高2012级尖子班周末讲座 一轮复习 牛顿定律 解出a′=-μg=-
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m/s 8a?35小物块在水平面上滑行时间t2=0?v1?8s=0.23s
运动总时间t总= t1+ t2=(1+0.23)s = 1.23s ( 43 s ) (1分)
35
14、(2013江苏常州期中)如图所示,质量M?1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m?1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s,试求:
(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端? (2)在铁块上加一个水平向右多大范围的力时,铁块和木板间存在相对运动?
(3)若在铁块上的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算,
写出铁块受到木板的摩擦力f2与拉力F大小的关系式。(设木板足够长)
14、(15分)解:(1)铁块的加速度大小
2
a1?F??2mg2
=4m/s(2分) m 木板的加速度大小 a2??2mg??1(M?m)gM?2m/s2 (2分)
设经过时间t铁块运动到木板的右端,则有
1212at?a2t?L 21(1分) 2
来源:Zxxk.Com] 解得:t=1s (1分) (2)设F=F1时,A、B恰保持相对静止,此时系统的加速度 a?a2?2m/s
2
(1分)
以系统为研究对象,根据牛顿第二定律有
F1??1(M?m)g?(M?m)a (2分)
解得:F1>6N
(3)①当F≤ μ1(mg+Mg)=2N时,A、B相对静止且对地静止,f2=F
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高2012级尖子班周末讲座 一轮复习 牛顿定律 ②当2N M?m2 以M为研究对象,根据牛顿第二定律有 f2??1(M?m)g?Ma, 解得: f2?F?1(1分) 2 ③当F>6N,A、B发生相对运动,f2??2mg=4N 15(9分)(浙江省名校新高考研究联盟2013届第一次联考)如图所示,一固 定粗糙斜面与水平面夹角??30?。一个质量m?1kg的小物体(可视为质点),在F=10 N的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动。已知斜面与物体间的动摩擦因数??网]F 30? 3,取g?10m/s2。试求:6[来源:学,科, (1)物体在拉力F作用下运动的加速度a1; (2)若力F作用1.2 s后撤去,物体在上滑过程中距出发点的最大距离s; (3)物体从静止出发,到再次回到出发点的过程中,物体克服摩擦所做的功Wf。 15.解:(1)对物体受力分析,依据牛顿第二定律: (2)力作用t0?1.2s后,速度大小为v?a1t0?3m/s 物体向上滑动的距离s1? 物体受到斜面对它的支持力FN?mgcos??53N-------------1分 物体受到斜面对它的摩擦力Ff??FN?2.5N-------------1分 物体的加速度a1?F?mgsin??Ffm?2.5m/s2-------------1分 12a1t0?1.8m-------------1分 2mgsin??umgcos??7.5m/s2 m此后它将向上匀减速运动,其加速度大小a2?v2这一过程物体向上滑动的距离s2??0.6m ----------1分 2a2整个上滑过程移动的最大距离s?s1?s2?2.4m-------------1分 (3)整个运动过程所通过的路程为s'?2s?4.8m-------------1分 克服摩擦所做的功Wf?Ffs'?12J -------------2分 30 高2012级尖子班周末讲座 一轮复习 牛顿定律 16.(10分)(2013年浙江三县联考)某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示。 第16题图甲 第16题图乙 他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角??30?的斜面上滑,紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示。 g取10m/s2。求: (1)上滑过程中的加速度的大小a1; (2)木块与斜面间的动摩擦因数μ; (3)木块回到出发点时的速度大小v。 16.(10分)(1)由题图乙可知,木块经0.5s滑至最高点 上滑过程中加速度的大小:a1?(2)由牛顿第二定律F?ma得 上滑过程中:mgsin?+?mgcos??ma1 (2分) 代入数据得???v4?m/s2?8m/s2 (2分) zxxk ?t0.53?0.34 (1分)5 242v0(3)下滑的距离等于上滑的距离x= =m=1m (1分) 2a12?8由牛顿第二定律F?ma得 下滑过程中:mgsin???mgcos??ma2 (2分) 下滑至出发点的速度大小V=2a2x 联立解得 V=2m/s (2分) 17.(2013浙江效实中学检测)如图14所示,质量为m=10 kg的两个相同的物块A、B(它 们之间用轻绳相连)放在水平地面上,在方向与水平 31 图14 高2012级尖子班周末讲座 一轮复习 牛顿定律 面成θ=37°角斜向上、大小为100 N的拉力F作用下,以大小为v=4.0 m/s的速度向右做匀速直线运动.(取g=10 m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求: (1)物块与地面之间的动摩擦因数; (2)剪断轻绳后物块A在水平地面上滑行的距离. 17.【命题意图】考查平衡条件、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律及其相关知识。 解析:(1)由Fcos37°-μ(2mg- Fsin37°)=0 得??2 4(4分) 7 (2)剪断轻绳后物块A的加速度a=μg。 v2x??1.4m(4分) 2?g18.(2013辽宁沈阳二中检测)如图所示.一水平传送装置有轮半径为R= 1?m的主动轮Q1 和从动轮Q2及传送带等构成.两轮轴心相距8m,轮与传送带不打滑.现用此装置运送一袋面粉(可视为质点),已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数为?=0.4,这袋面粉中的面粉可不断地从袋中渗出.(g=10m/s) (1)当传送带以4m/s的速度匀速运动时,将这袋面粉由左端Q1正上方A点轻放在传送带上后,这袋面粉由A端运送到Q2正上方的B端所用的时间为多少? (2)要想尽快将这袋面粉(初速度为零)由A端送到B端,传送带速度至少多大? (3)由于面粉的渗漏,在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上留下白色的面粉痕迹,这袋面粉(初速度为零)在传送带上留下的面粉痕迹最长能有多长?此时传送带的速度应满足什么条件? 18(12分) 解:(1)面粉袋与传送带相对运动过程中所受摩擦力f=μmg Q1 Q2 2 f?4m/s2 (1分) mv若传送带的速度v=4m/s,则面粉袋加速运动的时间 t1=?1s (1分) a12在t1时间内的位移 s1?at?2m (1分) 2 根据牛顿第二定律:a?其后以v=4m/s速度匀速运动 s2?lAB?s1?vt2 (1分) 32