2019年高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律专题强化四牛顿运动定律的综合应用二学案【精心整理】.doc 联系客服

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图3

A.粮袋到达B端的速度与v比较,可能大,可能小也可能相等

B.粮袋开始运动的加速度为g(sinθ-μcosθ),若L足够大,则以后将以速度v做匀速运动

C.若μ≥tanθ,则粮袋从A端到B端一定是一直做加速运动

D.不论μ大小如何,粮袋从Α到Β端一直做匀加速运动,且加速度a≥gsinθ 答案 A

解析 若传送带较短,粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动,到达B端时的速度小于v;若传送带较长,μ≥tanθ,则粮袋先做匀加速运动,当速度与传送带的速度相同后,做匀速运动,到达B端时速度与v相同;若μ<tanθ,则粮袋先做加速度为g(sinθ+μcosθ)的匀加速运动,当速度与传送带相同后做加速度为g(sinθ-μcosθ)的匀加速运动,到达B端时的速度大于v,选项A正确;粮袋开始时速度小于传送带的速度,相对传送带的运动方向是沿传送带向上,所以受到沿传送带向下的滑动摩擦力,大小为μ

mgcosθ,根据牛顿第二定律得加速度a=

mgsinθ+μmgcosθ

=g(sinθ+

mμcosθ),选项B错误;若μ≥tanθ,粮袋从A到B可能是一直做匀加速运动,也可能先匀加速运动,当速度与传送带的速度相同后,做匀速运动,选项C、D均错误.

2.如图4所示为一水平传送带装置示意图.A、B为传送带的左、右端点,AB长L=2m,初始时传送带处于静止状态,当质量m=2kg的煤块(可视为质点)轻放在传送带A点时,传送带立即启动,启动过程可视为加速度a=2m/s2的

匀加速运动,加速结束后传送带立即匀速运动.已知煤块与传送带间动摩擦因数μ=0.1,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10 m/s2).

图4

(1)如果煤块以最短时间到达B点,煤块到达B点时的速度大小是多少? (2)上述情况下煤块运动到B点的过程中在传送带上留下的痕迹至少多长? 答案 (1)2m/s (2)1m

解析 (1)为了使煤块以最短时间到达B点,煤块应一直匀加速从A点到达B点

μmg=ma1得a1=1 m/s2

v2B=2a1L vB=2 m/s

(2)传送带加速结束时的速度v=vB=2 m/s时,煤块在传送带上留下的痕迹最短

vB煤块运动时间t==2 s

a1

传送带加速过程:

vB=at1得t1=1 s

12

x1=at1得x1=1 m

2传送带匀速运动过程:

t2=t-t1=1 s x2=vBt2得x2=2 m

故痕迹最小长度为Δx=x1+x2-L=1 m. 命题点二 “滑块-木板模型”问题

1.模型特点

涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动. 2.两种位移关系

滑块由木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板同向运动,位移大小之差等于板长;反向运动时,位移大小之和等于板长. 设板长为L,滑块位移大小为x1,木板位移大小为x2 同向运动时:如图5所示,L=x1-x2

图5

反向运动时:如图6所示,L=x1+x2

图6

3.解题步骤 审题建模

错误!

↓ 建立方程

错误!

明确关系→找出物体之间的位移?路程?关系或速度关系是解题的突破口,上一过程的 末速度是下一过程的初速度,这是两过程的联系纽带

例3 (2015·新课标Ⅱ·25)下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地3

质灾害.某地有一倾角为θ=37°(sin37°=)的山坡C,上面有一质量为m5的石板B,其上下表面与斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和

B均处于静止状态,如图7所示.假设某次暴雨中,A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B间的动摩擦因数μ1减小为

3

,B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A、B开始运动,此时刻为计时起点;8

在第2s末,B的上表面突然变为光滑,μ2保持不变.已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=27m,C足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取重力加速度大小g=10m/s2.求:

图7

(1)在0~2s时间内A和B加速度的大小; (2)A在B上总的运动时间.

①μ1<μ2,可分析A、B受力;②第2s末,B的上表面突然变为光滑. 答案 (1)3m/s2 1 m/s2 (2)4s

解析 (1)在0~2s时间内,A和B的受力如图所示,其中Ff1、FN1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小,Ff2、FN2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小,方向如图所示.由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得