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第第頁(yè)高考物理總復(fù)習(xí)《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用》專(zhuān)項(xiàng)測(cè)試卷含答案學(xué)校:___________班級(jí):___________姓名:___________考號(hào):___________題型一動(dòng)力學(xué)的連接體問(wèn)題和臨界問(wèn)題【解題指導(dǎo)】整體法、隔離法交替運(yùn)用的原則:若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且要求物體之間的作用力,可以先用整體法求出加速度,然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象,應(yīng)用牛頓第二定律求作用力.即“先整體求加速度,后隔離求內(nèi)力”.【典例分析1】(2023上·安徽亳州·高三蒙城第一中學(xué)校聯(lián)考期中)中沙“藍(lán)劍一2023”海軍特戰(zhàn)聯(lián)訓(xùn)于10月9日在海軍某部營(yíng)區(qū)開(kāi)訓(xùn)。如圖所示,六位特戰(zhàn)隊(duì)員在進(jìn)行特戰(zhàn)直升機(jī)懸吊撤離課目訓(xùn)練。若質(zhì)量為M的直升機(jī)豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),其下方懸繩拉力為F,每位特戰(zhàn)隊(duì)員的質(zhì)量均為m,所受空氣阻力是重力的k倍,不計(jì)繩的質(zhì)量,重力加速度為g,則()A.隊(duì)員的加速度大小為B.上面第二位隊(duì)員和第三位隊(duì)員間繩的拉力大小C.隊(duì)員的加速度大小為D.上面第二位隊(duì)員和第三位隊(duì)員間繩的拉力大小【典例分析2】(2024·遼寧·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,運(yùn)動(dòng)距離h時(shí),B與A分離,下列說(shuō)法正確的是()A.B和A剛分離時(shí),彈簧長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)B.B和A剛分離時(shí),它們的加速度為gC.彈簧的勁度系數(shù)等于D.在B和A分離前,它們做加速度增大的加速直線運(yùn)動(dòng)【典例分析3】(安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖所示,固定的光滑水平桌面的右端固定一光滑定滑輪,兩個(gè)完全相同、質(zhì)量均為m的物塊A、B,通過(guò)繞過(guò)定滑輪的細(xì)線連接。A與滑輪間的細(xì)線保持水平,細(xì)線不可伸長(zhǎng),物塊可視為質(zhì)點(diǎn)。某時(shí)刻釋放裝置,并用水平向左的恒力F拉A,A向右運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間t后貼著A剪斷細(xì)線,經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間t,A恰好回到釋放點(diǎn)P。已知重力加速度大小為g,桌面足夠高足夠長(zhǎng)。則以下說(shuō)法正確的是()A.滑塊A在剪斷細(xì)線前與剪斷后的加速度大小之比為1∶2B.滑塊A在剪斷細(xì)線與回到P點(diǎn)時(shí)的速度大小之比為1∶2C.拉力的大小為D.物塊A回到P點(diǎn)時(shí),A、B的動(dòng)能之比為1∶6【典例分析4】(2023上·山東臨沂·高三統(tǒng)考期中)(多選)如圖所示,為質(zhì)量不計(jì)的足夠長(zhǎng)的硬質(zhì)膜,放在光滑的水平面上,其上分別靜止放有兩個(gè)物體A和,的質(zhì)量為,B的質(zhì)量,與膜之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,物體受到的最大靜摩擦力等于其滑動(dòng)摩擦力。的水平拉力在時(shí)刻開(kāi)始作用在物體上,。下列說(shuō)法正確的是()A.若力水平向右作用在A物體上,A的加速度為B.若力水平向右作用在A物體上,后撤去力,物體A最終的速度為C.若力水平向左作用在B物體上,B的加速度為D.若力水平向左作用在B物體上,后撤去力,物體B最終的速度為【方法提煉】(1)整體法與隔離法的使用條件①當(dāng)連接體中各物體具有共同的加速度時(shí),一般采用整體法;當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不同時(shí),一般采用隔離法。②求連接體內(nèi)各物體間的相互作用力時(shí)必須用隔離法。(2)兩物體分離或相對(duì)滑動(dòng)的條件①疊加體類(lèi)連接體:兩物體間剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)物體間的靜摩擦力達(dá)到最大值。②靠在一起的連接體:分離時(shí)相互作用力為零,但此時(shí)兩物體的加速度仍相同。(3)用滑輪連接的連接體的處理方法通過(guò)滑輪連接的兩個(gè)物體:加速度大小相同。加速度不為零時(shí),輕繩的拉力不等于所懸掛物體的重力?!咀兪窖菥殹?.(2023上·四川遂寧·高三統(tǒng)考期中)如圖所示,長(zhǎng)方體物塊質(zhì)量為,靜止在水平地面上,上部固定一輕滑輪,跨過(guò)定滑輪的輕繩連接質(zhì)量為和的兩物體,連接的細(xì)繩水平、恰好與的側(cè)壁相接觸?,F(xiàn)對(duì)施加水平向右的推力,使得三物體不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),不考慮一切摩擦,則的大小為()A. B.C. D.2.(黑龍江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖所示,水平向左加速運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂內(nèi),一根長(zhǎng)為l的輕質(zhì)桿兩端分別連接質(zhì)量均1kg的小球a、b(可看成質(zhì)點(diǎn)),a球靠在車(chē)廂的光滑豎直側(cè)壁上,距車(chē)廂底面的高度為0.8l,b球處在車(chē)廂水平底面上且與底面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度g=10m/s2,要使桿與車(chē)廂始終保持相對(duì)靜止,關(guān)于車(chē)廂的加速度,下列說(shuō)法正確的是()
A.若μ=0.5,則車(chē)廂的加速度大小可能為3m/s2B.若μ=0.5,則車(chē)廂的加速度大小可能為2m/s2C.若μ=0.8,則車(chē)廂的加速度大小可能為3m/s2D.若μ=0.8,則車(chē)廂的加速度大小可能為7m/s23.(2023上·湖北武漢·高三華中師大一附中??计谥校ǘ噙x)如圖所示,一彈簧一端固定在傾角為θ=37°的足夠長(zhǎng)的光滑固定斜面的底端,另一端拴住質(zhì)量為1kg的物體P,Q為一質(zhì)量為2kg的物體,彈簧的質(zhì)量不計(jì),系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)給物體Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的恒力F,此后P、Q一起運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)恰好未分離。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取則有()A.恒力F的大小為36NB.恒力F剛施加給P的瞬間,P、Q間彈力大小為9.6NC.物塊P的速度最大時(shí),P、Q間彈力大小為2ND.物塊P運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),彈簧彈力大小為3.6N4.(2023上·河北石家莊·高三校聯(lián)考階段練習(xí))(多選)如圖甲所示,一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上,一端固定在墻壁上,另一端拴接物體A,質(zhì)量均為的物體A、B接觸但不粘連。壓縮彈簧至某一位置(彈性限度以?xún)?nèi))后由靜止釋放A、B,同時(shí)給物體B施加水平向右的力使之做勻加速直線運(yùn)動(dòng),與作用時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示,則下列說(shuō)法正確的是(
)A.A、B分離時(shí),彈簧剛好為原長(zhǎng)狀態(tài) B.A、B分離時(shí),B的加速度大小為C.A、B分離時(shí),A的速度大小為 D.開(kāi)始有作用時(shí),彈簧的壓縮量為5.(2023上·遼寧錦州·高三渤海大學(xué)附屬高級(jí)中學(xué)校考期中)(多選)如圖所示,光滑水平地面上靜置一質(zhì)量M=4kg足夠長(zhǎng)的木板B,質(zhì)量m=1kg的物塊A靜置于B上,物塊A與木板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4?,F(xiàn)對(duì)物塊A施加一水平向右的拉力F,拉力F隨時(shí)間變化的關(guān)系為F=2.5t(N),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g=10m/s2,下列說(shuō)法正確的是()A.t=1.6s物塊A和木板B開(kāi)始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)B.物塊A和木板B的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到1m/s時(shí)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)C.t=4s時(shí)物塊A相對(duì)木板B的速度為5m/sD.若地面不光滑,則物塊A和木板B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的速度不變題型二動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題(含超失重、瞬時(shí)性問(wèn)題)【解題指導(dǎo)】(1)做好受力分析,分析出物體受到的各個(gè)力,判斷合力的方向,表示出合力與各力的關(guān)系;(2)做好運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析,分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),判斷加速度的方向,并表示出加速度與運(yùn)動(dòng)各量的關(guān)系;(3)求解加速度是解決問(wèn)題的關(guān)鍵;(4)力的處理方法一般用合成法或正交分解法.【典例分析1】(2023上·山東濱州·高三統(tǒng)考期中)(多選)如圖1所示,電梯“對(duì)重”的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量,在電梯工作中使轎廂與“對(duì)重”的重量保持在限額之內(nèi),保證電梯的牽引傳動(dòng)正常。驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鋼絲繩使轎廂和“對(duì)重”在豎直方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)轎廂從頂樓向下運(yùn)動(dòng)時(shí),v—t圖像如圖2所示,下列說(shuō)法正確的是(
)A.在0~t1時(shí)間內(nèi),轎廂處于超重狀態(tài)B.在0~t1時(shí)間內(nèi),鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力先減小后增大C.在t2~t3時(shí)間內(nèi),“對(duì)重”處于失重狀態(tài)D.在t1~t2時(shí)間內(nèi),鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力大小等于鋼絲繩對(duì)“對(duì)重”的拉力大小【典例分析2】(2023上·安徽亳州·高三蒙城第一中學(xué)校聯(lián)考期中)如圖甲所示,bc是豎直面內(nèi)一根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c位于同一圓周上,圓的半徑為R,a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn)。讓一個(gè)小滑環(huán)從b點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)c點(diǎn);如圖乙所示,在豎直平面內(nèi),固定一個(gè)半徑為R的大圓環(huán),其圓心為O,在圓內(nèi)與圓心O同一水平面上的P點(diǎn)搭一光滑斜軌道到大環(huán)上,,欲使物體(視為質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)由靜止釋放,沿此傾斜軌道滑到大環(huán)。已知重力加速度為g。(1)求小滑環(huán)從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的時(shí)間;(2)求物體從P點(diǎn)滑到大環(huán)的最小時(shí)間?!痉椒ㄌ釤挕?.解決動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)基本問(wèn)題的思路受力分析eq\o(,\s\up15(F=ma))加速度eq\o(,\s\up15(運(yùn)動(dòng)學(xué)公式))運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2.動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題的解題步驟(1)明確研究對(duì)象:根據(jù)問(wèn)題的需要和解題的方便,選擇某個(gè)物體或某系統(tǒng)作為研究對(duì)象。(2)受力分析:畫(huà)好受力示意圖,選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ㄇ蟪龊狭蚝狭Φ谋磉_(dá)式。①合成法:合成法適用于受力個(gè)數(shù)較少(2個(gè))的情況。②正交分解法:正交分解法適用于各種情況,尤其是物體的受力個(gè)數(shù)較多(3個(gè)或3個(gè)以上)時(shí)。(3)運(yùn)動(dòng)情況分析:畫(huà)出運(yùn)動(dòng)示意圖,明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程,求出或設(shè)出物體的加速度。(4)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律列式求解。3.瞬時(shí)加速度的兩種模型(1)剛性繩(或接觸面):不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,其彈力立即消失,不需要形變恢復(fù)時(shí)間。(2)彈簧(或橡皮繩):兩端同時(shí)連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩),特點(diǎn)是形變量大,其形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間,在瞬時(shí)性問(wèn)題中,其彈力的大小通常可以看做保持不變。4.處理多過(guò)程動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的“二分析一關(guān)鍵”(1)“二分析”①分析研究對(duì)象在每個(gè)過(guò)程的受力情況,并畫(huà)出受力分析圖;②分析研究對(duì)象在每個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。(2)“一關(guān)鍵”前一個(gè)過(guò)程的結(jié)束時(shí)刻和狀態(tài)就是后一個(gè)過(guò)程的開(kāi)始時(shí)刻和狀態(tài),明確兩個(gè)過(guò)程的交接點(diǎn)速度不變往往是解題的關(guān)鍵?!咀兪窖菥殹?.(2023上·云南紅河·高三??茧A段練習(xí))如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量分別為m1=1kg、m2=2kg的物體置于光滑的水平面上,中間用輕質(zhì)彈簧秤連接。兩個(gè)大小分別為F1=30N、F2=15N的水平拉力分別作用在m1、m2上,則()A.系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí),彈簧秤的示數(shù)是45NB.系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí),彈簧秤的示數(shù)是15NC.在突然撤去F1的瞬間,m1的加速度大小為25m/s2D.在突然撤去F2的瞬間,m2的加速度大小為7.5m/s22.(2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)??级#┮粌A角為θ的斜面體C始終靜止在水平地面上,斜面光滑,底面粗糙,如圖所示。輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量相等的A、B兩球連接。B球靠在擋板上,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度大小為。當(dāng)撒去擋板瞬間,下列說(shuō)法正確的是()
A.球A的瞬時(shí)加速度沿斜面向下,大小為B.球B的瞬時(shí)加速度沿斜面向下,大小為C.地面對(duì)斜面體C的支持力等于球A、B和C的重力之和D.地面對(duì)斜面體C的摩擦力方向水平向左3.(2023上·海南省直轄縣級(jí)單位·高三??茧A段練習(xí))如圖1所示,上表面均粗糙、傾角分別為和的斜劈1、2一起固定在水平地面上,且在最底端處平滑相連?,F(xiàn)將一小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜劈1上的處由靜止開(kāi)始下滑到處,并在處轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中,速度大小保持不變,隨后沖上斜劈2并運(yùn)動(dòng)到處速度變?yōu)?,在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小滑塊的速度大小與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖2所示。已知小滑塊與兩個(gè)斜劈之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為(未知),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,,重力加速度取,則下列說(shuō)法正確的是()A.動(dòng)摩擦因數(shù)B.小滑塊將在處保持靜止不動(dòng)C.小滑塊運(yùn)動(dòng)到處后將會(huì)以大小為的加速度向下滑D.經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間后,小滑塊最終停在斜劈2上的某一位置處題型三動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題【解題指導(dǎo)】1.解圖象問(wèn)題時(shí)要做好“三看”(1)看清坐標(biāo)軸所表示的物理量:明確因變量與自變量的制約關(guān)系,是運(yùn)動(dòng)學(xué)圖象(v-t、x-t、a-t、x-v2、v-x等),還是動(dòng)力學(xué)圖象(F-t、F-x、P-t等);(2)看圖線本身:識(shí)別兩個(gè)相關(guān)量的變化趨勢(shì),進(jìn)而分析具體的物理過(guò)程;(3)看交點(diǎn)、斜率和“面積”:明確圖線與圖線的交點(diǎn)、圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、圖線斜率、圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積的物理意義?!镜淅治?】(安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))質(zhì)量為的物體,沿著傾角的固定斜面向下滑動(dòng)。物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),物體的圖像(t為運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,x是物體到O點(diǎn)的距離)如圖所示。已知重力加速度,,則()A.物體在O點(diǎn)的速度B.物體的加速度大小C.物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)D.0~4s,損失的機(jī)械能為350J【典例分析2】(2023上·山東臨沂·高三統(tǒng)考期中)用水平拉力使水平桌面上的甲、乙兩物體由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng),甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)的加速度a與所受拉力F的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.甲物體的質(zhì)量一定大于乙物體的質(zhì)量B.甲物體的質(zhì)量可能等于乙物體的質(zhì)量C.甲物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)小于乙物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D.甲物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)大于乙物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)【方法提煉】圖象問(wèn)題要“四看一注意”(1)看坐標(biāo)軸:看清坐標(biāo)軸所表示的物理量,明確因變量(縱軸表示的量)與自變量(橫軸表示的量)之間的制約關(guān)系。(2)看圖象:識(shí)別兩個(gè)相關(guān)量的變化趨勢(shì),從而分析具體的物理過(guò)程。(3)看縱坐標(biāo)、“斜率”和“面積”:v-t圖象中根據(jù)坐標(biāo)值、“斜率”和“面積”可分析速度、加速度和位移的大小、方向特點(diǎn);x-t圖象中根據(jù)坐標(biāo)值、“斜率”可分析位移、速度的大小、方向特點(diǎn)。(4)看交點(diǎn):明確圖線與圖線的交點(diǎn)、圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)的物理意義。在x-t圖象中,兩圖線的交點(diǎn)表示兩物體相遇;在v-t圖象中,兩圖線的交點(diǎn)表示兩物體速度相同,此時(shí)相對(duì)速度為零,相對(duì)位移出現(xiàn)極值,是相距最遠(yuǎn)、最近、是否碰撞的關(guān)鍵時(shí)刻。(5)一注意:利用v-t圖象分析兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),要注意兩個(gè)物體的出發(fā)點(diǎn),即注意它們是從同一位置出發(fā),還是從不同位置出發(fā)。若從不同位置出發(fā),要注意出發(fā)時(shí)兩者的距離?!咀兪窖菥殹?.(2023上·安徽亳州·高三蒙城第一中學(xué)校聯(lián)考期中)如圖甲所示,勁度系數(shù)的輕彈簧,一端固定在傾角為的帶有擋板的光滑斜面體的底端,另一端和質(zhì)量mA的小物塊A相連,質(zhì)量為mB的物塊B緊靠A一起靜止?,F(xiàn)用水平推力使斜面體以加速度a向左勻加速運(yùn)動(dòng),穩(wěn)定后彈簧的形變量大小為x。在不同推力作用下,穩(wěn)定時(shí)形變量大小x隨加速度a的變化如圖乙所示。彈簧始終在彈性限度內(nèi),不計(jì)空氣阻力,取重力加速度下列說(shuō)法正確的是()A.B.C.若,穩(wěn)定時(shí)A對(duì)斜面的壓力大小為12.5ND.若,穩(wěn)定時(shí)A、B間彈力大小為6N2.(四川雅安·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖甲所示,長(zhǎng)木板固定放置在水平桌面上,長(zhǎng)木板的上表面B點(diǎn)處安裝有光電門(mén),右側(cè)安裝有定滑輪,帶有遮光條的滑塊(總質(zhì)量為m)放置在長(zhǎng)木板上,輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)定滑輪,左端與滑塊連接,右端與安裝在天花板上的力傳感器連接,在繩上放置帶重物的動(dòng)滑輪,現(xiàn)讓滑塊從A處由靜止釋放(A、B兩點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)),穩(wěn)定時(shí)記下力傳感器的示數(shù)F以及遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t,更換重物,讓滑塊仍從A處由靜止釋放,記錄多組相對(duì)應(yīng)的F、t,作出圖像如圖乙所示,重力加速度為g,輕質(zhì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦力忽略不計(jì),下列說(shuō)法正確的是()A.長(zhǎng)木板上方的細(xì)線與長(zhǎng)木板可以不平行B.輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小等于力傳感器示數(shù)C.由圖乙所給的信息可得遮光條的寬度為D.由圖乙所給的信息可得滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為3.(2024·海南·校聯(lián)考一模)(多選)用水平拉力使雪橇在平坦的雪地上由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng),雪橇運(yùn)動(dòng)后,所受拉力與其加速度的關(guān)系圖線如圖所示,圖中和均為已知量,重力加速度大小為。下列說(shuō)法正確的是(??)A.雪橇一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.雪橇的質(zhì)量為C.雪橇與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D.拉力時(shí),雪橇的加速度大小為題型四動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問(wèn)題【解題指導(dǎo)】1.模型特點(diǎn)傳送帶問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,這樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將直接影響摩擦力的方向.2.解題關(guān)鍵(1)理清物體與傳送帶間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向及摩擦力方向是解決傳送帶問(wèn)題的關(guān)鍵.(2)傳送帶問(wèn)題還常常涉及臨界問(wèn)題,即物體與傳送帶達(dá)到相同速度,這時(shí)會(huì)出現(xiàn)摩擦力改變的臨界狀態(tài),對(duì)這一臨界狀態(tài)進(jìn)行分析往往是解題的突破口.【典例分析】(2024·廣東汕頭·校考一模)地鐵站用于安全檢查的裝置主要由水平傳送帶和X光透視系統(tǒng)兩部分組成,傳送過(guò)程傳送帶速度不變。假設(shè)乘客把物品輕放在傳送帶上之后,物品總會(huì)先、后經(jīng)歷兩個(gè)階段的運(yùn)動(dòng),已知傳送帶長(zhǎng)度為2.1m、速率為2m/s,g取10m/s2,物品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,則()A.物品在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是1.3sB.物品做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),其速度有可能超過(guò)傳送帶速度C.物品越重,從傳送帶的左端運(yùn)送到右端所需要的時(shí)間越長(zhǎng)D.若僅使傳送帶的速率增大為原來(lái)的2倍,前階段物品的位移也增大為原來(lái)的4倍【方法提煉】傳送帶的摩擦力分析(1)關(guān)注兩個(gè)時(shí)刻①初始時(shí)刻:物體相對(duì)于傳送帶的速度或滑動(dòng)方向決定了該時(shí)刻的摩擦力方向。②物體與傳送帶速度相等的時(shí)刻:摩擦力的大小、方向或性質(zhì)(滑動(dòng)摩擦力或靜摩擦力)可能會(huì)發(fā)生突變。(2)注意過(guò)程分解①摩擦力突變點(diǎn)是加速度突變點(diǎn),也是物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的突變點(diǎn),列方程時(shí)要注意不同過(guò)程中物理量莫混淆。②摩擦力突變點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是前一過(guò)程的末狀態(tài),也是后一過(guò)程的初狀態(tài),這是兩個(gè)過(guò)程的連接點(diǎn)。(3)物體在傾斜傳送上運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶速度相同后需比較tanθ與μ的大小關(guān)系:μ>tanθ,速度相等后一起勻速;μ<tanθ,速度相等后物體的加速度向下,根據(jù)v與a的方向關(guān)系即可判定運(yùn)動(dòng)情況?!咀兪窖菥殹?.(2023上·遼寧大連·高三大連市金州高級(jí)中學(xué)??计谥校ǘ噙x)如圖所示,水平傳送帶AB長(zhǎng)L=10m,以恒定速率v1=2m/s運(yùn)行。初速度大小為v2=4m/s的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從與傳送帶等高的光滑水平地面上經(jīng)A點(diǎn)滑上傳送帶。小物塊的質(zhì)量m=1kg,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,g取10m/s2,則()A.小物塊離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度大小為2m/sB.小物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2sC.小物塊與傳送帶間的摩擦生熱為16JD.小物塊和傳送帶之間形成的劃痕長(zhǎng)為4.5m2.(2023上·陜西榆林·高三靖邊縣靖邊中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))如圖甲所示,傾角為的傳送帶以恒定速率逆時(shí)針運(yùn)行,現(xiàn)將一包裹輕輕放在最上端的A點(diǎn),包裹從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最下端B點(diǎn)的過(guò)程中,加速度隨位移的變化圖像如圖乙所示(重力加速度取),則下列說(shuō)法正確的是()A.傳送帶與水平面的夾角為 B.包裹與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4C.傳送帶運(yùn)行的速度大小為 D.包裹到B點(diǎn)時(shí)的速度為3.(山西呂梁·統(tǒng)考一模)傾斜傳送帶廣泛應(yīng)用于礦山、港口、電廠、物流等領(lǐng)域。模型簡(jiǎn)化如圖所示,與水平面成角的傾斜傳送帶以恒定速率運(yùn)動(dòng),皮帶始終是繃緊的,將的貨物輕放在傳送帶上的A端,經(jīng)過(guò)1.2s到達(dá)傳送帶的B端。用速度傳感器測(cè)得貨物與傳送帶的速度v隨時(shí)間t變化圖像如圖乙所示,已知重力加速度,由圖可知()A.貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25B.貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,傳送帶對(duì)貨物做功為112JC.貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,貨物對(duì)傳送帶做功64JD.貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為128J4.(2023上·江蘇蘇州·高三統(tǒng)考期中)如圖甲所示,小物塊從右側(cè)滑上勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的水平傳送帶,其位移與時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示。圖線的0~3s段為拋物線,3~4.5s段為直線。求:(1)傳送帶的速度大??;(2)物塊剛滑上傳送帶時(shí)的速度大小。題型五動(dòng)力學(xué)中的板塊問(wèn)題【解題指導(dǎo)】1.模型特點(diǎn)“滑塊—木板”模型類(lèi)問(wèn)題中,滑動(dòng)摩擦力的分析方法與“傳送帶”模型類(lèi)似,但這類(lèi)問(wèn)題比傳送帶類(lèi)問(wèn)題更復(fù)雜,因?yàn)槟景迨艿侥Σ亮Φ挠绊?,往往做勻變速直線運(yùn)動(dòng),解決此類(lèi)問(wèn)題要注意從速度、位移、時(shí)間等角度,尋找各運(yùn)動(dòng)過(guò)程之間的聯(lián)系.2.解題關(guān)鍵(1)臨界條件:要使滑塊不從木板的末端掉下來(lái)的臨界條件是滑塊到達(dá)木板末端時(shí)的速度與木板的速度恰好相同.(2)問(wèn)題實(shí)質(zhì):“板—塊”模型和“傳送帶”模型一樣,本質(zhì)上都是相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,要分別求出各物體對(duì)地的位移,再求相對(duì)位移.【典例分析】(2023上·湖北·高三校聯(lián)考期中)如圖甲所示,水平地面上有一質(zhì)量足夠長(zhǎng)的木板A,木板的右端放置著質(zhì)量的小物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn)),二者均處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)將水平拉力F作用在木板上,F(xiàn)隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示,其中內(nèi),時(shí)刻木板與物塊恰好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),時(shí)刻后拉力F恒為25N。若木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù),物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度大小。(1)求木板被拉動(dòng)的時(shí)刻;(2)求的值;(3)時(shí),求木板和物塊的速度大小。【方法提煉】分析“板—塊”模型的四點(diǎn)注意(1)從速度、位移、時(shí)間等角度,尋找滑塊與滑板之間的聯(lián)系。(2)滑塊與滑板共速是摩擦力發(fā)生突變的臨界條件。(3)滑塊與滑板存在相對(duì)滑動(dòng)的條件①運(yùn)動(dòng)學(xué)條件:若兩物體速度不等,則會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。②力學(xué)條件:一般情況下,假設(shè)兩物體間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),先用整體法算出一起運(yùn)動(dòng)的加速度,再用隔離法算出滑塊“所需要”的摩擦力Ff,比較Ff與最大靜摩擦力Ffm的關(guān)系,若Ff>Ffm,則發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。(4)滑塊不從滑板上掉下來(lái)的臨界條件是滑塊到達(dá)滑板末端時(shí),兩者共速?!咀兪窖菥殹?.(2023上·江蘇淮安·高三馬壩高中校考階段練習(xí))如圖所示,放在水平地面上的長(zhǎng)木板B足夠長(zhǎng),質(zhì)量mB=1kg,B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2。一質(zhì)量mA=2kg的小鉛塊A放在B的右端,A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1,剛開(kāi)始A、B均靜止,現(xiàn)突然使B以初速度v0=9m/s向右運(yùn)動(dòng),已知g=10m/s2,求:(1)A、B共速前各自的加速度大小aA、aB;(2)A、B共速時(shí)二者的相對(duì)位移大小x相;(3)最終A停在距B的右端多遠(yuǎn)處。2.(安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,傾角為的傳送帶足夠長(zhǎng),初始靜止。質(zhì)量的長(zhǎng)木板放置在傳送帶上,恰好靜止。有一質(zhì)量的小物塊,以沿著板面從上邊緣滑上木板。當(dāng)木板與物塊恰好相對(duì)靜止時(shí),板撞到傳送帶下端的彈性開(kāi)關(guān)上,傳送帶立即以順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),木板以碰前相同大小的速度反彈。最終物塊恰好沒(méi)有滑離木板。已知物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,木塊、物塊的上下表面均與傳送帶平行,物塊可看成質(zhì)點(diǎn)。求∶(1)長(zhǎng)木板A與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)(2)木板與開(kāi)關(guān)相撞時(shí)的速度;(3)木板的長(zhǎng)度L。3.(2023上·河北石家莊·高三校聯(lián)考階段練習(xí))如圖甲所示,質(zhì)量的木板A靜置于水平面上,質(zhì)量的小滑塊B靜置于A的右端,現(xiàn)給A一水平向右的初速度,B在相對(duì)于A的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好沒(méi)有滑落,已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù),A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取。(1)求A剛獲得初速度時(shí)A、B加速度的大小。(2)求A的長(zhǎng)度。(3)若在A獲得初速度的同時(shí),B受到水平向右的恒力,如圖乙所示,求B從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到從A上滑落所需的時(shí)間(結(jié)果可以用根號(hào)表示)。4.(2023上·重慶渝中·高三統(tǒng)考期中)國(guó)慶長(zhǎng)假中甲乙兩同學(xué)在游樂(lè)場(chǎng)配合挑戰(zhàn)某大型闖關(guān)游戲。如題圖,甲從高為的固定光滑滑梯由靜止滑下,乙坐在與滑梯底部相切且靠在一起的氣墊船固定位置上操控氣墊船。當(dāng)甲滑上氣墊船的同時(shí),乙立即控制氣墊船在恒定的牽引力F作用下沿著直線運(yùn)動(dòng)。已知甲與氣墊船之間的動(dòng)摩擦因數(shù),水對(duì)氣墊船的阻力f恒為,甲的質(zhì)量,氣墊船與乙的總質(zhì)量,汽墊船長(zhǎng)度。假設(shè)船能平穩(wěn)前進(jìn),甲和乙不會(huì)相撞,忽略其他阻力以及甲滑到滑梯底端的能量損失,同時(shí)將甲視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度取,求:(1)甲剛滑上氣墊船時(shí)的速度;(2)為保證甲不會(huì)滑離氣墊船,牽引力F應(yīng)滿足的條件?5.(山東·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示,在無(wú)限大水平臺(tái)上放一個(gè)質(zhì)量M=1kg的薄長(zhǎng)木板,質(zhì)量m=2kg的小滑塊位于長(zhǎng)木板的中央,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。小滑塊與長(zhǎng)木板及平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1(未知)、μ2=0.1,長(zhǎng)木板與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ3=0.5,最大靜摩擦力均等于滑動(dòng)摩擦力。從某時(shí)刻開(kāi)始,在長(zhǎng)木板右端施加水平恒力F,使系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng),小滑塊離開(kāi)長(zhǎng)木板前二者的速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示。小滑塊離開(kāi)長(zhǎng)木板落到平臺(tái)時(shí)速度不變,取重力加速度g=10m/s2。求:(1)小滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1;(2)水平恒力F的大??;(3)小滑塊在速度剛好減為零時(shí)與長(zhǎng)木板右端之間的距離。
參考答案題型一動(dòng)力學(xué)的連接體問(wèn)題和臨界問(wèn)題【解題指導(dǎo)】整體法、隔離法交替運(yùn)用的原則:若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且要求物體之間的作用力,可以先用整體法求出加速度,然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象,應(yīng)用牛頓第二定律求作用力.即“先整體求加速度,后隔離求內(nèi)力”.【典例分析1】(2023上·安徽亳州·高三蒙城第一中學(xué)校聯(lián)考期中)中沙“藍(lán)劍一2023”海軍特戰(zhàn)聯(lián)訓(xùn)于10月9日在海軍某部營(yíng)區(qū)開(kāi)訓(xùn)。如圖所示,六位特戰(zhàn)隊(duì)員在進(jìn)行特戰(zhàn)直升機(jī)懸吊撤離課目訓(xùn)練。若質(zhì)量為M的直升機(jī)豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),其下方懸繩拉力為F,每位特戰(zhàn)隊(duì)員的質(zhì)量均為m,所受空氣阻力是重力的k倍,不計(jì)繩的質(zhì)量,重力加速度為g,則()A.隊(duì)員的加速度大小為B.上面第二位隊(duì)員和第三位隊(duì)員間繩的拉力大小C.隊(duì)員的加速度大小為D.上面第二位隊(duì)員和第三位隊(duì)員間繩的拉力大小【答案】D【詳解】以六位特戰(zhàn)隊(duì)員為研究對(duì)象設(shè)第二位隊(duì)員和第三位隊(duì)員間繩的拉力為T(mén),以下面的4名特戰(zhàn)隊(duì)員為研究對(duì)象解上式得故選D?!镜淅治?】(2024·遼寧·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,運(yùn)動(dòng)距離h時(shí),B與A分離,下列說(shuō)法正確的是()A.B和A剛分離時(shí),彈簧長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)B.B和A剛分離時(shí),它們的加速度為gC.彈簧的勁度系數(shù)等于D.在B和A分離前,它們做加速度增大的加速直線運(yùn)動(dòng)【答案】C【詳解】AB.在施加外力F前,對(duì)A、B整體受力分析,可得A、B兩物體分離時(shí),A、B間彈力為零,此時(shí)B物體所受合力即受力平衡,則兩物體的加速度恰好為零,可知此時(shí)彈簧彈力大小等于A受到重力大小,彈簧處于壓縮狀態(tài),故AB錯(cuò)誤;C.B與A分離時(shí),對(duì)物體A有由于所以彈簧的勁度系數(shù)為故C正確;D.在B與A分離之前,由牛頓第二定律知在B與A分離之前,由于彈簧彈力一直大于mg且在減小,故加速度向上逐漸減小,所以它們向上做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故選C?!镜淅治?】(安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖所示,固定的光滑水平桌面的右端固定一光滑定滑輪,兩個(gè)完全相同、質(zhì)量均為m的物塊A、B,通過(guò)繞過(guò)定滑輪的細(xì)線連接。A與滑輪間的細(xì)線保持水平,細(xì)線不可伸長(zhǎng),物塊可視為質(zhì)點(diǎn)。某時(shí)刻釋放裝置,并用水平向左的恒力F拉A,A向右運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間t后貼著A剪斷細(xì)線,經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間t,A恰好回到釋放點(diǎn)P。已知重力加速度大小為g,桌面足夠高足夠長(zhǎng)。則以下說(shuō)法正確的是()A.滑塊A在剪斷細(xì)線前與剪斷后的加速度大小之比為1∶2B.滑塊A在剪斷細(xì)線與回到P點(diǎn)時(shí)的速度大小之比為1∶2C.拉力的大小為D.物塊A回到P點(diǎn)時(shí),A、B的動(dòng)能之比為1∶6【答案】BC【詳解】AB.設(shè)剪斷細(xì)線時(shí)物塊A的速度為,再次回到P點(diǎn)時(shí)速度為,剪斷繩前物塊A的位移為,剪斷繩后位移為,經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間t,A恰好回到釋放點(diǎn)P,所以可得根據(jù)可得A錯(cuò)誤,B正確;C.剪斷繩前將AB看成一個(gè)整體有剪短繩后,對(duì)A有解得C正確;D.根據(jù)可得剪斷繩子時(shí)AB的速度均為A回到P點(diǎn)時(shí)速度為物塊A回到P點(diǎn)時(shí),B的速度為根據(jù)可得D錯(cuò)誤。故選BC?!镜淅治?】(2023上·山東臨沂·高三統(tǒng)考期中)(多選)如圖所示,為質(zhì)量不計(jì)的足夠長(zhǎng)的硬質(zhì)膜,放在光滑的水平面上,其上分別靜止放有兩個(gè)物體A和,的質(zhì)量為,B的質(zhì)量,與膜之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,物體受到的最大靜摩擦力等于其滑動(dòng)摩擦力。的水平拉力在時(shí)刻開(kāi)始作用在物體上,。下列說(shuō)法正確的是()A.若力水平向右作用在A物體上,A的加速度為B.若力水平向右作用在A物體上,后撤去力,物體A最終的速度為C.若力水平向左作用在B物體上,B的加速度為D.若力水平向左作用在B物體上,后撤去力,物體B最終的速度為【答案】BCD【詳解】根據(jù)題意可知,A與C之間的最大靜摩擦力為B與C之間的最大靜摩擦力為由于C的質(zhì)量不計(jì),則C的合力一定為0,即A與C之間和B與C之間的摩擦力大小相等AB.根據(jù)題意,若力水平向右作用在A物體上,B物體的最大加速度為對(duì)整體可知,B與C之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),由牛頓第二定律,對(duì)物體A有解得后,物體A的速度為物體B的速度為撤去力后,A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,最終三者共速,則有解得故A錯(cuò)誤,B正確;CD.根據(jù)題意,若力水平向左作用在B物體上,B與C之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),由牛頓第二定律,對(duì)物體B有解得由牛頓第二定律,對(duì)物體A有解得后,物體A的速度為物體B的速度為撤去力后,A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,最終三者共速,則有解得故CD正確。故選BCD?!痉椒ㄌ釤挕?1)整體法與隔離法的使用條件①當(dāng)連接體中各物體具有共同的加速度時(shí),一般采用整體法;當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不同時(shí),一般采用隔離法。②求連接體內(nèi)各物體間的相互作用力時(shí)必須用隔離法。(2)兩物體分離或相對(duì)滑動(dòng)的條件①疊加體類(lèi)連接體:兩物體間剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)物體間的靜摩擦力達(dá)到最大值。②靠在一起的連接體:分離時(shí)相互作用力為零,但此時(shí)兩物體的加速度仍相同。(3)用滑輪連接的連接體的處理方法通過(guò)滑輪連接的兩個(gè)物體:加速度大小相同。加速度不為零時(shí),輕繩的拉力不等于所懸掛物體的重力?!咀兪窖菥殹?.(2023上·四川遂寧·高三統(tǒng)考期中)如圖所示,長(zhǎng)方體物塊質(zhì)量為,靜止在水平地面上,上部固定一輕滑輪,跨過(guò)定滑輪的輕繩連接質(zhì)量為和的兩物體,連接的細(xì)繩水平、恰好與的側(cè)壁相接觸?,F(xiàn)對(duì)施加水平向右的推力,使得三物體不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),不考慮一切摩擦,則的大小為()A. B.C. D.【答案】C【詳解】設(shè)整體的加速度為a,對(duì)整體根據(jù)牛頓第二定律可得對(duì)m1根據(jù)牛頓第二定律可得對(duì)m2豎直方向有聯(lián)立解得故選C。2.(黑龍江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖所示,水平向左加速運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂內(nèi),一根長(zhǎng)為l的輕質(zhì)桿兩端分別連接質(zhì)量均1kg的小球a、b(可看成質(zhì)點(diǎn)),a球靠在車(chē)廂的光滑豎直側(cè)壁上,距車(chē)廂底面的高度為0.8l,b球處在車(chē)廂水平底面上且與底面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度g=10m/s2,要使桿與車(chē)廂始終保持相對(duì)靜止,關(guān)于車(chē)廂的加速度,下列說(shuō)法正確的是()
A.若μ=0.5,則車(chē)廂的加速度大小可能為3m/s2B.若μ=0.5,則車(chē)廂的加速度大小可能為2m/s2C.若μ=0.8,則車(chē)廂的加速度大小可能為3m/s2D.若μ=0.8,則車(chē)廂的加速度大小可能為7m/s2【答案】BCD【詳解】AB.桿長(zhǎng)為l,a球靠在車(chē)廂的光滑豎直側(cè)壁上,距車(chē)廂底面的高度為0.8l,則輕質(zhì)桿與豎直方向的夾角解得對(duì)a球受力分析如圖甲所示
在豎直方向上,根據(jù)平衡條件有當(dāng)a球與車(chē)廂左壁的彈力剛好為零時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有解得當(dāng)b球與車(chē)廂底面的靜摩擦力剛好達(dá)到最大值時(shí),對(duì)b受力分析如圖乙所示
在豎直方向上,根據(jù)平衡條件有在水平方向上,根據(jù)牛頓第二定律有其中聯(lián)立解得若μ=0.5,此時(shí)有則車(chē)廂的加速度最大值為故A錯(cuò)誤,B正確;CD.根據(jù)上述,若μ=0.8,此時(shí)有則車(chē)廂的加速度最大值為故CD正確。故選BCD。3.(2023上·湖北武漢·高三華中師大一附中??计谥校ǘ噙x)如圖所示,一彈簧一端固定在傾角為θ=37°的足夠長(zhǎng)的光滑固定斜面的底端,另一端拴住質(zhì)量為1kg的物體P,Q為一質(zhì)量為2kg的物體,彈簧的質(zhì)量不計(jì),系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)給物體Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的恒力F,此后P、Q一起運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)恰好未分離。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取則有()A.恒力F的大小為36NB.恒力F剛施加給P的瞬間,P、Q間彈力大小為9.6NC.物塊P的速度最大時(shí),P、Q間彈力大小為2ND.物塊P運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),彈簧彈力大小為3.6N【答案】BD【詳解】AD.由題可知,由于P、Q一起運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)恰好未分離,所以P、Q全程在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),因此在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的加速度大小相同,方向相反,大小設(shè)為a,在最低點(diǎn)時(shí),彈簧彈力和P、Q總重力大小相等,因此有在最高點(diǎn)時(shí),由于P、Q剛分離,分別對(duì)P、Q進(jìn)行分析有聯(lián)立上述式子得故A錯(cuò)誤,D正確;B.恒力F剛施加給P的瞬間,P、Q間彈力大小設(shè)為F1,對(duì)Q有得故B正確;C.物塊P的速度最大時(shí),P、Q整體處于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)平衡位置,即加速度為0,此時(shí)有得故C錯(cuò)誤。故選BD。4.(2023上·河北石家莊·高三校聯(lián)考階段練習(xí))(多選)如圖甲所示,一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上,一端固定在墻壁上,另一端拴接物體A,質(zhì)量均為的物體A、B接觸但不粘連。壓縮彈簧至某一位置(彈性限度以?xún)?nèi))后由靜止釋放A、B,同時(shí)給物體B施加水平向右的力使之做勻加速直線運(yùn)動(dòng),與作用時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示,則下列說(shuō)法正確的是(
)A.A、B分離時(shí),彈簧剛好為原長(zhǎng)狀態(tài) B.A、B分離時(shí),B的加速度大小為C.A、B分離時(shí),A的速度大小為 D.開(kāi)始有作用時(shí),彈簧的壓縮量為【答案】BC【詳解】A.物體A、B分離時(shí),B只受拉力作用,加速度大于零,此時(shí)A的加速度與B的相同,則彈簧彈力大于零,彈簧處于壓縮狀態(tài),故A錯(cuò)誤;B.物體A、B分離后,B的加速度不變,即拉力不變,由圖乙可知,此時(shí)拉力為,則B的加速度為故B正確;C.物體A、B分離時(shí),A、B的速度相同,均為故C正確;D.時(shí),對(duì)A、B整體由牛頓第二定律得,彈簧彈力為運(yùn)動(dòng)后,彈簧壓縮量此時(shí)彈簧彈力為聯(lián)立解得故D錯(cuò)誤。故選BC。5.(2023上·遼寧錦州·高三渤海大學(xué)附屬高級(jí)中學(xué)校考期中)(多選)如圖所示,光滑水平地面上靜置一質(zhì)量M=4kg足夠長(zhǎng)的木板B,質(zhì)量m=1kg的物塊A靜置于B上,物塊A與木板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4。現(xiàn)對(duì)物塊A施加一水平向右的拉力F,拉力F隨時(shí)間變化的關(guān)系為F=2.5t(N),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g=10m/s2,下列說(shuō)法正確的是()A.t=1.6s物塊A和木板B開(kāi)始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)B.物塊A和木板B的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到1m/s時(shí)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)C.t=4s時(shí)物塊A相對(duì)木板B的速度為5m/sD.若地面不光滑,則物塊A和木板B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的速度不變【答案】BC【詳解】A.物塊A和木板B相對(duì)靜止時(shí),根據(jù)整體法和隔離法可得當(dāng)A、B間靜摩擦力達(dá)到最大時(shí),即根據(jù)得故A錯(cuò)誤;B.由于畫(huà)出圖如圖所示當(dāng)A、B一起由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程,a-t圖線與t軸所圍的面積為整體的速度,即故B正確;C.后A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),木板B的加速度恒定,為對(duì)物塊A受力分析,有得時(shí)根據(jù)a-t圖線與t軸所圍的面積的差值為物塊A和木板B的相對(duì)速度,即故C正確;D.若地面不光滑,則A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前二者的共同加速度在圖中做出圖線,由圖可知,兩者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的速度比地面光滑時(shí)小,故D錯(cuò)誤。故選BC。題型二動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題(含超失重、瞬時(shí)性問(wèn)題)【解題指導(dǎo)】(1)做好受力分析,分析出物體受到的各個(gè)力,判斷合力的方向,表示出合力與各力的關(guān)系;(2)做好運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析,分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),判斷加速度的方向,并表示出加速度與運(yùn)動(dòng)各量的關(guān)系;(3)求解加速度是解決問(wèn)題的關(guān)鍵;(4)力的處理方法一般用合成法或正交分解法.【典例分析1】(2023上·山東濱州·高三統(tǒng)考期中)(多選)如圖1所示,電梯“對(duì)重”的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量,在電梯工作中使轎廂與“對(duì)重”的重量保持在限額之內(nèi),保證電梯的牽引傳動(dòng)正常。驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鋼絲繩使轎廂和“對(duì)重”在豎直方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)轎廂從頂樓向下運(yùn)動(dòng)時(shí),v—t圖像如圖2所示,下列說(shuō)法正確的是(
)A.在0~t1時(shí)間內(nèi),轎廂處于超重狀態(tài)B.在0~t1時(shí)間內(nèi),鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力先減小后增大C.在t2~t3時(shí)間內(nèi),“對(duì)重”處于失重狀態(tài)D.在t1~t2時(shí)間內(nèi),鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力大小等于鋼絲繩對(duì)“對(duì)重”的拉力大小【答案】BC【詳解】A.由圖可知在0~t1時(shí)間內(nèi),轎廂從頂樓向下做加速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,轎廂處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)v—t圖像的斜率表示加速度可知,在0~t1時(shí)間內(nèi)轎廂的加速度先增大后減小,且加速度向下,則根據(jù)牛頓第二定律有mgF=ma可知,鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力先減小后增大,故B正確;C.在t2~t3時(shí)間內(nèi),“對(duì)重”向上做減速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,“對(duì)重”處于失重狀態(tài),故C正確;D.在t1~t2時(shí)間內(nèi),轎廂雖然做勻速運(yùn)動(dòng),轎廂與“對(duì)重”的重量不相等,因?yàn)橹虚g有驅(qū)動(dòng)電機(jī)在調(diào)控,鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力大小不等于鋼絲繩對(duì)“對(duì)重”的拉力大小,故D錯(cuò)誤。故選BC。【典例分析2】(2023上·安徽亳州·高三蒙城第一中學(xué)校聯(lián)考期中)如圖甲所示,bc是豎直面內(nèi)一根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c位于同一圓周上,圓的半徑為R,a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn)。讓一個(gè)小滑環(huán)從b點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)c點(diǎn);如圖乙所示,在豎直平面內(nèi),固定一個(gè)半徑為R的大圓環(huán),其圓心為O,在圓內(nèi)與圓心O同一水平面上的P點(diǎn)搭一光滑斜軌道到大環(huán)上,,欲使物體(視為質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)由靜止釋放,沿此傾斜軌道滑到大環(huán)。已知重力加速度為g。(1)求小滑環(huán)從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的時(shí)間;(2)求物體從P點(diǎn)滑到大環(huán)的最小時(shí)間?!敬鸢浮浚?);(2)【詳解】(1)設(shè)ac與bc夾角為,則有由幾何關(guān)系得bc細(xì)桿長(zhǎng)度為小滑環(huán)勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得聯(lián)立解得(2)如圖建立一個(gè)與大圓相內(nèi)切的等時(shí)圓設(shè)其半徑為,由幾何關(guān)系得解得從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到切點(diǎn)為最短時(shí)間,由(1)結(jié)論得【方法提煉】1.解決動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)基本問(wèn)題的思路受力分析eq\o(,\s\up15(F=ma))加速度eq\o(,\s\up15(運(yùn)動(dòng)學(xué)公式))運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2.動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題的解題步驟(1)明確研究對(duì)象:根據(jù)問(wèn)題的需要和解題的方便,選擇某個(gè)物體或某系統(tǒng)作為研究對(duì)象。(2)受力分析:畫(huà)好受力示意圖,選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ㄇ蟪龊狭蚝狭Φ谋磉_(dá)式。①合成法:合成法適用于受力個(gè)數(shù)較少(2個(gè))的情況。②正交分解法:正交分解法適用于各種情況,尤其是物體的受力個(gè)數(shù)較多(3個(gè)或3個(gè)以上)時(shí)。(3)運(yùn)動(dòng)情況分析:畫(huà)出運(yùn)動(dòng)示意圖,明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程,求出或設(shè)出物體的加速度。(4)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律列式求解。3.瞬時(shí)加速度的兩種模型(1)剛性繩(或接觸面):不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,其彈力立即消失,不需要形變恢復(fù)時(shí)間。(2)彈簧(或橡皮繩):兩端同時(shí)連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩),特點(diǎn)是形變量大,其形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間,在瞬時(shí)性問(wèn)題中,其彈力的大小通??梢钥醋霰3植蛔?。4.處理多過(guò)程動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的“二分析一關(guān)鍵”(1)“二分析”①分析研究對(duì)象在每個(gè)過(guò)程的受力情況,并畫(huà)出受力分析圖;②分析研究對(duì)象在每個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。(2)“一關(guān)鍵”前一個(gè)過(guò)程的結(jié)束時(shí)刻和狀態(tài)就是后一個(gè)過(guò)程的開(kāi)始時(shí)刻和狀態(tài),明確兩個(gè)過(guò)程的交接點(diǎn)速度不變往往是解題的關(guān)鍵。【變式演練】1.(2023上·云南紅河·高三??茧A段練習(xí))如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量分別為m1=1kg、m2=2kg的物體置于光滑的水平面上,中間用輕質(zhì)彈簧秤連接。兩個(gè)大小分別為F1=30N、F2=15N的水平拉力分別作用在m1、m2上,則()A.系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí),彈簧秤的示數(shù)是45NB.系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí),彈簧秤的示數(shù)是15NC.在突然撤去F1的瞬間,m1的加速度大小為25m/s2D.在突然撤去F2的瞬間,m2的加速度大小為7.5m/s2【答案】C【詳解】AB.對(duì)整體研究,由牛頓第二定律得解得對(duì)研究得故AB錯(cuò)誤;C.在突然撤去F1的瞬間,彈簧彈力不變,對(duì)研究,由牛頓第二定律得解得C正確;D.在突然撤去F2的瞬間,彈簧彈力不變,對(duì)研究,由牛頓第二定律得解得D錯(cuò)誤;故選C。2.(2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)??级#┮粌A角為θ的斜面體C始終靜止在水平地面上,斜面光滑,底面粗糙,如圖所示。輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量相等的A、B兩球連接。B球靠在擋板上,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度大小為。當(dāng)撒去擋板瞬間,下列說(shuō)法正確的是()
A.球A的瞬時(shí)加速度沿斜面向下,大小為B.球B的瞬時(shí)加速度沿斜面向下,大小為C.地面對(duì)斜面體C的支持力等于球A、B和C的重力之和D.地面對(duì)斜面體C的摩擦力方向水平向左【答案】D【詳解】AB.根據(jù)題意,設(shè)A、B兩球質(zhì)量均為,去掉擋板前,對(duì)A球受力分析,由平衡條件有去掉擋板瞬間,彈簧彈力不變,A球受力情況不變,合力為0,加速度為0,對(duì)B球有解得故AB錯(cuò)誤;C.根據(jù)上述分析可知,去掉擋板瞬間,B球有沿斜面向下的加速度,處于失重狀態(tài),則地面對(duì)斜面體C的支持力小于球A、B和C的重力之和,故C錯(cuò)誤;D.去掉擋板瞬間,B球的加速度方向沿斜面向下,在水平方向上有水平向左的分加速度,對(duì)A、B和C整體分析,地面對(duì)斜面體的摩擦力不為零,方向水平向左,故D正確。故選D。3.(2023上·海南省直轄縣級(jí)單位·高三??茧A段練習(xí))如圖1所示,上表面均粗糙、傾角分別為和的斜劈1、2一起固定在水平地面上,且在最底端處平滑相連。現(xiàn)將一小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜劈1上的處由靜止開(kāi)始下滑到處,并在處轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中,速度大小保持不變,隨后沖上斜劈2并運(yùn)動(dòng)到處速度變?yōu)?,在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小滑塊的速度大小與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖2所示。已知小滑塊與兩個(gè)斜劈之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為(未知),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,,重力加速度取,則下列說(shuō)法正確的是()A.動(dòng)摩擦因數(shù)B.小滑塊將在處保持靜止不動(dòng)C.小滑塊運(yùn)動(dòng)到處后將會(huì)以大小為的加速度向下滑D.經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間后,小滑塊最終停在斜劈2上的某一位置處【答案】C【詳解】A.小滑塊在斜劈1向下滑的過(guò)程中,對(duì)其受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可知小滑塊在斜劈2向上滑的過(guò)程中,對(duì)其受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可知根據(jù)題圖2的圖像關(guān)系知解得動(dòng)摩擦因數(shù)為故A錯(cuò)誤;BC.當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到處速度為0時(shí),有解得即小滑塊將以大小為的加速度下滑,故B錯(cuò)誤,C正確;D.由于小滑塊不能靜止在斜劈2上,每次在斜劈1、2上上滑、下滑,都會(huì)損失一部分機(jī)械能,因此小滑塊最終會(huì)停在處,故D錯(cuò)誤。故選C。題型三動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題【解題指導(dǎo)】1.解圖象問(wèn)題時(shí)要做好“三看”(1)看清坐標(biāo)軸所表示的物理量:明確因變量與自變量的制約關(guān)系,是運(yùn)動(dòng)學(xué)圖象(v-t、x-t、a-t、x-v2、v-x等),還是動(dòng)力學(xué)圖象(F-t、F-x、P-t等);(2)看圖線本身:識(shí)別兩個(gè)相關(guān)量的變化趨勢(shì),進(jìn)而分析具體的物理過(guò)程;(3)看交點(diǎn)、斜率和“面積”:明確圖線與圖線的交點(diǎn)、圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、圖線斜率、圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積的物理意義?!镜淅治?】(安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))質(zhì)量為的物體,沿著傾角的固定斜面向下滑動(dòng)。物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),物體的圖像(t為運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,x是物體到O點(diǎn)的距離)如圖所示。已知重力加速度,,則()A.物體在O點(diǎn)的速度B.物體的加速度大小C.物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)D.0~4s,損失的機(jī)械能為350J【答案】D【詳解】AB.根據(jù)位移與時(shí)間的關(guān)系可得結(jié)合圖像的斜率和截距可知而解得A、B錯(cuò)誤;C.根據(jù)牛頓第二定律可得動(dòng)摩擦因數(shù)C錯(cuò)誤;D.物體停止的時(shí)間物體的位移損失的機(jī)械能D正確。故選D?!镜淅治?】(2023上·山東臨沂·高三統(tǒng)考期中)用水平拉力使水平桌面上的甲、乙兩物體由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng),甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)的加速度a與所受拉力F的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.甲物體的質(zhì)量一定大于乙物體的質(zhì)量B.甲物體的質(zhì)量可能等于乙物體的質(zhì)量C.甲物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)小于乙物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D.甲物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)大于乙物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)【答案】D【詳解】AB.由牛頓第二定律可知可得結(jié)合圖像可知AB錯(cuò)誤;CD.由圖像可知可知C錯(cuò)誤,D正確;故選D?!痉椒ㄌ釤挕繄D象問(wèn)題要“四看一注意”(1)看坐標(biāo)軸:看清坐標(biāo)軸所表示的物理量,明確因變量(縱軸表示的量)與自變量(橫軸表示的量)之間的制約關(guān)系。(2)看圖象:識(shí)別兩個(gè)相關(guān)量的變化趨勢(shì),從而分析具體的物理過(guò)程。(3)看縱坐標(biāo)、“斜率”和“面積”:v-t圖象中根據(jù)坐標(biāo)值、“斜率”和“面積”可分析速度、加速度和位移的大小、方向特點(diǎn);x-t圖象中根據(jù)坐標(biāo)值、“斜率”可分析位移、速度的大小、方向特點(diǎn)。(4)看交點(diǎn):明確圖線與圖線的交點(diǎn)、圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)的物理意義。在x-t圖象中,兩圖線的交點(diǎn)表示兩物體相遇;在v-t圖象中,兩圖線的交點(diǎn)表示兩物體速度相同,此時(shí)相對(duì)速度為零,相對(duì)位移出現(xiàn)極值,是相距最遠(yuǎn)、最近、是否碰撞的關(guān)鍵時(shí)刻。(5)一注意:利用v-t圖象分析兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),要注意兩個(gè)物體的出發(fā)點(diǎn),即注意它們是從同一位置出發(fā),還是從不同位置出發(fā)。若從不同位置出發(fā),要注意出發(fā)時(shí)兩者的距離?!咀兪窖菥殹?.(2023上·安徽亳州·高三蒙城第一中學(xué)校聯(lián)考期中)如圖甲所示,勁度系數(shù)的輕彈簧,一端固定在傾角為的帶有擋板的光滑斜面體的底端,另一端和質(zhì)量mA的小物塊A相連,質(zhì)量為mB的物塊B緊靠A一起靜止?,F(xiàn)用水平推力使斜面體以加速度a向左勻加速運(yùn)動(dòng),穩(wěn)定后彈簧的形變量大小為x。在不同推力作用下,穩(wěn)定時(shí)形變量大小x隨加速度a的變化如圖乙所示。彈簧始終在彈性限度內(nèi),不計(jì)空氣阻力,取重力加速度下列說(shuō)法正確的是()A.B.C.若,穩(wěn)定時(shí)A對(duì)斜面的壓力大小為12.5ND.若,穩(wěn)定時(shí)A、B間彈力大小為6N【答案】ACD【詳解】A.由圖結(jié)合題意可知時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài),且物塊A、B恰要分離,故對(duì)AB整體有解得故A正確;B.當(dāng)a=0時(shí),對(duì)AB整體分析有當(dāng)時(shí),圖中另一縱截距的意義為聯(lián)立解得=1kg,=2kg故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)時(shí),因?yàn)槲飰KA、B恰要分離,故對(duì)A有N由牛頓第三定律知A對(duì)斜面的壓力大小為12.5N,故C正確;D.時(shí),對(duì)B分析解得=6N故D正確;故選ACD。2.(四川雅安·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))(多選)如圖甲所示,長(zhǎng)木板固定放置在水平桌面上,長(zhǎng)木板的上表面B點(diǎn)處安裝有光電門(mén),右側(cè)安裝有定滑輪,帶有遮光條的滑塊(總質(zhì)量為m)放置在長(zhǎng)木板上,輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)定滑輪,左端與滑塊連接,右端與安裝在天花板上的力傳感器連接,在繩上放置帶重物的動(dòng)滑輪,現(xiàn)讓滑塊從A處由靜止釋放(A、B兩點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)),穩(wěn)定時(shí)記下力傳感器的示數(shù)F以及遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t,更換重物,讓滑塊仍從A處由靜止釋放,記錄多組相對(duì)應(yīng)的F、t,作出圖像如圖乙所示,重力加速度為g,輕質(zhì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦力忽略不計(jì),下列說(shuō)法正確的是()A.長(zhǎng)木板上方的細(xì)線與長(zhǎng)木板可以不平行B.輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小等于力傳感器示數(shù)C.由圖乙所給的信息可得遮光條的寬度為D.由圖乙所給的信息可得滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為【答案】BCD【詳解】A.應(yīng)保持拉線方向與木板平面平行,這樣拉力才等于合力,故A錯(cuò)誤;B.繞過(guò)滑輪的細(xì)繩的拉力相等,故B正確;C.根據(jù)牛頓第二定律得速度由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度—位移公式得整理得根據(jù)圖像斜率可知解得故C正確;D.根據(jù)C項(xiàng)與圖像的截距,結(jié)合摩擦力的計(jì)算公式可解得滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為故選BCD。3.(2024·海南·校聯(lián)考一模)(多選)用水平拉力使雪橇在平坦的雪地上由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng),雪橇運(yùn)動(dòng)后,所受拉力與其加速度的關(guān)系圖線如圖所示,圖中和均為已知量,重力加速度大小為。下列說(shuō)法正確的是(??)A.雪橇一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.雪橇的質(zhì)量為C.雪橇與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D.拉力時(shí),雪橇的加速度大小為【答案】CD【詳解】A.由圖像知雪橇拉力變化,做變加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.設(shè)雪橇的質(zhì)量為m,雪橇與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,依據(jù)牛頓第二定律,對(duì)雪橇有即圖像斜率表示雪琵的質(zhì)量,得選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.若,得選項(xiàng)C正確;D.當(dāng)拉力時(shí),加速度選項(xiàng)D正確。故選CD。題型四動(dòng)力學(xué)中的傳送帶問(wèn)題【解題指導(dǎo)】1.模型特點(diǎn)傳送帶問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,這樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將直接影響摩擦力的方向.2.解題關(guān)鍵(1)理清物體與傳送帶間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向及摩擦力方向是解決傳送帶問(wèn)題的關(guān)鍵.(2)傳送帶問(wèn)題還常常涉及臨界問(wèn)題,即物體與傳送帶達(dá)到相同速度,這時(shí)會(huì)出現(xiàn)摩擦力改變的臨界狀態(tài),對(duì)這一臨界狀態(tài)進(jìn)行分析往往是解題的突破口.【典例分析】(2024·廣東汕頭·校考一模)地鐵站用于安全檢查的裝置主要由水平傳送帶和X光透視系統(tǒng)兩部分組成,傳送過(guò)程傳送帶速度不變。假設(shè)乘客把物品輕放在傳送帶上之后,物品總會(huì)先、后經(jīng)歷兩個(gè)階段的運(yùn)動(dòng),已知傳送帶長(zhǎng)度為2.1m、速率為2m/s,g取10m/s2,物品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,則()A.物品在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是1.3sB.物品做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),其速度有可能超過(guò)傳送帶速度C.物品越重,從傳送帶的左端運(yùn)送到右端所需要的時(shí)間越長(zhǎng)D.若僅使傳送帶的速率增大為原來(lái)的2倍,前階段物品的位移也增大為原來(lái)的4倍【答案】AD【詳解】B.物品在傳送帶上前階段是滑動(dòng)摩擦,由牛頓第二定律可得物品加速階段的位移物品加速達(dá)到與傳送帶共同速度后,與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),物品勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)不受摩擦力,故B錯(cuò)誤;AC.物品勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間物品勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間物品在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是與物品的質(zhì)量無(wú)關(guān),故A正確,C錯(cuò)誤;D.由,可知若僅使傳送帶的速率增大為原來(lái)的2倍,前階段物品的位移增大為原來(lái)的4倍,故D正確。故選AD?!痉椒ㄌ釤挕總魉蛶У哪Σ亮Ψ治?1)關(guān)注兩個(gè)時(shí)刻①初始時(shí)刻:物體相對(duì)于傳送帶的速度或滑動(dòng)方向決定了該時(shí)刻的摩擦力方向。②物體與傳送帶速度相等的時(shí)刻:摩擦力的大小、方向或性質(zhì)(滑動(dòng)摩擦力或靜摩擦力)可能會(huì)發(fā)生突變。(2)注意過(guò)程分解①摩擦力突變點(diǎn)是加速度突變點(diǎn),也是物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的突變點(diǎn),列方程時(shí)要注意不同過(guò)程中物理量莫混淆。②摩擦力突變點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是前一過(guò)程的末狀態(tài),也是后一過(guò)程的初狀態(tài),這是兩個(gè)過(guò)程的連接點(diǎn)。(3)物體在傾斜傳送上運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶速度相同后需比較tanθ與μ的大小關(guān)系:μ>tanθ,速度相等后一起勻速;μ<tanθ,速度相等后物體的加速度向下,根據(jù)v與a的方向關(guān)系即可判定運(yùn)動(dòng)情況?!咀兪窖菥殹?.(2023上·遼寧大連·高三大連市金州高級(jí)中學(xué)校考期中)(多選)如圖所示,水平傳送帶AB長(zhǎng)L=10m,以恒定速率v1=2m/s運(yùn)行。初速度大小為v2=4m/s的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從與傳送帶等高的光滑水平地面上經(jīng)A點(diǎn)滑上傳送帶。小物塊的質(zhì)量m=1kg,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,g取10m/s2,則()A.小物塊離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度大小為2m/sB.小物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2sC.小物塊與傳送帶間的摩擦生熱為16JD.小物塊和傳送帶之間形成的劃痕長(zhǎng)為4.5m【答案】AD【詳解】A.物塊先向左做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度為物塊做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為物塊做減速運(yùn)動(dòng)的位移為可知滑塊速度為零時(shí)不能達(dá)到B端,則速度為零時(shí)物塊將向右做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度等于傳送帶的速度時(shí),物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),故小物塊離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度大小為2m/s,故A正確;B.物塊做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為物塊做加速運(yùn)動(dòng)的位移為物塊做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為小物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為故B錯(cuò)誤;C.小物塊減速階段與傳送帶間的相對(duì)位移為小物塊加速階段與傳送帶間的相對(duì)位移為小物塊與傳送帶間的摩擦生熱為故C錯(cuò)誤;D.小物塊和傳送帶之間形成的劃痕長(zhǎng)為故D正確。故選AD。2.(2023上·陜西榆林·高三靖邊縣靖邊中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))如圖甲所示,傾角為的傳送帶以恒定速率逆時(shí)針運(yùn)行,現(xiàn)將一包裹輕輕放在最上端的A點(diǎn),包裹從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最下端B點(diǎn)的過(guò)程中,加速度隨位移的變化圖像如圖乙所示(重力加速度?。瑒t下列說(shuō)法正確的是()A.傳送帶與水平面的夾角為 B.包裹與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4C.傳送帶運(yùn)行的速度大小為 D.包裹到B點(diǎn)時(shí)的速度為【答案】C【詳解】AB.小包裹放上傳送帶后瞬間,小包裹相對(duì)傳送帶向上滑動(dòng),則所受摩擦力沿傳送帶向下,根據(jù)牛頓第二定律得運(yùn)動(dòng)到與傳送帶共速時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得其中,聯(lián)立解得,可得故AB錯(cuò)誤;C.由可得則傳送帶的速度為6m/s,故C正確;D.第二段勻加速過(guò)程有解得可知包裹到B點(diǎn)時(shí)的速度為,故D錯(cuò)誤。故選C。3.(山西呂梁·統(tǒng)考一模)傾斜傳送帶廣泛應(yīng)用于礦山、港口、電廠、物流等領(lǐng)域。模型簡(jiǎn)化如圖所示,與水平面成角的傾斜傳送帶以恒定速率運(yùn)動(dòng),皮帶始終是繃緊的,將的貨物輕放在傳送帶上的A端,經(jīng)過(guò)1.2s到達(dá)傳送帶的B端。用速度傳感器測(cè)得貨物與傳送帶的速度v隨時(shí)間t變化圖像如圖乙所示,已知重力加速度,由圖可知()A.貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25B.貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,傳送帶對(duì)貨物做功為112JC.貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,貨物對(duì)傳送帶做功64JD.貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為128J【答案】C【詳解】A.根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得,貨物的加速度為貨物的加速度為根據(jù)動(dòng)力學(xué)公式有代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得,故A錯(cuò)誤;B.貨物的位移為末貨物的速度為貨物的位移為貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有傳送帶對(duì)物塊做的功為故B錯(cuò)誤;C.貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,皮帶運(yùn)動(dòng)的距離為皮帶運(yùn)動(dòng)的距離為貨物對(duì)傳送帶做功為故C正確;D.貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,貨物與傳送帶的相對(duì)位移為貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為故D錯(cuò)誤。故選C。4.(2023上·江蘇蘇州·高三統(tǒng)考期中)如圖甲所示,小物塊從右側(cè)滑上勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的水平傳送帶,其位移與時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示。圖線的0~3s段為拋物線,3~4.5s段為直線。求:(1)傳送帶的速度大?。唬?)物塊剛滑上傳送帶時(shí)的速度大小?!敬鸢浮浚?);(2)【詳解】(1)由圖像得,3s后物塊隨傳送帶做勻速直線運(yùn)動(dòng),則(2)圖線的0~3s段為拋物線,根據(jù)勻變速位移時(shí)間關(guān)系式可知,0~2s物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則解得題型五動(dòng)力學(xué)中的板塊問(wèn)題【解題指導(dǎo)】1.模型特點(diǎn)“滑塊—木板”模型類(lèi)問(wèn)題中,滑動(dòng)摩擦力的分析方法與“傳送帶”模型類(lèi)似,但這類(lèi)問(wèn)題比傳送帶類(lèi)問(wèn)題更復(fù)雜,因?yàn)槟景迨艿侥Σ亮Φ挠绊?,往往做勻變速直線運(yùn)動(dòng),解決此類(lèi)問(wèn)題要注意從速度、位移、時(shí)間等角度,尋找各運(yùn)動(dòng)過(guò)程之間的聯(lián)系.2.解題關(guān)鍵(1)臨界條件:要使滑塊不從木板的末端掉下來(lái)的臨界條件是滑塊到達(dá)木板末端時(shí)的速度與木板的速度恰好相同.(2)問(wèn)題實(shí)質(zhì):“板—塊”模型和“傳送帶”模型一樣,本質(zhì)上都是相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,要分別求出各物體對(duì)地的位移,再求相對(duì)位移.【典例分析】(2023上·湖北·高三校聯(lián)考期中)如圖甲所示,水平地面上有一質(zhì)量足夠長(zhǎng)的木板A,木板的右端放置著質(zhì)量的小物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn)),二者均處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)將水平拉力F作用在木板上,F(xiàn)隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示,其中內(nèi),時(shí)刻木板與物塊恰好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),時(shí)刻后拉力F恒為25N。若木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù),物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度大小。(1)求木板被拉動(dòng)的時(shí)刻;(2)求的值;(3)時(shí),求木板和物塊的速度大小?!敬鸢浮浚?);(2);(3),【詳解】(1)拉動(dòng)木塊時(shí)得(2)木板與物塊恰發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),對(duì)A對(duì)B則有(3)木板與物塊共同運(yùn)動(dòng)時(shí)此時(shí)木板與物塊相對(duì)滑動(dòng)后對(duì)A對(duì)B得故【方法提煉】分析“板—塊”模型的四點(diǎn)注意(1)從速度、位移、時(shí)間等角度,尋找滑塊與滑板之間的聯(lián)系。(2)滑塊與滑板共速是摩擦力發(fā)生
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