一轮--牛顿运动定律的综合应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,牛顿运动定律综合应用（,2,）,夏邑高中,-,汪领峰,牛顿运动定律综合应用（2 ）,一、超重与失重现象,一、超重与失重现象,1.,若货物随升降机运动的,v,t,图象如图所示,(,竖直向上为正,),，则货物受到升降机的支持力,F,与时间,t,关系的图象可能是,( B),t,1,t,2,t,3,t,4,t,5,t,6,mg,F,1.若货物随升降机运动的vt图象如图所示(竖直向上为正)，,2.,(,多选,),一人乘电梯上楼，在,竖直上升,过程中加速度,a,随时间,t,变化的图线如图,3,所示，以,竖直向上为,a,的正方向,，则人对地板的压力,(,AD,),At2 s时最大 Bt2 s时最小,Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小,2.(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t,二、动力学中的图象问题,二、动力学中的图象问题,3.,),(,多选,),如图甲，一物块在,t,0,时刻,滑上,一固定斜面，其运动的,v,t,图线如图乙所示。若重力加速度及图中的,v,0,、,v,1,、,t,1,均为已知量，则可求出,(ACD,),A斜面的倾角,B物块的质量,C物块与斜面间的动摩擦因数,D物块沿斜面向上滑行的最大高度,3.)(多选)如图甲，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运,三、连接体问题,1,连接体的分类,(1)绳(杆)连接， (2)弹簧连接,(3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。,2,连接体问题的分析方法,(1),分析方法：整体法和隔离法。,(2),选用整体法和隔离法的策略：,当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法；,对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。,三、连接体问题1连接体的分类2连接体问题的分析方法,4.,(,多选,),在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为,a,的加速度向东行驶时,，连接某两相邻车厢的挂钩,P,和,Q,间的拉力大小为,F,；当机车在西边拉着车厢以大小为,2,a/3,的加速度向西行驶时,，,P,和,Q,间的拉力大小仍为,F,。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为,(,)A,8,B,10,C,15,D,18,N,节,n,节,P,Q,4.(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接,5.,如图,6,所示，两个质量分别为,m,1,3kg,、,m,2,2kg,的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为,F,1,30N,、,F,2,20N,的水平拉力分别作用在,m,1,、,m,2,上，则,(,B,),A弹簧测力计的示数是50N,B弹簧测力计的示数是24N,C在突然撤去F,2,的瞬间，m,2,的加速度大小为4m/s,2,D在突然撤去F,2,的瞬间，m,1,的加速度大小为10m/s,2,5.如图6所示，两个质量分别为m13kg、m22kg 的,加速度不同的连接体问题（高考真题）,6.,一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为,4.5m,，如图,a,所示。,t,0,时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至,t,1 s,时木板与墙壁碰撞,(,碰撞时间极短,),。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后,1s,时间内小物块的,v,t,图线如图,b,所示。木板的质量是小物块质量的,15,倍，重力加速度大小,g,取,10 m/s,2,。求：,(1)木板与地面间的动摩擦因数,1,及小物块与木板间的动摩擦因数,2,；,(2)木板的最小长度；,(3)木板右端离墙壁的最终距离。,加速度不同的连接体问题（高考真题）,一轮-牛顿运动定律的综合应用课件,一轮-牛顿运动定律的综合应用课件,7.,如图甲所示，质量为,M,的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为,m,、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，,物块和木板的,v,t,图象分别如图乙中,的折线,acd,和,bcd,所示,，,a,、,b,、,c,、,d,点的坐标为,a(0,，,10),、,b(0,，,0),、,c(4,，,4),、,d(12,，,0),。根据,v,t,图象，,(g,取,10 m/s,2,),，求：,(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a,1,，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2，达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小a；,(2)物块质量m与长木板质量M之比；,(3)物块相对长木板滑行的距离x。,7.如图甲所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，,一轮-牛顿运动定律的综合应用课件,四、动力学中的临界极值问题,1.,分析临界问题的三种方法,2.,动力学中极值问题的临界条件和处理方法,(1),“,四种,”,典型的临界问题相应的临界条件,接触或脱离的临界条件：弹力,F,N,0,；,相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值；,绳子断裂的临界条件是张力等于绳子最大承受力，绳子松弛的临界条件是,F,T,0,；,速度达到最值的临界条件：加速度为零。,(2),“,四种,”,典型的数学处理方法,三角函数法；,根据临界条件列不等式法；,利用二次函数的判别式法；,极限法。,四、动力学中的临界极值问题1.分析临界问题的三种方法2.动力,8.,如图所示，一质量,m,0.4kg,的小物块，以,v,0,2m/s,的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力,F,作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经,t,2s,的时间物块由,A,点运动到,B,点，,A,、,B,之间的距离,L,10m,。已知斜面倾角,30,，物块与斜面之间的动摩擦因数, 。重力加速度,g,取,10 m/s,2,。,(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小；,(2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？,8.如图所示，一质量m0.4kg 的小物块，以v02m/,9.,如图所示，木块,A,、,B,静止叠放在,光滑水,平面上，,A,的质量为,m,，,B,的质量为,2m,。现施加水平力,F,拉,B,，,A,、,B,刚好,不发生相对滑动,，一起沿水平面运动。若改为水平力,F,拉,A,，使,A,、,B,也保持相对静止，一起沿水平面运动，则,F,不得超过,(,B,),9.如图所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m,10.(,多选,),如图，在,光滑,水平面上放着紧靠在一起的,A,、,B,两物体，,B,的质量是,A,的,2,倍,，,B,受到水平向右的恒力,F,B,2N,，,A,受到的水平向右的变力,F,A,(9,2t)N,，,t,的单位是,s,。从,t,0,开始计时，则,(,ABD,),AA物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的5/11,倍,Bt4s后，B物体做匀加速直线运动,Ct4.5s时，A物体的速度为零,Dt4.5s后，A、B的加速度方向相反,10.(多选)如图，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物,11.,如图所示，固定斜面上放一木板,PQ,，木板的,Q,端放置一可视为质点的小物块,，现用轻细线的一端连接木板的,Q,端，保持与斜面平行，绕过定滑轮后，另一端可悬挂钩码，钩码距离地面足够高。已知斜面倾角,30,，木板长为,L,，,Q,端距斜面顶端距离也为,L,，,物块和木板的质量均为,m,，两者之间的动摩擦因数为,1, 。,若所挂钩码质量为,2m,，物块和木板能,一起匀速,上滑,；,若所挂钩码质量为其他不同值,，物块和,木板有,可能发生,相对滑动,。重力加速度为,g,，不计细线与滑轮之间的摩擦，设接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)木板与斜面间的动摩擦因数,2,；,(2)物块和木板发生相对滑动时，所挂钩码质量m应满足什么条件？,1.,能发生相对运动的条件：,a,木板,a,物块,.,2.,能发生相对运动的条件：,二者间的静摩擦力到达最大,.,11.如图所示，固定斜面上放一木板PQ，木板的Q端放置一可视,一轮-牛顿运动定律的综合应用课件,1.,质量,m,1kg,的物体在,合外力,F,作用下由,静止开始做直线运动,，合外力,F,随时间,t,的变化图象如图所示，下列关于该物体运动情况的说法正确的是,(,BC,),A01s内物体沿正方向做匀加速直线运动,B第2s末物体达到的最大速度2m/s,C第4s末物体速度为0,D第4s末物体回到出发位置,v,t,课后练习,1.质量m1kg的物体在合外力F作用下由静止开始做直线运动,2.,如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体,(,物体与弹簧不连接,),，,初始时物体处于静止状态,，现用竖直向上的,拉力,F,作用,在物体上，使物体开始,向上做匀加速运动，,拉力,F,与,物体位移,x,的关系如图乙所示,(g,10m/s,2,),，下列结论正确的是,(,ACD,),A物体与弹簧分离时，弹簧处于原长状态,B弹簧的劲度系数为750N/m,C物体的质量为2kg,D物体的加速度大小为5m/s,2,2.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物,3.,在物体下落过程中，速,度小于,10m/s,时可认为空气阻力与物体速度成正比关系,。某科研小组在研究小球下落后的运动过程时，得到速度随时间变化的图象，并作出,t,0.5s,时刻的切线,，如图所示。已知小球,在,t,0,时刻释放,，其质量为,0.5kg,，重力加速度,g,取,10m/s,2,，求：,(1)小球与地面第一次碰撞过程中损失的机械能；,(2)小球在运动过程中受到空气阻力的最大值,碰撞过程,3.在物体下落过程中，速度小于10m/s时可认为空气阻力与物,4.,如图所示，质量为,4kg,的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上，绳与竖直方向夹角为,37,。已知,g,10m/s,2,，,sin 37,0.6,，,cos 37,0.8,，求：,(1)当汽车以a2m/s,2,向,右匀减速行驶时,，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力；,(2)当汽车以a10m/s,2,的加速度向右匀减速运动时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力。,mg,N,T,临界值问题,4.如图所示，质量为4kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁,五、传送带模型,1),按放置可分为：水平,(,如图,a),、倾斜,(,如图,b,，图,c),、,水平与倾斜组合；,(2),按转向可分为：顺时针、逆时针。,五、传送带模型1)按放置可分为：水平(如图a)、倾斜(如图b,（,1,）滑块在水平传送带上运动常见的,3,个情景,3.,常见情景,（1）滑块在水平传送带上运动常见的3个情景3.常见情景,（,2,）,.,滑块在倾斜传送带上运动常见的,4,个情景,（2）.滑块在倾斜传送带上运动常见的4个情景,1.,如图,1,所示，水平传送带两端相距,x,8 m,，工件与传送带间的动摩擦因数,0.6,，工件滑上,A,端时速度,v,A,10 m/s,，设工件到达,B,端时的速度为,v,B,。,(,取,g,10 m/s,2,),(1)若传送带静止不动，求v,B,；,(2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B端吗？若不能，说明理由；若能，求到达B点的速度v,B,；,(3)若传送带以v13m/s逆时针匀速转动，求v,B,及工件由A到B所用的时间。,1.如图1所示，水平传送带两端相距x8 m，工件与传送带,2.,如图所示，倾角为,30,的皮带运输机的皮带始终绷紧，且以,恒定速度,v,2.5,m/s,运动，两轮,相距,L,AB,5m,，,将质量,m,1kg,的物体,无初速地轻轻放在,A,处,，若物体与皮带间的动摩擦因数,(,取,g,10 m/s,2,),，物体从,A,运动到,B,共需多长时间？,2.如图所示，倾角为30的皮带运输机的皮带始终绷紧，且,3.,如图所示，传送带与地面夹角,37,，从,A,到,B,长度为,L,10.25m,，传送带以,v,0,10m/s,的速率逆时针转动。在传送带上端,A,无初速,地放一个质量为,m,0.5kg,的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为,0.5,。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知,sin 37,0.6,，,g,10 m/s,2,，求：,(1)煤块从A到B的时间；,(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成痕迹的长度。,mg,N,f,mg,N,f,3.如图所示，传送带与地面夹角37，从A到B长度为L,4.,如图甲所示，水平传送带,沿顺时针方向匀速运转,。从传送带左端,P,先后由静止,轻轻放上三个物体,A,、,B,、,C,，物体,A,经,t,A,9.5s,到达传送带另一端,Q,，物体,B,经,t,B,10s,到达传送带另一端,Q,，若释放物体时刻作为,t,0,时刻，分别作出三物体的,v,t,图象如图乙、丙、丁所示，求：,(1)传送带的速度大小v,0,；,(2)传送带的长度L；,(3)物体A、B、C与传送带间的动摩擦因数；,(4)物体C从传送带左端P到右端Q所用的时间t,C,。,4.如图甲所示，水平传送带沿顺时针方向匀速运转。从传送带左端,六、滑块,木板模型,1,模型特点：,滑块,(,视为质点,),置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。,2,位移关系：,滑块由木板一端运动到另一端的过程中，滑块和木板同向运动时，位移之差,x,x,1,x,2,L(,板长,),；滑块和木板反向运动时，位移之和,x,x,2,x,1,L,。,六、滑块木板模型1模型特点：滑块(视为质点)置于木板上,5.,一长木板在水平地面上运动，在,t,0,时刻将一相对于地面,静止的物块轻放,到木板上，以后,木板运动的速度,时间图象,如图所示。已知物块与木板的,质量相等,，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，,且物块始终在木板上,。取重力加速度的大小,g,10 m/s,2,，求：,(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数,1,和,2,；,(2)从t0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。,5.一长木板在水平地面上运动，在t0时刻将一相对于地面静止,v,1,v1,6.,质量,M,3kg,的长木板放在,光滑,的水平面上。在,水平拉力,F,11N,作用下由,静止,开始向右运动。如图所示，,当速度达到,1m/s,时,，,将质量,m,4 kg,的物块轻轻放到木板,的右端。已知物块与木板间动摩擦因数,0.2,，物块可视为质点。,(g,10 m/s,2,),求：,(1)物块刚放置在木板上时，物块和木板的加速度分别为多大；,(2)木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止；,(3)物块与木板相对静止后物块受到的摩擦力大小？,6.质量M3kg 的长木板放在光滑的水平面上。在水平拉力F,7.,避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，,制动坡床视为水平面夹角为,的斜面,。一辆,长,12m,的载有货物的货车,因刹车失灵从干道驶入制动坡床，,当车速为,23m/s,时,，,车尾位于制动坡床的底端,，货物开始在车厢内,向车头滑动,，,当货物在车厢内滑动了,4m,时,，,车头距制动坡床顶端,38m,，再过一段时间，货车停止。已知,货车质量是货物质量的,4,倍,，货物与车厢间的动摩擦因,数为,0.4,；货车在制动坡床上运动受到的坡床,阻力大小为货车和货物总重的,0.44,倍,。货物与货车分别视为小滑块和平板，取,cos,1,，,sin,0.1,，,g,10m/s,2,。求：,(1)货物在车厢内,滑动时加速度,的大小和方向；,(2)制动坡床的长度。,知相对运动,t,求相对位移；知相对位移求,t.,x,2,38m,7.避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设,8.,如图所示，倾角,30,的足够长,光滑斜面,固定在水平面上，斜面上放一长,L,1.8m,、质量,M,3kg,的薄木板,，木板的最右端叠放一,质量,m,1kg,的小物块,，物块与木板间的动摩擦因数, 。对木板施加沿斜面向上的,恒力,F,，使木板沿斜面由,静止,开始做,匀加速,直线运动。设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度,g,取,10 m/s,2,。,(1)为使物块不滑离木板，求力F应满足的条件；,(2)若F37.5 N，物块能否滑离木板？若不能，请说明理由；若能，,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离。,提示：,1.,知相对运动,t,求相对位移，知相对位移求相对运动时间,t.,2.,发生相对滑动的条件（,1,）两物体加速度不相等,（,2,）两物体间摩擦力到达最大静摩擦力,.,8. 如图所示，倾角30的足够长光滑斜面固定在水平面上,一轮-牛顿运动定律的综合应用课件,9.,如图所示，滑板长,L,1m,，起点,A,到终点线,B,的距离,s,5m,。开始滑板静止，右端与,A,平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，对滑块施一水平恒力,F,使滑板前进。板右端到达,B,处冲线，游戏结束。已知滑块与滑板间动摩擦因数,0.5,，地面视为光滑，滑块质量,m,1,2kg,，滑板质量,m,2,1kg,，重力加速度,g,10m/s,2,，求：,(1)滑板由A滑到B的最短时间；,(2)为使滑板能以最短时间到达，水平恒力F的取值范围,两物体发生相对滑动时，其中一个的外力不影响另一个物体的受力，只改变自身加速度,9.如图所示，滑板长L1m，起点A到终点线B的距离s5m,1.,如图所示，质量为,m,1,的足够长木板,静止在光滑水平面,上，其上放一质量为,m,2,的木块。,t,0,时刻起，给木块施加一水平恒力,F,。分别用,a,1,、,a,2,和,v,1,、,v,2,表示木板、木块的加速度和速度大小，图中可能符合它们运动情况的是,(,AC,),课后练习,1.如图所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平面上，其上,2.,一大小不计的木块通过长度忽略不计的绳固定在小车的前壁上，,小车表面光滑,。某时刻小车由,静止开始向右匀加速运动,，,经过,2s,，细绳断裂。细绳断裂前后，小车的,加速度保持不变,，,又经过,一段时间，滑块从小车左端刚好掉下,，在这段时间内，已知滑块,相对小车前,3s,内滑行了,4.5m,，,后,3s,内滑行了,10.5m,。求从绳断到滑块离开车尾所用的时间是多少？,题后总结：相对位移的应用；重叠时间的计算,.,2.一大小不计的木块通过长度忽略不计的绳固定在小车的前壁上，,3.,如图所示，甲、乙两传送带倾斜放置，与水平方向夹角均为,37,，,传送带乙长为,4m,，,传送带甲比乙长,0.45m,，两传送带,均以,3m/s,的速度逆时针匀速,转动，可视为质点的物块,A,从传送带甲的顶端由静止释放,，可视为质点的,物块,B,由传送带乙的顶端以,3m/s,的初速度沿传送带下滑，,两物块质量相等,，与传送带间的动摩擦因数均为,0.5,，取,g,10m/s,2,，,sin 37,0.6,，,cos 37,0.8,。求：,(1)物块A由传送带顶端滑到底端经历的时间；,(2)物块A、B在传送带上的划痕长度之比。,3.如图所示，甲、乙两传送带倾斜放置，与水平方向夹角均为37,4.,如图甲所示，有一倾角为,30,的,光滑固定斜面,，斜面底端的水平面上放一质量,为,M,的木板。开始时质量为,m,1kg,的滑块在,水平向左的力,F,作用下,静止,在斜面上，,现将力,F,变为水平向右,，当滑块滑到木板上时撤去力,F,，木块滑上木板的过程不考虑能量损失。此后滑块和木板在水平面上运动的,v,t,图象如图乙所示，,g,10m/s,2,。求：,(1)水平作用力F的大小； (2)滑块开始下滑时的高度；,(3)木板的质量,4.如图甲所示，有一倾角为30的光滑固定斜面，斜面底端的水,5.,如图所示，两个质量分别为,m,1,、,m,2,的物块,A,和,B,通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接,A,，另一端固定在墙上，,A,、,B,与传送带间的动摩擦因数均为,。传送带沿顺时针方向转动，系统达到稳定后，,突然剪断轻绳的瞬间,，设,A,、,B,的加速度大小分别为,a,A,和,a,B,，,(,弹簧在弹性限度内，重力加速度为,g),则,(,C,),5.如图所示，两个质量分别为m1、m2的物块A和B通过一轻弹,6.,一个大人和一个小孩用,不同种雪橇,在倾角为,的倾斜雪地上滑雪，大人和小孩,(,大人和雪橇的质量较大,),之间用一根轻杆,(,杆与斜面平行,),相连。发现他们,恰好匀速下滑,。若大人、小孩同时松开轻杆，则可能的情况是,(,B,),A大人加速下滑，小孩减速下滑，两者加速度大小相同,B大人加速下滑，小孩减速下滑，两者加速度大小不同,C两人都加速下滑，但加速度不同,D两人都减速下滑，但加速度不同,6.一个大人和一个小孩用不同种雪橇在倾角为的倾斜雪地上滑雪,7.,在平台,AD,中间有一个长为,2L,的凹槽,BC,，,质量为,m,的滑板,上表面与平台,AD,等高，,质量为,2m,的铁块,(,可视为质点,),与滑板间的动摩擦因数为,1,，铁块以一定的初速度滑上滑板后，滑板开始向右做匀加速运动，当滑板右端到达凹槽右端,C,时，铁块与滑板的速度恰好相等，滑板与凹槽右侧边碰撞后立即原速反弹，左端到达凹槽,B,端时速度恰好为零，而铁块则滑上平台,CD,。重力加速度为,g,。,(1)若滑板反弹后恰好能回到凹槽左端，则滑板与凹槽间动摩擦因数,2,多大？,(2)求铁块滑上滑板时的初速度大小v,0,。,7.在平台AD中间有一个长为2L的凹槽BC，质量为m的滑板上,再见！,再见！,