通用版高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律章末专题复习

第3章 牛顿运动定律

物理模型1|动力学中的传送带模型

1．水平传送带模型 项目 情景1 图示 滑块可能的运动情况 (1)可能一直加速 可能先加速后匀速 (2)(1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速 情景2 v0v返回时速度为v，当v0

(1)物块能否到达斜面顶端？若能则说明理由，若不能则求出物块沿斜面上升的最大距离．

(2)物块从出发到4.5 s末通过的路程．(sin 37°＝0.6，g取10 m/s)

2

图3-1

【解析】 (1)物块在传送带上先做匀加速直线运动

μmg＝ma1 v20

s1＝＝1 m

2a1

所以在到达传送带右端前物块已匀速 物块以v0速度滑上斜面－mgsin θ＝ma2 －v01

物块速度为零时沿斜面上升的距离s2＝＝ m

2a23由于s2<0.4 m，所以物块未到达斜面的最高点． (2)物块从开始到第一次到达传送带右端所用的时间

2

t1＝

2s1L－s1

＋＝1.5 s

v0v0

－2v02物块第一次在斜面上往返的时间t2＝＝ s

a23

物块再次滑到传送带上速度仍为v0，方向向左－μmg＝ma3 －v0－v0

向左端发生的最大位移s3＝，所用时间t3＝＝1 s

2a3a3

又物块向左的减速过程和向右的加速过程中位移大小相等，故4.5 s末物块在斜面上速度恰好减为零

故物块通过的总路程

2

s＝L＋3s2＋2s3

解得s＝5 m.

1

【答案】 (1)不能 m (2)5 m

3[突破训练]

1．(多选)如图3-2甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为

v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开

始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2>v1，则( )

【导学号：92492152】

甲 乙

图3-2

A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大 B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向向右 D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

BC [相对地面而言，小物块在0～t1时间内向左做匀减速运动，t1～t2时间内又反向向右做匀加速运动，当其速度与传送带速度相同时(即t2时刻)，小物块开始向右做匀速运动，故小物块在t1时刻离A处距离最大，选项A错误．相对传送带而言，在0～t2时间内，小物块一直相对传送带向左运动，故一直受向右的滑动摩擦力，在t2～t3时间内，小物块相对于传送带静止，小物块不受摩擦力作用，因此t2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大值，选项B、C正确，选项D错误．]

物理模型2|动力学中的“滑块、滑板”模型

1．模型特点

涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动． 2．两种位移关系

滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长．

3．解题思路 (1)审题建模

求解时应先仔细审题，清楚题目的含义、分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况． (2)求加速度

准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)． (3)明确关系

找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口．求解中更应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度．

(2017·江西师大附中模拟)如图3-3所示，质量M＝10 kg、上表面光滑的足够

长的木板在F＝50 N的水平拉力作用下，以初速度v0＝52 m/s沿水平地面向右匀速运动．现有足够多的小铁块，它们的质量均为m＝1 kg，将一铁块无初速地放在木板的最右端，当木板运动了L＝1 m时，又无初速地在木板的最右端放上第2块铁块，只要木板运动了L＝1 m就在木板的最右端无初速放一铁块．试问．(g取10 m/s)

2

图3-3

(1)第1块铁块放上时，木板的速度多大？ (2)最终木板上放有多少块铁块？

(3)从第1块铁块放上去之后，木板最大还能运动多远？

【导学号：92492153】

【规范解答】 (1)木板最初做匀速运动，由F＝μMg计算得出，μ＝＝0.5 第1块铁块放上后，木板做匀减速运动，即有：

FMgF－μ(M＋m)g＝Ma1

代入数据计算得出：a1＝－0.5 m/s

根据速度位移关系公式，有：v1－v0＝2a1L，计算得出v1＝7 m/s.

(2)设最终有n块铁块能静止在木板上，则木板运动的加速度大小为：an＝－第1块铁块放上后：v1－v0＝2a1L 第2块铁块放上后：v2－v1＝2a2L 第n块铁块放上后：vn－vn－1＝2anL 由上可得：－(1＋2＋3＋…＋n)×2

2

2

2

2

2

2

2

22

μnmg Mμmg2

L＝v2n－v0 M木板停下时，vn＝0，得n＝9.5，即最终木板上放有10块．

(3)从放上第1块铁块至刚放上第9块铁块的过程中，由(2)中表达式可得： 9×

9＋1?μmg?L＝v2－v2

×2??09

2?M?

从放上第10块铁块至木板停止运动的过程中，设木板发生的位移为d，则： 2?

?10μmg?d＝v2－0 ?9

?M?

联立计算得出：d＝0.5 m 所以：木板共运动9.5 m.

【答案】 (1)v1＝7 m/s (2)10块 (3)9.5 m [突破训练]

2．如图3-4甲所示，长木板B固定在光滑水平面上，可看做质点的物体A静止叠放在

B的最左端．现用F＝6 N的水平力向右拉物体A，经过5 s物体A运动到B的最右端，其v-t图象如图乙所示．已知A、B的质量分别为1 kg、4 kg，A、B间的最大静摩擦力等于滑

动摩擦力，g取10 m/s.

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