牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用 ( 一)4

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1、05年 豐縣中學(xué)高三物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第 ６頁(yè) 總6頁(yè) 第三單元 牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用 ( 一) 考綱要求： 內(nèi) 容 要求 牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用 Ⅱ 本單元的四個(gè)問題：連接體問題、超失重問題、瞬時(shí)加速度問題、臨界問題 一、連接體問題： 1、定義：在研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，常會(huì)涉及相互關(guān)聯(lián)的物體間的相互作用問題，即“連接體問題”．連接體問題一般是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體所構(gòu)成的有某種關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)．其連接方式，一般是通過細(xì)繩、桿等物體來實(shí)現(xiàn)的。從連接體的“關(guān)聯(lián)”特征來看，也可以建立這樣的廣義連接體

2、模型：通過某種相互作用來實(shí)現(xiàn)連接的物體，如物體的疊加，是通過摩擦力的作用形成連接；再如，電荷間的庫(kù)侖力，是通過電場(chǎng)形成連接。 2、解題方法：研究連接體的受力或運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)用牛頓定律求解關(guān)鍵是研究對(duì)象的選取和轉(zhuǎn)換．一般若討論的問題不涉及系統(tǒng)內(nèi)部的作用力時(shí)，可以以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象列方程求解；若涉及系統(tǒng)中各物體間的相互作用，則應(yīng)以系統(tǒng)的某一部分為對(duì)象列方程求解，這樣，便將物體間的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，從而體現(xiàn)出其作用效果，使問題得以求解． 需注意的是，有時(shí)即使是求解的是系統(tǒng)內(nèi)力，往往還先使用整體法列系統(tǒng)的方程，求出系統(tǒng)的相關(guān)量，如系統(tǒng)共同的加速度，再用隔離法列方程求解。故在求解連接體問題時(shí)，整體法和隔

3、離法相互依存，相互補(bǔ)充交替使用，形成一個(gè)完整的統(tǒng)一體。 典例1、兩個(gè)重疊在一起的滑塊，置于固定的、傾角為θ斜面上，如右圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為ml、m2，A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，已知兩滑塊一起從靜止開始以相同的加速度從斜面滑下，滑塊B受到的摩擦力為 A、等于零 B、大小等于μ1m2gcosθ C、大小等于μ2m2gcosθ D、方向沿斜面向上 典例2、如圖所示，質(zhì)量為m的物體A放置在質(zhì)量為M的物體B上，B與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中A、B之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)．設(shè)彈簧的勁度系

4、數(shù)為K．當(dāng)物體離開平衡位置的位移為X時(shí)，A、B間摩擦力的大小等于( )． A、0 B、Kx C、 D、 典例3、質(zhì)量不同的物塊A、B疊放在光滑水平面上，如圖所示，用水平恒力F不論拉B或A，A、B均可一起向右運(yùn)動(dòng)，在拉B時(shí)，它們的加速度為a1，A、B間的摩擦力為fl，在拉A時(shí)，它們的加速度a2，A、B間的摩擦力為f2，則 ( ) A、al，a2一定相等 B、al，a2一定不等 C．fl，f2一定相等 D、fl，f2一定不等 典例4、如圖，質(zhì)量M＝l0 kg的木楔ABC，靜置于粗糙水平地面上，與地面動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0．02，

5、在木楔傾角為θ＝300的斜面上，有一質(zhì)量m＝1.0 kg的物體由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)滑行路程S＝1．4 m時(shí)，其速度V＝1．4 m／s．在這個(gè)過程中木楔沒有動(dòng)，求地面對(duì)木楔摩擦力的大小和方向．(取g＝10 m／S2) 典例5、如圖，在傾角為α的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長(zhǎng)木板．木板上站著一只貓．已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的2倍，當(dāng)繩子突然斷開時(shí)，貓立即沿著板向上跑。以保持其相對(duì)斜面的位置不變，則此時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為 ( ) A、 B、gsinα c． D．2gsinα 典例6、如圖甲所示，底座A上裝有一根直立的長(zhǎng)桿，其總質(zhì)量為M，桿上套有質(zhì)量

6、為m的環(huán)B，它與桿有摩擦，當(dāng)環(huán)從底座以初速向上飛起時(shí)，環(huán)的加速度為a1。求環(huán)在上升和下落的過程中，底座對(duì)水平面的壓力分別是多大? 典例7、如圖所示，有一塊木板靜止在光滑且足夠長(zhǎng)的水平面上，木板質(zhì)量為M=4kg，長(zhǎng)為L(zhǎng)=1．4m；木板右端放著一個(gè)小滑塊，小滑塊質(zhì)量為m=1kg，其尺寸遠(yuǎn)小于L小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0．4(g=10m/s2) (1)現(xiàn)用恒力F作用在木板M上，為了使得m能從M上面滑落下來，問：F大小的范圍是什么? (2)其它條件不變，若恒力F=22．8N，且始終作用在M上，最終使得m能從M上面滑落下來．問：m在M上面滑動(dòng)的時(shí)間是多大?

7、 典例8、一大塊木箱放在平板車的后部，到駕駛室的距離L=1．60m如圖所示，木箱與車板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.484，平板車以恒定的速度V=22．0m／s勻速行駛，突然駕駛員剎車，使車均勻減速，為不讓大木箱撞擊駕駛室，從開始剎車到車完全停止，至少要經(jīng)過多少時(shí)間?(g取l0m／s2) 典例9、如圖一平板車量M=l00kg，停在水平路面上，車身的平板離地面的高度h=1.25m，一質(zhì)量m=50kg的小物塊置于車的平板上，它到車尾端的距離b=1．00m，與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．20，如圖所示．今對(duì)平板車施一水平方向的恒力，使車向前行駛，結(jié)

8、果物塊從平板上滑落，物塊剛離開車的時(shí)刻，車向前行駛的距離So=2．0m．求物塊落地時(shí)，落地點(diǎn)到車尾的水平距離．不計(jì)路面與平板車間以及輪軸之間的摩擦．取g=l0m／s2。 二、超失重問題 1．超重與失重 (1)超重： 稱為超重現(xiàn)象． (2)失重： 稱為失重現(xiàn)象．

9、2．視重： 叫視重． 3．視重與重力的關(guān)系 (1)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，視重 重力． (2)物體處于超重狀態(tài)時(shí)，視重 重力． (3)物體處于失重狀態(tài)時(shí)，視重 重力． 4．注意問題 (1) 物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力是否變化? （2） 超重時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)： 失重時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)： 完全失重的特點(diǎn)：

10、 典例1、下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)，哪些不能在繞地球飛行的宇宙飛船中完成 ( ) A、用天平測(cè)物體的質(zhì)量 B．用彈簧秤做驗(yàn)證平行四邊形定則實(shí)驗(yàn) C，用單擺測(cè)重力加速度 D．用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)大氣壓強(qiáng) 典例2、某人在地面上最多能舉起質(zhì)量為60kg的物體，而在一個(gè)加速下降的升降機(jī)中最多能舉起80kg的物體，此電梯的加速度多大?若升降機(jī)以同樣大小的加速度加速上升，此人在升降機(jī)中最多能舉起質(zhì)量多重的物體？（g=10m/s2） 典例3、如圖所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C(包括支架)的總質(zhì)量為m1，B為鐵片，質(zhì)量為m2，整個(gè)裝置用輕繩懸

11、掛于O點(diǎn)．當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩上拉力F的大小為………( ) A．F＝mlg B．mlg(ml+m2)g 典例4、如圖所示，浸在液體（密度為ρ）中的小球固定在輕彈簧的一端，彈簧另一端固定在容器底部，已知小球密度ρ0(ρ0<ρ)，體積為V，彈簧勁度系數(shù)為K，求下列兩種情況下彈簧的形變量：(1)整個(gè)系統(tǒng)勻速上升；(2)整個(gè)系統(tǒng)自由下落。 典例5、如圖一根細(xì)線一端固定在容器的底部，另一端系一木球，木塊浸沒在水中，整個(gè)裝置在臺(tái)秤上，現(xiàn)將細(xì)線割斷，在木球上浮過程中不計(jì)水的阻力，則臺(tái)秤上的示數(shù)：

12、 ( ) A、增大 B、減小 C、不變 D、無法確定 三、瞬時(shí)加速度問題： 1、某時(shí)刻的加速度叫瞬時(shí)加速度。而加速度由合外力決定，當(dāng)合外力恒定時(shí)，加速度也恒定，合外力變化時(shí)，加速度也隨之變化，且瞬時(shí)力決定瞬時(shí)加速度，牛頓第二定律的核心是加速度與合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，反映出加速度和力是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失，牛頓第二定律是力的瞬時(shí)作用規(guī)律。 典例1、如下圖甲、乙所示，圖中細(xì)線均不可伸長(zhǎng)，物體均處于平衡狀態(tài)．如果突然把兩水平細(xì)線剪斷，求剪斷瞬間小球A、B的加速度各是多少?(θ角已知) 典例2、如右圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B

13、，甲圖中兩球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩連接，然后用細(xì)繩懸掛起來，若剪斷懸掛線OA的瞬間，A球和B球的加速度分別是多少?乙圖中兩球間用輕彈簧連接，也用細(xì)繩懸掛起來，剪斷細(xì)繩OA瞬間，A球與B球的加速度又分別是多少? 典例3、如右圖所示，繩OA、BC系兩個(gè)質(zhì)量均為m的重物，C段為橡皮繩，整個(gè)裝置以加速度a向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若剪斷OA，則在剪斷的瞬間，ml和m2的加速度分別為多少？ 典例4、如右圖所示，木塊A與B用一輕質(zhì)彈簧相連，豎直放在木板C上，三者靜止于水平面，A與B質(zhì)量之比是1：2，B與C和C與水平面間接觸都是光滑的，當(dāng)沿水平方向迅速抽出C的瞬間，A和B的加速度分別是 A．

14、g，g B．0，g C．0，3g D．0，3g/2 典例5、如右圖所示，豎直光滑桿上套有一小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘M、N固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)．設(shè)拔去銷釘M瞬間，小球加速度為12 m/s2，若不拔去銷釘M而拔去銷釘N瞬間小的加速度可能是( ) A、22m/s2，豎直向上B、22 m/s2，豎直向下 C、2 m/s2，豎直向上D、2 m/s2，豎直向下 典例6、如圖所示，兩矩形物塊A和B質(zhì)量均為m，疊放在一個(gè)豎直彈簧上．彈簧的勁度系數(shù)為k，其質(zhì)量忽略不計(jì)．今用一豎直向下的力F壓物塊A，彈簧在力F作用下又伸長(zhǎng)了

15、ΔL(仍在彈性限度內(nèi))．然后突然撤去力F，此時(shí)物塊A對(duì)物塊B的壓力大小為： A．F B．F十mg C．kΔL／2+mg D．kΔL／2+2mg 四、臨界問題： 1、某種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)又可理解為“恰好出現(xiàn)”與“恰好不出現(xiàn)”的交界狀態(tài)。 2、處理臨界狀態(tài)的基本方法和步驟是： ① 分析兩種物理現(xiàn)象及其與臨界值相關(guān)的條件；用假設(shè)法求出臨界值， ② 比較所給條件與臨界值的關(guān)系，確定物理現(xiàn)象，然后求解。 典例1、將質(zhì)量為m的小球用輕質(zhì)細(xì)繩拴在質(zhì)量為M的傾角為θ的楔形木塊B上，如圖所示。已知B的傾斜面是光滑的，底面與水平地面

16、之間的摩擦因數(shù)為μ。 (1)若對(duì)B施加向右的水平拉力，使B向右運(yùn)動(dòng)，而A不離開B的斜面，這個(gè)拉力不得超過多少? (2)若對(duì)B施以向左的水平推力，使B向左運(yùn)動(dòng)，而A不致在B上移動(dòng)，這個(gè)推力不得超過多少? 典例2、如圖，兩細(xì)繩與水平車頂面夾角為600和300，物體質(zhì)量為m，當(dāng)小車以大小為2g的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩1和繩2的張力大小分別是多大? 典例3、勁度系數(shù)為K的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)用一塊小木板將物體拖起，使彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，如圖，然后讓木板由靜止開始以加速度a(a