2016届高三物理一轮复习 课件 第三章牛顿运动定律 专题讲座.ppt

菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理专题讲座（三）用牛顿运动定律处理综合应用中的三种常见模型菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理模型一牛顿运动定律在滑块—滑板问题中的应用菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理如图所示，薄板A长L＝5m，其质量M＝5kg，放在水平桌面上，板右端与桌边相齐．在A上距右端x＝3m处放一物体B(可看成质点)，其质量m＝2kg.已知A、B间动摩擦因数μ1＝0.1，A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数均为μ2＝0.2，原来系统静止．现在在板的右端施加一大小一定的水平力F持续作用在A上直到将A从B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右边缘．求：(1)B运动的时间；(2)力F的大小．菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理【解析】(1)对于B，在未离开A时，其加速度为：aB1＝μ1mgm＝1m/s2设经过时间t1后B离开A，离开A后B的加速度为：aB2＝μ2mgm＝－2m/s2设物体B离开A时的速度为vB,有vB＝aB1t1和12aB1t21＋v2B－2aB2＝x代入数据解得t1＝2st2＝vB－aB2＝1s,所以B运动的时间是：t＝t1＋t2＝3s.(2)设A的加速度为aA，则根据相对运动的位移关系得12aAt21－12aB1t21＝L－x解得：aA＝2m/s2,由牛顿第二定律得F－μ1mg－μ2(m＋M)g＝MaA代入数据得：F＝26N.【答案】(1)3s(2)26N菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理易错点拨(1)不清楚滑块—滑板类问题中滑块、滑板的受力情况，求不出各自的加速度．(2)画不好运动草图，找不出位移、速度、时间等物理量间的关系．(3)不清楚每一个过程的末速度是下一个过程的初速度．(4)不清楚物体间发生相对滑动的条件．菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理模型二牛顿运动定律在传送带问题中的应用菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理下面介绍两种常见的传送带模型：1．水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0＞v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0＜v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速情景3(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v0＞v返回时速度为v，当v0＜v返回时速度为v0菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理2.倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(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加速情景3(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加速情景4(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菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理如图所示，一质量为m的小物体以一定的速率v0滑到水平传送带上左端的A点，当传送带始终静止时，已知物体能滑过右端的B点，经过的时间为t0，则下列判断正确的是()菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理A．若传送带逆时针方向运行且保持速率不变，则物体也能滑过B点，且用时为t0B．若传送带逆时针方向运行且保持速率不变，则物体可能先向右做匀减速运动直到速度减为零，然后向左加速，因此不能滑过B点C．若传送带顺时针方向运行，当其运行速率(保持不变)v＝v0时，物体将一直做匀速运动滑过B点，用时一定小于t0D．若传送带顺时针方向运行，当其运行速率(保持不变)vv0时，物体一定向右一直做匀加速运动滑过B点，用时一定小于t0菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理【解析】传送带静止时，有12mv2B－12mv20＝－μmgL，即vB＝v20－2μgL，物体做减速运动，若传送带逆时针运行，物体仍受向左的摩擦力μmg，同样由上式分析，一定能匀减速至右端，速度为vB，不会为零，用时也一定仍为t0，故选项A对，而B错；若传送带顺时针方向运行，当其运行速率(保持不变)v＝v0时，物体将不受摩擦力的作用，一直做匀速运动滑至B端，因为匀速通过，故用时一定小于t0，故选项C正确；当其运行速率(保持不变)vv0时，开始物体受到向右的摩擦力的作用，做加速运动，运动有两种可能：若物体速度加速到速度v还未到达B端时，则先匀加速后匀速运动，若物体速度一直未加速到v时，则一直做匀加速运动，故选项D不对．【答案】AC菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理如图所示，绷紧的传送带，始终以2m/s的速度匀速斜向上运行，传送带与水平方向间的夹角θ＝30°.现把质量为10kg的工件轻轻地放在传送带底端P处，由传送带传送至顶端Q处．已知P、Q之间的距离为4m，工件与传送带间的动摩擦因数为μ＝，取g＝10m/s2.32(1)通过计算说明工件在传送带上做什么运动；(2)求工件从P点运动到Q点所用的时间.菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理【解析】(1)工件受重力、摩擦力、支持力共同作用，摩擦力为动力由牛顿第二定律得：μmgcosθ－mgsinθ＝ma代入数值得：a＝2.5m/s2则其速度达到传送带速度时发生的位移为x1＝v22a＝222×2.5m＝0.8m＜4m可见工件先匀加速运动0.8m，然后匀速运动3.2m.(2)匀加速时，由x1＝v2t1得t1＝0.8s匀速上升时t2＝x2v＝3.22s＝1.6s所以工件从P点运动到Q点所用的时间为t＝t1＋t2＝2.4s.菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理【答案】(1)先匀加速运动0.8m，然后匀速运动3.2m(2)2.4s易错点拨对于传送带问题，一定要全面掌握上面提到的几类传送带模型，尤其注意要根据具体情况适时进行讨论，看一看有没有转折点、突变点，做好运动阶段的划分及相应动力学分析.菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理模型三等时圆模型的应用菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点．竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心．已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点．则()A．a球最先到达M点B．b球最先到达M点C．c球最先到达M点D．b球和c球都可能最先到达M点菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理【答案】C【解析】如图所示，令圆环半径为R，则c球由C点自由下落到M点用时满足R＝12gt2c，所以tc＝2Rg；对于a球令AM与水平面成θ角，则a球下滑到M用时满足AM＝2Rsinθ＝12gsinθt2a，即ta＝2Rg；同理b球从B点下滑到M点用时也满足tb＝2rg(r为过B、M且与水平面相切于M点的竖直圆的半径，r＞R)．综上所述可得tb＞ta＞tc.菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理[迁移训练]1．如图所示，长为L＝2m、质量为M＝8kg的木板，放在水平地面上，木板向右运动的速度v0＝6m/s时，在木板前端轻放一个大小不计、质量为m＝2kg的小物块．木板与地面间、物块与木板间的动摩擦因数均为μ＝0.2，g＝10m/s2.求：(1)物块及木板的加速度大小；(2)物块滑离木板时的速度大小．菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理【解析】(1)物块的加速度am＝μg＝2m/s2对木板有：μmg＋μ(M＋m)g＝MaM解得aM＝3m/s2.(2)设物块经时间t从木板滑离，则L＝v0t－12aMt2－12amt2解得t1＝0.4s或t2＝2s(舍去)滑离木板时物块的速度：v＝amt1＝0.8m/s.【答案】(1)2m/s23m/s2(2)0.8m/s菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理2．如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查．其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持v＝1m/s的恒定速率运行．旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离为2m，g取10m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v＝1m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则()菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理A．乘客与行李同时到达B处B．乘客提前0.5s到达B处C．行李提前0.5s到达B处D．若传送带速度足够大，行李最快也要2s才能到达B处菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理【答案】BD【解析】行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动．加速度为a＝μg＝1m/s2，历时t1＝va＝1s与传送带达到共同速度，位移x1＝v2t1＝0.5m，此后行李匀速运动t2＝2m－x1v＝1.5s到达B，共用时间2.5s；乘客到达B，历时t＝2mv＝2s，故B正确，A、C错误．若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间tmin＝2×21s＝2s，D正确．菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理3.如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°，传送带在电动机的带动下，始终保持v0＝2m/s的速率运行．现把一质量为m＝10kg的工件(可看为质点)轻轻放在传送带的底端，经时间t＝1.9s，工件被传送到h＝1.5m的高处，并取得了与传送带相同的速度，取g＝10m/s2.求：(1)工件与传送带之间的滑动摩擦力F1；(2)工件与传送带之间的相对位移Δx.菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理【解析】由题意知高h对应的传送带长为L＝hsin30°＝3m工件速度达到v0之前，从静止开始做匀加速运动，设匀加速运动的时间为t1，位移为x1，有x1＝vt1＝v02t1因工件最终取得了与传送带相同的速度，所以达到v0之后工件将匀速运动，有L－x1＝v0(t－t1),解得：t1＝0.8s，x1＝0.8m,所以加速运动阶段的加速度为a＝v0t1＝2.5m/s2,在加速运动阶段，根据牛顿第二定律，有F1－mgsinθ＝ma解得：F1＝75N.(2)在时间t1内，传送带运动的位移为x＝v0t1＝1.6m所以在时间t1内，工件相对传送带的位移为Δx＝x－x1＝0.8m.【答案】(1)75N(2)0.8m菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理4．如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为()A．2∶1B．1∶1C.∶1D．1∶菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理【答案】B【解析】设光滑斜槽轨道与水平面的夹角为θ，则物体下滑时的加速度为a＝gsinθ，由几何关系，斜槽轨道的长度s＝2(R＋r)sinθ，由运动学公式s＝12at2，得t＝2sa＝2×2R＋rsinθgsinθ＝2R＋rg，即所用的时间t与倾角θ无关，所以t1＝t2，B项正确．菜单专题讲座（三）新课标高考总复习考点篇·物理