高一物理牛顿运动定律应用专题练习课件

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,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,牛顿运动定律的应用（三）,传送带问题问题分析,牛顿运动定律的应用（三）传送带问题问题分析,1,高一物理牛顿运动定律应用专题练习课件,2,A,B,37,例,.,如图,传送带与水平地面倾角,=37,，从,A,端到,B,端的距离,L,=16m,，传送带以,v=10m/s,的速率时针转,动,在传送带的上端,A,无初速度地放一个质量,为,0.5kg,的小物体，若已知该物体与传送带,之间的动摩擦因数,=0.5,，,（1）当传送带顺时针转动时，物块从A到B所经历的时间为多少？,（2）当传送带逆时针转动时，物块从A到B所经历的时间为多少？,（,g,取,10m/s,2,sin37,0,=0.6,）,A,B,37,解：物体放在传送带后，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向上，物体沿传送带向下做初速度为零的匀加速运动直到,B,点,N,mg,37,0,物体加速到底端所用的时间为,t,则,解得,t=4s,AB37例.如图,传送带与水平地面倾角=37，从A端,3,A,B,37,例,.,如图,传送带与水平地面倾角,=37,，从,A,端到,B,端的距离,L,=16m,，传送带以,v=10m/s,的速率转,动,在传送带的上端,A,无初速度地放一个质量,为,0.5kg,的小物体，若已知该物体与传送带,之间的动摩擦因数,=0.5,，,（1）当传送带顺时针转动时，物块从A到B所经历的时间为多少？,（2）当传送带逆时针转动时，物块从A到B所经历的时间为多少？,（,g,取,10m/s,2,sin37,0,=0.6,）,A,B,37,解：,过程一,物体放在传送带后，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向下，物体沿传送带向下做初速度为零的匀加速运动,N,mg,37,0,f,物体加速到与传送带速度相等所用的时间,物体在,t,1,时间内的位移,AB37例.如图,传送带与水平地面倾角=37，从A端,4,当物体的速度达到传送带的速度时，由于,tan,继续做加速运动当物体的速度大于传送带的速度时，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向上,A,B,37,N,mg,37,0,f,设后一阶段直滑至底端所用的时间为,t,2,，由,解得：,t,2,=1s t,2,=-11s,（舍去）,所以物体从,A,端运动到,B,端的时间,t=t,1,+t,2,=2s,受力分析和运动分析是基础，加速度是联系力和运动的桥梁,若,tan,时，物体加速至与传送带速度相同后，将与传送带相对静止一起匀速运动；,若,tan,时，物体加速至与传送带速度相同后，仍将继续加速,摩擦力可以是动力，也可以是阻力,当物体的速度达到传送带的速度时，由于tan,继续做加,5,F=ma,瞬时性,F=ma,对运动过程的每一瞬间成立，且瞬时力决定瞬时加速度，可见，确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力。,明确,“,轻绳,”“,轻线,”“,轻弹簧,”“,轻橡皮绳,”,几个理想物理模型,F=ma瞬时性F=ma对运动过程的每一瞬间成立，且瞬时力决定,6,例,1.,质量均为,m,的,A,、,B,两球之间系着一根不计质量的轻弹簧，放在光滑水平台面上，,A,求紧靠着墙壁，现用力,F,将,B,球向左推压弹簧，平衡后，突然将力,F,撤去的瞬间，,A,、,B,球的加速度如何？,A,B,F,A,N,kx,B,kx,F,解：撤去,F,前，,A,、,B,球受力分析如图所示撤去,F,瞬间，,F,立即消失，而弹簧弹力不能突变根据牛顿第二定律有,分析问题在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及其变化先看不变量，再看变化量；加速度与合外力瞬时一一对应,例1.质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的轻弹簧，,7,A,例,.,小球,A,、,B,的质量分别为,m,和,2m,，用轻弹簧相连，然后用细线悬挂而静 止，如图所示，在烧断细线的瞬间，,A,、,B,的加速度各是多少？,A,B,T,mg,B,kx,2mg,kx,解：烧断细绳前，,A,、,B,球受力分析如图所示烧断细绳瞬间，绳上张力立即消失，而弹簧弹力不能突变根据牛顿第二定律有,明确,“,轻绳,”,和,“,轻弹簧,”,两个理想物理模型的区别,A例.小球A、B的质量分别为m和2m，用轻弹簧相连，然后用,8,例,4.,如图所示，一根轻质弹簧和一根细线共同拉住一个质量为,m,的小球，平衡时细线恰是水平的，弹簧与竖直方向的夹角为,.,若突然剪断细线，则在刚剪断的瞬时，弹簧拉力的大小是，小球加速度的大小为，方向与竖直方向的夹角等于,.,小球再回到原处且稳定时弹簧拉力的大小是,小球再回到原处时,由平衡条件,F,1,=mg,mg/cos,g tg,90,mg,m,mg,F,T,细线剪断瞬间，,T,立即消失,弹簧弹力不变，仍为,F=mg/cos,，小球所受,mg,和,F,的合力不变，仍为,mgtan,，,加速度大小,a,gtan,，方向水平向右，与竖直方向的夹角为,90,0,解：剪断细线前，小球所受,mg,和,F,的合力与,T,等大反向，大小等于,T,mgtan,弹簧弹力,F,mg/cos,弹力和摩擦力是被动力，结合牛顿第二定律进行分析,例4.如图所示，一根轻质弹簧和一根细线共同拉住一个质量为m的,9,一,.,连接体,:,一些（由斜面、绳子、轻杆等）通过相互作用连接在一起的物体系统。,它们,一般有着力学或者运动学方面的联系。,二,.,连接体问题的常见图景,1.,按连接的形式,a.,依靠绳子或弹簧的弹力相连接,F,A,B,A,B,a,一.连接体:一些（由斜面、绳子、轻杆等）通过相互作用连接在一,10,b.,依靠相互的挤压（压力）相联系,m,1,m,2,m,1,m,2,m,1,m,2,F,F,c.,依靠摩擦相联系（叠加体）,m,1,m,2,F,实际中的连接体都是上述三种典型方式的组合,b.依靠相互的挤压（压力）相联系m1m2m1m2m1m2FF,11,a.,有共同加速度的连接体问题,2.,按连接体中各物体的运动,b.,有不同加速度的连接体问题,一个静止一个加速,两个均加速,但加速度不等,基本方法：整体法求加速度再隔离分析,基本方法,:,隔离分析；找加速度之间的关系,连接体中相互作用的物体间的作用力始终,大小相等，方向相反,a.有共同加速度的连接体问题2.按连接体中各物体的运动b.有,12,整体法求加速度（优先）,隔离法求相互作用力,三,.,连接体的解法,:,.a.,隔离法,:,分别对每一个物体列动力学方程（组），一般总是可以解题。,b.,整体法：当系统有共同的加速度时，可使用整体法。整体方程的优势是解（共同的）加速度非常容易。,隔离法是解连接体问题的根本方法。而在解隔离方程组时，隐含着牛顿第三定律的内容（作用与反作用的大小关系），所以连接体问题牛顿第二定律和牛顿第三定律结合的典型应用。,1.,整体法与隔离法,整体法求加速度（优先）,隔离法求相互作用力三.连接体的解法:,13,A,B,B,：,mg-T=ma,A:T=Ma,ABB：mg-T=ma,14,当系统内各个物体的加速度相同时，则可把系统作为一个整体来研究但这并不是使用整体法的必要条件，有些问题中系统内物体的加速度不同，也可用整体法来研究处理。,2.,用整体法解题的条件,:,例：一物块,m,沿斜面体,M,以加速度,a,下滑，斜面体不动求地面对斜面体的静摩擦力,f,？,可把此系统（,m,和,M,）作为整体处理，由牛顿第二定律得,f,macos,M0,macos,式中,acos,为物块加速度的水平分量,当系统内各个物体的加速度相同时，则可把系统作为一,15,例,.,如图所示，质量为,2m,的物块,A,，与水平地面的摩擦不计，质量为,m,的物块,B,与地面的摩擦因数为，在已知水平推力,F,的作用下，,A,、,B,做加速运动，则,A,和,B,之间的作用力为,_,。,此类问题，在高考中只限于两个物体的加速度相同的情况。通常是对两个物体组成的整体运用牛顿第二定律求出整体的加速度，然后用隔离法求出物体间的相互作用力,1.,连结体问题,(,整体法与隔离法,),例.如图所示，质量为2m的物块A，与水平地面的摩擦不计，质,16,例,2,、一人在井下站在吊台上，用如图,4,所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量,m=15kg,人的质量为,M=55kg,起动时吊台向上的加速度是,a=0.2m/s,2,求这时人对吊台的压力。,(g=9.8m/s,2,)(200N,，方向竖直向下,),2.,连结体问题,(,整体法与隔离法,),此类问题，在高考中只限于两个物体的加速度相同的情况。通常是对两个物体组成的整体运用牛顿第二定律求出整体的加速度，然后用隔离法求出物体间的相互作用力,图,4,例2、一人在井下站在吊台上，用如图4所示的定滑轮装置拉绳把吊,17,例,3.,如图所示,把长方体切成质量分别为,m,和,M,的两部分，切面与底面的夹角为,长方体置于光滑的水平地面，设切面亦光滑，问至少用多大的水平推力推,m,，,m,才相对,M,滑动？,F,M,m,M,m,N,1,mg,F,解,:,设水平推力为,F,时，,m,刚好相对,M,滑动对整体和,m,分别根据牛顿第二定律,联立式解出使,m,相对,M,相对滑动的最小推力,整体法和隔离法相结合,动态分析临界状态，从两个方面理解临界状态,例3.如图所示,把长方体切成质量分别为m和M的两部分，切面,18,例,2.,如图，一细线的一端固定于倾角为,45,0,的光滑楔形滑块,A,的顶端,P,处，细 线的另一端拴以质量为,m,的小球，,.,当滑块至少以多大加速度向左运动时，小球对滑块的压力为零？,.,当滑块以加速度,a=2g,向左运动时，线中张力多大？,A,P,45,0,a,mg,T,a,0,45,0,解：,根据牛顿第二定律得,a=2g,a,0,小球离开斜面，设此时绳与竖直方向的夹角为,因此当滑块至少以加速度,g,向左运动时，小球对滑块的压力为零,.,mg,T,a,关键是找出装置现状（绳的位置）和临界条件，而不能认为不论,a,多大，绳子的倾斜程度不变,例2.如图，一细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A的,19,例,7,如图所示，光滑球恰好放在木块的圆弧槽中，它的左边的接触点为,A,，槽的半径为,R,，且,OA,与水平线成,角，通过实验知道,:,当木块的加速度过大时，球可以从槽中滚出，圆球的质量为,m,，木块的质量为,M,，各种摩擦及绳和滑轮的质量不计，则木块向右加速度最小为多大时球才离开圆槽？,例7 如图所示，光滑球恰好放在木块的圆弧槽中，它的左边的接触,20,解析,:,当加速度,a,=0时，球受重力和支持力,.,支持力的作用点在最底端当加速度略大于零，球不能离开圆槽，球同样受重力和支持力，但支持力的方向斜向右上方，即支持力的作用点沿圆弧槽向,A,点移动,.,当加速度逐渐增大，支持力的作用点移到,A,点时,球即将离开圆弧槽，此状态为临界状态，分析小球受力如右图所示,.,由牛顿第二定律：,mg,cot,=,ma,0,可得,a,0,=gcot,显然，当木块向右的加速度,a,至少为,g,cot,时，球离开圆弧槽,解析:当加速度a=0时，球受重力和支持力.支持力的作用点,21,（一）变力作用问题分析,（一）变力作用问题分析,22,1,一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态，正确的是（）,A,接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大，速度越来越小，最后等于零,B,接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加后减小直到为零,C,接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处,D,接触后，小球速度最大的地方就是,加速度等于零的地方,BD,1一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速,