2019版高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第2讲 力与直线运动学案 联系客服

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具有向下的速度,二者加速度大小相等,要使二者不相碰,应在小物块B滑下传送带后,小物块A到达传送带底端.当小物块B刚滑下传送带时,小物块A恰好运动至传送带底端,此12

时传送带长度最小,最小长度l0=a2t

2

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小物块B向下运动过程s1+s2=a2t3

2解得t3=2 s,则t=t1+t2+t3=3.6 s 代入解得l0=12.96 m, 即传送带的长度l≥12.96 m

【答案】 (1)2.5 m/s (2)l≥12.96 m

方法总结 (1)传送带问题的实质是相对运动问题,这样的相对运动将直接影响摩擦力的方向.因此,搞清楚物体与传送带间的相对运动方向是解决该问题的关键.

(2)传送带问题还常常涉及到临界问题,即物体与传送带速度相同,这时会出现摩擦力改变的临界状态,具体如何改变要根据具体情况判断.

[题组突破]

2-1.如图所示,两轻绳拴接一定质量的小球,两轻绳与天花板的夹角如图所示,则在剪断AC绳的瞬间,小球的加速度大小为a1,剪断BC绳的瞬间,小球的加速度大小为a2.则

a1∶a2为( )

A.1∶1 B.3∶3 C.6∶2 D.2∶1

C [在剪断BC绳的瞬间,AC绳的弹力发生突变,小球即将做圆周运动.受力分析如图所示,重力分解为沿绳方向和垂直绳子的方向,因为此时速度为0,向心力等于0,沿绳子方向的加速度为0;垂直绳子方向,根据牛顿第二定律可得小球的加速度大小:a1=

mgcos 30°3mgcos 45°2

=g;同理可得剪断AC绳的瞬间,小球的加速度大小a2==g,m2m 2

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所以=

a1a26

,故C正确,A、B、D错误.] 2

2-2.(多选)如图所示,光滑斜面与倾斜传送带在同一个平面内,传送带以速度v0逆时针匀速转动,现有一滑块从斜面上由静止释放,若滑块与传送带间的动摩擦因数恒定,规定沿斜面向下的速度方向为正方向,则滑块在传送带上滑动时的速度随时间变化的图线可能是( )

ACD [滑块在传送带上受到重力、传送带的支持力和摩擦力作用,合力是重力沿斜面的分力和摩擦力的合力,若传送带对滑块的摩擦力小于重力沿斜面的分力,则滑块一直做加速运动,故A正确;若传送带对滑块的摩擦力大于重力沿斜面的分力,滑块先做匀减速直线运动,若滑块的速度足够大,传送带足够短,则滑块在速度减小到0前,滑块的位移大于传送带的长度,则滑块一直做匀减速运动.故C正确;若滑块的速度比较小,在滑块的速度减小到0时,滑块的位移仍小于传送带的长度,则滑块的速度等于0时,仍然在传送带上.由于传送带向沿斜面向上运动,滑块在传送带上受

到沿斜面向上的摩擦力,将沿斜面向上做加速运动,由运动的对称性可知,若传送带的速度足够大,则滑块返回出发点的速度大小仍然等于v1,故D正确,B错误.]

高频考点三 动力学中的连接体问题

[备考策略]

一、连接体问题可以看作是单个物体的由小变大(此时用整体法)和由单个变多个(此时用隔离法)的动力学问题,解决此类问题时应注意以下三点:

①整体法与隔离法的优点和使用条件; ②两物体分离或相对滑动的条件;

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③用滑轮连接的连接体的处理方法. 建议对本考点重点攻坚 二、整体法与隔离法的选用原则

1.当连接体中各物体具有共同的加速度时,一般采用整体法;当系统内各物体的加速度不同时,一般采用隔离法.

2.求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法. 三、三类连接体问题的解题结论

1.通过滑轮连接的两个物体:如果做加速运动,则它们的加速度大小相同,注意此时轻绳的拉力与悬挂物的重力大小不等.

2.叠加体类连接体:两物体间刚要发生相对滑动时物体间达到最大静摩擦力. 3.靠在一起的连接体:分离时相互作用力为零,但此时两物体的加速度仍相同. 例8 (2018·湖北省武昌区高三五月调研考试)(多选)如图所示,质量分别为m和M的两物体用轻绳连接,在M上施加恒力F,使两物体一起沿恒力F方向做匀加速直线运动(轻绳与恒力F方向平行),分析对比下列四种情况下两物体间轻绳的张力大小T和两物体的加速度大小a,正确的是( )

A.四种情况中(3)的加速度一定大于其他三种情况 B.四种情况中(4)的加速度一定小于其他三种情况 C.四种情况中(3)的轻绳张力一定小于其他三种情况 D.四种情况轻绳的张力一定一样大

AD [(1)中加速度满足:F-(M+m)gsin θ-μ(M+m)gcos θ=(M+m)a1,对m:T1

-mgsin θ-μmgcos θ=ma1;解得a1=

FM+m-gsin θ-μgcos θ:T1=

Fm; M+m(2)中加速度满足:F-(M+m)gsin θ=(M+m)a2,对m:T2-mgsin θ=ma2:解得a1

FM+m-gsin θ;T2=

Fm; M+m 15

(3)中加速度满足:F=(M+m)a3,对m:T3=ma3;解得a3=

FM+m;T3=FmM+m;

(4)中加速度满足:F-(M+m)g=(M+m)a4,对m:T4-mg=ma4;解得a4==

FM+m-g;T4

Fm; M+m由以上分析可知,选项A、D正确,B、C错误;故选A、D.]

例9 (多选)如图甲所示,平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为

θ的斜面底端,另一端与物块A连接;两物块A、B质量均为m,初始时均静止.现用平行

于斜面向上的力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线(t1时刻A、B的图线相切,t2时刻对应A图线的最高点),重力加速度为g,则( )

A.t2时刻,弹簧形变量为0 B.t1时刻,弹簧形变量为

mgsin θ+ma kC.从开始到t2时刻,拉力F逐渐增大 D.从t1时刻开始,拉力F恒定不变

BD [由题图乙知,t2时刻A的加速度为零,速度最大,根据牛顿第二定律和胡克定律有mgsin θ=kx,则x=

mgsin θ,故A错误;由题图乙读出,t1时刻A、B开始分离,对kmgsin θ+maA根据牛顿第二定律kx-mgsin θ=ma,则x=,故B正确;从开始到t1时刻,

k对AB整体,根据牛顿第二定律F+kx-2mgsin θ=2ma,得F=2mgsin θ+2ma-kx,x减小,F增大,t1时刻到t2时刻,对B由牛顿第二定律得F-mgsin θ=ma,得F=mgsin θ+ma,可知F不变,故C错误,D正确.]

[题组突破]

3-1.(2018·高三湖北八校联考)(多选)质量分别为M和m的物块形状大小均相同,将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接,如图甲所示,轻绳平行于倾角为α的斜面,M恰好能静止在斜面上,不考虑M、m与斜面之间的摩擦.若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放M,斜面仍保持静止.则下列说法正确的是( )

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