高一物理同步力的平衡及牛顿定律典型例题分析.ppt

力的平衡及牛顿定律典型例题分析 王哲wangzhe3 staff neworiental org 例1 A B C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连 处于静止状态 如图所示 C是一箱砂子 砂子和箱的重力都等于G 动滑轮的质量不计 打开箱子下端开口 使砂子均匀流出 经过时间t0流完 则下图中哪个图线表示在这过程中桌面对物体B的摩擦力f随时间的变化关系 例2 建筑工地上的黄砂 若堆成圆锥形而且不管如何堆其锥角总是不变 试证明之 如果测出其圆锥底的周长为12 1m 高为1 5m 求黄砂之间的动摩擦因数 设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等 例3 如图所示 在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A B 它们的质量分别为mA mB 弹簧的劲度系数为k C为一固定挡板 系统处于静止状态 现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动 求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d 重力加速度为g 例4 如图所示 劲度系数为k2的轻质弹簧竖直放在桌面上 其上端压一质量为m的物块 另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直地放在物块上面 其下端与物块上表面连接在一起要想使物块在静止时 下面簧产生的弹力为物体重力的 应将上面弹簧的上端A竖直向上提高多少距离 例5 如图9所示 平板车长为L 6m 质量为M 10kg 上表面距离水平地面高为h 1 25m 在水平面上向右做直线运动 A B是其左右两个端点 某时刻小车速度为v0 7 2m s 在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F 50N 与此同时 将一个质量m 1kg为小球轻放在平板车上的P点 小球可视为质点 放在P点时相对于地面的速度为零 经过一段时间 小球脱离平板车落到地面 车与地面的动摩擦因数为0 2 其他摩擦均不计 取g 10m s2 求 1 小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间 2 小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间 3 从小球轻放上平板车到落地瞬间 平板车的位移大小 例6 受到的空气阻力与雨点的横截面积S成正比 与雨点下落的速度v的平方成正比 即 其中k为比例系数 雨点接近地面时近似看做匀速直线运动 重力加速度为g 若把雨点看做球形 其半径为r 球的体积为 设雨点的密度为 求 1 每个雨点最终的运动速度 用 r g k表示 2 雨点的速度达到时 雨点的加速度a为多大 例7 在农村人们盖房打地基叫打夯 夯锤的结构如图10所示 打夯共有5人 四个人分别握住夯锤的一个把手 一个人负责喊号 喊号人一声号子 四个人同时向上用力将夯锤提起 号音一落四人同时松手 夯锤落至地面将地基砸实 某次打夯时 设夯锤的质量为80kg 将夯锤提起时 每个人都对夯锤施加竖直向上的力 大小均为250N 力的持续时间为0 6s 然后松手 夯锤落地时将地面砸出2cm深的一个凹痕 求夯锤能够上升的最大高度 例8 如图所示 倾角 37 的固定斜面上放一块质量M 1kg 长度L 3m的薄平板AB 平板的上表面光滑 其下端B与斜面底端C的距离为7m 在平板的上端A处放一质量m 0 6kg的滑块 开始时使平板和滑块都静止 之后将它们无初速释放 假设平板与斜面间 滑块与斜面间的动摩擦因数均为 0 5 求滑块 平板下端B到达斜面底端C的时间差是多少 sin37 0 6cos37 0 8g 10m s 例9 某物体静止在水平面上 现用平行于水平面的力F拉该物体 得到加速度a和拉力F的关系图象如图所示 试求 取g 10m s2 1 该物体的质量 2 该物体与水平面之间的动摩擦因数 例10 如图15所示 一块质量为M 长为l的匀质板放在很长的水平桌面上 板的左端有一质量为m的物块 物块上连接一根很长的细绳 细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行 某人以恒定的速度v向下拉绳 物块最多只能到达板的中点 且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远 求 1 若板与桌面间光滑 物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移 例11 为了测量某住宅大楼每层的平均高度 层高 及电梯运行情况 甲 乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验 一质量为m 50kg的甲同学站在体重计上 乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中 体重计示数随时间变化的情况 并作出了如图16所示的图像 已知t 0时 电梯静止不动 从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层 求 1 电梯启动和制动时的加速度大小 2 该大楼的层高 例5 如图有一半径为r 0 2m的圆柱体绕竖直轴OO 匀速转动 今用力F将质量为1kg的物体A压在圆柱侧面 使其以v0 2 4m s的速度匀速下降 若物体A与圆柱面的摩擦因数 0 25 求力F的大小 已知物体A在水平方向受光滑挡板的作用 不能随轴一起转动 用长度为L的铁丝绕成一个高度为H的等螺距螺旋线圈 将它竖直地固定于水平桌面 穿在铁丝上的一珠子可沿此螺旋线无摩擦地下滑 这个小珠子从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面经历的时间t 如图质量为m的小球用水平弹簧系住 并用倾角为30 的光滑木板AB托住 小球恰好处于静止状态 当木板AB突然向下撤离的瞬间 小球的加速度方向为 B 方向竖直向下C 方向垂直于木板向下 D 方向水平向右 如图所示 mA 1kg mB 2kg A B间静摩擦力的最大值是5N 水平面光滑 用水平力F拉B 当拉力大小分别是F 10N和F 20N时 A B的加速度各多大 最大静摩擦力 滑动摩擦力 如图 质量分别为m1 1kg和m2 2kg的A B两物块并排放在光滑水平面上 若对A B分别施加大小随时间变化的水平外力F1和F2 若F1 9 2t N F2 3 2t N 则 1 经多长时间t0两物块开始分离 2 在图1 3 b 的坐标系中画出两物块的加速度a1和a2随时间变化的图象 3 速度的定义为v s t v t 图象下的 面积 在数值上等于位移 s 加速度的定义为a v t 则 a t 图象下的 面积 在数值上应等于什么 4 由加速度a1和a2随时间变化图象可求得A B两物块分离后2s其相对速度为多大