高考物理牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用復(fù)習(xí)資料-文庫吧
2025-07-26 08:59 本頁面
【正文】 由牛頓第二定律得： F＝ (m1＋ m2)a1＝ (m1＋ m2)a2 所以： a1＝ a2＝ 向右拉 B時，對 A分析： F1＝ m1a1 向左拉 A時，對 B分析： F2＝ m2a2 因 m1＞ m2所以 F1＞ ． 答案： A 一質(zhì)量為 m＝ 40 kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計上．電梯從 t＝ 0時刻由靜止開始上升，在 0到 6 s內(nèi)體重計示數(shù) F的變化如圖 3－ 3－ 2所示．試問：在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少？ (取重力加速度 g＝ 10 m/s2) 圖 3－ 3－ 2 [思路點撥 ] 解答本題時應(yīng)注意以下幾點： (1)體重計的示數(shù)大小為小孩受到的支持力的大??； (2)根據(jù)體重計示數(shù)與重力 mg的大小關(guān)系確定小孩處于 超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，從而確定加速度的方向； (3)由牛頓第二定律求出各段時間內(nèi)的加速度； (4)電梯上升的高度為三段時間內(nèi)的位移和． [課堂筆記 ] 由題圖可知，在 t＝ 0到 t1＝ 2 s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)大于 mg，故電梯應(yīng)做向上的加速運(yùn)動．設(shè)在這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為 F1，電梯及小孩的加速度為 a1，由牛頓第二定律，得 F1－ mg＝ ma1 在這段時間內(nèi)電梯上升的高度 h1＝ 在 t1到 t2＝ 5 s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)等于 mg，故電梯應(yīng)做勻速上升運(yùn)動，速度為 t1時刻電梯的速度，即 v1＝ a1t1 ③ 在這段時間內(nèi)電梯上升的高度 h2＝ v1(t2－ t1) ④ 在 t2到 t3＝ 6 s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)小于 mg，故電梯應(yīng)做向上的減速運(yùn)動．設(shè)在這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為 F2，電梯及小孩的加速度為 a2，由牛頓第二定律得 mg－ F2＝ ma2 ⑤ 在這段時間內(nèi)電梯上升的高度 h3＝ v1(t3－ t2)－ a2(t3－ t2)2 ⑥ 電梯上升的總高度 h＝ h1＋ h2＋ h3 ⑦ 由以上各式，利用牛頓第三定律和題文及題圖中的數(shù)據(jù)，解得 h＝ 9 m. [答案 ] 9 m (1)認(rèn)真分析圖象，從中獲取相關(guān)信息． (2)抓好超重、失重的基本規(guī)律． (2020杭州模擬 )如圖 3－ 3－ 3所示，固定在水平面上的斜面傾角 θ＝ 37176。 ，木塊 A的 MN面上釘著一顆小釘子，質(zhì)量 m＝ kg的小球 B通過一細(xì)線與小釘子相連接，細(xì)線與斜面垂直，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù) μ＝ 止釋放，木塊將沿斜面 下滑．求在木塊下滑的過程中 小球?qū)δ緣K MN面的壓力． (取 g＝ 10 m/s2， sin37176。 ＝ ， cos37176。 ＝ ) [思路點撥 ] 先以 A、 B為一整體，由牛頓第二定律求出一起下滑的加速度，再以 B為研究對象隔離分析，應(yīng)用牛頓第二定律列式求解． [課堂筆記 ] 由于木塊與斜面間有摩擦力的作用，所以小球 B與木塊間有壓力的作用，并且它們以共同的加速度 a沿斜面向下運(yùn)動．將小球和木塊看做一個整體，設(shè)木塊的質(zhì)量為 M，根據(jù)牛頓第二定律可得 (M＋ m)gsinθ－ μ(M＋ m)gcosθ＝ (M＋ m)a 代入數(shù)據(jù)得 a＝ m/s2 選小球為研究對象，設(shè) MN面對小球的作用力為 FN，根據(jù)牛頓第二定律有 mgsinθ－ FN＝ ma 代入數(shù)據(jù)得 FN＝ N 根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)?MN面的壓力大小為 N，方向沿斜面向下． [答案 ] N 方向沿斜面向下 (1)本題中木塊 A的質(zhì)量未知，但并不影響求解加速度． (2)求小球?qū)δ緣K A的 MN面的壓力時，要用到牛頓第三定 律，這是解題過程中最容易忽視的問題 . (18分 )如圖 3－ 3－ 4所示，質(zhì)量 m＝ 1 kg的物塊放在傾角為 θ的斜面上，斜面體質(zhì)量 M＝ 2 kg，斜面與物塊間的動摩擦因數(shù) μ＝ ，地面光滑， θ＝ 37176。 .現(xiàn)對斜面體施加一水平推力 F，要使物塊相對斜面靜止，力 F應(yīng)為多大？(設(shè)物塊與斜面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力， g取 10 m/s2) [思路點撥 ] 用極限法把 F推向兩個極端來分析：當(dāng) F較小(趨近于 0)時，由于 μ＜ tanθ，因此，物塊將沿斜面加速下滑；若 F較大 (足夠大 )時，物塊將相對斜面向上滑．因此 F不能太小，也不能太大， F的取值有一個范圍． [解題樣板 ] (1)設(shè)物塊處于相對斜面下滑的臨界狀態(tài) (物塊恰好不下滑 )時推力為 3－ 3－ 5(甲 )所示．取加速度 a1方向為 x軸正方向，對 m有： x方向： FN1sinθ－ μFN1cosθ＝ ma1┄┄┄┄┄┄┄┄ ① (2分 ) y方向： FN1cosθ＋ μFN1sinθ－ mg＝ 0┄┄┄┄┄┄┄ ② (2分 ) 解①②兩式得： a1≈ m/s2┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) 對整體有： F1＝ (M＋ m)a1， ∴ F1＝ N． ┄┄┄┄ (2分 ) (2)設(shè)物塊處于相對斜面向上滑的臨界狀態(tài) (物塊恰好不上滑 )時推力為 F2，此時物塊受力如圖 3－ 3－ 5(乙 )所示． 取加速度 a2方向為 x軸正方向，對 m有： x方向： FN2sinθ＋ μFN2cosθ＝ ma2 ┄┄┄┄┄┄ ③ (2分 ) y方向： FN2cosθ－ μFN2sinθ－ mg＝ 0 ┄┄┄┄ ④ (2分 ) 解③④兩式得： a2＝ m/s2┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) 對整體有： F2＝ (M＋ m)a2， ∴ F2＝ N. ┄┄┄┄ (2分 ) 所以 F的范圍為 N≤F≤ N. ┄┄┄┄┄ (2分 ) [答案 ] N≤F≤ N 題中出現(xiàn) “ 最大 ” 、 “ 最小 ” 、 “ 剛好 ” 等詞語時， 往往會出現(xiàn)臨界現(xiàn)象，此時要采用極限分析法，看物體有 不同的加速度時，會有哪些現(xiàn)象發(fā)生，從而找出臨界點， 求出臨界條件． 1． (2020臨沂聯(lián)考 )2020年北京奧運(yùn)會 女子蹦床決賽中，中國小將何雯娜 表現(xiàn)突出，為中國蹦床隊奪得首枚 奧運(yùn)會金牌．在蹦床比賽中，運(yùn)動 員利用彈
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