【三年高考两年模拟】2016届高三物理一轮复习(浙江专用)第三章牛顿运动定律第3讲牛顿第二定律的应用(二)详解.pptVIP

?答案????D ?解析　当m1有加速度时,对m1、m2分别运用牛顿第二定律得:T-m1g=m1a,m2 g-T=m2a,两式联立得a=?g,所以a与m2的关系图像应该是一条曲线,且 不通过原点,A、B项错误。把m2推向极限等于无穷大,则a=g,不可能超过g,所以D选项正确。 1.水平传送带问题:求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度,也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等。物体的速度与传送带速度相同的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻。 传送带问题分析方法 一个物体以初速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上运动的力学系统可看做“传送带”模型,如图(a)、(b)、(c)所示。 思想方法 典例1　水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如图所示为一水平传送带装置示意图。紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1 m/s运行,一质量为m=4 kg的行李无初速度地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离L=2 m,g取10 m/s2。 (1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小; (2)求行李做匀加速直线运动的时间; (3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。 ?解析????(1)滑动摩擦力Ff=μmg=0.1×4×10 N=4 N 加速度a=?=? m/s2=1 m/s2。 (2)行李达到与传送带相同速率后不再加速,则 v=at1,t1=?=? s=1 s。 (3)行李始终匀加速运行时间最短,加速度仍为a=1 m/s2,当行李到达右端时,有 ?=2aL,vmin=?=? m/s=2 m/s 所以传送带对应的最小运行速率为2 m/s。 由vmin=a×tmin得行李最短运行时间tmin=?=? s=2 s。 ?答案????(1)4 N　1 m/s2????(2)1 s????(3)2 s　2 m/s 针对训练1　如图所示,水平传送带AB长L=10 m,向右匀速运动的速度v0= 4 m/s,一质量为1 kg的小物块(可视为质点)以v1=6 m/s的初速度从传送带右端B点冲上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,g取10 m/s2。求: (1)物块相对地面向左运动的最大距离。 (2)物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间。 ?解析????(1)设物块与传送带间摩擦力的大小为f,相对地面向左运动的最大 距离为s物 f=μmg fs物=?m? s物=4.5 m (2)设小物块经时间t1速度减为0,然后反向加速,设加速度大小为a,经时间t2与传送带速度相等 v1-at1=0 a=? t1=1.5 s v0=at2 t2=1 s 设反向加速时,物块的位移为s2,则有 s2=?a?=2 m 物块与传送带共速后,将做匀速直线运动,设经时间t3再次回到B点 s物-s2=v0t3 t3=0.625 s 所以t总=t1+t2+t3=3.125 s 2.倾斜传送带问题:求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用。如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向,然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况。当物体速度与传送带速度相同时,物体所受的摩擦力的方向有可能发生突变。 典例2　如图所示,倾角为37°,长为l=16 m的传送带,转动速度为v=10 m/s,动摩擦因数μ=0.5,在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m=0.5 kg的物体。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2。求: (1)传送带顺时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间; (2)传送带逆时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间。 ?解析????(1)传送带顺时针转动,物体相对传送带向下运动,则物体所受滑动 摩擦力沿斜面向上,相对传送带向下匀加速运动,据牛顿第二定律有mg sin 37°-μmg cos 37°=ma 则a=g sin 37°-μg cos 37°=2 m/s2,据l=?at2得t=4 s。 (2)传送带逆时针转动,当物体下滑速度小于传送带转动速度时,物体相对传 送带向上运动,则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下,设物体的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得 mg sin 37°+μmg cos 37°=ma1 则有a1=?=10 m/s2 设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t1,位移为x1,则 t1=?=? s=1 s,x1=?