高考物理力学综合题.pptVIP

例：如图示，小木块质量m=1kg,长L=1m，长木板质量M=10kg，木板与地面以及木块间动摩擦因数均为μ=0.5，当木板从静止开始受水平向右的恒力F=90N作用时，木块以初速v0=4m/s向左滑上木板的右侧，则为使木块不滑离木板，木板的长度L至少要多长？ F L m M v0 解：m受摩擦力向左匀减速运动，a1= μg = 5m/s2 f M受到合力作用向右匀加速运动， a2=(F-f-f地)/M=（90- 5-55）/10=3m/s2 f f地 设经过ts，木块向左减速到0再向右加速到v 时，跟木板相对静止，木块刚好不滑离木板，如图示 S2 S1 L v v1= v0 - a1 t v2= a2 t - v1= v2 = v 解得 t=2s S1=v0 t-1/2a1 t2 =8-10=-2m S2=1/2a2t2 =6m 注意正负号的意义 ∴L= S2 + S1 =4m 如图所示，一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后部，木箱到驾驶室的距离l=1.6m。已知木箱与车底板间的动摩擦因数μ=0.848，平板车运动过程中所受的行驶阻力是车和箱总重的0.20倍，平板车以v0=22m/s的速度匀速行驶。某时刻驾驶员遇情况突然刹车，车做匀减速运动，为不让木箱撞击驾驶室，求：（1）从刹车开始到平板车完全停止至少要经多长时间。（2）刹车时平板车所受的刹车阻力不能超过多大。 l S箱 S车 解．（1）设为使木箱恰好不撞击驾驶室的最小刹车时间为t，刹车过程中车和木箱的加速度分别为a车和a箱，运动的位移分别为S车和S箱。 刹车后，对车有： v02=2a车s车， v0= a车t 木箱的加速度a箱=μg， 刹车后木箱运动至停止， 有：v02=2a箱S箱， 木箱刚好不撞击驾驶室时，有： S箱- S车=l。 解得：a车=5m/s2，t=4.4s （2）设刹车阻力为F，则刹车过程，对车受力如图示： F f 地 μm箱g F+0.20（m箱+m车）g-μm箱g= m车a车， 解得 F = 7420N 例、人和雪橇的总质量为75kg，沿倾角θ=37°且足够长的斜坡向下运动，已知雪橇所受的空气阻力与速度成正比，比例系数k未知，从某时刻开始计时，测得雪橇运动的v-t图象如图中的曲线AD所示，图中AB是曲线在A点的切线，切线上一点B的坐标为（4, 15），CD是曲线AD的渐近线，g取10m/s2，试回答和求解： ⑴雪橇在下滑过程中，开始做什么运动，最后做什么运动？ ⑵当雪橇的速度为5m/s时，雪橇 的加速度为多大？ ⑶雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ 多大？ t/s V/ms-1 5 4 0 15 10 D A B C t/s V/ms-1 5 4 0 15 10 D A B C 解： ⑴ 由图线可知，雪橇开始以5m/s的初速度作加速度逐渐减小的变加速运动，最后以10m/s作匀速运动 ⑵ t=0，v0= 5m/s 时AB的斜率等于加速度的大小 a=Δv/Δt= 10/4 = 2.5 m/s2 ⑶ t=0 v0= 5m/s f0=kv0 由牛顿运动定律 mgsinθ - μ mgcosθ –kv0 = ma ① t=4s vt= 10m/s ft=kvt mgsinθ - μ mgcosθ –kvt =0 ② 解① ②得 k=37. 5 Ns/m μ= 0.125 例、如图甲示，质量分别为m1=1kg 和m2=2kg 的A B两物块并排放在光滑水平面上，若对A、B分别施加大小随时间变化的水平外力 F1 和 F2 ，若 F1=（9-2t）N F2=（3+2t）N,则 ⑴经多少时间t 0两物块开始分离？ ⑵在同一坐标乙中画出两物块的加速度a1和a2随时间变化的图象 ⑶速度的定义为v=ΔS/Δt， “ v-t”图线下的“面积”在数值上等于位移ΔS；加速度的 定义为a=Δv/Δt ，则“a-t”图线 下的“面积”在数值上应等于什么？ ⑷试计算A、B两物块分离后2s的 速度各多大？ F1 F2 B A 甲 t/s a/ms-2 2 4 0 8 6 3 2 1 5 6 4 10 乙 B A B A 1kg 2kg F2=（3+2t）N F1=（9-2t）N 解： ⑴对整体： F1 + F2 =(m1+m2) a a=12/3=4m/s2 设两物块间的作用力为T，对A : F1 -T= m1 a T= F1 - m1 a = 5 –2 t 当T=0时，两物块分离， ∴ t0= 2.5 s，（分离前两物块的加速度相同为4m/s2 ） ⑵分离后，对