江苏省高考物理大一轮复习配套检测第三章特 动力学中常考的物理模型B含答案Word文件下载.docx
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t=3s时刻,A、B达到共同速度v=2m/s;
3s时刻至A停止运动前,A向右运动的速度始终大于B的速度)求:
(1)站在水平地面上的人看来A向左运动的最大位移.
(2)B运动的时间及B运动的位移大小.
甲
乙
3.(2016·
南通检测)如图所示,传送带与水平面间的夹角θ=37°
沿顺时针匀速转动.现把质量m=50kg的米袋轻轻放在底端A,并输送到顶端B,A、B间的距离L=20m.可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8.
(1)要使米袋能够被输送到传送带顶端,米袋与传送带间动摩擦因数应满足什么条件?
(2)若米袋与传送带间动摩擦因数μ=0.8,且米袋一直向上做匀加速直线运动,则米袋到达传送带顶端B时的速度vB多大?
(3)若米袋与传送带间动摩擦因数μ=0.8,改变传送带的速度大小v,可以调节米袋到达传送带顶端B的时间t,试写出t随v变化的关系式.
4.(2017·
南师附中)如图甲所示,质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F.当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到-F的关系如图乙所示,其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为1m-1.将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2.
(1)若恒力F=0,则物块会从木板的右端滑下,求物块在木板上滑行的时间.
(2)图乙中BC为直线段,求该段恒力F的取值范围及-F函数关系式.
特别策划 计算题突破
(一)——动力学中常考的物理模型(B)
1.
(1)F1>
20N
(2)F2>
13.2N (3)游戏不能成功
【解析】
(1)滑块与木板间的滑动摩擦力f=μF1,
对木板应有f>
Mg,
代入数据得F1>
20N.
(2)对木板由牛顿第二定律有μF1-Mg=Ma1,
对滑块由牛顿第二定律有F2-μF1-mg=ma2,
要能发生相对滑动应有a2>
a1,
代入数据可得F2>
13.2N.
(3)对滑块由牛顿第二定律有F2-μF1-mg=ma3,
设滑块上升h的时间为t,则h=a3t2,
对木板由牛顿第二定律有μF1-Mg=Ma4,
设木板在t时间上升的高度为H,则H=a4t2,
代入数据可得H=0.75m.
由于H+L<
h,滑块在上升到1.5m之前已经脱离了木板,游戏不能成功.
2.
(1)由图乙可知,03s内A做匀变速运动,速度由
vA=-1m/s变为v=2m/s.
则其加速度大小为aA==m/s2=1m/s2,
方向水平向右.
当A水平向左运动速度减为零时,向左运动的位移最大,则
s==0.5m.
(2)设A与B之间的动摩擦因数为μ1,由牛顿第二定律得μ1mg=maA,
则μ1==0.1.
由图乙可知,03s内B做匀减速运动,其速度由vB=14m/s变为v=2m/s.
则其加速度大小为aB==m/s2=4m/s2,方向水平向左.
设B与地面之间的动摩擦因数为μ2,由牛顿第二定律得:
μ1mg+2μ2mg=maB,
则μ2==0.15.
3s之后,B继续向右做匀减速运动,由牛顿第二定律得
2μ2mg-μ1mg=maB'
则B的加速度大小为aB'
=2μ2g-μ1g=2m/s2,
方向水平向左.
3s之后运动的时间为t2==s=1s,
则B运动的时间为t=t1+t2=4s,
04s内B的位移xB=t1+t2=25m,方向水平向右.
3.
(1)要使米袋能够被输送到传送带顶端B,则
μmgcosθ≥mgsinθ,
解得μ≥0.75.
(2)米袋到达传送带顶端B的过程
(μmgcosθ-mgsinθ)L=m,
解得vB=4m/s.
(3)由
(2)可知,当传送带速度v<
4m/s时,米袋先加速至传送带的速度v,然后随传送带一起匀速运动.设米袋加速运动时的位移为x,加速度为a,则
μmgcosθ-mgsinθ=ma,
v2=2ax,
米袋运动的时间
t=+,
t=+(或4vt-5v2-80=0).
当传送带速度v≥4m/s时,米袋一直做匀加速运动,则
米袋运动的时间恒为
t'
==10s.
4.
(1)s
(2)1N≤F≤3N =
【解析】
(1)以初速度v0为正方向,物块的加速度大小am=μg=2m/s2,
木板的加速度大小aM==4m/s2,
由图乙知,板长L=1m,
滑块相对木板的路程L=v0t-amt2-aMt2,
联立解得t=s或t=1s.
当t=1s时,滑块的速度为2m/s,木板的速度为4m/s,而当物块从木板右端滑离时,滑块的速度不可能小于木板的速度,t=1s应舍弃,故所求时间为t=s.
(2)①当F较小时,物块将从木板右端滑下,当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端,且两者具有共同速度v,历时t1,则
aM'
=,
v=v0-amt1=aM'
·
t1,
s=t1-t1=t1,
联立解得=.
由图乙知,相对路程:
s≤1m,
代入解得F≥1N.
②当F继续增大时,物块减速、木板加速,两者在木板上某一位置具有共同速度,当两者共速后能保持相对静止(静摩擦力作用)一起以相同加速度a做匀加速运动,则:
a=
f=ma
由于静摩擦力存在最大值,所以f≤fmax=μmg=2N
联立解得F≤3N
③综述BC段恒力F的取值范围是1N≤F≤3N,函数关系式是=.
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