高一(快)牛顿运动定律的应用成稿2

1牛顿运动定律的应用-----临界、极值和传送带专题一、临界和极值问题1、在物体运动状态变化过程中，往往出现达到某个特定的状态时，有关的物理量将出现极值或发生突变，此状态叫做临界状态，对应的物理量的值叫临界值．这类问题在题目中往往出现“恰好”“最大”“最小”“至少”等字眼．2、解决此类问题时，一般先以某个状态(非临界状态)为研究对象，进行受力和运动情况的分析，利用极限法对某一物理量推导极大或极小值，找到临界状态，再根据牛顿运动定律分析求解．例1、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为（C）A．μmgB．2μmgC．3μmgD．4μmg【同类辨析】如图所示，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mA＝6kg，mB＝2kg，A、B之间的动摩擦因数μ＝0.2，开始时F＝10N，此后逐渐增加，在增大到45N的过程中，则（D）A．当拉力F＜12N时，物体均保持静止状态B．两物体开始没有相对运动，当拉力超过12N时，开始相对滑动C．两物体从受力开始就有相对运动D．两物体始终没有相对运动针对训练：1、如图所示，劲度系数为K的轻弹簧下端系一个质量为m的小球A，小球被水平挡板P托住使弹簧长度恰为自然长度(小球与档板不粘连)，然后使挡板P以恒定的加速度a(ag)竖直向下做匀加速直线运动，对小球从开始运动直至到达最低点的过程，用t表示与挡板分离所经历的时间，用x表示小球速度最大时弹簧的伸长量，则(AD)A．t＝2mg－akaB．t＝2mgkaC．x＝0D．x＝mgk2、如图所示，一轻绳上端系在车的左上角的A点，另一轻绳一端系在车左端B点，B点在A点正下方，A、B距离为b，两绳另一端在C点相结并系一质量为m的小球，绳AC长度为2b，绳BC长度为b.两绳能够承受的最大拉力均为2mg.求：(1)绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大；(要求画出受力图)g(2)在不拉断轻绳的前提下，车向左运动的最大加速度是多大．(要求画出受力图)3g2二、传送带模型1、水平传送带模型（1）可能运动情况：(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速（2）可能运动情况：(1)v0v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速（3）可能运动情况：(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端．其中v0v返回时速度为v，当v0v返回时速度为v0.2、倾斜传送带模型（1）可能运动情况：(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速（2）可能运动情况：(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速（3)可能先以a1加速后以a2加速（3）可能运动情况：(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能一直匀速(4)可能先以a1加速后以a2加速（4）可能运动情况：(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速3例2、传送带设备种类繁多，主要有带式输送机、板式输送机、小车式输送机、自动扶梯、自动人行道、刮板输送机、埋刮板输送机、斗式输送机、斗式提升机、悬挂输送机和架空索道。下图为一平直的带式输送机以速度v=2m/s匀速运动，输送机负责把A处的工件运送到B处，A、B相距L=12m。从A处释放的工件初速度为零，求：(1)若工件经时间t＝8s能传送到B处，求工件做匀加速运动所用的时间；(2)欲用最短时间把工件从A处传到B处，求输送机的运行速度至少多大。（结果保留三位有效数字）例题3.传送带以恒定速度v＝4m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角θ＝37°.现将质量m＝2kg的小物品轻放在其底端(小物品可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用恒力F＝20N拉小物品，经过一段时间物品被拉到离地高为H＝1.8m的平台上，如图所示．已知物品与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？(2)若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F，则物品还需多少时间才能离开皮带？变式题如图所示，倾斜传送带与水平地面之间的夹角θ=37°，从A→B长度为L=29m，传送带以10m/s的速度逆时针转动，在传送带上端A处无初速度地放一个质量为0.1kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：（1）物体从A运动到B所需的时间是多少？（2）若物体与传送带之间的动摩擦因数为0.8，则物体从A运动到B所需的时间又是多少？（3）若煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求煤块在传送带上留下的痕迹长度?37°AB4三、牛顿运动定律中的图像问题（涉及变力）1.静止在光滑水平面上的物体，同时受到在同一直线上的力F1、F2作用，F1、F2随时间变化的图象如图甲所示，则图乙中的运动图像与此相符的可能是（）2.如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一小物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始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(g=10m/s2)，则下列结论正确的是()A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B.物体的加速度大小为7.5m/s2C.弹簧的劲度系数为5N/mD.物体的质量为2kg四．补充：平衡问题和正交分解例题1.某公园要在儿童乐园中建一座滑梯，已知斜面与物体间滑动摩擦因数μ=0.75，那么倾角θ至少要多少度儿童在斜面上才可以由静止开始滑下？例题2.如图，水平细杆上套一质量为0.54kg的小环A，用轻绳将质量为0.5kg的小球B与A相连.B受到始终与水平成53°角的风力作用，与A一起向右匀速运动，此时轻绳与水平方向夹角为37°，运动过程中B球始终在水平细杆的下方，求：（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（1）B对绳子的拉力；（2）B受到的风力大小.（3）A与杆间的动摩擦因数.AB）37°