解答突破一 牛顿运动定律解决复杂多过程问题ok公开课.docx
《解答突破一 牛顿运动定律解决复杂多过程问题ok公开课.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《解答突破一 牛顿运动定律解决复杂多过程问题ok公开课.docx(35页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、解答突破一 牛顿运动定律解决复杂多过程问题(计算题为主)(A/B作业)单质点多过程的运动问题,主要考查牛顿运动定律在某一物体参与多个运动过程中的应 用。“牛顿运动定律”是高中物理的核心内容之一,是动力学的“基石”。多过程运动问题 的难点在于受力分析,涉及隔离法与整体法的应用;多过程的运动问题往往按照时间先后顺 序依次对物体进行受力分析和运动分析,注意抓住前后两过程的联系点(前一过程的末态是 后一过程的初态),可以运用图像法处理力与运动的关系问题。在近几年的高考中,牛顿运 动定律往往和运动学规律结合起来考查。从能力角度来看,重点考查思维能力、分析和解决 实际问题的能力。也经常渗透电场和磁场的知识
2、,考查的综合性强,能力要求较高。考点一、牛顿运动定律解决单物体多过程问题(2例2变)(解答规范)例题1、(2018年浙江瑞安中学高一期中)如图,AB为光滑斜面,BC为粗糙斜面,两斜面 的倾角均为37。,且斜面底部B处平滑连接,质量为/%=2kg的物体从高为=l.25m的A处 由静止开始沿斜面下滑,运动到BC斜面上最终停止在C处。设物体与BC斜面间的最大静 摩擦力等于滑动摩擦力,物体与BC斜面的动摩擦因数为=0.75,$抽37。=06cos37。=0.8,(1)物体在B处的速度大小UB;(2)物体在BC斜面上的运动时间介(3)假设BC斜面的倾角可在。60。范围内变化,请分析并说明物体从A处释放后
3、在BC斜面 上可能的运动情况。【解题关键】关键语句信息解读AB为光滑斜面,BC为粗糙斜面受力分析时注意是否存在摩擦力A处由静止开始沿斜面卜滑初速度为零假设BC斜面的倾角可在060。范围内变化倾角的大小会导致最大静摩擦力变化【答案】(1) 5m/s (2) s (3)见解析;12【规范解答】解析:(1)物体沿AB斜面运动时的受力如下图;沿斜面下滑的加速度gsin8 = 6机/ (1分)7该过程B在棒上滑过的相对距离:L2=hB2-hA=-m (1分)8所以,棒长至少为:L = A|+AL2=2.5m (1分)变式4、如下图,质量M=0.4 kg的长薄板3C静置于倾角为37。的光滑斜面上,在距上端
4、 5水平距离为L2m的A处,有一个质量根=0.1 kg的小物体,以一定的初速度水平抛出,恰 好以平行于斜面的速度落在薄板8C的最上端8点并在薄板上开始向下运动,当小物体落在 薄板3C上的8端时,薄板无初速释放并开始沿斜面向下运动,当小物体运动到薄板的最下 端C点时,与薄板5c的速度恰好相等。小物体与薄板之间的动摩擦因数为05 sin37=0.6, cos37=0.8, g 取 lOm/s2,求:4(1)小物体在A点的初速度;(2)薄板的长度。【答案】(l)4m/s(2) 2.5 m【解析】(1)小物体从A到B做平抛运动,下落时间为办,水平位移为x,根据平抛运动规律有:=网, (1 分)x =
5、v0Z0 (1 分) %联立解得:%=4根/$ (1分)(2)设小物体落到B点的速度为v,根据平抛运动规律,那么有:Iv = = 5mIs (1 分)cos37。 u小物体在薄板上运动,根据牛顿第二定律有:1 0薄板的位移(1分)薄板的长度L = %(1分)联立解得L=2.5m (1分)教师备用题组1、(2018年3月台州市质量检测)第19题图(9分)如下图,爱龙战机为中国和巴基斯坦联合研制的多用途 收斗机本一次试飞任务中.皮砧加=60kg的驾驶员驾驶战斗机 竖壮向上运动,从某时刻起以恒定加速度加速上升. 10s后竖 江方向速度大小为20m/s,接卜去10s内竖直爬升了 300m.之后 企竖直
6、方向做匀减速运动.再经过20s到达最高点.求:(1)毁龙战机在加速上升过程中的加速度:(2)前20s内座位对驾驶员的支持力大小:(3)这40s内枭龙战斗机在竖H方向上的位移19. (1)对第 2 个 10s:由 1=%/+4,(1 分)W 224-2%/祖 n =-代入数据得: = 2MsZ (1分)(2)由 Fm - mg = ma(分)符尸”720N(分)(3)第 1 个 10s:竖直方向:y= %(1分)(1分)可得 =0(】分)(】分)M速阶段:初速度4=+/2)40m/s(1分)h =-/=400m(I 分)故:总位移,=4 +自+ 4 M 800 m (1分)2、如下图,一质量m=
7、lkg的小球套在一根足够长的固定直杆上,直杆与水平夹角8=37。, 杆与球间的动摩擦因数=0.5,现小球在竖直向上的拉力F作用下从A点由静止出发沿杆开 始做匀加速运动.加速度大小a=lm/s2 , F作用2s后撤去.g取10m/s2 , sin37=0.6, cos37=0.8.(1)求力F的大小;(2)求撤去力F后,再经过0.1s,小球的距离出发点的距离【答案】(1) 15N (2) x=2.15m【解析】(1)对小球受力分析,由牛顿第二定律得:在平行斜面方向上有:(F-mg)sin37- f = ma ,垂直斜面方向上有:(Fmg)cos37。一N =。, 其中:于二处!,联立解得:F =
8、 15N;一一191。(2)有F作用时,小球运动的距禺为芯=;=一xlx2/n = 2m;当撤去F后,小球的加速度为mgsin37 + /mgcos37 = ma,解得a = 10m/ 52 ;撤去F时小球的速度为v = at = 2m/s 所以小球停下来还需要 =0.2s 0.Is ; a1故小球再经过0.1s,运动的距离为=2x0.1gxlOxO.V =0.15小;故撤去力F后,再经过0.1s,小球的距离出发点的距离工=%+工2=2.15加。3、(2018年2月浙江湖州、丽水、衢州三地市高三质量检测)(9分)小明不小心将餐桌边沿处的玻璃杯碰落在地,玻璃杯没碎。他觉得与木质地板 较软有关,并
9、想估测杯子与地板接触过程中地板最大的微小形变量。他测出了玻璃杯 与地板作用的时间为,杯子的质量为加,桌面离地的高度为人(设杯离开桌面时初 速为零,杯的大小远小于九杯子与地板接触过程可视为匀减速直线运动,地板形变 不恢复),重力加速度为g,不计空气阻力。试求杯子与地板接触过程中:(1)杯子加速度大小(2)杯子受到地板的作用力大小尸;(3)地板最大的微小形变量Ax。【答案】见解析【解析】声=2g/i v = y/2h(2分)v = aAta -(2分)(2) F mg = ma(3) Ax = ga(A/)2Ax = y/2gh(2分)4、如下图,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H=L2m,
10、上端套着一个细环。棒 和环的质量均为m=2kg,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k=2)o断开轻绳,棒和 环自由下落。假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无机械能损失。棒在整个 运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计,g取9.8m/s2。求:棒第一次与地面碰撤弹起上升过程中,环的加速度大小;(2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程so【答案】9.8m/s2(2)2m【解析】(1)设棒第一次上升过程中,环的加速度为Q 由牛顿第二定律得:kmgmg =ma 代入数据解得:a = 9.Sm/s(2)设以地面为零势能面,向上为正方向,棒第一次落地的运度大小为白 由机械能
11、守恒得:21ngH = x 2mv2解得匕=可万设棒弹起后的加速度为4由牛顿第二定律得:4 =一(k+ l)g2棒第一次弹起的最大高度乩=-T124棒运动的路程s = H + 2”|联立解得:s = -H = 2mk + 15、如图,上外表光滑、下外表粗糙的木板放置于水平地面上,可视为质点的滑块静止放在 木板的上外表。uO时刻,给木板一个水平向右的初速度w,同时对木板施加一个水平向左 的恒力F,经一段时间,滑块从木板上掉下来。木板质量M=3kg,高/z = 0.2m,与地 面间的动摩擦因数=0.2;滑块质量根=0.5 kg,初始位置距木板左端L=0.46m,距木板右 端L2=0.14m;初速度
12、uo=2 m/s,恒力/二8 N,重力加速度g=10 m/s?。求:L Li左右F工滋啰浴滋潴济 vo777777777777777777777777777777777777777777777777777777T(1)滑块从离开木板开始到落至地面所用时间;(2)滑块离开木板时,木板的速度大小;(3)从,=0时刻开始到滑块落到地面的过程中,摩擦力对木板做的功。【答案】1) 0.2s (2) 0.6m/s (3) -7.38J【解析】(1)设滑块从离开木板开始到落到地面所用时间为如以地面为参考系,滑块离开木板后做自由落体运动,根据运动学公式知九二g诏,得t = 0.2 s(2)以木板为研究对象,向
13、右做匀减速直线运动,由牛顿第二定律产+ (租+ M)g = M的得aQmH,那么木板减速到零所经历的时间。=言=0.4 s所经过的位移SiOAm由于siVZd=0.46m,说明这时滑块仍然停留在木板上此后木板开始向左做匀加速直线运动,摩擦力的方向改变,由牛顿第二定律F R(m + M)g = Ma2得 rz2=1m/s2滑块离开木板时,木板向左的位移S2 = Si +乙2 =。54 m该过程根据运动学公式S2 =鸿玲,得女=L8s滑块滑离瞬间木板的速度= Q 2t 2 =。6 m/s(3)滑块离开木板后,木板所受地面的支持力及摩擦力随之改变,由牛顿第二定律F 4 Mg = Ma3得 rz3=|
14、m/s2故木板在比这段时间的位移为S3 = u2to + |a3to 二2m整个过程摩擦力对木板做的功为叼=-(th + M)g8 + s2) - 4Mgs3得必=-7.38 J6、如下图,质量分布均匀的刷子刷地面上的薄垫子,开始时刷子和垫子的左边缘对齐, 刷子的质量为m,垫子的质量为M,刷子和垫子间的动摩擦因数为四,垫子和地面间的动摩擦因数为2,刷子和地面间的动摩擦因数为3,重力加速度为g(1)假设给刷子施加一个斜向右下方、与水平方向成60。角的推力Fh垫子和刷子保持静止,求刷子受到的摩擦力大小力和地面对垫子的支持力大小Fn ;(2)假设给刷子施加一个斜向右下方、与水平方向成30。角的推力F
15、2,刷子和垫子以同一加 速度运动,求刷子受到的摩擦力大小力;(3)假设给刷子施加一个水平向右的推力F3,刷子从图示位置开始运动,垫子保持静止,已 知刷子的长为b,垫子的长为L(Lb),求刷子完全离开垫子的速度大小为v。【答案】(1)+(2)(2)(y/3M + jU2mF2N2mg + 122(M+m)(3)(3)g(2L-b + jLi3b)【解析】(1)刷子受到重力、垫子的支持力、推力耳和摩擦力作用那么水平方向受力平衡有工=-F刷子和垫子整体在竖直方向受力平衡有Ev =(M + m)g + -Fx(2)设刷子和垫子运动的加速度为a,由牛顿第二定律可得:Fcos30 一%(mg + Mg +
16、 /sin30) =(M + m)a 对刷子有:gcos30 一于2= ma 3租骸、 2 )(Cm + jLi2mF2 解得力感+y(“+)(3)刷子离开垫子的过程受到的摩擦力做的功W/、=-由动能定理有 F3L-jLiimg(v,物块P在传送带上减速,受到向下的摩擦力,由牛顿第二定律有叫 gsin。+ geos 0 =可得物块P的加速度大小ai=10m/s2 减速至v的时间.= = 0.2运动位移X.=-=0.6m因xiL,摩擦力反向,又因mgsinemgcose ,物块P继续向上减速,有gsin 0 -geos 6 =可得物块P的加速度大小ai=2m/s2v减速至0的时间= - - 1s
17、%因t2=t-tI,说明物块P刚好减速到零时与物块Q相遇发生碰撞v2物块P第二段减速的位移大小马= =1相2名对物体 Q: m2gsinO-/jm2gcos0 = m2a3可得其加速度a3=2m/s21 9下滑的位移&=5%/ =144加BC的最小距离L=xi+x2+x3=3.04m课时作业:牛顿运动定律解决复杂多过程问题(A)1、2015年7月的喀山游泳世锦赛中,我国名将陈假设琳勇夺女子十米跳台桂冠,她从跳台斜向 上跳起,一段时间后落入水中,如图1所示,不计空气阻力.以下说法正确的选项是()A.她在空中上升过程中处于超重状态B.她在空中下落过程中做自由落体运动C.她即将入水时的速度为整个跳水
18、过程中的最大速度D.入水过程中,水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小答案D解析 起跳以后的上升过程中她的加速度方向向下,所以处于失重状态,故A错误;她具 有水平初速度,所以不能看做自由落体运动,故B错误;入水过程中,开始时水对她的作用 力大小(浮力和阻力)小于她的重力,所以先向下做一段加速运动,即入水后的速度先增大, 故C错误;入水过程中,水对她的作用力和她对水的作用力,因是一对作用力与反作用力, 二者大小相等.故D正确.2、如图甲所示,直角三角形斜劈。儿固定在水平面上.,=0时,一物块(可视为质点)从底端 以初速度。沿斜面外向上运动,到达顶端匕时速率恰好为零,之后沿斜面A下滑至底端 c假
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 解答突破一 牛顿运动定律解决复杂多过程问题ok公开课 解答 突破 牛顿 运动 定律 解决 复杂 过程 问题 ok 公开
限制150内