牛頓第二定律 滑塊類(lèi).doc

滑塊類(lèi)1福建省泉州市四校2010屆高三上學(xué)期期末聯(lián)考如圖所示，一質(zhì)量M=0.2kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑的水平地面上，另一質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊，以V0=1.2m/s的速度從長(zhǎng)木板的左端滑上長(zhǎng)木板。已知小滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.4， g=10m/s2, 問(wèn)：（1）經(jīng)過(guò)多少時(shí)間小滑塊與長(zhǎng)木板速度相等？（2）從小滑塊滑上長(zhǎng)木板，到小滑塊與長(zhǎng)木板相對(duì)靜止，小滑塊運(yùn)動(dòng)的距離為多少？（滑塊始終沒(méi)有滑離長(zhǎng)木板）解析：（1）（4分）分析m的受力，由牛頓第二定律有分析M的受力，由牛頓第二定律有設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t兩者速度相同 且代入數(shù)據(jù)，聯(lián)解可得t=0.15s(2) （4分）小滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)（1分）初速度為 （2分）2、如圖所示. 山東省育才中學(xué)2010屆高三9月月考如圖所示，質(zhì)量M=8 kg的小車(chē)放在水平光滑的平面上，在小車(chē)左端加一水平推力F=8 N，、當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到1.5 m/s時(shí)，在小車(chē)前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為m=2 kg的小物塊，物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，小車(chē)足夠長(zhǎng).求（1）小物塊放后，小物塊及小車(chē)的加速度各為多大？（2）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度？（3）從小物塊放上小車(chē)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t=1.5 s小物塊通過(guò)的位移大小為多少？(取g=l0 m/s2). 解：（1）物塊的加速度-（2分）小車(chē)的加速度：-（2分）（2）由： -（2分）得：t=1s -（1分）（3）在開(kāi)始1s內(nèi)小物塊的位移：-（1分）最大速度：-（1分）在接下來(lái)的0.5s物塊與小車(chē)相對(duì)靜止，一起做加速運(yùn)動(dòng)且加速度: -（1分）這0.5s內(nèi)的位移: -（1分）通過(guò)的總位移-（1分）水平的淺色長(zhǎng)傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。初始時(shí)，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)。求此黑色痕跡的長(zhǎng)度。解：根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓定律，可得a=g設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t，傳送帶由靜止開(kāi)始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有v0=a0t v=at由于aa0，故vv0，煤塊繼續(xù)受到滑動(dòng)摩擦力的作用。再經(jīng)過(guò)時(shí)間t，煤塊的速度由v增加到v0，有 v=v+at此后，煤塊與傳送帶運(yùn)動(dòng)速度相同，相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)，不再產(chǎn)生新的痕跡。設(shè)在煤塊的速度從0增加到v0的整個(gè)過(guò)程中，傳送帶和煤塊移動(dòng)的距離分別為s0和s，有s0=a0t2+v0t s=傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度 l=s0s由以上各式得l=如圖所示，質(zhì)量M = 1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.1，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.4，取g=10m/s2，試求：（1）若木板長(zhǎng)L=1m，在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力F=8N，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端？（2）若在鐵塊上的右端施加一個(gè)大小從零開(kāi)始連續(xù)增加的水平向左的力F，通過(guò)分析和計(jì)算后，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出鐵塊受到木板的摩擦力f2隨拉力F大小變化的圖像。（設(shè)木板足夠長(zhǎng)）f2/N10234564F/N268101214解析：（1）木塊的加速度大小 =4m/s2 鐵塊的加速度大小 2m/s2 設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端，則有 解得：t=1s（2）當(dāng)F 1（mg+Mg）=2N時(shí)，A、B相對(duì)靜止且對(duì)地靜止，f2=F設(shè)F=F1時(shí)，A、B恰保持相對(duì)靜止，此時(shí)系統(tǒng)的加速度 2m/s2 以系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有 解得：F1=6N所以，當(dāng)2N6N，A、B發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，=4N畫(huà)出f2隨拉力F大小變化的圖像如右29福建省龍巖二中2010屆高三摸底考試如圖所示，一質(zhì)量M=2.0kg的長(zhǎng)木板靜止放在光滑水平面上，在木板的右端放一質(zhì)量m=1.0kg可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2.用恒力F向右拉動(dòng)木板使木板在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t=1.0s后撤去該恒力，此時(shí)小物塊恰好運(yùn)動(dòng)到距木板右端l=1.0m處。在此后的運(yùn)動(dòng)中小物塊沒(méi)有從木板上掉下來(lái).求： （1）小物塊在加速過(guò)程中受到的摩擦力的大小和方向； （2）作用于木板的恒力F的大?。?（3）木板的長(zhǎng)度至少是多少？解：（1）小物塊受力分析如圖所示，設(shè)它受到的摩擦力大小為f f=0.21.010N=2N 方向水平向右 （2）設(shè)小物塊的加速度為a1，木板在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a2，此過(guò)程中小物塊的位移為s1，木板的位移為s2則有： 對(duì)木板進(jìn)行受力分析，如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律：F-f=Ma2，則F=f+Ma2, 代入數(shù)值得出F=10N。 （3）設(shè)撤去F時(shí)小物塊和木板的速度分別為v1和v2，撤去F后，木板與小物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，當(dāng)小物塊與木板相對(duì)靜止時(shí)，它們具有共同速度V共 根據(jù)動(dòng)量守恒定律得： mv1+Mv2=(m+M) V共 對(duì)小物塊：根據(jù)動(dòng)能定理： 對(duì)木板：根據(jù)動(dòng)能定理：代入數(shù)據(jù)：所以木板的長(zhǎng)度至少為L(zhǎng)=l+l=m1.7m ，質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板，靜止放置在粗糙水平地面上，有一個(gè)質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以某一水平初速度從左端沖上木板。從物塊沖上木板到物塊和木板達(dá)到共同速度的過(guò)程中，物塊和木板的v-t圖象分別如圖中的折線acd和bcd所示，a、b、c、d點(diǎn)的坐標(biāo)為a（0，1.0）、b（0，0）、c（4，0.4）、d（l2，0）。根據(jù)v-t圖象，求： （1）物塊在長(zhǎng)木板上滑行的距離； （2）物塊質(zhì)量m與木板質(zhì)量M之比。3、 如圖所示，傾角a = 37的固定斜面上放一塊質(zhì)量M = 1 kg，長(zhǎng)度 L = 3 m的薄平板AB。平板的上表面光滑，其下端B與斜面底端C的距離為7m。在平板的上端A處放一質(zhì)量m = 0.6kg的滑塊，開(kāi)始時(shí)使平板和滑塊都靜止，之后將它們無(wú)初速釋放。假設(shè)平板與斜面間、滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為m = 0.5，求滑塊、平板下端B到達(dá)斜面底端C的時(shí)間差是多少？（sin37=0.6 cos37=0.8 g=10m/s）ABaC.解：對(duì)薄板由于Mgsin37m(M+m)gcos37故滑塊在薄板上滑動(dòng)時(shí)，薄板靜止不動(dòng).對(duì)滑塊：在薄板上滑行時(shí)加速度a=gsin37=6m/s，至B點(diǎn)時(shí)速度V=6m/s?；瑝K由B至C時(shí)的加速度a= gs