牛頓運(yùn)動(dòng)定律滑塊專(zhuān)題(編輯修改稿)
2025-04-21 05:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 解析】【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系． 【答案解析】． 解析： 設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間，物塊和木板的共同速度為，則達(dá)到共同速度后一起勻減速，加速度a3=μ1g=1m/s2停下來(lái)經(jīng)過(guò)的位移X3==所以物塊從放上木板到停下來(lái)經(jīng)過(guò)的位移Δx= X1+ X3=1如圖所示，質(zhì)量m2=5kg的物塊置于光滑水平面上，再將m1=5kg的另一物塊置于m2的水平表面上，兩物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，一根細(xì)繩繞過(guò)定滑輪將m3與m2連接，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力g=10m/s2．（1）要使m3由靜止釋放后mm2不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，求m3的取值范圍．（2）若m3=30kg，將其由靜止釋放后，mmm3的加速度大小分別為多少？1【答案】（1）m3的取值范圍為m3≤（2）mmm3的加速度大小分別為4m/s2，8m/s2，8m/s2【解析】考點(diǎn)： 牛頓第二定律． .專(zhuān)題： 牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專(zhuān)題．分析： （1）要使m3由靜止釋放后，物塊m1與m2恰好不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者之間的靜摩擦力達(dá)到最大，對(duì)m1，由牛頓第二定律求出最大加速度，再對(duì)m1和m2整體及m3，由牛頓第二定律列式，即可求得m3的取值范圍．（2）利用牛頓第二定律即可求得加速度解答： 解：（1）設(shè)m1最大加速度為a1由牛頓第二定律：μm1g=m1a1①m3g﹣μm1g=（m2+m3）a2②若mm2間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則有：a2≤a1③由①②③聯(lián)立求解得：m3≤（2）m3=30kg＞，則mm2間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)設(shè)這時(shí)m1的加速度為a39。1，m2與m3加速度相同，且設(shè)為a39。2由牛頓第二定律：μm1g=m1a39。1m3g﹣μm1g=（m2+m3）a39。21如圖所示，質(zhì)量M=，在其右端放一質(zhì)量m=（可視為質(zhì)點(diǎn)）．初始時(shí)刻，A、B分別以v0=、向右運(yùn)動(dòng)，最后A恰好沒(méi)有滑離B板．已知A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，取g=10m/s2．求：（1）A相對(duì)地面速度為零時(shí)，B相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)發(fā)生的位移x；（2）木板B的長(zhǎng)度l．1【答案】（1）A相對(duì)地面速度為零時(shí)，；（2）解答： 解：（1）A、B分別受到大小為μmg的作用，根據(jù)牛頓第二定律對(duì)A物體：μmg=maA則aA=μg=方向水平向右對(duì)B物體：μmg=MaB則aB=方向水平向左開(kāi)始階段A相對(duì)地面向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度為0的過(guò)程中所用時(shí)間為t1，則v0=aAt1，則t1== B相對(duì)地面向右做減速運(yùn)動(dòng)x=v0t﹣aBt2= （2）A向左勻減速運(yùn)動(dòng)至速度為零后，相對(duì)地面向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小仍為aA=；B板向右仍做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小仍aB=；當(dāng)A、B速度相等時(shí)，A相對(duì)B滑到最左端，恰好不滑出木板，故木板B的長(zhǎng)度為這個(gè)全過(guò)程中A、B間的相對(duì)位移；在A相對(duì)地面速度為零時(shí)，B的速度vB=v0﹣aBt1=設(shè)由A速度為零至A、B相等所用時(shí)間為t2，則 aAt2=vB﹣aBt2，解得t2==；共同速度v=aAt2=A向左運(yùn)動(dòng)位移xA=（v0﹣v）=B向右運(yùn)動(dòng)位移xB=（v0+v）=B板的長(zhǎng)度l=xA+xB=1如圖，一平板車(chē)以某一速度v0=5m/s勻速行駛，某時(shí)刻一貨箱（可視為質(zhì)點(diǎn)）無(wú)初速度地放置于平板車(chē)上，貨箱離車(chē)后端的距離為l=3m，貨箱放入車(chē)上的同時(shí)，平板車(chē)開(kāi)始剎車(chē)，剎車(chē)過(guò)程可視為做加速度a=3m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)．已知貨箱與平板車(chē)之間的摩擦因數(shù)為μ=，g=10m/s2．求：（1）貨箱放上平板車(chē)時(shí)加速度大小和方向；（2）通過(guò)計(jì)算，說(shuō)明貨箱能否從平板車(chē)上滑離；（3）若貨箱沒(méi)有滑離平板車(chē)，則貨箱最終停止時(shí)離平板車(chē)后端距離多大？1【答案】（1）貨箱放上平板車(chē)時(shí)加速度大小為2m/s2和方向向前．（2）貨箱不會(huì)掉下．（3）最終停止時(shí)離車(chē)后端的距離d是m解答： 解：（1）貨箱：μmg=ma1得a1=，方向向前（2）假設(shè)貨箱能與平板車(chē)達(dá)到共速，則箱：v=a1t車(chē)：v=v0﹣a2t得t=v=箱：=1m對(duì)平板車(chē)：m=4m．此時(shí)，貨箱相對(duì)車(chē)向后移動(dòng)了：△x=s2﹣s1=3m＜3m，故貨箱不會(huì)掉下．（3）由于貨箱的最大加速度為：a1=μg=2m/s2＜a2，所以二者達(dá)到相同速度后，分別以不同的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)到停止，此后貨箱和車(chē)的位移分別為xx4，對(duì)貨箱：，對(duì)平板車(chē)：，故貨箱到車(chē)尾的距離為：d=L﹣△
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