高一物理 寒假作業(yè) 第11天 牛頓第二定律的應(yīng)用 超重與失重 新

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE第11天牛頓第二定律的應(yīng)用超重與失重考綱要求：II難易程度：★★★★☆如圖所示，水平傳送帶A、B兩端相距s=2m，工件與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4.工件滑上A端瞬時(shí)速度vA=5m/s。達(dá)到B端瞬時(shí)速度設(shè)為vB。則A．若傳送帶不動(dòng)，則vB=3m/sB．若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則vB〈3m/sC．若傳送帶以某速度4m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則一定vB=4m/sD．若傳送帶以2m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則vB=2m/s【參考答案】AC【試題解析】若傳送帶不動(dòng),工件一直做勻減速運(yùn)動(dòng)，勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：a=μg=4m/s2，vA2–vB2＝2as，解得：vB＝m/s＝3m/s，故A正確；若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，工件一直做勻減速運(yùn)動(dòng)，勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：a=μg=4m/s2，vA2–vB2＝2as，解得：vB＝m/s＝3m/s,故B錯(cuò)誤;若傳送帶以4m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),工件在傳送帶上做減速運(yùn)動(dòng)，加速度為a=μg=4m/s2,減速到與傳送帶共速的時(shí)間，位移為，然后工件與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到B端瞬時(shí)速度為4m/s,選項(xiàng)C正確；若傳送帶以2m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，工件在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)與傳送帶共速時(shí)的速度v＝m/s＝3m/s，即達(dá)到B端瞬時(shí)速度,vB=3m/s，故D錯(cuò)誤。故選AC。【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道工件在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,根據(jù)摩擦力的方向判斷加速度的方向，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式綜合求解。【知識(shí)補(bǔ)給】動(dòng)力學(xué)中的圖象問題1．常見的圖象有：v—t圖象，a-t圖象,F—t圖象,F-x圖象，F(xiàn)—a圖象等.2．圖象間的聯(lián)系:加速度是聯(lián)系v-t圖象與F—t圖象的橋梁。3．圖象的應(yīng)用（1）已知物體在一過程中所受的某個(gè)力隨時(shí)間變化的圖線，要求分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。(2）已知物體在一運(yùn)動(dòng)過程中速度、加速度隨時(shí)間變化的圖線，要求分析物體的受力情況。（3）通過圖象對(duì)物體的受力與運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析。4．解題策略(1)弄清圖象斜率、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)的物理意義。（2）應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖象與公式”、“圖象與物體”間的關(guān)系，以便對(duì)有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷。5．分析圖象問題時(shí)常見的誤區(qū)（1）沒有看清縱、橫坐標(biāo)所表示的物理量及單位。(2）不注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開始。（3）不清楚圖線的點(diǎn)、斜率、面積等的物理意義。(4）忽視對(duì)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析。6．動(dòng)力學(xué)中圖象的實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問題，求解這類問題的關(guān)鍵是理解圖象的物理意義，理解圖象的軸、點(diǎn)、線、截、斜、面六大功能。動(dòng)力學(xué)中整體法與隔離法的應(yīng)用1．方法概述(1）整體法是指對(duì)物理問題的整個(gè)系統(tǒng)或過程進(jìn)行研究的方法。(2)隔離法是指從整個(gè)系統(tǒng)中隔離出某一部分物體,進(jìn)行單獨(dú)研究的方法。2．涉及隔離法與整體法的具體問題類型（1）涉及滑輪的問題若要求繩的拉力，一般都必須采用隔離法。例如，繩跨過定滑輪連接的兩個(gè)物體雖然加速度大小相同，但方向不同，故采用隔離法。（2）水平面上的連接體問題①這類問題一般多是連接體（系統(tǒng)）中各物體保持相對(duì)靜止,即具有相同的加速度.解題時(shí)，一般采用先整體、后隔離的方法。②建立坐標(biāo)系時(shí)也要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正交分解加速度.(3)斜面體與上面物體組成的連接體問題當(dāng)物體具有沿斜面方向的加速度，而斜面體相對(duì)于地面靜止時(shí)，解題時(shí)一般采用隔離法分析.3．解題思路（1)分析所研究的問題適合應(yīng)用整體法還是隔離法。（2)對(duì)整體或隔離體進(jìn)行受力分析,應(yīng)用牛頓第二定律確定整體或隔離體的加速度。（3）結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)方程解答所求解的未知物理量。牛頓第二定律解決瞬時(shí)加速度受外力時(shí)的形變量力能否突變產(chǎn)生拉力或壓力輕繩微小不計(jì)可以只有拉力沒有壓力輕橡皮繩較大不能只有拉力沒有壓力輕彈簧較大不能既可有拉力；也可有壓力輕桿微小不計(jì)可以既可有拉力；也可有壓力動(dòng)力學(xué)中的臨界問題1．臨界或極值條件的標(biāo)志（1）有些題目中有“剛好"、“恰好”、“正好"等字眼，表明題述的過程存在著臨界點(diǎn)；（2）若題目中有“取值范圍”、“多長時(shí)間"、“多大距離"等詞語，表明題述的過程存在著“起止點(diǎn)”，而這些起止點(diǎn)往往就是臨界狀態(tài)；（3）若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨界點(diǎn);（4）若題目要求“最終加速度”、“穩(wěn)定加速度”等，即是要求收尾加速度或收尾速度。3．產(chǎn)生臨界問題的條件（1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是:彈力FN=0。（2）相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對(duì)靜止時(shí),常存在著靜摩擦力，則相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是：靜摩擦力達(dá)到最大值.(3）繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限的,繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛的臨界條件是FT=0.(4）加速度最大與速度最大的臨界條件：當(dāng)物體在受到變化的外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度和速度都會(huì)不斷變化，當(dāng)所受合外力最大時(shí)，具有最大加速度；合外力最小時(shí),具有最小加速度。當(dāng)出現(xiàn)速度有最大值或最小值的臨界條件時(shí)，物體處于臨界狀態(tài),所對(duì)應(yīng)的速度便會(huì)出現(xiàn)最大值或最小值。傳送帶模型問題（1）水平傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1（1）可能一直加速（2)可能先加速后勻速情景2（1）v0〉v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速（2）v0〈v時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速情景3（1）傳送帶較短時(shí)，滑塊一直減速達(dá)到左端（2）傳送帶足夠長時(shí)，滑塊還要被傳送帶傳回右端。其中v0>v返回時(shí)速度為v，當(dāng)v0<v返回時(shí)速度為v0（2）傾斜傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1）可能一直加速（2）可能先加速后勻速情景2（1）可能一直加速(2）可能先加速后勻速（3）可能先以a1加速后以a2加速超重和失重現(xiàn)象中視重與實(shí)重的關(guān)系加速度情況現(xiàn)象視重（F）與實(shí)重（mg）的大小關(guān)系a=0平衡狀態(tài)F=mga向上超重F=m（g+a）a向下失重F=m（g-a）a=g向下完全失重F=0<mg—實(shí)驗(yàn)火箭由地面豎直向上發(fā)射，其速度和時(shí)間的關(guān)系圖像大致如圖所示，則A．t1～t2時(shí)間內(nèi)，火箭處于失重狀態(tài)B．t2~t3時(shí)間內(nèi),火箭在向下降落C．t0~t3時(shí)間內(nèi)?；鸺冀K處于失重狀態(tài)D．t3時(shí)刻火箭距地面最遠(yuǎn)如圖甲所示，粗糙斜面與水平面的夾角為30°，質(zhì)量為0.3kg的小物塊靜止在A點(diǎn)。現(xiàn)有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物塊上，作用一段時(shí)間后撤去推力F，小物塊能達(dá)到的最高位置為C點(diǎn)，小物塊從A到C的v－t圖象如圖乙所示。g取10m/s2，則下列說法正確的是A．小物塊到C點(diǎn)后將沿斜面下滑B．小物塊加速時(shí)的加速度是減速時(shí)加速度的C．小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D．推力F的大小為6N如圖所示，粗糙水平面上放置著四個(gè)相同的木塊，其中木塊B和C之間用一輕彈簧相連,輕彈簧始終在彈性限度內(nèi)。現(xiàn)用水平拉力F拉B木塊，使四個(gè)木塊以相同的加速度一起加速運(yùn)動(dòng)，則以下說法正確的是A．一起加速過程中，A所受到的靜摩擦力大小為B．一起加速過程中，C木塊受到四個(gè)力的作用C．一起加速過程中，A、D木塊所受靜摩擦力的大小相同,方向相反D．當(dāng)F撤去瞬間，D木塊所受靜摩擦力的大小和方向都不變?nèi)鐖D，在光滑水平面上有—質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量m2為的木塊；假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt（k是常數(shù)）木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是ABCD一物塊以一定的初速度從光滑斜面底端a點(diǎn)上滑，最高可滑至b點(diǎn),后又滑回至a點(diǎn)，c是ab的中點(diǎn)，如圖所示，已知物塊從a上滑至b所用時(shí)間為t，下列分析正確的是A．物塊從c運(yùn)動(dòng)到b所用時(shí)間等于從b運(yùn)動(dòng)到c的時(shí)間B．物塊上滑過程的加速度與下滑過程中的加速度等大反向C．物塊下滑時(shí)從b運(yùn)動(dòng)至c時(shí)間為D．物塊上滑通過c點(diǎn)時(shí)的速度大小等于整個(gè)上滑過程中平均速度的大小如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率運(yùn)行.初速度大小為的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象（以地面為參考系）如圖乙所示。已知,則A．時(shí)刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大B．時(shí)刻，小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大C．時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D．時(shí)間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用如圖甲一質(zhì)量為M的長木板靜置于光滑水平面上，其上放一質(zhì)量為m的小滑塊。木板受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測(cè)出其加速度a，得到如圖乙所示的a－F圖象.取g=10m/s2，則A．滑塊的質(zhì)量m=4kgB．木板的質(zhì)量M=6kgC．當(dāng)F=8N時(shí)滑塊的加速度為2m/s2D．滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1【參考答案】【點(diǎn)睛】考查圖象的性質(zhì)及超重與失重的性質(zhì),要注意只要加速度向上，物體超重，加速度向下，物體失重。BB、由圖乙圖象可以知道，加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為,減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為,故，故B正確;C、在勻減速直線運(yùn)動(dòng)過程中，由牛頓第二定律知，計(jì)算得出，故C錯(cuò)誤；A、，所以物塊到達(dá)C點(diǎn)后將靜止在C點(diǎn)不會(huì)下滑，故A錯(cuò)誤。D、加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿斜面方向根據(jù)牛頓第二定律可得，計(jì)算得出，故D錯(cuò)誤；綜上所述本題答案是：B.DA、一起加速的過程中，由整體法分析可知：，對(duì)A受力分析可知，，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、對(duì)C受力分析可知,C受重力、地面支持力、D物體的壓力、D物體對(duì)C施加的摩擦力、地面的摩擦力、彈簧的拉力，共六個(gè)力的作用，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、A、D運(yùn)動(dòng)情況相同,受力情況相同,所受摩擦力大小、方向均相同，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、當(dāng)F撤去瞬間，彈簧彈力瞬間不發(fā)生變化，故D、C整體受力不發(fā)生變化，故D受力情況不變，即D木塊所受靜摩擦力的大小和方向都不變，故選項(xiàng)D正確?！军c(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律的瞬時(shí)問題,關(guān)鍵抓住撤去外力F的瞬間，彈簧的彈力不變,結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解，掌握整體法和隔離法的靈活運(yùn)用。A當(dāng)F比較小時(shí),兩個(gè)物體相對(duì)靜止，加速度相同,根據(jù)牛頓第二定律得：，則有；當(dāng)F比較大時(shí)，m2相對(duì)于m1運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)m1，則有,由于μ、m1、m2都一定，則a1一定；對(duì)m2，則有，，a2是t的線性函數(shù)，t增大，a2增大。由于F隨時(shí)間增大，木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，所以a2大于兩物體相對(duì)靜止時(shí)的最大加速度,故A正確,BCD錯(cuò)誤；故選A.【點(diǎn)睛】首先要分兩個(gè)相對(duì)靜止和相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩種狀態(tài)分析，其次采用整體法和隔離法研究得到加速度與時(shí)間的關(guān)系式，再選擇圖象.ACA、由于小球只受重力和支持力,故小球的加速度方向始終相同，均為，方向向下，故bc和cb過程是可逆的，故物塊從c運(yùn)動(dòng)到b所用時(shí)間等于從b運(yùn)動(dòng)到c的時(shí)間,故A正確，B錯(cuò)誤;C、由b到a過程是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則可知,而;解得:,故C正確;D、由于c是位移中點(diǎn)，而不是時(shí)間中點(diǎn),故物塊上滑通過c點(diǎn)時(shí)的速度大于整個(gè)上滑過程中