《浙江省义乌三中高三物理《3.4牛顿运动定律的综合运用》复习课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省义乌三中高三物理《3.4牛顿运动定律的综合运用》复习课件（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 4 课时 专题：牛顿运动定律的综合应用 题型互动探究 题型一 传送带问题 例 1 传送带与水平面夹角为 37 ， 皮带以 12 m /s 的速率运动，皮 带轮沿顺时针方向转动，如图 1 所示今在传送带上端 A 处无初 速度地放上一个质量为 m 的小物 块，它与传送带间的动摩擦因数为 若传送带 A 到B 的长度为 24 m ， g 取 10 m / s ，则小物块从 A 运动到 B 的时间为多少？ 图 1 解析 小物块无初速度放在传送带上时，所受摩擦力为滑动摩擦力，方向沿斜面向下，对小物块用牛顿第二定律得mg s i n m g c o s 得 a 12 m / 2 m / s 运动的距离为
2、 用时间为 0 2 6 m 由 v 1 s 当小物块的速度加速到 12 m / s 时，因 mg s i n m g c o s ，小物块受到的摩擦力由原来的滑动摩擦力突变 为静摩擦力，而且此时刚好为最大静摩擦力，小物块此后随皮带一起做匀速运动 设 的距离为 L ，则 L s 从 A 到 B 的时间 t t 2.5 s . 答案 2.5 s 方法归纳 分析处理传送带问题需要特别注重两点分析：一是对物体在初态时所受滑动摩擦力的方向的分析；二是对物体在达到传送带的速度时摩擦力的有无及方向的分析对于水平传送带问题，当物体与传送带相对静止且物体所受弹力仅为支持力时，因物体与传送带间无相对运动的趋势，故
3、物体所受的摩擦力突变为零，之后物体随传送带一起做匀速运动；对于倾斜传送带问题，当物体与传送带相对静止且物体所受弹力仅为支持力时，摩擦力的大小是否突变取决于下滑力与最大静摩擦力的关系，另外还要注意分析摩擦力的方向是否发生突变 即学即练 1 如图 2 所示，传送带的水平部分 2 m ，斜面部分 4 m ， 水平面的夹角 37 与传送带的动摩擦因数 传送带沿图示的方向运动，速率 v 2 m /s . 若把物体 A 轻放到 a 处，它将被传送带送到 c 点，且物体 A 不会脱离传送带求物体 A 从 a 点被传送到 c 点所用的时间 ( 已知： s 37 c 37 g 10 m / 图 2 解析 物体
4、A 轻放在 a 点后在摩擦力作用下向右做匀速直线运动直到和传送带速度相等在这一过程中有 a 1 m g . x 1 ag 0.8 m m g c o s 37 0.2 所以物体 A 将再次沿传送带做匀加速直线运动，其加速度大小为 a 2 g s i n 37 g c o s 37 4 m / 体 A 在传送带 所用时间满足 12a 2 代入数据得 t 3 1 s ( 负值舍去 ) 则物体 A 从 a 点被传送到 c 所用时间为 t t 1 t 2 t 3 2.4 s . 答案 2.4 s 题型二 临界问题 例 2 如图 3 所示，质量 m 1 0 k g 的小球挂在倾角 3 7 的光滑斜面的固
5、定铁杆上，求： ( 1 ) 斜面和小球以 a1球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多大？ ( 2 ) 当斜面和小球都以 3 g 的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多大？ 图 3 解析 先求出临界状态时小球的加速度，假设小球刚要离开斜面，这时 0 ，受力情况如图甲所示，故 F s 竖直方向 ) ， F c 水平方向 ) 所以 g c 43g . 当斜面和小球以 于知这时小球已脱离斜面，所以其受力情况如图丙所示，故 n 竖直方向 ) ， 水平方向 ) 两式平方相加，可得 200 N. 由牛顿第三定律知：当以加速度 球对绳的拉力为 100 N ，对斜面的压力为 50 N ；当以
6、加速度 球对绳的拉力为 200 N ，对斜面的压力为 0. 答案 (1)100 N 50 N (2)200 N 0 规律总结 在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现 “ 最大 ” 、 “ 最小 ” 、 “ 刚好 ” 等词语时，往往会有临界状态，此时要采用极限分析法，看物体在不同的加速度下运动时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件 即学即练 2 如图 4 所示，质量为 m 1 物块放在倾角为 37 的斜 面体上，斜面质量为 M 2 斜面 与物块间的动摩擦因数为 地 面光滑，现对斜面体施一水平推力 F ，要使物块 m 相
7、对斜静止，试确定推力 F 的取值范围 ( g 10 m / 图 4 解析 ( 1) 设物块处于相对斜面向下滑动 的临界状态时的推力为 时物块受 力如图所示，取加速度的方向为 x 轴正方向 对物块分析，在水平方向有 直方向有 0 ，对整体有 ( M m ) 入数值得 m / . ( 2) 设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为 物块受力分析，如图所示在水平方向有 直方向有 0 ，对整体有 ( M m ) 入数值得1 1.2 m / . 综上所述可知推力 F 的取值范围为 14 3 N F . 题型三 “ 假设法 ” 在牛顿运动定律中的应用 例 3 如图 5 所示，火车车厢中 有一倾角为
8、30 的斜面，当火 车以 10 m /方向向左运动时，斜面上的物 体 m 与车厢相对静止，分析物 体 m 所受的摩擦力的方向 图 5 解析 物体 m 受三个力作用：重力 弹力 静摩擦力的方向难以确定，我们可假定这个力不存在那么如图所示， 合 mg t 0 的合力，此合力只能产生 g t 30 33g 的加速度，小于题目给定的加速度，合力不足，故斜面对物体的静摩擦力应沿斜面向下 答案 沿斜面向下 题后感悟 假设法是解 物理问题的一种重要方法用假设法解题，一般依题意从某一假设入手，然后运用物理规律得出结果，再进行适当讨论，从而找出正确答案这样解题，科学严谨，合乎逻辑，而且可以拓宽思路 即学即练 3
9、 物体 B 放在真空 容器 A 内，且 B 略小于 A ，将它们 以初速度 v 0 竖直向上抛出，如图 6 所示，下列说法正确的是 ( ) A . 若不计空气阻力，在它们上升 过程中， B 对 A 压力向下 B . 若不计空气阻力，在它们上升过程中， B 对 A 压力为零 C . 若考虑空气阻力，在它们上升过程中， B 对 A 的压力向下 D . 若考虑空气阻力，在它们下落过程中， B 对 A 的压力向上 图 6 解析 对 A 、 B 构成的整体，若不计空气阻力，则无论它们在上升或下降过程中，其加速度 a g ，隔离物体 B ，设 A 的底板有对 B 向上的弹力 F ，则根据牛顿第三定律， B
10、 对 A 的底板有向下压力 F ，以加速度 a 方向为正，由牛顿第二定律，对 B 得 F 可解得 F 0 ，所以，选项 A 错，选项 B 正确在考虑空气阻力时，上升阶段，对 A 、 B 整体， a g ，其方向竖直向下隔离物体 B ，由牛顿第二定律， F F 0 ，说明 A 对 B 压力向下， B 对 A 压力向上，所以 C 错同理，可判断出下落时， B 对 A 压力向下， D 错 答案 B 随堂巩固训练 1 . 如图 7 所示，在倾角为 的固定 光滑斜面上，有一用绳子拴着 的长木板，木板上站着一只猫， 已知木板的质量是猫的质量的 2 倍当绳子突然断开时，猫立 即沿着板向上跑，以保持其相对斜面
11、的位置不变，则此时木板沿斜面下滑的加速度为 ( ) B g D 2 g 图 7 解析 设猫的质量为 m ，则木板质量为 2 m ，且木板对猫斜向上方的摩擦力为 F f ，隔离猫有 F f mg s 0 ，再隔离木板有 F f 2 mg 2 且 F f F f ，故 a 32g . 答案 C 2 . 如图 8 所示为杂技 “ 顶竿 ” 表演， 一人站在地上，肩上扛一质量为 M 的竖直竹竿，当竿上一质量为 m 的人以加速度 a 加速下滑时，竿 对 “ 底人 ” 的压力大小为 ( ) A ( M m ) g B ( M m ) g C ( M m ) g D ( M m ) g 图 8 解析 取竿上
12、的人为研究对象，由牛顿第二定律得 ： F f 取竿为研究对象， “ 底人 ” 对竿的支持力F N F f F f ( M m ) g 再根据牛顿第三定律得： F N F N ( M m ) g 答案 B 3 . 两个重叠在一起的滑块，置于 固定的、倾角为 的斜面上， 如图 9 所示，滑块 A 、 B 的质量 分别为 A 与斜面间的 动摩擦因数为 1， B 与 A 之间 的动摩擦因数为 2，已知两滑块一起从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块 B 受到的摩擦力为 ( ) A 大小等于零 B 大小等于 1c C 大小等于 2c D 方向沿斜面向上 图 9 解析 滑块 A 与斜面间有滑动摩擦力首先判断滑块 A 与 设它们之间无摩擦力作用，则滑块B 下滑的加速度必将大于滑块 A 下滑的加速度，滑块 A 和 以 B 必受到 A 对它的沿斜面向上的静摩擦力作用，可见 D 项正确，
