1、,第三章 牛顿运动定律,专题突破三 应用牛顿运动定律解决“四类”问题,大一轮复习讲义,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,随堂检测 检测课堂学习效果,课时作业,限时训练 练规范 练速度,随堂测试,过好双基关,1.超重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象. (2)产生条件:物体具有 的加速度(或 的加速度分量). 2.失重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象. (2)产生条件:物体具有 的加速度(或 的加速度分量).,一、超重和失重,小于,
2、向上,向下,大于,向上,向下,3.完全失重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力) 的现象称为完全失重现象. (2)产生条件:物体的加速度a ,方向竖直向下.,等于0,g,自测1 关于超重和失重的下列说法中,正确的是 A.超重就是物体所受的重力增大了,失重就是物体所受的重力减小了 B.物体做自由落体运动时处于完全失重状态,所以做自由落体运动的物体不受重力作用 C.物体具有向上的速度时处于超重状态,物体具有向下的速度时处于失重状态 D.物体处于超重或失重状态时,物体的重力始终存在且不发生变化,1.动力学中常见的图象 vt图象、 图象、Ft图象、Fa图象等. 2.解决图象问题的关键
3、 (1)看清图象的 、 坐标所表示的物理量及 并注意坐标原来是否从 开始. (2)理解图象的物理意义,能够抓住图象的一些关键点,如 、 、 、交点、拐点等,判断物体的运动情况或受力情况,再结合牛顿运动定律求解.,二、动力学中的图象问题,横,xt,纵,单位,0,斜率,截距,面积,自测2 静止物体受到的合外力随时间变化的图象如图1所示,它的速度随时间变化的图象是下图中的,图1,解析 由合外力随时间变化的图象知,物体先做匀加速运动再做加速度不同的匀加速运动,且第二次加速度大于第一次加速度,最后所受合外力为0,做匀速运动,故选A.,1.两个(或两个以上)物体组成的系统,我们称之为连接体.连接体的加速度
4、通常是相同的,但也有不同的情况,如一个静止、一个运动.连接体问题的类型有:物物连接体、轻杆连接体、弹簧连接体、轻绳连接体. 2.处理连接体问题的方法:整体法与隔离法.要么先整体后隔离,要么先隔离后整体.不管用什么方法解题,所使用的规律都是牛顿运动定律.,三、连接体问题,自测3 光滑水平面上两物体质量分别为M、m,由轻绳相连,水平恒力F作用在M上,如图2所示.求轻绳上的拉力大小.,答案 见解析,图2,解析 对M、m组成的整体由牛顿第二定律得: F(Mm)a,对m由牛顿第二定律得绳子拉力FTma,四、动力学中的临界与极值问题,1.临界或极值条件的标志 (1)题目中“刚好”“恰好”“正好”等关键词句
5、,明显表明题述的过程存在点. (2)题目中“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词句,表明题述过程存在着“起止点”,而这些“起止点”一般对应 状态. (3)题目中“最大”“最小”“至多”“至少”等词句,表明题述的过程存在极值,这个极值点往往是临界点.,临界,临界,2.常见临界问题的条件 (1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离,临界条件是:弹力FN . (2)相对滑动的临界条件:静摩擦力达到 . (3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是FT0. (4)最终速度(收尾速度)的临界条件:物体所受
6、合外力为 .,最大值,0,零,研透命题点,命题点一 超重、失重问题,例1 (2018常州市一模)如图3所示,小明将叠放在一起的A、B两本书抛给小强,已知A的质量为m,重力加速度为g,两本书在空中不翻转,不计空气阻力,则A、B在空中运动时 A.A的加速度等于g B.B的加速度大于g C.A对B的压力等于mg D.A对B的压力大于mg,图3,解析 A、B两本书叠在一起水平抛出,均做加速度为g的抛体运动,处于完全失重状态,则A、B两本书间的作用力为零,故A正确,B、C、D错误.,变式1 (多选)(2019清江中学期初)在升降机内,一个人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%.他做出的下列判断中正确的
7、是 A.升降机可能正以0.8g的加速度加速上升 B.升降机可能正以0.2g的加速度加速下降 C.升降机可能正以0.2g的加速度减速上升 D.升降机可能正以0.8g的加速度减速下降,1.动力学图象问题的类型,命题点二 动力学图象问题,2.解题策略 (1)问题实质是力与运动的关系,解题的关键在于弄清图象斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义. (2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式,进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断.,例4 (2018常州市一模)如图4所示,物块以速度v0从粗糙固定斜面底端沿斜面上滑,达到最高点后沿斜面返回.下列vt图象能正确反映物
8、块运动规律的是,图4,故a1a2,上滑和下滑运动方向相反,故C正确.,变式2 (多选)(2018高邮市期初)如图5甲所示,一轻弹簧下端固定在水平面上,上端放置一小物体,小物体处于静止状态.现对小物体施一竖直向上的拉力F,使小物体向上做匀加速直线运动,拉力F与物体位移x的关系如图乙所示,a、b、c均为已知量,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内.则下列结论正确的是 A.开始时弹簧的压缩量为c B.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态 C.物体的加速度大小为 g D.物体从开始运动到离开弹簧的过程经过的时间为,图5,解析 刚开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡,弹簧的压缩量xc,故A正确;物体与
9、弹簧分离时,弹簧恢复原长,故B错误; 开始时,由平衡条件得:mgkx 拉力F1为a时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力, 根据牛顿第二定律有:F1kxmgma 物体与弹簧分离后,拉力F2为b,根据牛顿第二定律有:F2mgma ,变式3 (多选)(2018淮安中学期中)图6甲是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛的一个情景.设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,运动员的脚在接触蹦床过程中,蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律,如图乙所示.取g10 m/s2,不计空气阻力,根据Ft图象可以知道 A.运动员的质量为50 kg B.运动员在运动过程中的最大加速度为40 m/s2 C.运动员重心离
10、开蹦床上升的最大高度是3.2 m D.跳跃节奏稳定后,运动员与蹦床接触时间是1.6 s,图6,1.方法,命题点三 连接体问题,2.连接体中力的“分配协议” 如图7所示,一起做匀加速运动的物体系统,若外力F作用于m1上,则m1和m2的相互作用力F12 ,若作用于m2上,则F12 .此“协议”与有无摩 擦无关(若有摩擦,两物体与接触面间的动摩擦因数必须相同),与两物体间有无连接物、何种连接物(轻绳、轻杆、轻弹簧)无关,而且物体系统处于平面、斜面、竖直方向此“协议”都成立.,图7,例3 (2018南京市期中)为了测量小木板和斜面间的动摩擦因数,某同学设计如图8所示实验,在小木板上固定一个轻质弹簧测力
11、计(以下简称弹簧),弹簧下端吊一个光滑小球,弹簧长度方向与斜面平行,现将木板连同弹簧、小球放在斜面上,用手固定木板时,弹簧示数为F1,放手后,木板沿斜面下滑,稳定后弹簧示数为F2,测得斜面倾角为,则木板与斜面间动摩擦因数为多少?(斜面固定在地面上),图8,解析 固定时示数为F1,对小球受力分析有: F1mgsin 整体下滑时,由牛顿第二定律得: (Mm)gsin (Mm)gcos (Mm)a 下滑稳定后,对小球mgsin F2ma ,变式4 (2018如皋市模拟)如图9所示,质量为m2的物块B放置在光滑水平桌面上,其上放置质量为m1的物块A,A通过跨过光滑定滑轮的细线与质量为M的物块C连接.释
12、放C,A和B一起以加速度a从静止开始运动,已知A、B间动摩擦因数为1,则细线中的拉力大小为 A.Mg B.MgMa C.(m1m2)a D.m1a1m1g,图9,解析 以C为研究对象,则MgFTMa,解得FTMgMa,故A、B错误; 以A、B为整体,根据牛顿第二定律可知FT(m1m2)a,故C正确; A、B间为静摩擦力,故D错误.,变式5 如图10,A、B两物体由静止释放,一起沿固定斜面匀加速下滑,已知A物体质量为m1,B物体质量为m2,斜面倾角为,A、B两物体接触面间的动摩擦因数为1,B与斜面间的动摩擦因数为2,则物体A所受摩擦力大小与方向为 A.1m1gcos ,方向沿斜面向上 B.1m1
13、gcos ,方向沿斜面向下 C.2m1gcos ,方向沿斜面向上 D.2m1gcos ,方向沿斜面向下,图10,命题点四 动力学中的临界与极值问题,1.几种常见临界状态,3.思维方法,例4 如图11所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为mA6 kg、mB2 kg,A、B之间的动摩擦因数0.2,开始时F10 N,此后逐渐增大,在增大到45 N的过程中,则(g取10 m/s2,A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力) A.当拉力F12 N时,A、B均保持静止状态 B.A、B开始没有相对运动,当拉力超过12 N时,开始相对运动 C.A、B从受力开始就有相对运动 D.A、B始
14、终没有相对运动,图9,变式6 (多选)(2018盐城市期中)如图12所示,甲、乙两个物块叠放在光滑水平面上,甲的质量为m,乙的质量为2m,它们之间的动摩擦因数为.设甲、乙两物块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当水平力F作用在物块乙上,使两个物块以相同的加速度运动.则 A.甲对乙的摩擦力小于乙对甲的摩擦力 B.两个物块以相同的加速度运动时,甲所受的最大合力为mg C.两个物块以相同的加速度运动时,乙的最大加速度为g D.只要水平力F大于2mg,两个物块之间就会发生相对滑动,图12,解析 甲对乙的摩擦力与乙对甲的摩擦力为作用力与反作用力,故大小相等,故A错误; 对甲受力分析,根据牛顿第二定律可知F
15、fma,故甲所受的最大合力为最大静摩擦力,故B正确; 由mgma,解得甲的最大加速度ag,故两个物块以相同的加速度运动时,乙的最大加速度为g,故C正确; 对乙分析,Fmg2ma,解得F3mg,故当F3mg,两物块发生相对滑动,故D错误.,变式7 (多选)(2018盐城中学段考)如图13所示,在倾角30的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态,现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之以加速度a向上做匀加速运动,物块B刚要离开C时力F的大小恰为2mg.则 A.物块B刚要离开C时受到的弹簧弹力大小为 B.加速度a g C.这
16、个过程持续的时间为 D.这个过程A的位移为,图13,解析 物块B刚要离开C时,C对B的弹力恰好为零,对B,由平衡条件得,此时弹簧的弹力:F弹mgsin ,故A正确; B刚要离开C时,对A,由牛顿第二定律得:Fmgsin F弹ma,解得:ag,故B错误; 刚开始时,对A由平衡条件得:kx1mgsin ,B刚要离开C时,弹簧弹力:F弹kx2,整个过程A的位移:xx1x2,解得:x ,故D正确; 物块A做初速度为零的匀加速直线运动,位移:x at2,解得,运动时间:t ,故C正确.,随堂测试,1.(多选)(2018南京市、盐城市一模)建筑工地通过吊车将物体运送到高处.简化后模型如图14所示,直导轨A
17、BC与圆弧形导轨CDE相连接,D为圆弧最高点,整个装置在竖直平面内,吊车先加速从A点运动到C点,再匀速率通过CDE.吊车经过B、D处时,关于物体M 受力情况的描述正确的是 A.过B 点时,处于超重状态,摩擦力水平向左 B.过B 点时,处于超重状态,摩擦力水平向右 C.过D 点时,处于失重状态,一定不受摩擦力作用 D.过D 点时,处于失重状态,底板支持力一定为零,1,2,3,4,图14,解析 在AC段吊车和物体M一起向上做加速运动,加速度方向沿导轨向上,所以过B点时,物体M处于超重状态,由于物体M具有向右的水平分加速度,故物体M受到的支持物的静摩擦力水平向右,故A错误,B正确; 过D点吊车和物体
18、M做圆周运动,物体M有向下的向心加速度,M物体处于失重状态,一定不受支持物的摩擦力,由于过D点时的向心加速度不一定为g,所以物体M对支持物的压力不一定等于零,由牛顿第三定律知,底板支持力不一定为零,故C正确,D错误.,1,2,3,4,2.(2018南通市、泰州市一模) 一粒石子和一泡沫塑料球以相同初速度同时竖直向上抛出,泡沫塑料球受到的空气阻力大小与其速度大小成正比.忽略石子受到的空气阻力,石子和塑料球运动的速度v随时间t变化的图象如图所示,其中可能正确的是,1,2,3,4,3.(2018高邮中学月考)如图15所示,一截面为椭圆形的容器内壁光滑,其质量为M,置于光滑水平面上,内有一质量为m的小
19、球,当容器受到一个水平向右的力F作用向右匀加速运动时,小球处于图示位置,重力加速度为g,此时小球对椭圆面的压力大小为,图15,1,2,3,4,再对小球研究,分析受力情况,如图所示,,1,2,3,4,由牛顿第三定律得,B选项正确.,4.(2018苏州市模拟)如图16甲所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上表面放置小滑块A.木板B在水平拉力F作用下,其加速度a与拉力F的关系图象如图乙所示,则小滑块A的质量为 A.4 kg B.3 kg C.2 kg D.1 kg,1,2,3,4,图16,课时作业,1.(多选)(2018锡山中学月考)2015年7月的喀山游泳世锦赛中,我省名将陈若琳勇夺女子十米
20、跳台桂冠.如图1,她从跳台斜向上跳起,一段时间后完全进入水中,不计空气阻力.下列说法正确的是 A.她在空中上升过程中处于失重状态 B.她在空中下落过程中做自由落体运动 C.她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度 D.入水过程中,水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小,双基巩固练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,图1,13,解析 她在空中上升过程中加速度向下,处于失重状态,故A项正确. 她斜向上跳起,水平方向产生了一定的初速度,所以她在空中下落过程中做的不是自由落体运动,故B项错误. 她即将入水时重力依旧大于阻力,速度还在增加,所以即将入水时的速度不是整个跳水过程中
21、的最大速度,故C项错误. 由牛顿第三定律可知,入水过程中,水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小,故D项正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,2.(2018高邮市期初)高跷运动是一项新型运动,图2甲为弹簧高跷.当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后.人就向上弹起,进而带动高跷跳跃,如图乙.不计空气阻力,则下列说法正确的是 A.人向上弹起过程中,一直处于超重状态 B.人向上弹起过程中,踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力 C.弹簧压缩到最低点时,高跷对人的作用力大于人的重力 D.从最高点下落至最低点的过程,人先做匀加速运动后做匀减速运动,1,2,3,4,5,6,7,8,
22、9,10,11,12,图2,13,解析 人向上弹起过程中,开始时加速度的方向向上,人处于超重状态,最后一段过程弹簧的弹力小于重力,人做减速运动,加速度的方向向下,处于失重状态,故A错误; 踏板对人的作用力和人对踏板的作用力是一对作用力和反作用力,总是大小相等,故B错误; 弹簧压缩到最低点时,人的加速度的方向向上,高跷对人的作用力大于人的重力,故C正确; 从最高点下落至最低点的过程,人先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动,然后做加速度增大的减速运动,故D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,3.(多选)(2018泰州中学月考)如图3所示,足够长的粗糙斜面固定在地面
23、上,某物块以初速度v0从底端沿斜面上滑至最高点后又回到底端.上述过程中,若用h、x、v和a分别表示物块距水平地面的高度、位移、速度和加速度的大小,t表示运动时间.下列图象中可能正确的是,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,图3,13,4.(多选)(2018高邮市期初)质量m1 kg的物体在合外力F的作用下由静止开始做直线运动,合外力F随时间t的变化图象如图4所示,下列关于该物体运动情况的说法正确的是 A.01 s内物体沿正方向做匀加速直线运动 B.第2 s末物体达到最大速度2 m/s C.第4 s末物体速度为0 D.第4 s末物体回到出发位置,1,2,3,4,5,6,7,8,
24、9,10,11,12,图4,13,解析 01 s内,F逐渐变大,根据牛顿第二定律知,加速度逐渐增大,故A错误; 由于m1 kg,可知at图线与Ft图线相同,at图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,从图线可以看出,2 s末速度最大,最大速度vm 22 m/s2 m/s,故B正确; 4 s内at图线围成的面积为零,则速度变化量为零,可知第4 s末速度为零,故C正确; 02 s内一直做加速运动,24 s内运动与02 s内的运动对称,做减速直线运动,但是速度方向不变,可知第4 s末物体未回到出发点,故D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,5.如图5所示,两个质量分别
25、为m13 kg、m22 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接.两个大小分别为F130 N、F220 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则 A.弹簧测力计的示数是50 N B.弹簧测力计的示数是24 N C.在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度大小为4 m/s2 D.在突然撤去F2的瞬间,m1的加速度大小为10 m/s2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,图5,13,解析 对两物体和弹簧测力计组成的系统,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,对m2受力分析,根据牛顿第二定律有FF2m2a,解得F24 N, 所以弹簧测力计的示数为24 N,选
26、项A错误,B正确; 在突然撤去F2的瞬间,弹簧的弹力不变,m1的加速度不变,为2 m/s2,,13,6.(多选)(2019小海中学月考)如图6所示,在光滑水平地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动.小车质量为M,木块质量为m,加速度大小为a,木块和小车之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是 A.mg B. C.(Mm)g D.ma,图6,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,对m受力分析如图乙所示,,故B、D正确,A、C错误.,13,7.如图7所示,质量为1 kg
27、的木块A与质量为2 kg的木块B叠放在水平地面上,A、B间的最大静摩擦力为2 N,B与地面间的动摩擦因数为0.2.用水平力F作用于B,则A、B保持相对静止的条件是(g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力) A.F12 N B.F10 N C.F9 N D.F6 N,图7,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析 当A、B间有最大静摩擦力(2 N)时,对A由牛顿第二定律知,加速度为2 m/s2,对A、B整体应用牛顿第二定律有:F(mAmB)g(mAmB)a,解得F12 N,故A、B保持相对静止的条件是F12 N,A正确,B、C、D错误.,13,8.(多选)如图8所示,倾
28、角为的斜面体放在粗糙的水平地面上,现有一带固定支架的滑块m正沿斜面加速下滑.支架上用细线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后,悬线的方向与竖直方向的夹角也为,斜面始终保持静止,则下列说法正确的是 A.斜面光滑 B.斜面粗糙 C.达到稳定状态后,地面对斜面体的摩擦力水平向左 D.达到稳定状态后,地面对斜面体的摩擦力水平向右,图8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 隔离小球受力分析,可知小球的加速度方向沿斜面向下,大小为gsin ,对支架系统进行分析,只有斜面光滑,支架系统的加速度才是gsin ,所以A正确,B错误. 将支架系统和斜面看成一个整体,因为支架系统具有
29、沿斜面向下的加速度,故地面对斜面体的摩擦力水平向左,C正确,D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,9.(多选)(2018红桥中学一调)甲、乙两球从相同高度同时由静止开始落下,两球在到达地面前,除重力外,还受到空气阻力f的作用,此阻力与球的下落速率v成正比,即fkv(k0),且两球的比例常数k完全相同.如图9所示为两球的vt图象.若甲球与乙球的质量分别为m1和m2,则下列说法正确的是 A.m1m2 B.m1m2 C.乙球先到达地面 D.甲球先到达地面,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,图9,综合提升练,13,解析 由题图图象知甲、乙两球匀速运动
30、的速度关系有:v甲v乙 由平衡条件得:mgkv 联立得:m1m2 ,故A正确,B错误; 两者位移相等时,图线与时间轴围成的面积相等,知乙球的运动时间长, 故甲球先抵达地面,故C错误,D正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,10.(2018南京师大附中5月模拟)如图10所示,某发射系统内有一木箱,木箱内有一竖直放置的轻质弹簧,弹簧上方有一物块,木箱内上表面和下表面都装有压力传感器.木箱静止时,上表面压力传感器的读数为12.0 N,下表面压力传感器的读数为20.0 N.当系统竖直向上发射时,上表面压力传感器读数变为下表面压力传感器读数的一半,重力加速度g取10 m/s
31、2,此时木箱的加速度大小为 A.10.0 m/s2 B.5.0 m/s2 C.2.5 m/s2 D.条件不足,无法确定,图10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 木箱静止时,对弹簧和物块整体进行受力分析,受重力、上方传感器向下的压力F1,下方传感器向上的支持力FN1,根据平衡条件,有F1GFN1,解得G20 N12 N8 N,弹簧重力不计,故物块重力为8 N,物块的质量m 0.8 kg; 对物块受力分析,受重力、弹簧的弹力F2和上方传感器向下的压力F1,根据平衡条件,有GF1F2,解得F220 N; 当系统竖直向上发射时,弹簧弹力不变,仍为20 N,设上表面传感
32、器的示数为F,则下表面传感器的示数为2F,对物块分析有20 NFGma,即12 NF0.8a; 对弹簧和物块整体分析有2FGFma,即F8 N0.8a,联立解得F10 N,a2.5 m/s2,C正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,11.(多选)(2018南通市、泰州市一模)如图11所示,质量均为m的A、B两物块与劲度系数为k的轻弹簧两端相连,置于足够长、倾角为30的固定斜面上,处于静止状态.物块A下表面光滑,物块B与斜面间的最大静摩擦力为Ff,重力加速度为g.现给物块A施加沿斜面向上的恒力F,使A、B两物块先后开始运动,弹簧始终在弹性限度内.则 A.当物块B刚开
33、始运动时,弹簧伸长量最大 B.在物块B开始运动前,物块A可能一直做加速运动 C.物块A沿斜面向上运动距离为 时,速度达到最大 D.当物块A沿斜面向上运动距离为 时,物块B开始运动,图11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,12.(2018南通等六市一调)如图12所示,倾角为30的光滑固定斜面上放置质量为M的木板A,跨过轻质光滑定滑轮的细线一端与木板相连且细线与斜面平行,另一端连接质量为m的物块B,质量也为m的物块C位于木板顶端.静止释放后,C下滑,而A、B仍保持静止.已知M1.5m,重力加速度为g,求:物块C沿木板下滑的加速度的大小.,1,2,3,4,5,6,7,8,
34、9,10,11,12,图12,13,解析 对木板A受力分析,受重力、支持力、拉力和C对A的摩擦力, 根据平衡条件可得:Mgsin 30Ffmg, 由题意可知:M1.5m, 可得A、C间的摩擦力为:Ff0.25mg, 对C受力分析,根据牛顿第二定律可得:mgsin 30Ffma,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,13.如图13,粗糙水平地面与两滑块间的动摩擦因数相同,均为0.4,两滑块的质量分别为M5 kg、m1 kg,开始时细线伸直但无拉力,现在用水平向右的恒力F作用在大滑块上,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(取g10 m/s2,sin 370.6,cos 37
35、0.8) (1)在保证细线中不产生拉力的情况下,F允许的最大值;,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,图13,答案 20 N,解析 细线中不产生拉力的情况下,F允许的最大值FmaxMg20 N.,13,(2)当拉力F30 N时,两滑块贴着地面运动的加速度大小;,答案 1 m/s2,解析 F30 N时,M、m均未离开地面, 把两滑块及细线看成一个整体 F(Mm)g(Mm)a,解得a1 m/s2.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(3)要小滑块能离开地面,拉力F至少要多大?,答案 69 N,解析 小滑块刚要离开地面时,竖直方向有mgFTcos 37 解得FT12.5 N 水平方向:FTsin 37ma,解得a7.5 m/s2 把两滑块及细线看成一个整体,小滑块恰好离开地面时, 有Fmin(Mm)g(Mm)a 解得Fmin69 N.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,
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