传送带较短时,滑块一直减速到达左端 (2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。 若v0>v,返回时速度为v,若v0 2.倾斜传送带模型 项目 图示 滑块可能的运动情况 情景1 (1)可能一直⑤ 匀加速 (2)可能先加速后⑥ 匀速 情景2 (1)可能一直⑦ 匀加速 (2)可能先加速后⑧ 匀速 (3)可能先以a1加速后以a2加速 3、传送带分析流程: 判断相对运动方向——摩擦力方向——加速度方向——速度变化情况——根据物体与传送带是否同向以及传动带的长度判断物体的运动情况。 例1: 如图所示,水平传送带A. B两端相距x=6m,以v0=4m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转,今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A端,由于煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕。 已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,取重力加速度大小g=10m/s2,则煤块从A运动到B的过程中求: (1)煤块到A运动到B的时间; (2)划痕长度。 变式1: 将题目中“将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A端“,改为“一小煤块(可视为质点)以与传送带同向的速度v从A端水平滑上传送带”,其他条件不变,如图所示: (1)若v=6m/s,求煤块从A运动到B的时间和划痕的长度。 (2)若v=2m/s,求煤块从A运动到B的时间和划痕的长度。 变式2: 例题中若只把传送带水平放置变为与水成370角倾斜放置,如图所示,其他条件不变,求煤块从A运动到B的时间和划痕的长度。 对点训练: 1、(多选)如图,一物体随传送带一起运动,已知物体相对传送带保持静止,下列说法中正确的是( ) A.物体可能受与运动方向相同的摩擦力 B.物体可能受与运动方向相反的摩擦力 C.物体可能不受摩擦力 D.物体肯定受摩擦力 2.如图所示,水平放置的传送带以速度v=2m/s向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A端与B端相距6m,则物体由A运动到B的时间为(g=10m/s2)( ) A.2sB.2.5sC.3.5sD.4s 专题3“滑块—滑板”模型 1.模型的特点: 上、下叠放两个物体,并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。 2.模型的临界条件 (1)滑块与滑板存在相对滑动的临界条件 运动学条件 若两物体速度或加速度不等,则会相对滑动 力学条件 一般情况下,假设两物体间无相对滑动,先用整体法算出一起运动的加速度,再用隔离法算出滑块“所需要”的摩擦力Ff,比较Ff与最大静摩擦力Ffm的关系,若Ff>Ffm,则发生相对滑动 (2)滑块滑离滑板的临界条件 当滑板的长度一定时,滑块可能从滑板滑下,恰好滑到滑板的边缘达到共同速度是滑块滑离滑板的临界条件。 两种常见情况的位移关系如下: 类型图示 规律分析 木板B带动物块A,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板左端时二者速度相等,则位移关系为xB=xA+L 物块A带动木板B,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板右端时二者速度相等,则位移关系为xB+L=xA 例1: 如图所示,物块A.木板B的质量均为m=10kg,不计A的大小,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的最左端开始运动。 已知A与B. B与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=0.1,g取10m/s2.若物块A刚好没有从B上滑下来,则A的初速度多大? 例2如图所示,倾角α=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L=1.8m、质量M=3kg的薄木板,木板的最右端叠放一质量m=1kg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,取重力加速度g=10m/s2. (1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件; (2)若F=37.5N,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 对点训练: 1、如图所示,质量为M的木板,上表面水平,放在水平桌面上,木板上面有一质量为m的物块,物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,若要以水平外力F将木板抽出,则力F的大小至少为( ) A.μmgB.μ(M+m)g C.μ(m+2M)gD.2μ(M+m)g 2.(2018安徽六安一中高一上期末)(多选)如图所示,一足够长的木板静止在粗糙的水平面上,t=0时刻滑块从木板的左端以速度v0水平向右滑行,木板与滑块间存在摩擦,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 下列描述滑块的v-t图象中可能正确的是( ) 3.(2018广东广州荔湾高一上期末)如图甲所示,一小滑块(可视为质点)与长木板一起以v0=5m/s的速度沿光滑水平面向左运动。 现给长木板加一个F=12N向右的水平推力,小滑块与长木板发生相对滑动,长木板运动的v-t图象如图乙所示。 当长木板速度减为零时,小滑块恰好滑至长木板上的A点,此时撤去外力F并将长木板锁定,小滑块继续沿长木板运动,恰好到达长木板的最左端。 已知长木板的质量M=2kg,小滑块的质量m=1kg,g取10m/s2。 求: (1)小滑块与长木板间的动摩擦因数μ; (2)滑块运动到A点时的速度的大小vA。 专题4 临界极值问题 1、概念 (1)临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一种物理现象的连接状态常伴有极值问题出现。 (2)临界问题: 某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态,这种涉及临界状态的问题叫临界问题。 。 (3)极值问题: 在满足一定的条件下,某物理量出现极大值或极小值的情况。 二、关键词语 在动力学问题中出现的“最大”、“最小”、“刚好”、“恰能”“恰好”、“刚刚”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件。 有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过程中可能出现临界问题,也可能不出现临界问题,解答这类问题一般用假设法。 三、常见类型 动力学中的常见临界问题主要有三类: 一是弹力发生突变时接触物体间的脱离与不脱离的问题; 二是绳子的绷紧与松弛问题; 三是摩擦力发生突变的滑动与不滑动问题。 四、解题关键 解决此类问题的关键是对物体运动情况的正确描述,对临界状态的判断与分析,找出处于临界状态时存在的独特的物理关系,即临界条件。 常见的三类临界问题的临界条件: 1、相互接触的两个物体将脱离的临界条件是: 相互作用的弹力为零。 2、绳子松弛的临界条件是: 绳子的拉力为零。 3、存在静摩擦的系统,相对滑动与相对静止的临界条件是: 静摩擦力达到最大值。 例题 例1: 有一质量M=4kg的小车置于光滑水平桌面上,在小车上放一质量m=6kg的物块,动摩擦因素µ=0.2,现对物块施加F=25N的水平拉力,如图所示,求小车的加速度? (设车与物块之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力且g取10m/s2) 例2.托盘A托着质量为m的重物B,B挂在劲度系数为k的弹簧下端,弹簧的上端悬挂于O点,开始时弹簧竖直且为原长,今让托盘A竖直向下做初速为零的匀加速运动,其加速度为a,求经过多长时间,A与B开始分离(ag). 临界问题与极值问题针对训练 一、选择题(第1到第4为单选题,第5到第8题为多选题) 1.如图在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与后壁间的滑动摩擦系数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.要使物体不下滑,车厢至少应以多大的加速度前进() A.g/μ B.gμ C.μ/g D.g 2.如图2所示,质量为M的木板,上表面水平,放在水平桌面上,木板上面有一质量为m的物块,物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为,若要以水平外力F将木板抽出,则力F的大小至少为() A.B. C.D. 3.一个物体沿摩擦因数一定的斜面加速下滑,下列图象,哪个比较准确地描述了加速度a与斜面倾角θ的关系() 4.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg。 现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为() A. B. C. D. 5.如图所示,质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5N时,物体A处于静止状态。 若小车以1m/s2的加速度向右运动后,则(g=10m/s2)() A.物体A相对小车仍然静止 B.物体A受到的摩擦力减小 C.物体A受到的摩擦力大小不变 D.物体A受到的弹簧拉力增大 6.如图,在光滑水平面上放着紧靠在一起的AB两物体,B的质量是A的2倍,B受到向右的恒力FB=2N,A受到的水平力FA=(9-2t)N,(t的单位是s)。 从t=0开始计时,则: () A.A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的5/11倍; B.t>4s后,B物体做匀加速直线运动; C.t=4.5s时,A物体的速度为零; D.t>4.5s后,AB的加速度方向相反 7.如图所示,一物体随传送带一起向下运动,已知物体相对于传送带保持静止,下列说法正确的是() A.物体可能受摩擦力的作用,摩擦力的方向与运动方向相同 B.物体可能受摩擦力的作用,摩擦力的方向与运动方向相反 C.物体可能不受摩擦力的作用 D.物体肯定受摩擦力的作用 8.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连。 小球某时刻正处于图示状态。 设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是() A.若小车向左运动,N可能为零 B.若小车向左运动,T可能为零 C.若小车向右运动,N不可能为零 D.若小车向右运动,T不可能为零 二、解答题 9.如图所示,一质量为0.2kg的小球系着静止在光滑的倾角为53°的斜面上,斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,当斜面以10m/s2加速度水平向右作匀加速直线运动时,求线对小球的拉力和斜面对小球的弹力。 (g=10m/s2) 10.如图所示,质量为 的木块与水平地面的动摩擦因数 ,木块用轻绳绕过光滑的定滑轮,轻绳另一端施一大小为20N的恒力F,使木块沿地面向右做直线运动,定滑轮离地面的高度 ,木块M可视为质点,问木块从较远处向右运动到离定滑轮多远时加速度最大? 最大加速度为多少? 11.如图所示,在倾角为θ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。 12.传送带与水平面夹角37°,皮带以10m/s的速率运动,皮带轮沿顺时针方向运动,如图所示.今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m=0.5kg的小物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.5,若传送带A到B的长度为16m,g取10m/s2,则物体从A运动到B的时间为多少? (g取为10m/s2) 13.如图所示,m=4kg的小球挂在小车后壁上,细线与竖直方向成37°角。 求: (1)小车以a=g向右加速时,细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大; (2)小车以a=g向右减速时,细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大? 14.一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg,盘内放一质量为m2=10.5kg的物体P,弹簧质量不计,其劲度系数为k=800N/m,系统处于静止状态,如图9所示。 现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在最初0.2s内F是变化的,在0.2s后是恒定的,求F的最大值和最小值各是多少? (g=10m/s2)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 牛顿 运动 定律 专题