【一輪收尾,二輪起航】2014屆高三物理名師點(diǎn)撥金榜專題課件全案：牛頓運(yùn)動定律及其應(yīng)用

1、牛頓運(yùn)動定律及其應(yīng)用1.1.牛頓第二定律的牛頓第二定律的“四性四性”: :(1)(1)矢量性矢量性: :公式公式F=maF=ma是是_,F_,F與與a_;a_;(2)(2)瞬時性瞬時性: :力與力與_同時產(chǎn)生同時產(chǎn)生, ,同時變化同時變化; ;(3)(3)同體性同體性:F=ma:F=ma中中,F,F、m m、a a對應(yīng)對應(yīng)_;_;(4)(4)獨(dú)立性獨(dú)立性: :分力產(chǎn)生的加速度相互分力產(chǎn)生的加速度相互_,_,與其他加速度與其他加速度_。矢量式矢量式方向相同方向相同加速度加速度同一物體同一物體獨(dú)立獨(dú)立無關(guān)無關(guān)2.2.超重和失重超重和失重: :(1)(1)超重超重: :受力特點(diǎn)受力特點(diǎn):_;:_;運(yùn)

2、動特點(diǎn)運(yùn)動特點(diǎn):_:_或或_。(2)(2)失重失重: :受力特點(diǎn)受力特點(diǎn):_;:_;運(yùn)動特點(diǎn)運(yùn)動特點(diǎn):_:_或或_。合外力的方向豎直向上合外力的方向豎直向上向上加速運(yùn)動向上加速運(yùn)動向下減速運(yùn)動向下減速運(yùn)動合外力的方向豎直向下合外力的方向豎直向下向下加速運(yùn)動向下加速運(yùn)動向上減速運(yùn)動向上減速運(yùn)動1.(20131.(2013安徽高考安徽高考) )如圖所示如圖所示, ,細(xì)線的一端系細(xì)線的一端系一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的小球的小球, ,另一端固定在傾角為另一端固定在傾角為的的光滑斜面體頂端光滑斜面體頂端, ,細(xì)線與斜面平行。在斜面細(xì)線與斜面平行。在斜面體以加速度體以加速度a a水平向右做勻加速直線運(yùn)動的過

3、程中水平向右做勻加速直線運(yùn)動的過程中, ,小球始終靜小球始終靜止在斜面上止在斜面上, ,小球受到細(xì)線的拉力小球受到細(xì)線的拉力T T和斜面的支持力和斜面的支持力F FN N分別為分別為( (重力加速度為重力加速度為g)g)( () )A.T=m(gsin+acosA.T=m(gsin+acos) )F FN N=m(gcos-asin=m(gcos-asin) )B.T=m(gcos+asinB.T=m(gcos+asin) )F FN N=m(gsin-acos=m(gsin-acos) )C.T=m(acos-gsinC.T=m(acos-gsin) )F FN N=m(gcos+asin=

4、m(gcos+asin) )D.T=m(asin-gcosD.T=m(asin-gcos) )F FN N=m(gsin+acos=m(gsin+acos) )【解析【解析】選選A A。受力分析如圖。受力分析如圖, ,建立如圖所示建立如圖所示的坐標(biāo)系的坐標(biāo)系在豎直方向上受力平衡在豎直方向上受力平衡, ,合力為零合力為零, ,列式可得列式可得: :F FN Ncos+Tsincos+Tsin-mg=0 -mg=0 在水平方向上在水平方向上, ,由牛頓第二定律可得由牛頓第二定律可得:Tcos-F:Tcos-FN Nsinsin=ma=ma聯(lián)立聯(lián)立兩式可解得兩式可解得:T=m(gsin+acos:T

5、=m(gsin+acos) )F FN N=m(gcos-asin=m(gcos-asin) )故故A A項正確。項正確。2.(20132.(2013新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷)一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時刻開始從某時刻開始, ,物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以a a表示物塊的表示物塊的加速度大小加速度大小,F,F表示水平拉力的大小。能正確描述表示水平拉力的大小。能正確描述F F與與a a之間關(guān)系之間關(guān)系的圖像是的圖像是( ()

6、 )【解析【解析】選選C C。物塊在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用。物塊在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用, ,根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律, ,有有F-f=ma,F-f=ma,即即F=ma+fF=ma+f, ,該關(guān)系為線性函數(shù)。該關(guān)系為線性函數(shù)。當(dāng)當(dāng)a=0a=0時時,F=f;,F=f;當(dāng)當(dāng)F=0F=0時時,a=- ,a=- 。符合該函數(shù)關(guān)系的圖像為。符合該函數(shù)關(guān)系的圖像為C C。fm3.(20133.(2013山東高考山東高考) )如圖所示如圖所示, ,一質(zhì)量一質(zhì)量m=0.4kgm=0.4kg的小物塊的小物塊, ,以以v v0 0=2m/s=2m/s的初速度的初速度, ,在與斜面成某在

7、與斜面成某一夾角的拉力一夾角的拉力F F作用下作用下, ,沿斜面向上做勻加速沿斜面向上做勻加速運(yùn)動運(yùn)動, ,經(jīng)經(jīng)t=2st=2s的時間物塊由的時間物塊由A A點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)運(yùn)動到B B點(diǎn)點(diǎn),A,A、B B之間的距離之間的距離L=10mL=10m。已知斜面傾角。已知斜面傾角=30=30, ,物塊與斜面之間的動摩擦因物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)數(shù)= = 。重力加速度。重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2。(1)(1)求物塊加速度的大小及到達(dá)求物塊加速度的大小及到達(dá)B B點(diǎn)時速度的大小。點(diǎn)時速度的大小。(2)(2)拉力拉力F F與斜面夾角多大時與斜面夾角多大時, ,拉力拉力F F最小最小? ?拉

8、力拉力F F的最小值是多的最小值是多少少? ?33【解析【解析】(1)(1)由運(yùn)動學(xué)方程得由運(yùn)動學(xué)方程得:L=v:L=v0 0t+ att+ at2 22aL= 2aL= 代入數(shù)值解得代入數(shù)值解得:a=3m/s:a=3m/s2 2,v,vB B=8m/s=8m/s1222B0vv(2)(2)對物塊受力分析如圖所示對物塊受力分析如圖所示, ,設(shè)拉力設(shè)拉力F F與斜面成與斜面成角角, ,對物塊由牛頓第二定律得對物塊由牛頓第二定律得: :垂直斜面方向垂直斜面方向:Fsin+N-mgcos30:Fsin+N-mgcos30=0=0沿斜面方向沿斜面方向:Fcos-mgsin30:Fcos-mgsin30

9、-f=ma-f=ma又又f=Nf=N聯(lián)立各式聯(lián)立各式, ,代入數(shù)值解得代入數(shù)值解得:Fcos+ Fsin:Fcos+ Fsin=5.2=5.2則則F= F= 當(dāng)當(dāng)=30=30時時, ,拉力拉力F F有最小值有最小值, ,且且F Fminmin= N= N答案答案: :(1)3m/s(1)3m/s2 28 m/s8 m/s(2)30(2)30 N N335.215.67.83313sin(60 )cossin2 3(cossin )32213351335熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向1 1 動力學(xué)圖像問題動力學(xué)圖像問題【典例【典例1 1】( (多選多選)(2013)(2013銀川二模銀川二模) )如圖所如圖所

10、示示, ,一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的滑塊的滑塊, ,以初速度以初速度v v0 0從傾角為從傾角為的斜面底端滑上斜面的斜面底端滑上斜面, ,當(dāng)其速度減為零后又沿斜面返回底端當(dāng)其速度減為零后又沿斜面返回底端, ,已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為,若滑塊所受的摩擦力為若滑塊所受的摩擦力為f f、所受的合外力為所受的合外力為F F合合、加速度為、加速度為a a、速度為、速度為v,v,規(guī)定沿斜面向上為規(guī)定沿斜面向上為正方向正方向, ,在滑塊沿斜面運(yùn)動的整個過程中在滑塊沿斜面運(yùn)動的整個過程中, ,這些物理量隨時間變這些物理量隨時間變化的圖像大致正確的是化的圖像大致正確的是( ()

11、 )【解題探究【解題探究】(1)(1)請畫出滑塊向上和向下運(yùn)動的受力分析圖。請畫出滑塊向上和向下運(yùn)動的受力分析圖。提示提示: :(2)(2)請結(jié)合受力分析圖判斷各物理量的變化情況請結(jié)合受力分析圖判斷各物理量的變化情況: :物理量物理量變化情況變化情況大小大小方向方向f f_F F合合_a a_v v_不變不變由負(fù)向變?yōu)檎蛴韶?fù)向變?yōu)檎蜃冃∽冃〔蛔儾蛔冏冃∽冃〔蛔儾蛔兿茸冃『笞兇笙茸冃『笞兇笥烧蜃優(yōu)樨?fù)向由正向變?yōu)樨?fù)向【解析【解析】選選A A、D D。對滑塊沿斜面向上和向下過程進(jìn)行受力分析。對滑塊沿斜面向上和向下過程進(jìn)行受力分析, ,可知滑塊所受的滑動摩擦力大小不變可知滑塊所受的滑動摩擦力大小

12、不變, ,均為均為f=mgcosf=mgcos, ,方向方向由負(fù)向變?yōu)檎蛴韶?fù)向變?yōu)檎? ,選項選項A A正確正確; ;滑塊沿斜面向上運(yùn)動時滑塊沿斜面向上運(yùn)動時,F,F合合=mgsin+mgcos=mgsin+mgcos, ,沿斜面向下運(yùn)動時沿斜面向下運(yùn)動時, ,滑塊所受的合外力的滑塊所受的合外力的大小大小F F合合=mgsin-mgcos=mgsin-mgcos, ,顯然合外力變小顯然合外力變小, ,方向始終沿負(fù)向方向始終沿負(fù)向, ,選項選項B B錯誤錯誤; ;加速度的變化情況與合外力相同加速度的變化情況與合外力相同, ,選項選項C C錯誤錯誤; ;向上向上運(yùn)動過程中滑塊做勻減速運(yùn)動運(yùn)動過

13、程中滑塊做勻減速運(yùn)動, ,向下運(yùn)動過程中向下運(yùn)動過程中, ,滑塊做勻加速滑塊做勻加速運(yùn)動運(yùn)動, ,向上時的加速度大于向下時的加速度向上時的加速度大于向下時的加速度, ,選項選項D D正確。正確?！究偨Y(jié)提升【總結(jié)提升】處理動力學(xué)圖像問題的一般思路處理動力學(xué)圖像問題的一般思路(1)(1)依據(jù)題意依據(jù)題意, ,合理選取研究對象合理選取研究對象; ;(2)(2)對物體先受力分析對物體先受力分析, ,再分析其運(yùn)動過程再分析其運(yùn)動過程; ;(3)(3)將物體的運(yùn)動過程與圖像對應(yīng)起來將物體的運(yùn)動過程與圖像對應(yīng)起來; ;(4)(4)對于相對復(fù)雜的圖像對于相對復(fù)雜的圖像, ,可通過列解析式的方法進(jìn)行判斷。可通過

14、列解析式的方法進(jìn)行判斷。【變式訓(xùn)練【變式訓(xùn)練】(2013(2013浙江高考改編浙江高考改編) )如圖所示如圖所示, ,水平木板上有水平木板上有質(zhì)量質(zhì)量m=1.0kgm=1.0kg的物塊的物塊, ,受到隨時間受到隨時間t t變化的水平拉力變化的水平拉力F F作用作用, ,用力用力傳感器測出相應(yīng)時刻物塊所受摩擦力傳感器測出相應(yīng)時刻物塊所受摩擦力f f的大小。取重力加速度的大小。取重力加速度g=10m/sg=10m/s2 2, ,下列判斷正確的是下列判斷正確的是( () )A.5 sA.5 s內(nèi)物塊的位移為零內(nèi)物塊的位移為零B.4 sB.4 s末物塊所受合力大小為末物塊所受合力大小為4.0 N4.0

15、 NC.C.物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.40.4D.6D.69 s9 s內(nèi)物塊的加速度大小為內(nèi)物塊的加速度大小為2.0 m/s2.0 m/s2 2【解析【解析】選選D D。由題可得。由題可得: :物塊所受的最大靜摩擦力為物塊所受的最大靜摩擦力為4 N,4 N,滑動滑動摩擦力為摩擦力為3 N,3 N,物塊在物塊在4 s4 s末就開始運(yùn)動了末就開始運(yùn)動了, ,故故5 s5 s內(nèi)物塊發(fā)生了內(nèi)物塊發(fā)生了運(yùn)動運(yùn)動, ,產(chǎn)生了位移產(chǎn)生了位移,A,A項錯誤項錯誤;4 s;4 s末物塊所受拉力為末物塊所受拉力為4 N,4 N,所受最所受最大靜摩擦力也為大靜摩擦力也為4 N,4

16、N,合力大小為合力大小為0,B0,B項錯誤項錯誤; ;物塊與木板之間的物塊與木板之間的滑動摩擦力為滑動摩擦力為3 N,3 N,物塊對木板的壓力為物塊對木板的壓力為10 N,10 N,物塊與木板之間物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為的動摩擦因數(shù)為0.3,C0.3,C項錯誤項錯誤;6;69 s9 s內(nèi)拉力大小為內(nèi)拉力大小為5 N,5 N,物塊所物塊所受的滑動摩擦力為受的滑動摩擦力為3 N,3 N,合力為合力為2 N,2 N,由牛頓第二定律可得由牛頓第二定律可得, ,物塊物塊的加速度大小為的加速度大小為2.0 m/s2.0 m/s2 2,D,D項正確。項正確?！咀兪絺溥x【變式備選】( (多選多選) )將一

17、個物體以初速度將一個物體以初速度v v0 0從地面豎直向上拋從地面豎直向上拋出出, ,經(jīng)一段時間后落回地面。設(shè)物體在運(yùn)動過程中所受空氣阻經(jīng)一段時間后落回地面。設(shè)物體在運(yùn)動過程中所受空氣阻力大小不變力大小不變, ,取豎直向上為正方向。下列關(guān)于速度取豎直向上為正方向。下列關(guān)于速度v v、加速度、加速度a a隨時間隨時間t t變化的圖像正確的是變化的圖像正確的是( () )【解析【解析】選選B B、D D。物體向上運(yùn)動時重力和阻力都向下。物體向上運(yùn)動時重力和阻力都向下; ;向下運(yùn)向下運(yùn)動時重力向下動時重力向下, ,阻力向上。物體所受合力的方向都向下阻力向上。物體所受合力的方向都向下, ,加速度加速度

18、方向都向下方向都向下, ,由牛頓第二定律知由牛頓第二定律知, ,物體向上運(yùn)動時的加速度大于物體向上運(yùn)動時的加速度大于向下運(yùn)動時的加速度向下運(yùn)動時的加速度, ,加速度越大加速度越大,v-t,v-t圖像斜率的絕對值越大圖像斜率的絕對值越大, ,又由于物體上升和下落的位移大小相同又由于物體上升和下落的位移大小相同, ,所以物體向上運(yùn)動的所以物體向上運(yùn)動的時間小于下落的時間時間小于下落的時間, ,故選項故選項A A、C C錯誤錯誤,B,B、D D正確。正確。熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2 2 連接體問題連接體問題 【典例【典例2 2】(15(15分分) )如圖所示如圖所示, ,一工件置于水平一工件置于水平地面上地

19、面上, ,工件質(zhì)量工件質(zhì)量M=0.8kg,M=0.8kg,其其ABAB段為一半徑段為一半徑R=1.0mR=1.0m的光滑圓弧軌道的光滑圓弧軌道, ,圓弧軌道上的圓弧軌道上的P P點(diǎn)到點(diǎn)到BCBC的高度差的高度差h=0.2m,h=0.2m,將一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊置于將一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊置于P P點(diǎn)點(diǎn), ,物塊質(zhì)量物塊質(zhì)量m=0.2kg,m=0.2kg,若將一水平若將一水平恒力恒力F F作用于工件上作用于工件上, ,使物塊與工件保持相對靜止使物塊與工件保持相對靜止, ,一起向左做一起向左做勻加速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動, ,工件與地面間的動摩擦因數(shù)工件與地面間的動摩擦因數(shù)=0.1,g=0.1,g取取1

20、0m/s10m/s2 2, ,求求F F的大小。的大小。【解題探究【解題探究】(1)(1)設(shè)物塊和設(shè)物塊和O O的連線與豎直方向的夾角為的連線與豎直方向的夾角為,請用已知物理請用已知物理量的符號量的符號, ,寫出以下物理量的表達(dá)式寫出以下物理量的表達(dá)式: :物塊所受的彈力物塊所受的彈力N=_;N=_;工件與物塊整體向左勻加速運(yùn)動的加速度工件與物塊整體向左勻加速運(yùn)動的加速度a a的表達(dá)式為的表達(dá)式為a=_;a=_;mgcosgtangtan(2)(2)水平恒力水平恒力F F與加速度與加速度a a之間滿足何種關(guān)系之間滿足何種關(guān)系? ?提示提示: :對物塊和工件整體由牛頓第二定律得對物塊和工件整體由

21、牛頓第二定律得F-(M+m)g=(M+m)aF-(M+m)g=(M+m)a。【解析【解析】設(shè)物塊和設(shè)物塊和O O的連線與豎直方向的夾角為的連線與豎直方向的夾角為,物塊與工物塊與工件一起運(yùn)動的加速度為件一起運(yùn)動的加速度為a,a,對物塊進(jìn)行受力分析對物塊進(jìn)行受力分析, ,由牛頓第二由牛頓第二定律得定律得: :豎直方向豎直方向:Ncos:Ncos=mg=mg (3(3分分) )水平方向水平方向:Nsin:Nsin=ma=ma (3(3分分) )由幾何知識得由幾何知識得:cos= ,sin:cos= ,sin= = (4(4分分) )對于物塊與工件整體由牛頓第二定律得對于物塊與工件整體由牛頓第二定律得

22、: :F-(M+m)g=(M+m)aF-(M+m)g=(M+m)a (3(3分分) )代入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù), ,由由式得式得:F=8.5N (2:F=8.5N (2分分) )答案答案: :8.5N8.5NRhR21cos【拓展延伸【拓展延伸】典例中典例中: :(1)(1)若若P P點(diǎn)的位置不同點(diǎn)的位置不同, ,恒力恒力F F的值相同嗎的值相同嗎, ,為什么為什么? ?提示提示: :不相同。若不相同。若P P點(diǎn)的位置不同點(diǎn)的位置不同, ,物塊和物塊和O O的連線與豎直方向的的連線與豎直方向的夾角夾角將變化將變化, ,物塊與工件一起運(yùn)動的加速度物塊與工件一起運(yùn)動的加速度a a將變化將變化, ,由由F=

23、(M+m)a+(M+m)gF=(M+m)a+(M+m)g得恒力得恒力F F的值會變化。的值會變化。(2)(2)若恒力若恒力F F變大或變小了變大或變小了, ,物塊將相對于工件分別向哪個方向物塊將相對于工件分別向哪個方向運(yùn)動運(yùn)動? ?提示提示: :若恒力若恒力F F變大變大, ,加速度加速度a a將變大將變大, ,夾角夾角將變大將變大, ,物塊將相對物塊將相對于工件沿圓軌道向上運(yùn)動于工件沿圓軌道向上運(yùn)動; ;同理同理, ,若恒力若恒力F F變小變小, ,物塊將相對于工物塊將相對于工件沿圓軌道向下運(yùn)動。件沿圓軌道向下運(yùn)動。【總結(jié)提升【總結(jié)提升】應(yīng)用應(yīng)用牛頓第二定律解題的牛頓第二定律解題的一般步驟一

24、般步驟(1)(1)結(jié)合題意結(jié)合題意, ,靈活選取研究對象靈活選取研究對象, ,可以是單個物體可以是單個物體, ,也可以是多也可以是多個物體組成的系統(tǒng)個物體組成的系統(tǒng); ;(2)(2)分析研究對象的運(yùn)動情況和受力情況分析研究對象的運(yùn)動情況和受力情況; ;(3)(3)根據(jù)牛頓第二定律列方程根據(jù)牛頓第二定律列方程; ;(4)(4)統(tǒng)一單位后將數(shù)值代入方程求解。統(tǒng)一單位后將數(shù)值代入方程求解。【變式訓(xùn)練【變式訓(xùn)練】(2013(2013武漢二模武漢二模) )質(zhì)量為質(zhì)量為2m2m的物的物塊塊A A和質(zhì)量為和質(zhì)量為m m的物塊的物塊B B相互接觸放在水平面上相互接觸放在水平面上, ,如圖所示如圖所示, ,若對

25、若對A A施加水平推力施加水平推力F,F,則兩物塊沿水平方向做加速則兩物塊沿水平方向做加速運(yùn)動運(yùn)動, ,關(guān)于關(guān)于A A對對B B的作用力的作用力, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A.A.若水平面光滑若水平面光滑, ,物塊物塊A A對對B B的作用力大小為的作用力大小為F FB.B.若水平面光滑若水平面光滑, ,物塊物塊A A對對B B的作用力大小為的作用力大小為 F FC.C.若物塊若物塊A A與地面無摩擦與地面無摩擦,B,B與地面的動摩擦因數(shù)為與地面的動摩擦因數(shù)為,則物塊則物塊A A對對B B的作用力大小為的作用力大小為mgmgD.D.若物塊若物塊A A與地面無摩擦與地面無摩

26、擦,B,B與地面的動摩擦因數(shù)為與地面的動摩擦因數(shù)為,則物塊則物塊A A對對B B的作用力大小為的作用力大小為23F2 mg3 【解析【解析】選選D D。若水平面光滑。若水平面光滑, ,由牛頓運(yùn)動定律得由牛頓運(yùn)動定律得A A、B B整體的整體的加速度為加速度為a a1 1= ,= ,物塊物塊A A對對B B的作用力大小為的作用力大小為F F1 1=ma=ma1 1= ,= ,選項選項A A、B B錯誤錯誤; ;若物塊若物塊A A與地面無摩擦與地面無摩擦,B,B與地面的動摩擦因數(shù)為與地面的動摩擦因數(shù)為,由由牛頓第二定律得牛頓第二定律得A A、B B整體的加速度為整體的加速度為a a2 2= ,=

27、,又由又由F F2 2- -mgmg=ma=ma2 2, ,物塊物塊A A對對B B的作用力大小為的作用力大小為F F2 2= ,= ,故選項故選項C C錯錯誤誤,D,D正確。正確。F3mF3Fmg3mF2 mg3 熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向3 3 多過程問題多過程問題【典例【典例3 3】(16(16分分) )如圖所示如圖所示, ,一個質(zhì)量一個質(zhì)量M=2kgM=2kg的的物塊物塊( (可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn)) )從光滑四分之一圓弧軌道從光滑四分之一圓弧軌道頂端由靜止滑下頂端由靜止滑下, ,圓弧軌道半徑圓弧軌道半徑R=0.8m,R=0.8m,到達(dá)底端時恰好進(jìn)入與到達(dá)底端時恰好進(jìn)入與圓弧軌道底端相切的水平傳送

28、帶圓弧軌道底端相切的水平傳送帶, ,傳送帶由一電動機(jī)驅(qū)動著勻傳送帶由一電動機(jī)驅(qū)動著勻速向左轉(zhuǎn)動速向左轉(zhuǎn)動, ,速度大小速度大小v=3m/s,v=3m/s,已知物塊與傳送帶間的動摩擦因已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)數(shù)=0.1,=0.1,兩皮帶輪之間的距離兩皮帶輪之間的距離L=6m,L=6m,重力加速度重力加速度g=10m/sg=10m/s2 2。(1)(1)求物塊滑到圓弧軌道底端時對軌道的壓力大小求物塊滑到圓弧軌道底端時對軌道的壓力大小; ;(2)(2)物塊將從傳送帶的哪一端離開傳送帶物塊將從傳送帶的哪一端離開傳送帶? ?【解題探究【解題探究】(1)(1)物塊滑到軌道底端時對軌道壓力的求解思路物

29、塊滑到軌道底端時對軌道壓力的求解思路: :先求物塊滑到軌道底端的速度先求物塊滑到軌道底端的速度v v0 0: :a.a.物理規(guī)律物理規(guī)律:_;:_;b.b.方程式方程式:_:_。動能定理動能定理201MgRMv02求物塊滑到軌道底端時軌道的彈力求物塊滑到軌道底端時軌道的彈力N:N:a.a.物理規(guī)律物理規(guī)律:_;:_;b.b.方程式方程式:_:_。利用利用_得物塊對軌道的壓力。得物塊對軌道的壓力。牛頓第二定律牛頓第二定律牛頓第三定律牛頓第三定律20vNMgMR(2)(2)如何判斷物塊將從傳送帶哪端離開如何判斷物塊將從傳送帶哪端離開? ?提示提示: :比較物塊速度為零時在傳送帶上的位移比較物塊速度

30、為零時在傳送帶上的位移x x與傳送帶的長度與傳送帶的長度L L的大小。若的大小。若xL,xL,物塊將從傳送帶的右端離開物塊將從傳送帶的右端離開; ;反之將從傳送帶反之將從傳送帶的左端離開。的左端離開。【解析【解析】(1)(1)由動能定理得由動能定理得:MgR:MgR= -0= -0 (3(3分分) )由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得:N-Mg=M:N-Mg=M (3(3分分) )由牛頓第三定律得物塊對軌道的壓力為由牛頓第三定律得物塊對軌道的壓力為:N=-N:N=-N (2(2分分) )解得解得:N=60N:N=60N。 (2(2分分) )201Mv220vR(2)(2)物塊在傳送帶上運(yùn)動的過程

31、由牛頓第二定律得物塊在傳送帶上運(yùn)動的過程由牛頓第二定律得: :mgmg=ma=ma (2(2分分) )由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得:0:02 2- =2(-a)x- =2(-a)x (2(2分分) )解得解得:x=8m (1:x=8m (1分分) )因因xL,xL,故物塊將從傳送帶的右端離開。故物塊將從傳送帶的右端離開。 (1(1分分) )答案答案: :(1)60N(1)60N(2)(2)右端右端20v【拓展延伸【拓展延伸】典例中典例中: :(1)(1)若傳送帶長度變?yōu)槿魝魉蛶чL度變?yōu)?0m,10m,物塊將從傳送帶的哪一端離開傳送物塊將從傳送帶的哪一端離開傳送帶帶? ?提示提示

32、: :因因xL,xL,故物塊速度達(dá)到零后故物塊速度達(dá)到零后, ,沒有到達(dá)傳送帶右端沒有到達(dá)傳送帶右端, ,將沿將沿傳送帶向左運(yùn)動傳送帶向左運(yùn)動, ,從傳送帶的左端離開。從傳送帶的左端離開。(2)(2)若傳送帶以若傳送帶以3m/s3m/s的速度沿順時針方向轉(zhuǎn)動的速度沿順時針方向轉(zhuǎn)動, ,物塊在離開傳送物塊在離開傳送帶時的速度大小是多少帶時的速度大小是多少? ?提示提示: :物塊滑到軌道底端的速度物塊滑到軌道底端的速度v v0 0=4m/s,=4m/s,物塊速度物塊速度由由v v0 0=4m/s=4m/s變?yōu)樽優(yōu)関=3m/sv=3m/s的過程中的過程中, ,運(yùn)動的位移運(yùn)動的位移x=x=3.5mL=

33、6m,=3.5mvv1 1, ,則則( () )A.tA.t2 2時刻時刻, ,小物塊離小物塊離A A處的距離達(dá)到最大處的距離達(dá)到最大B.tB.t2 2時刻時刻, ,小物塊相對傳送帶滑動的距離最大小物塊相對傳送帶滑動的距離最大C.0C.0t t2 2時間內(nèi)時間內(nèi), ,小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D.0D.0t t3 3時間內(nèi)時間內(nèi), ,小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用【解析【解析】選選B B。物塊滑上傳送帶后將做勻減速運(yùn)動。物塊滑上傳送帶后將做勻減速運(yùn)動,t,t1 1時刻速度時刻速度為零為零, ,此時小物塊離此時小物塊

34、離A A處的距離達(dá)到最大處的距離達(dá)到最大, ,選項選項A A錯誤錯誤; ;然后在傳然后在傳送帶滑動摩擦力的作用下向右做勻加速運(yùn)動送帶滑動摩擦力的作用下向右做勻加速運(yùn)動,t,t2 2時刻與傳送帶時刻與傳送帶達(dá)到共同速度達(dá)到共同速度, ,此時小物塊相對傳送帶滑動的距離最大此時小物塊相對傳送帶滑動的距離最大, ,選項選項B B正確正確;0;0t t2 2時間內(nèi)時間內(nèi), ,小物塊受到的摩擦力方向始終向右小物塊受到的摩擦力方向始終向右, ,選項選項C C錯誤錯誤;t;t2 2t t3 3時間內(nèi)小物塊不受摩擦力時間內(nèi)小物塊不受摩擦力, ,選項選項D D錯誤。錯誤。1.1.一輛空車和一輛滿載貨物的同型號汽車

35、一輛空車和一輛滿載貨物的同型號汽車, ,在同一路面上以相在同一路面上以相同的速度向同一方向行駛。兩輛汽車同時緊急剎車后同的速度向同一方向行駛。兩輛汽車同時緊急剎車后( (即車輪即車輪不滾動只滑動不滾動只滑動),),以下說法正確的是以下說法正確的是( () )A.A.滿載貨物的汽車由于慣性大滿載貨物的汽車由于慣性大, ,滑行距離較大滑行距離較大B.B.滿載貨物的汽車由于受摩擦力較大滿載貨物的汽車由于受摩擦力較大, ,滑行距離較小滑行距離較小C.C.兩輛汽車滑行的距離相同兩輛汽車滑行的距離相同D.D.滿載貨物的汽車比空車先停下來滿載貨物的汽車比空車先停下來【解析【解析】選選C C。兩輛汽車的加速度

36、為。兩輛汽車的加速度為a=ga=g, ,由于初速度相同由于初速度相同, ,故故滑行的距離相同滑行的距離相同, ,選項選項C C正確。正確。2.(20132.(2013合肥二模合肥二模) )如圖所示如圖所示, ,在封閉的木箱內(nèi)底在封閉的木箱內(nèi)底部有一斜面部有一斜面, ,木箱靜止時在斜面上放置一物塊木箱靜止時在斜面上放置一物塊, ,物物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時刻塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時刻, ,使木箱突然做勻加速直使木箱突然做勻加速直線運(yùn)動線運(yùn)動, ,加速度的大小小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣燃铀俣鹊拇笮⌒∮诋?dāng)?shù)氐闹亓铀俣? ,則該瞬間物塊和則該瞬間物塊和斜面間的摩擦力一定減小的是斜面間的摩擦力一定減小的是( ()

37、 )A.A.豎直向下做勻加速直線運(yùn)動豎直向下做勻加速直線運(yùn)動B.B.豎直向上做勻加速直線運(yùn)動豎直向上做勻加速直線運(yùn)動C.C.水平向右做勻加速直線運(yùn)動水平向右做勻加速直線運(yùn)動D.D.水平向左做勻加速直線運(yùn)動水平向左做勻加速直線運(yùn)動【解析【解析】選選A A。物塊靜止時受力如圖所示。物塊靜止時受力如圖所示, ,木箱木箱豎直向下做勻加速直線運(yùn)動時豎直向下做勻加速直線運(yùn)動時, ,物塊處于失重物塊處于失重狀態(tài)狀態(tài),N,N減小減小, ,水平方向有水平方向有Nsin=fcosNsin=fcos, ,故故f f減減小小, ,選項選項A A正確正確; ;木箱豎直向上做勻加速直線運(yùn)木箱豎直向上做勻加速直線運(yùn)動時動時

38、, ,物塊處于超重狀態(tài)物塊處于超重狀態(tài),N,N增大增大, ,由由Nsin=fcosNsin=fcos可知可知f f增大增大, ,選項選項B B錯誤錯誤; ;木箱水平向右做勻加速直線運(yùn)動時木箱水平向右做勻加速直線運(yùn)動時, ,水平方向有水平方向有Fcos-NsinFcos-Nsin=ma,=ma,豎直方向有豎直方向有Ncos+fsinNcos+fsin-mg=0,-mg=0,若物塊若物塊相對木箱靜止相對木箱靜止, ,則則f f增大增大,N,N變小變小, ,選項選項C C錯誤錯誤; ;同理同理, ,木箱水平向木箱水平向左做勻加速直線運(yùn)動時左做勻加速直線運(yùn)動時, ,物塊可能相對木箱靜止物塊可能相對木箱

39、靜止, ,也可能相對也可能相對木箱上滑木箱上滑,f,f可能變大可能變大, ,也可能變小也可能變小, ,選項選項D D錯誤。錯誤。3.(20133.(2013成都二模成都二模) )我國第一臺自行設(shè)我國第一臺自行設(shè)計、自主集成研制的計、自主集成研制的“蛟龍?zhí)栻札執(zhí)枴陛d人潛載人潛水器完成水器完成50005000米級海試回國米級海試回國, ,如圖所示。如圖所示?！膀札?zhí)栻札執(zhí)枴辈捎贸Ｓ玫牟捎贸Ｓ玫摹吧顫撈鳠o動力下潛上浮技術(shù)深潛器無動力下潛上浮技術(shù)”。潛水。潛水器兩側(cè)配備器兩側(cè)配備4 4塊壓載鐵塊壓載鐵, ,重量可以根據(jù)不同深度與要求調(diào)整。當(dāng)重量可以根據(jù)不同深度與要求調(diào)整。當(dāng)潛水器兩側(cè)配備潛水器兩側(cè)配備

40、4 4塊壓載鐵時塊壓載鐵時, ,潛水器下潛一定深度后按恒定速潛水器下潛一定深度后按恒定速度下潛度下潛; ;當(dāng)潛水器到達(dá)一定深度時當(dāng)潛水器到達(dá)一定深度時, ,可操作拋載其中可操作拋載其中2 2塊壓載鐵塊壓載鐵, ,使?jié)撍鲬彝Ｔ谥付ㄉ疃壬蠈?shí)現(xiàn)作業(yè)使?jié)撍鲬彝Ｔ谥付ㄉ疃壬蠈?shí)現(xiàn)作業(yè), ,包括航行、拍照、取樣包括航行、拍照、取樣等等; ;當(dāng)任務(wù)完成當(dāng)任務(wù)完成, ,再拋載另外再拋載另外2 2塊壓載鐵塊壓載鐵, ,使?jié)撍魃细∈節(jié)撍魃细? ,到達(dá)水到達(dá)水面面, ,設(shè)潛水器在水中受到的阻力與速度的平方成正比設(shè)潛水器在水中受到的阻力與速度的平方成正比, ,潛水器潛水器受到的浮力恒定受到的浮力恒定, ,下列說

41、法正確的是下列說法正確的是( () )A.A.潛水器兩側(cè)配備潛水器兩側(cè)配備4 4塊壓載鐵時塊壓載鐵時, ,向下做勻加速運(yùn)動向下做勻加速運(yùn)動B.B.潛水器拋載其中潛水器拋載其中2 2塊壓載鐵時塊壓載鐵時, ,潛水器將做勻減速運(yùn)動潛水器將做勻減速運(yùn)動C.C.潛水器兩側(cè)配備潛水器兩側(cè)配備4 4塊壓載鐵時塊壓載鐵時, ,先向下做加速度逐漸減小的加先向下做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動速運(yùn)動, ,然后做勻速運(yùn)動然后做勻速運(yùn)動D.D.潛水器拋載所有壓載鐵時潛水器拋載所有壓載鐵時, ,潛水器向上做勻速運(yùn)動至浮出水潛水器向上做勻速運(yùn)動至浮出水面面【解析【解析】選選C C。潛水器兩側(cè)配備。潛水器兩側(cè)配備4 4塊壓載鐵

42、時塊壓載鐵時, ,對潛水器進(jìn)行受對潛水器進(jìn)行受力分析力分析, ,根據(jù)牛頓第二定律可得根據(jù)牛頓第二定律可得G G1 1-kv-kv2 2-F-F浮浮=ma,=ma,當(dāng)速度增大時當(dāng)速度增大時, ,加速度逐漸減小加速度逐漸減小, ,當(dāng)加速度減小到零時當(dāng)加速度減小到零時, ,速度達(dá)到最大值速度達(dá)到最大值, ,潛水潛水器做勻速運(yùn)動器做勻速運(yùn)動, ,選項選項A A錯誤錯誤, ,選項選項C C正確正確; ;潛水器拋載其中潛水器拋載其中2 2塊壓載塊壓載鐵時鐵時, ,對潛水器進(jìn)行受力分析對潛水器進(jìn)行受力分析, ,根據(jù)牛頓第二定律可得根據(jù)牛頓第二定律可得-G-G2 2+ + kvkv2 2+F+F浮浮=ma,=

43、ma,潛水器將做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動潛水器將做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動, ,選項選項B B錯誤錯誤; ;潛水器拋載所有壓載鐵時潛水器拋載所有壓載鐵時, ,根據(jù)牛頓第二定律得根據(jù)牛頓第二定律得-G-G3 3-kv-kv2 2+F+F浮浮=ma,=ma,潛水器將做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動潛水器將做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動, ,選項選項D D錯誤。錯誤。4.(20134.(2013濰坊一模濰坊一模) )如圖所示如圖所示, ,傾角為傾角為3030的光滑斜面與粗糙的水平面平滑連接。的光滑斜面與粗糙的水平面平滑連接?，F(xiàn)將一滑塊現(xiàn)將一滑塊( (可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn)) )從斜面上從斜面上A A點(diǎn)由靜止釋放

44、點(diǎn)由靜止釋放, ,最終停在水最終停在水平面上的平面上的C C點(diǎn)。已知點(diǎn)。已知A A點(diǎn)距水平面的高度點(diǎn)距水平面的高度h=0.8m,Bh=0.8m,B點(diǎn)距點(diǎn)距C C點(diǎn)的距點(diǎn)的距離離L=2.0mL=2.0m。( (滑塊經(jīng)過滑塊經(jīng)過B B點(diǎn)時沒有能量損失點(diǎn)時沒有能量損失,g=10m/s,g=10m/s2 2) )求求: :(1)(1)滑塊在運(yùn)動過程中的最大速度滑塊在運(yùn)動過程中的最大速度; ;(2)(2)滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù);(3)(3)滑塊從滑塊從A A點(diǎn)釋放后點(diǎn)釋放后, ,經(jīng)過時間經(jīng)過時間t=1.0st=1.0s速度的大小。速度的大小?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)滑塊在

45、滑塊在B B點(diǎn)時速度最大點(diǎn)時速度最大, ,由動能定理得由動能定理得: :mghmgh= -0 = -0 解得解得:v:vB B=4m/s=4m/s(2)(2)滑塊在水平面上運(yùn)動時滑塊在水平面上運(yùn)動時, ,由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得: :mg=mamg=ma解得解得:a=g:a=g 由運(yùn)動學(xué)知識得由運(yùn)動學(xué)知識得: -0=2aL: -0=2aL 由由得得:=0.4:=0.42B1mv22Bv(3)(3)滑塊在斜面上運(yùn)動的時間滑塊在斜面上運(yùn)動的時間:t= =0.8s:t= =0.8s因此滑塊從因此滑塊從A A點(diǎn)釋放后經(jīng)過時間點(diǎn)釋放后經(jīng)過時間t=1.0st=1.0s已在水平面上運(yùn)動了已在水平面上

46、運(yùn)動了0.2 s,0.2 s,此時的速度此時的速度:v=v:v=vB B-g-g0.2s=3.2 m/s0.2s=3.2 m/s答案答案: :(1)4m/s(1)4m/s(2)0.4(2)0.4(3)3.2 m/s(3)3.2 m/s22hgsin30三板塊模型問題的規(guī)范求解三板塊模型問題的規(guī)范求解【案例剖析【案例剖析】(18(18分分)(2013)(2013新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷)一一長木板在水平地面上運(yùn)動長木板在水平地面上運(yùn)動, ,在在t=0t=0時刻將一時刻將一相對相對于地面靜止的物塊輕放到木板上于地面靜止的物塊輕放到木板上, ,以后木板運(yùn)動以后木板運(yùn)動的的速度速度- -時間圖像如圖所

47、示。已知物塊與木板的質(zhì)量相等時間圖像如圖所示。已知物塊與木板的質(zhì)量相等, ,物物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦。物塊與木板間的最大靜塊與木板間及木板與地面間均有摩擦。物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力摩擦力等于滑動摩擦力, ,且且物塊始終在木板上。取重力加速物塊始終在木板上。取重力加速度的大小度的大小g=10 m/sg=10 m/s2 2, ,求求: :(1)(1)物塊與木板間、木板與地面間的物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)動摩擦因數(shù); ;(2)(2)從從t=0t=0時刻到物塊與木板均停止運(yùn)動時時刻到物塊與木板均停止運(yùn)動時, ,物塊相對于木板的物塊相對于木板的位移的大小。位移的大

48、小?！緦忣}【審題】抓住信息抓住信息, ,準(zhǔn)確推斷準(zhǔn)確推斷關(guān)鍵信息關(guān)鍵信息信息挖掘信息挖掘題題干干相對于地面靜止的物塊相對于地面靜止的物塊輕放到木板上輕放到木板上開始時物塊相對于木板會發(fā)開始時物塊相對于木板會發(fā)生滑動生滑動速度速度- -時間圖像時間圖像可求出木板運(yùn)動過程的加速可求出木板運(yùn)動過程的加速度度物塊始終在木板上物塊始終在木板上物塊與木板間始終存在摩擦物塊與木板間始終存在摩擦力力問問題題動摩擦因數(shù)動摩擦因數(shù)與滑動摩擦力有關(guān)與滑動摩擦力有關(guān)物塊相對于木板的位移物塊相對于木板的位移物塊與木板的位移之差物塊與木板的位移之差【破題【破題】精準(zhǔn)分析精準(zhǔn)分析, ,無破不立無破不立(1)(1)物塊與木板

49、間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)的求解物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)的求解: :請結(jié)合請結(jié)合v-tv-t圖像判斷圖像判斷0 00.5s0.5s時間內(nèi)時間內(nèi), ,物塊和木板的運(yùn)動情況。物塊和木板的運(yùn)動情況。提示提示: :0 00.5s0.5s時間內(nèi)時間內(nèi), ,物塊由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動物塊由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動, ,木板木板做勻減速直線運(yùn)動做勻減速直線運(yùn)動, ,直至兩者速度相同。直至兩者速度相同。請利用請利用v-tv-t圖像求出圖像求出0 00.5s0.5s時間內(nèi)時間內(nèi), ,物塊和木板的加速度物塊和木板的加速度: :a.a.物塊的加速度物塊的加速度:_:_。b.b.木板的加速度木板的

50、加速度:_:_。列出物塊和木板的動力學(xué)方程列出物塊和木板的動力學(xué)方程: :a.a.對物塊對物塊:_:_。b.b.對木板對木板:_:_。2111va2 m / st20121vva8 m /st1 1mg=mamg=ma1 11 1mg+2mg+22 2mg=mamg=ma2 2(2)(2)物塊相對木板位移大小的求解物塊相對木板位移大小的求解: :請寫出判斷物塊能否和木板相對靜止的思路。請寫出判斷物塊能否和木板相對靜止的思路。提示提示: :由由v-tv-t圖像可知物塊與木板共速后圖像可知物塊與木板共速后, ,物塊與木板間的摩擦物塊與木板間的摩擦力改變方向力改變方向, ,由牛頓第二定律得由牛頓第二

51、定律得, ,對物塊對物塊f=maf=ma1 1, ,對木板對木板222 2mg-mg-f=maf=ma2 2,若兩者相對靜止若兩者相對靜止, ,則則aa1 1=a=a2 2, ,得得f=f=2 2mgmg1 1mg,mg,與與ff1 1mgmg矛盾矛盾, ,故物塊相對木板減速滑動故物塊相對木板減速滑動, ,而不是相對靜止。而不是相對靜止。請列出物塊相對木板減速滑動過程的動力學(xué)方程。請列出物塊相對木板減速滑動過程的動力學(xué)方程。a.a.對物塊對物塊:_:_。b.b.對木板對木板:_:_。請列出全過程的運(yùn)動學(xué)方程。請列出全過程的運(yùn)動學(xué)方程。a.a.對物塊對物塊:_:_。b.b.對木板對木板:_:_。1 1mg=mamg=ma1 1222 2mg-mg-1 1mg=mamg=ma2 22211111vvx2a2a2011212vvvxt22a【解題【解題】規(guī)范步驟規(guī)范步驟, ,水到渠