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专题一:由力求运动例1:如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体受到大小为20 ,与水平方向成30角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(取10 m/s2)解析:以物体为研究对象,其受力情况如图所示,建立平面直角坐标系把F沿两坐标轴方向分解,则两坐标轴上的合力分别为物体沿水平方向加速运动,设加速度为a,则x轴方向上的加速度axa,y轴方向上物体没有运动,故ay,由牛顿第二定律得所以又由滑动摩擦力以上三式代入数据可解得 物体的加速度a =0.58 m/s2如果已经知道物体受到的力,那么采用正交分解法,可以计算出物体的合力,由此得到物体的加速度。而通过加速度可以确定物体的运动状态。例2:把一个质量是2kg的物块放在水平面上,用12 N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水平面的动摩擦因数为0.2,物块运动2 s末撤去拉力,g取10s2.求:(1)2s末物块的瞬时速度.(2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离.解析:(1)前2秒内,有F f =ma1,f=,FN=mg,则(2)撤去F以后例3:传送带与地面倾角=37,从A到B长度为24.8m,传送带以v=12.4ms的速率逆时针方向转动,在传送带上A端无初速度地放一个质量m=1kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数=08,求物体从A运动到B所需的时间是多少?(g=10ms2) 解析:先分析物体的运动过程。无初速度放到传送带上,物体受到重力、传送带支持力、滑动摩擦力(沿斜面向下)。所以物体会沿斜面加速运动。作出受力图,正交分解,垂直斜面方向合力为零,沿斜面向下的合力为:Fx=mgsin+mgcos。所以加速度a1=gsin+gcos=12.4m/s2。这种受力状态持续到物体达到传送带速度v=12.4ms。物体走过的位移是6.2米AB长度,说明加速到和传送带相同速度的时候还没有到达B点。接着考虑相同速度以后如何运动?匀速?还是加速下滑?加速下滑的条件是,沿斜面向下的力mgsin大于沿斜面向上的摩擦力mgcos。代入数据,发现沿斜面向下的力小于摩擦力,所以物体将相对传动带静止,作匀速运动,位移=24.8-6.2=18.6m,用时18.6/12.4=1.5s,所以总的时间是2.5s。 这道题有两处需要判断。1,物体达到传送带速度的时候是否已经到达了B点。2,达到传送带速度以后如何运动?继续加速?还是相对静止?缺一不可。例4:木块在粗糙水平面上以初速度V0自由运动时加速度大小为a,当用大小为F的水平拉力沿运动方向拉木块,木块加速度大小仍是a,若水平拉力F与运动方向相反,木块的加速度的大小是( )Aa B3a C2a Da/2 解析:水平面是粗糙的,所以要考虑摩擦力。由第一句话得到,f=ma;由第2句话得到,F-f=ma,也就是F=2ma;当F与运动方向相反,合力是F+f,所以加速度是3a,选B练1:传送带AB段是水平的,长20 m,传送带上各点相对地面的速度大小是2 m/s,某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。现将该物块轻轻地放在传送带上的A点后,经过多长时间到达B点?(g取) (答案:11s)练2:传送带AB段是水平的,长32m,传送带上各点相对地面的速度大小是10 m/s,某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。现将该物块轻轻地放在传送带上的A点后,经过多长时间到达B点?(g取) (答案:8s)a练3:如图所示, 质量为m的人站在自动扶梯的水平踏板上, 人的鞋底与踏板的动摩擦因数为, 扶梯倾角为, 若人随扶梯一起以加速度a向上运动,梯对人的支持力FN和摩擦力f分别为 ( )A. FN=masin B. FN=m(g+asin)C. f=mg D. f=macos(答案:BD)OABm练4:如图所示,在粗糙水平地面上弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m。现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点,如果物体受到的摩擦力恒定,则:()A、物体从A到O先加速后减速;B、物体从O到B加速,从O到A减速C、物体在A、O间某点时所受合力为零;D、物体运动到O点所受的合力为零(答案:C)练5:如图所示,水平传送带始终保持着大小为V1=2m/s的速度水平向右运动,一质量为m=1kg的物体以V2=4m/s的速度沿传送带水平向左由B向A处运动,已知物体与传送带间的摩擦因数=02,A、B两点间距离S=6m,从木块放上传送带的B点开始到木块离开传送带为止,(g=10m/s2)试求:物体在传送带上运动的时间? (答案:4.5s)练6:如图所示,水平传送带始终保持着大小为V1=2m/s的速度水平向右运动,一质量为m=1kg的物体以V2=4m/s的速度沿传送带水平向左由B向A处运动,已知物体与传送带间的摩擦因数=02,A、B两点间距离S=3m,从木块放上传送带的B点开始到木块离开传送带为止,(g=10m/s2)试求:物体在传送带上运动的时间? (答案:1s)练7:如图所示,在倾角= 370的足够长的固定斜面底端有一质量m = 1.0kg的物体,物体与斜面间动摩擦因数= 0.25,现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F = 10.0N,方向平行斜面向上。经时间t = 4.0s绳子突然断了,求:(1)绳断时物体的速度大小(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间。(sin370 = 0.6,cos370 = 0.8,g = 10m/s2)(答案:(1)8.0m/s;(2)4.2s)Fm练8:倾角为的斜面上放有一质量为m的物体物体与斜面的动摩擦因数为。物体在一水平力F的作用下沿斜面加速向上运动求物体的加速度的大小?(答案:F(cos-sin)/m g(sin+cos))专题二:由运动求力例1:静止在水平地面上的物体的质量为2 kg,在水平恒力F推动下开始运动,4 s末它的速度达到4 m/s,此时将F撤去,又经6 s物体停下来,如果物体与地面的动摩擦因数不变,求F的大小.解析:物体的整个运动过程分为两段,前4 s物体做匀加速运动,后6 s物体做匀减速运动.前4 s内物体的加速度为 设摩擦力为F,由牛顿第二定律得 后6 s内物体的加速度为 物体所受的摩擦力大小不变,由牛顿第二定律得 由可求得水平恒力F的大小为解决动力学问题时,受力分析是关键,对物体运动情况的分析同样重要,特别是像这类运动过程较复杂的问题,更应注意对运动过程的分析.在分析物体的运动过程时,一定弄清整个运动过程中物体的加速度是否相同,若不同,必须分段处理,加速度改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量.分析受力时要注意前后过程中哪些力发生了变化,哪些力没发生变化.练1:风洞实验室中可产生水平方向的,大小可调节的风力现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,如图所示,小球孔径略大于细杆直径(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍求小球与杆间的动摩擦因数。(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少?(sin37=0.6,cos37=0.8)(答案:0.5;)练2:如图所示,沿水平方向作匀速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线与竖直方向的夹角为370角,球和车厢相对静止,球的质量为1千克(g=10m/s2 ,sin370=0.6 cos370=0.8)(1)求车厢的运动的加速度并说明车厢的运动情况。(2)求悬线对球的拉力。(答案:(1)a=7.5m/s2 方向水平向右 运动情况:水平向右匀加速直线运动或水平向左匀减速直线运动(2)12.5N)练3:如图所示,平板车上固定了一木架子,木架子的末端固定了一个质量为1千克的小球平板车的加速度a=10m/s2,=370求:杆的弹力的大小和方向?讨论弹力的大小和方向与加速度的关系?(g=10m/s2)(答案:T= 14.14N 当加速度向右:弹力的方向与水平方向夹角成450斜向右上方 当加速度向左:弹力的方向与水平方向夹角成450斜向左上方)练4:如图所示,质量为m的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速a向上减速运动a与水平方向的夹角为。求人受的支持力和摩擦力。(答案:f = ma cos N = m(g-asin))练5:一物体放置在倾角为的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a,如图所示,在物体始终相对于斜面静止的条件下,下列说法中正确的是 A. 当一定时,a越大,斜面对物体的支持力越小B. 当一定时,a越大,斜面对物体的摩擦力越大C. 当a一定时,越大,斜面对物体的支持力越小D. 当a一定时,越大,斜面对物体的摩擦力越小(答案:BC)练6:质量为m的物体在水平恒力F的作用下由静止开始沿水平面运动,经时间t后撤去外力F,物体又经时间2t后重新静止.求:(1)物体所受阻力.(2)物体发生的总位移.(答案:(1)F3 (2)F t 2m)练7:如图所示,质量m=2 kg的物体与竖直墙壁间的动摩擦因数0.5,物体受到一个跟水平方向成53角的推力F作用后,可紧靠墙壁上下滑动,其加速度的大小为5 m/s2.(g取10 m/s2,sin30.8,cos530.6),求:(1)若物体向上匀加速运动,推力F的大小是多少?(2)若物体向下匀加速运动,推力F的大小是多少?(答案:(1)60N (2)9.09N)练8:质量为m1和m2的两个物体,由静止从同一高度下落,运动中所受的空气阻力分别是F1和2.如果发现质量为m1的物体先落地,那么A. m1m2 B. F1F2 C. F1m1F2m2 D. F1m1F2m2(答案:C)练9:质量为2.0 kg的物体在9.8 N的水平拉力作用下,由静止开始沿光滑水平面运动后,0.5s时的速度是多大?若要使该物体由静止开始在1.0 s内运动5.0 m,则作用在物体上的水平拉力应多大?(答案:2.45m/s 20N)专题三:超重失重例1,电梯内有一弹簧秤挂着一个重5N的物体。当电梯运动时,看到弹簧秤的读数为6N,则可能是()A.电梯加速向上运动B.电梯减速向上运动C.电梯加速向下运动D.电梯减速向下运动解析:对物体进行受力分析,重力向下5N,支持力向上6N,所以物体受到的合外力是1N向上,因此加速度也向上。加速度向上,电梯可能加速上升,或者减速下降,选AD。例2.在以加速度a匀加速上升的
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