高2021届高2018级高中物理大一轮复习资料三维设计课件教师用书第三章牛顿运动定律

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C.不管是匀速还是加速运动,第2、3节车厢间的作用力一定为零

D.不管是匀速还是加速运动,第1、2节车厢间与5、6节车厢间的作用力之比是1∶1 解析:选CD 设每节动车的功率为P,牵引力为F,每节车厢的质量为m,所受阻力为kmg。当动车组匀速运动时所受合力为零,对整体由平衡条件知4F＝8kmg,则F＝2kmg,依次对各个动车和车厢分析可知F12＝kmg,F23＝0,F34＝kmg,F45＝0,F56＝kmg,…,故A错误；当动车组加速运动时,对整体由牛顿第二定律有4F′－8kmg＝8ma,可得F′＝2ma＋2kmg,对前两节车厢由牛顿第二定律有F′－2kmg＋F23′＝2ma,解得F23′＝0,故B错误,C正确；加速运动时,对第一节车厢由牛顿第二定律有F12′－kmg＝ma,解得F12′＝kmg＋ma,对前5节车厢的F12F12′1整体由牛顿第二定律有3F′－F56′－5kmg＝5ma,解得F56′＝kmg＋ma；故＝＝,

F56F56′1故D正确。

[B级——增分题目练通抓牢]

9.(多选)(2019·泰州期末)如图所示,质量为m1的木块和质量为m2

的长木板叠放在水平地面上。现对木块施加一水平向右的拉力F,木块

在长木板上滑行,长木板始终静止。已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。则( )

A.μ1一定小于μ2 B.μ1可能大于μ2

C.改变F的大小,当F>μ2(m1＋m2)g时,长木板将开始运动

D.将F作用于长木板,当F>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g时,长木板与木块将开始相对滑动 解析:选BD 对木块,根据牛顿运动定律有F－μ1m1g＝m1a,对长木板,由于保持静止有μ1m1g－Ff＝0,Ff<μ2(m1＋m2)g,所以动摩擦因数的大小无法比较,故A错误,B正确。改变F的大小,只要木块在木板上滑动,则木块对木板的滑动摩擦力不变,则长木板仍然保持静止,故C错误。若将F作用于长木板,当木块与木板恰好开始相对滑动时,对木块有μ1m1g＝m1a,解得a＝μ1g,对整体分析,有F－μ2(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a,解得F＝(μ1＋μ2)(m1＋m2)g,所以当F>(μ1＋μ2)·(m1＋m2)g时,长木板与木块将开始相对滑动,故D正确。

10.(2020·宁德质检)如图所示,可视为质点的两物块A、B的质量分别为2m、m。A放在光滑水平桌面上,一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮,两端分别与A、B相连接,A和滑轮间的轻绳与桌面平行。现将A从静止释放,当B落地时,A还在桌面上。不计空气阻力,重力加速度为g。求:

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(1)B落地前的加速度a的大小；

(2)B落地前滑轮对轮轴的压力F的大小。

解析:(1)B落地前,对于A,取水平向左为正,对于B,取竖直向下为正, 根据牛顿第二定律得,T＝2ma, mg－T＝ma, 21

解得T＝mg,a＝g。

33

(2)滑轮对轮轴的压力大小等于滑轮受到两段轻绳的压力大小,由几何关系可得,F＝22

2Tcos 45°＝mg。

3

122

答案:(1)g (2)mg

33

11.如图所示,水平地面上依次排放两块完全相同的木板,长度均为l＝2 m,质量均为m2＝1 kg,一质量为m1＝1 kg的物体(可视为质点)以v0＝6 m/s的速度冲上A木板的左端,物体与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与

地面间的动摩擦因数μ2＝0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,g取10 m/s2) (1)若物体滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件；

(2)若μ1＝0.5,求物体滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。 解析:(1)若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得 μ1m1g≤μ2(m1＋2m2)g；

若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得 μ1m1g＞μ2(m1＋m2)g,

联立两式,代入数据得0.4＜μ1≤0.6。

(2)若μ1＝0.5,则物体在木板A上滑动时,木板A不动。设物体在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1,

由牛顿第二定律得μ1m1g＝m1a1, 设物体滑到木板A末端时的速度为v1, 由运动学公式得v12－v02＝－2a1l,

设在木板A上运动的时间为t,由运动学公式得 v1＝v0－a1t,

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代入数据得v1＝4 m/s,t＝0.4 s。 答案:(1)0.4＜μ1≤0.6 (2)4 m/s 0.4 s

12.如图甲所示,水平传送带沿顺时针方向匀速运转。从传送带左端P先后由静止轻轻放上三个物体A、B、C,物体A经tA＝9.5 s 到达传送带另一端Q,物体B经tB＝10 s 到达传送带另一端Q,若释放物体时刻作为t＝0时刻,分别作出三个物体的v

t 图像如图乙、丙、丁所示,g取10 m/s2,求:

(1)传送带的速度大小v0； (2)传送带的长度L；

(3)物体A、B、C与传送带间的动摩擦因数,物体C从传送带左端P到右端Q所用的时间tC。

解析:(1)物体A与B均先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,说明物体的速度最终与传送带的速度相等,所以由题图乙、丙可知传送带的速度大小v0＝4 m/s。

(2)v

1

t图线与t轴围成图形的面积表示物体的位移,所以物体A的位移xA＝×(8.5＋

2

9.5)×4 m＝36 m

传送带的长度L与A的位移相等,也是36 m。 ΔvA

(3)物体A的加速度aA＝＝4 m/s2

t1由牛顿第二定律得μAmg＝maA aA

所以μA＝g＝0.4

ΔvBaB

同理,物体B的加速度aB＝＝2 m/s2,μB＝g＝0.2

t2设物体C从传送带左端P到右端Q所用的时间为tC,则 0＋vCL＝t

2C2L

tC＝v＝24 s

C

ΔvC1aC

物体C的加速度aC＝t＝ m/s2,μC＝g＝0.012 5。

8C答案:(1)4 m/s (2)36 m (3)0.4 0.2 0.012 5 24 s

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实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系