2010届高考物理复习精品学案――力和运动 牛顿运动定律(2)

难得一笑 分享 2021-04-05 下载文档

由以上三式解得a=2.5m/s2

小物体下滑到斜面底端B点时的速度:vB 运动时间:t

2as 5m/s

2s

2s a

学知识是常见的题型之

题后反思:以斜面上物体的运动为背景考查牛顿第二定律和运动

一,熟练掌握斜面上物体的受力分析,正确求解加速度是解决问题的关键。 【例2】如图所示,长方体物块A叠放在长方体物块B上,B置于光滑水平面上.A、B质量分别为mA=6kg,mB=2kg,A、B之间动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10N,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,则( ) A.当拉力F<12N时,两物块均保持静止状态

B.两物块开始没有相对运动,当拉力超过12N时,开始相对滑动 C.两物块间从受力开始就有相对运动

D.两物块间始终没有相对运动,但AB间存在静摩擦力,其中A对B的静摩擦力方

向水平向右

解析:先以B为研究对象,B水平方向受摩擦力f=mBa ,时,B的最大加速度为a

当f为最大静摩擦力

mAg

mB

12

6m/s2;再以AB整体为研究对象,能使AB一起匀加速运动所施加的最2

大外力Fm=(mA+mB)a=48N。由题给条件,F从10N开始逐渐增加到45N的过程中,AB将始终保持相对静止而一起匀加速运动。故D选项正确。答案:D

题后反思:研究对象是两个或两个以上物体时,应该首先想到整体法和隔离法。此外还要注意最大静摩擦力能给物体提供的加速度的最大值。

【例3】一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合,如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为定加速度a将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?加速度)

解析:设圆盘的质量为m,桌长为l,在桌布从圆盘下盘的加速度为a1,有

抽出的过程中,μ2。现突然以恒直于AB边。若(以g表示重力

1mg ma1 ①

桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,以a2表示加速度的大小,有

2mg ma2 ②

设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上在运动距离x2后便停下,有

v12 2a1x1 ③ v12 2a2x2 ④

盘没有从桌面上掉下的条件是

x2

1

l x1 ⑤ 2

设桌布从盘下抽出的时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有

12

at ⑥ 21

x1 a1t2 ⑦

2x

x

由以上各式解得

1

l x1 ⑧ 2

a

1 2 2

1g ⑨ 2

题后反思:本题涉及到圆盘和桌布两个物体的运动,而且圆盘的运动过程包括加速和减速两个过程,本题是一个综合性较强的动力学问题,难度较大。画出研究对象的运动草图,抓住运动过程的特点分别应用牛顿第二定律和运动学公式即可求解。

【例4】如图所示,A、B两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧长度为L1;若将A、B置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做

匀加速直线运动,此时弹簧长度为L2。若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是 ( )

A.L2<L1 B.L2>L1 C.L2=L1

D.由于A、B质量关系未知,故无法确定L1、L2的大小关系

解析:利用整体法和隔离法,分别对AB整体和物体B分别由牛顿第二定律列式求解,即得C选项正确。本题容易错选A或C,草率地认为A、B置于粗糙水平面上时要受到摩擦力的作用,力F的大小不变,因此L2应该短一些,或认为由于A、B质量关系未知,故L1、L2的大小关系无法确定。

答案:C

题后反思:本题涉及到胡克定律、滑动摩擦力、牛顿第二定律等。从考查方法的角度看,本题重在考查考生对整体法和隔离法的应用,属于2级要求。对胡克定律、摩擦力的考查在近年高考中屡屡出现,并可与其他知识相结合,变化灵活,体现对考生能力的考查。

【例5】质量为40kg=37°的斜面上向下滑动受的空气阻力与速度成正动的v-t图像如图7乙所的切线,B点坐标为(4,渐近线。试求空气的阻力坡间的动摩擦因数μ。

解析: 由牛顿运动定律得:mgsin N kv ma 由平衡条件得:N mgcos

由图象得:A点,vA=5m/s,加速度aA=2.5m/s2; 最终雪橇匀速运动时最大速度vm=10m/s,a=0 代入数据解得:μ=0.125 k=20N·s/m

解决本题的关键是,先对雪橇进行受力分析,画出正确的受力图,然后由正交分解法列出牛顿第二定律的方程。从物理图像上分别读取初、末两个状态的速度和加速度值,代入方程组联立求解。

题后反思:本题以体育运动为素材,涉及匀变速直线运动的规律、牛顿运动定律、斜面上的受力分析、摩擦力、物理图象等多个知识点,综合性较强,考查学生分析、解决力和运动的关系问题。以体育运动为背景的问题历来是高考命题的重点和热点,情景复杂多变,涉及的知识点较多,可以有效地考查学生的基础知识和综合能力。

【例6】如图所示,在光滑的桌面上叠放着一质量为mA=2.0kg的薄木板A和质量为mB=3 kg的金属块B.A的长度L=2.0m.B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC=1.0 kg的物块C相连.B与A之间的滑动摩擦因数 µ =0.10,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽略滑轮质量及与轴间的摩擦.起始时令各物体都处于静止状态,绳被拉直,B位于A的左端(如图),然后放手,求经过多长时间t后 B从 A的右端脱离(设 A的右端距滑轮足够远)

的雪撬在倾角θ(如图甲所示),所

比。今测得雪撬运示,且AB是曲线15),CD是曲线的系数k和雪撬与斜


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