20xx_高考物理之__牛頓運(yùn)動(dòng)定律__精講(參考版)
2024-08-28 11:37本頁(yè)面
【正文】 故物體經(jīng)歷的總時(shí)間ｔ =t1＋ t 2 =2s . A N a1 N f2 B a2 f1 ω mg mg 圖 19 圖 20 (a) (b) 。所以： a2＝ 2m/s 2。 第二階段，有：ｍｇ sinθ－ 181。發(fā)生的位移： ｓ＝ a1ｔ 12/2＝ 5ｍ＜ 16ｍ 。ｇ cosθ =10m/s2。 開始階段由牛頓第二定律得 :ｍｇ sinθ＋μｍｇ cosθ =ｍ a1。在傳送帶上端無(wú)初速的放一個(gè)質(zhì)量為 ㎏的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ =，求物 體從 A 運(yùn)動(dòng)到 B所需的時(shí)間是多少？ (sin37 ｏ=,cos37ｏ =) 分析與解：物體放在傳送帶上后，開始階段，傳送帶的速度大于物體的速度，傳送帶給物體一沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力，物體由靜止開始加速下滑，受力分析如圖 20（ a） 所示；當(dāng)物體加速至與傳送帶速度相等時(shí)，由于μ ＜ tanθ ，物體在重力作用下將繼續(xù)加速，此后物體的速度大于傳送帶的速度，傳送帶給物體沿傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力，但合力沿傳送帶向下，物體繼續(xù)加速下滑，受力分析如圖 20(b)所示。 例 1如圖 18 所示，某工廠用水平傳送帶傳送零件，設(shè)兩輪子圓心的距離為 S，傳送帶與零件間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，傳送帶的速度恒為 V，在 P 點(diǎn)輕放一質(zhì)量為 m 的零件，并使被傳送到右邊的 Q 處。建立如圖 17 所示的坐標(biāo)系，對(duì)系統(tǒng)在水平方向與豎直方向分別應(yīng)用牛頓第二定律得： － f=0－ mV0cosθ /t, [N－ (m+M)g]=0－ mV0sinθ /t 所以tmVf ?cos0?，方向 向左；tmVgMmN ?s in)( 0???。 解：以斜面和木塊整體為研究對(duì)象，水平方向僅受靜摩擦力作用， 整體法： ???? c o s)c o s( s in ?? mgF f FN=Mg+mg(cosα +μ sinα )sinα A B F α 例 1（難）如圖 17 所示，水平粗糙的地面上放置一質(zhì)量為 M、傾角為 θ 的斜面體，斜面體表面也是粗糙的有一質(zhì)量為 m 的小滑塊 以初速度 V0 由斜面底端滑上斜面上經(jīng)過(guò)時(shí)間t 到達(dá)某處速度為零，在小滑塊上滑過(guò)程中斜面體保持不動(dòng)。（系統(tǒng)牛頓第二定律） 例 12. 如圖，傾角為 α 的斜面與水平面間、斜面與質(zhì)量為 m 的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 μ ，木塊由靜止開始沿斜面加速下滑時(shí)斜面始終保持靜止。當(dāng) A、 B 間的靜摩擦力達(dá)到 5N 時(shí)，既可以認(rèn)為它們?nèi)匀槐３窒鄬?duì)靜止，有共同 的加速度，又可以認(rèn)為它們間已經(jīng)發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)， A 在滑動(dòng)摩擦力作用下加速運(yùn)動(dòng)。圖 14 F m M 圖 15 Fx mx M A B L m θ 圖 16 可求得輕環(huán)移動(dòng)的距離是 d=LLcosθ . 例 11. 如圖所示， mA=1kg， mB=2kg， A、 B 間靜摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。由于輕環(huán)是套在光滑水平橫桿上的，在小球下落過(guò)程中，由于輕環(huán)可以無(wú)摩擦地向右移動(dòng)，故小球在落到最低點(diǎn)之前，繩子對(duì)小球始終沒(méi)有力的作用，小球在下落過(guò)程中只受到重力 作用。 根 據(jù) 牛 頓 第 二 定 律 可 得 ：Fx=(M+mx/L)a=(M+ xLm)mMF? . 由此式可以看出：繩中各處張力的大小是不同的，當(dāng) x=0 時(shí)，繩施于物體 M 的力的大小為 FmMM?。以質(zhì)點(diǎn)組為研究對(duì)象的好處是可以不考慮組內(nèi)各物體間的相互作用 . 例 用質(zhì)量為 m、長(zhǎng)度為 L 的繩沿著光滑水平面拉動(dòng)質(zhì)量為 M 的物體，在繩的一端所施加的水平拉力為 F， 如圖 14 所示 ，求： (1)物體與繩的加速度； (2)繩中各處張力的大小 (假定繩的質(zhì)量分布均勻，下垂度可忽略不計(jì)。 在應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)，有時(shí)為了方便，可以取一組物體（一組質(zhì)點(diǎn)）為研究對(duì)象。 這 時(shí) 繩 的 拉 力T=mg/cos450= mg2 . 當(dāng)滑塊加速度 ag 時(shí)，則小球?qū)ⅰ帮h”離斜面，只受兩力作用，如圖 13 所示，此時(shí) 細(xì)線與水平方向間的夾角 α 第 二 定 律 得 ： Tcos α =ma,Tsin α =mg, 解得mggamT 522 ??? 。 在豎直方向有 Tsin450Nsin450mg=0. 由上述兩式可解出：00 45c os2 )(,45s in2 )( agmTagmN ???? 由此兩式可看出，當(dāng)加速度 a 增大時(shí)，球受支持力 N 減小，繩拉力 T 增加。 分析與解：當(dāng)滑塊具有向左的加速度 a 時(shí)，小球受重力 mg、繩的拉力 T 和 斜面的支持力 N 作用，如圖 12 所示。 例 如圖 11 所示，細(xì)線的一端固定于傾角為 450 的光滑楔形滑塊 A 的頂端 P 處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為 m 的小球。當(dāng) t４ s 時(shí)， A、 B 的加速度均為BABA mm FFa ??? 。 F 圖 9 圖 10 分析與解：對(duì)于 A、 B 整體據(jù)牛頓第二定律有： FA+FB=(mA+mB)a,設(shè) A、 B 間的作用為N，則對(duì) B 據(jù)牛頓第二定律可得： N+FB=mBa 解得 NtFmm FFmN BBA BAB 3 416 ?????? 當(dāng) t=4s 時(shí) N=0， A、 B 兩物體開始分離，此后 B 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而 A 做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng) t= 時(shí) A 物體的加速度為零而速度不為零。 例 如圖 10，在光滑水平面上放著緊靠在一起的ＡＢ兩物體，Ｂ的質(zhì)量是Ａ的 2 倍，Ｂ受到向右的恒力Ｆ B=2N，Ａ受到的水平力Ｆ A=(92t)N， (t 的單位是 s)。此時(shí) P 受到盤的支持力為零，由于盤的質(zhì)量 m1=1． 5kg，所以此時(shí)彈簧不能處于原
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