牛顿运动定律典型题归类解析

高一物理教学案

典例 2 连接体问题两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体.以平衡态或非平衡 态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中，是考生备考临考的难点之一 【例 2】如图 2-1,质量为 2 m 的物块 A 与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为 m 的物块 B 与地面的动摩擦因数为μ ,在已知水平推力 F 的作用下，A、B 做 加速运动，A 对 B 的作用力为____________.F

2mA

mB

图2 1

在分析和求解物理连接体问题时，关键是研究对象的选取。交替使用隔离法和 整体法。所谓整体法就是把将两个或两个以上物体组成的整个系统看做一个整 体。

典例 3 弹簧问题(动力学角度)如图所示，一轻质弹簧竖直放在水平地面上，小球 A 由弹簧正上方某高度自由 落下，与弹簧接触后，开始压缩弹簧，设此过程中弹簧始终服从胡克定律，那 么在小球压缩弹簧的过程中，以下说法中正确的是( A.小球加速度方向始终向上 B.小球加速度方向始终向下 C.小球加速度方向先向下后向上 师 D.小球加速度方向先向上后向下 生 活 动 设 计 )

典例 4 临界与极值如图，A,B 两个物体间用最大张力为 100N 的轻绳相连，A,B 两物质量各为 4Kg,8Kg,在拉力 F 的作用下向上作加速运动， 为使轻绳不被拉断， Fmax 是多大？

【尝试练习】1、如图，质量 m=10kg 的小球挂在倾角 α=37º 的光滑斜面上，当斜面和小球 以 a1=g/2 的加速度向右加速运动时，小球对绳子的拉力和对斜面的压

力分 别多大？如果斜面和小球以 a2= 3 g 的加速度向右加速运动时，小球对绳 子的拉力和对斜面的压力分别多大？

2.质量分别为 mA=2kg、mB=4kg 的物体叠放在水平地面上，B 与水平地面间的 摩擦系数为 0.4,A 与 B 间的静摩擦系数为 0.8,水平力 F 作用在 B 上(如图) , 要使 A 与 B 间不发生滑动，则 F 的最大值为多少？若改为 F 加在 A 上呢？

典例 5 牛顿运动定律中的图像问题(2010 安徽理综)质量为 2kg 的物体在水平推力 F 的作用下沿水平面做直线运动， 一段时间后撤去 F,其运动的 v—t 图象如图 12 所示。g 取 10 m/s2,求： (1)物体与水平面间的运动摩擦系数 μ; (2)水平推力 F 的大小； (3)0~10s 内物体运动位移的大小。

图 12

【尝试练习】(2007 年高考上海物理)固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光 滑小环，小环在沿杆方向的推力 F 作用下向上运动，推力 F 与小环速度 v 随时 间变化规律如图所示，取重力加速度 g=10m/s2。求： (1)小环的质量 m; (2)细杆与地面间的倾角 。

F/N F 5.5 5 1

v/ms

-1

0 2 4 6 t/s 0 2 4 6 t/s

A.读数偏大，表明装置加速上升

B.读数偏小，表明装置减速下降

C.读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向 下运动 D.读数准确，表明装置匀速上升或下降

典例 6 传送带问题如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检 查.其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持 v=1 m/s 的恒 定速率运行.旅客把行李无初速度地放在 A 处，设行李与传送带之间的动摩擦 因数 μ=0.1,A、B 间的距离为 2 m,g 取 10 m/s2.若乘客把行李放到传送带的同 时也以 v=1 m/s 的恒定速率平行于传送带运动到 B 处取行李，则( )

A.乘客与行李同时到达 B 处 B.乘客提前 0.5 s 到达 B 处 C.行李提前 0.5 s 到达 B 处 D.若传送带速度足够大，行李最快也要 2 s 才能到达 B 处

【尝试训练】 (2012· 济宁模拟)如图所示，水平传送带A、B 两端点相距 x=4 m,以 v0=2 m/s 的速度(始终保持不变)顺时针运转，今将 一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至 A 点处，已知小煤块与传送带间的动 摩擦因数为 0.4,g 取 10 m/s2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送 带上留下划痕.则小煤块从 A 运动到 B 的过程中( ) A.小煤块从 A 运动到 B 的时间是 2 s B.小煤块从A 运 动到B 的 是2.25 s 时间 C.划痕长度是 4 m D.划痕长度是 0.5 m

在确定研究对象并进行受力分析后， 首先判定摩擦力突变(含大小和方 向)点， 给运动分段， 而突变点一定发生在物体速度与传送带速度相同 的时

刻.物体在传送带上运动时的极值点也都发生在物体速度与传送 带速度相同的时刻.v 物与 v 传相同的时刻是运动分段的关键点，也是 解题的突破口.

典例 7 滑块木板问题如图所示，长为 L=2 m、质量为 M=8 kg 的木板，放在水平地面上，木板向右 运动的速度 v0=6 m/s 时，在木板前端轻放一个大小不计，质量为 m=2 kg 的小 物块.木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为 μ=0.2,g=10 m/s2.求： (1)物块及木板的加速度大小. (2)物块滑离木板时的速度大小.

典例 8 等时圆模型(1)物体沿着位于同一竖直圆上的所有光滑弦由静止下滑，到达圆周最低点时间 R 均相等，且为 t=2 (如图甲所示). g

(2)物体沿着位于同一竖直圆上的所有过顶点的光滑弦由静止下滑，到达圆周低 R 端时间相等为 t=2 (如图乙所示). g

如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于 M 点，与竖直 墙相切于 A 点.竖直墙上另一点 B 与 M 的连线和水平面的夹角为 60° ,C 是圆 环轨道的圆心.已知在同一时刻 a、b 两球分别由 A、B 两点从静止开始沿光滑 倾斜直轨道 AM、BM 运动到 M 点； c 球由 C 点自由下落到 M 点. 则( ) A.a 球最先到达 M 点 B.b 球最先到达 M 点 C.c 球最先到达 M 点 D.b 球和 c 球都可能最先到达 M 点

【尝试练习】如图所示，在倾角为 θ 的斜面上方的 A 点处放置一光滑的木板 AB,B 端刚好在 斜面上.木板与竖直方向 AC 所成角度为 α,一小物块自 A 端沿木板由静止滑 下，要使物块滑到斜面的时间最短，则 α 与 θ 角的大小关系应为( ) θ A.α=θ B.α= 2 θ C.α= D.α=2θ 3

典例 9 验证牛顿运动定律[例 1] (2012· 安徽高考)图实-4-2 为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。 砂和砂桶的总质量为 m,小车和砝码的总质量为 M。实验中用砂和砂桶总重力 的大小作为细线对小车拉力的大小。

(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一 端 滑 轮 的 高度 ， 使 细线与 长 木 板 平行 。 接 下来还 需 要 进 行的 一 项 操作是 ________。 A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时 器通电，调节 m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断 小车是否做匀速运动 B.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带， 撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做 匀速运动 C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观 察判断小车是否做匀速运动 (2)实验中要进行质量 m 和 M 的选取，

以下最合理的一组是________。 A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g D.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g (3)图实-4-3 是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为 7 个相邻 的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间 的距离分别为：sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、 sEF=5.91 cm,sFG=6.34 cm。已知打点计时器的工作效率为 50 Hz,则 …… 此处隐藏：4196字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……