连接体与传送带
- 格式:doc
- 大小:35.50 KB
- 文档页数:2
专题05 连接体问题、板块模型、传送带问题【窗口导航】高频考法1 连接体问题 ........................................................................................................................................... 1 角度1:叠放连接体问题 ....................................................................................................................................... 2 角度2:轻绳连接体问题 ....................................................................................................................................... 3 角度3:轻弹簧连接体问题 ................................................................................................................................... 3 高频考法2 板块模型 ............................................................................................................................................... 4 高频考法3 传送带问题 ........................................................................................................................................... 7 角度1:水平传送带模型 ....................................................................................................................................... 8 角度2:倾斜传送带模型 . (11)高频考法1连接体问题1.常见连接体三种情况中弹簧弹力、绳的张力相同(接触面光滑,或A 、B 与接触面间的动摩擦因数相等)常用隔离法常会出现临界条件2. 连接体的运动特点(1)叠放连接体——常出现临界条件,加速度可能不相等、速度可能不相等。
连接体及传送带问题的分析1.如图,质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可以忽略不计,质量为m 的物块B与地面的摩擦系数μ。
在已知水平推力F的作用下,A、B做加速运动,A对B的作用力为()。
2.如图所示:底板光滑的小车上,与两个量程为20N的完全相同的弹簧秤甲和乙,系住一个质量为1kg的物块,在水平地面上,当小车做匀加速直线运动时,两个弹簧秤的示数均为10N,当小车做匀加速运动时,弹簧秤的示数为8N,这时小车的加速度大小为()。
A.0/s2 B.2m/s C. 4/s2 D. 8/s23.建筑工人用图2所示的定滑轮装置运送建筑材料。
质量为70.0kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10/s2)A.510NB.490N c.890N D.910N4.如图所示,A.B两物块叠在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力A.方向向左,大小不变B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变D. 方向向右,逐渐减小5.如图,在光滑水平桌面上有一物体A,通过绳子与物体B相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸长,如果物体B的质量是物体A的质量的3倍,即Mb=8Ma,那么物体A 和B的加速度的大小等于A.3gB.gC. gD. g6.如图,在左倾角为的固定光跨斜面上有一个用绳子拴住的长木板,木板上站着一只猫,已知木板的质量是猫的质量的3倍,当绳子突然断裂时,猫立即沿着板子向上跑,以保持相对于斜面的位置不变,则此时木板沿着斜面下滑的加速度为A.B.C.D.7.一水平的浅色传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。
初始时,传送带和煤块都是静止的,现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动,经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。
连接体、弹簧问题、传送带问题练习连接体、弹簧问题、传送带问题1(如图3,2,1所示,物体A、B质量均为m,中间有一轻质弹簧相连,A用绳悬于O点,当突然剪断OA绳时,关于A物体的加速度,下列说法正确的是( )A(0 B(g C(2g D(无法确定2、在动摩擦因数μ,0.2的水平面上有一个质量为m,1 kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ,45?角的不可伸长的轻绳一端相连,如图3,2,2所示(此时小球处于静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g,10 m/s2.求: (1)此时轻弹簧的弹力大小;(2)小球的加速度大小和方向;(3)在剪断弹簧的瞬间小球的加速度的大小(3、如下图所示,一质量为2kg的物体b叠放在物体c上,b、c间动摩擦因数不为零,当b、22c一起沿水平方向以a=5m/s作匀加速直线运动时,c对b的作用力的合力大小为(g=10m/s)A.10NB.0C.20ND.10N 54.如下图所示,A、B两物体用轻绳连接,置于光滑水平面上,它们的质量分别为M和m,若M,m.现用水平力F分别拉A和B,A、B间绳的拉力分别为T、T,则12A.T,TB.T,TC.T,TD.不能确定 1111 115.如下图所示,吊篮P悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q由在吊篮中的轻质弹簧托住,当悬挂吊篮的细绳剪断的瞬间,吊篮P和物体Q的加速度是( )A.a,g,a,gB.a,2g,a,2g PQPQC.a,g,a,2gD.a,2g,a,0 PQPQ6.如下图所示,长L,20m的水平传送带,匀速传动的速度v=2m/s,工件与皮带间的摩擦因2数为μ,0.1,g=10m/s。
从左端放上一工件(初速为零)经过 s工件可传达至传送带的右端.27.如图6-24所示,B物块放在A物块上面一起以加速度a=2m/s沿斜面向上滑动。
已知A物块质量M,10kg,B物块质量为m,5kg,斜面倾角为θ,37?.问B物体所受的摩擦力是多大?对A物块的压力又是多大?8.有一铁链由N个相同的环扣接而成,每个环的质量为m.今用力F拉动铁链,使其竖直向上做匀加速直线运动,如图所示,求从铁链上端数第n个环对(n,1)个环的作用力.n(1,)F N9、如图所示,一平直的传送带以速度v=2m/s匀速运动, 传送带把A处的工件运送到B处, A,B相距L=10m。
第十七讲 动力学中的典型“模型”一、连接体模型1、在水平地面上有两个彼此接触的物体A 和B ,它们的质量分别为m1和m2,与地面间的动摩擦因数均为μ,若用水平推力F 作用于A 物体,使A 、B 一起向前运动,如图所示,求两物体间的相互作用力为多大?2、如图所示,质量分别为M 和m 的物块由相同的材料制成,且M >m ,将它们用一根跨过轻而光滑的定滑轮的细线连接。
如果按图甲放置在水平桌面上,两物块刚好做匀速运动。
如果互换两物块按图乙放置在同一水平桌面上,它们的共同加速度大小为( )A .MM +m g B .M -m m g C .M -mM g D .上述均不对3、(多选)如图所示,质量为M 的斜面体固定在水平地面上,质量为m 的粗糙物块以某一初速度沿斜面向上滑行,至速度为零后又加速返回.在物块m 滑行的整个过程中( ) A .地面对斜面体M 的摩擦力方向先向左后向右 B .地面对斜面体M 的摩擦力方向始终水平向左C .地面对斜面体M 的支持力等于(M +m)gD .物块m 向上、向下滑动时加速度大小不同4、 (多选)在光滑水平面上放着紧靠在一起的A 、B 两物体,B 的质量是A 的2倍,B 受到向右的恒力FB =2 N ,A 受到的水平力FA =(9-2t) N ,(t 的单位是s).从t =0开始计时,则( ) A .A 物体在2 s 末时刻的加速度是初始时刻的倍B .t >4 s 后,B 物体做匀加速直线运动C .t =4.5 s 时,A 物体的速度为零D .t >4.5 s 后,A 、B 的加速度方向相反4、(多选)如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块M串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止,M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m,此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而M、m均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ.小车的加速度逐渐增大,M始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时()B.横杆对M弹力不变C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D.细线的拉力增加到原来的2倍二、传送带模型1.特点:传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到别的地方去.它涉及摩擦力的判断、运动状态的分析和运动学知识的运用.2.传送带的基本问题:(1)运动学问题:运动时间、痕迹问题、运动图象问题(运动学的角度分析);(2)动力学问题:物块速度和加速度、相对位移,运动时间(动力学角度分析);(3)功和能问题:做功,能量转化水平传送带模型(2)1、如图所示,水平传送带正在以v=4 m/s的速度匀速顺时针转动,质量为m=1 kg的某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,将该物块从传送带左端无初速度地轻放在传送带上(g取10 m/s2).(1)如果传送带长度L=4.5 m,求经过多长时间物块将到达传送带的右端;(2)如果传送带长度L=20 m,求经过多长时间物块将到达传送带的右端.2、如图所示,水平传送带两端相距x=8 m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.6,工件滑上A端时速度vA=10 m/s,设工件到达B端时的速度为vB。
高考物理复习题型专练—连接体问题、板块模型、传送带模型连接体问题、板块模型、传送带模型是经典的三种模型,是涉及多个物体发生相对运动的问题,分析这类问题要从受力分析和运动过程分析,分析每个物体的运动情况,由牛顿第二定律分析它们的加速度情况,有时还要结合能量和动量的观点解决问题。
例题1. (2022·全国·高考真题)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。
一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。
当两球运动至二者相距35L时,它们加速度的大小均为()A.58FmB.25FmC.38FmD.310Fm例题2.(多选)(2021·全国·高考真题)水平地面上有一质量为1m的长木板,木板的左端上有一质量为2m的物块,如图(a)所示。
用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t 的变化关系如图(b)所示,其中1F、2F分别为1t、2t时刻F的大小。
木板的加速度1a随时间t的变化关系如图(c)所示。
已知木板与地面间的动摩擦因数为1μ,物块与木板间的动摩擦因数为2μ,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。
则()A .111=F m g μB .2122211()()m m m F g m μμ+=-C .22112m m m μμ+>D .在20~t 时间段物块与木板加速度相等1、连接体问题(1)涉及滑轮的问题:若要求绳的拉力,一般都采用隔离法. (2)水平面上的连接体问题①这类问题一般是连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度.解题时,一般采用先整体后隔离的方法.①建立直角坐标系时要考虑矢量正交分解越少越好的原则或者正交分解力,或者正交分解加速度.(3)斜面体与物体组成的连接体问题:当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,一般采用隔离法分析(4)解题关键:正确地选取研究对象是解题的首要环节,弄清各物体之间哪些属于连接体,哪些物体应该单独分析,并分别确定它们的加速度,然后根据牛顿运动定律列方程求解 2.传送带模型分析处理传送带问题时需要特别注意两点:一 是对物体在初态时所受滑动摩擦力的方向的分析;二是对物体在达到传送带的速度时摩擦力的有无及方向的分析. (1)水平传送带模型(2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.3.滑板—滑块模型(1)模型特点涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动.(2)两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;反向运动时,位移之和等于板长.(3)解题思路(4)易失分点①不清楚滑块、滑板的受力情况,求不出各自的加速度.②不清楚物体间发生相对滑动的条件.(建议用时:30分钟)一、单选题1.(2023·河北·模拟预测)如图所示,位于倾角为θ的斜面上的物体B由跨过定滑轮的轻绳与物块A相连,从滑轮到A、B的两段绳都与斜面平行。
牛顿运动定律的应用1、 在光滑水平地面上有两个彼此接触的物体A 和B ,它们的质量分别为m 1和m 2,若用水平推力F 作用于A 物体,使A 、B 一起向前运动,求两物体间的相互作用力为多大?若将F 作用于B 物体,则A 、B 间的相互作用力又为多大?此类问题的一般思维方法是:一般两者加速度相同时可以看成整体,先以整体为研究对象求加速度,然后运用隔离法,选取其中一部分作为研究对象,通常分析受力较少的物体,求相互作用力。
结论:力是不能被传递的变1:若物体与地面间的动摩擦因数均为μ,若用水平推力F 作用于A 物体,使A 、B 一起向前加速运动,两物体间的相互作用力为多大?若将F 作用于B 物体,则A 、B 间的相互作用力又为多大?变2:若地面光滑,用水平推力向右F 1作用于A 物体,水平推力向左F 2作用于B 物体使A 、B 一起向右加速运动,两物体间的相互作用力为多大?变3:在光滑水平地面上有两个质量为m 1和m 2物体A 和B ,两者用轻绳连接,若用水平拉力F 作用于A 物体,使A 、B 一起向前运动,如图所示,求两物体间的拉力为多大?若将F 改为身左作用于B 物体,则A 、B 间的拉力又为多大?变4:物体AB 质量分别为m 1和m 2用轻弹簧连接,物体与地面间的动摩擦因数为μ若用水平拉力F 作用于A 物体,使A 、B 一起向前运动,弹簧劲度系数为K则弹簧伸长量为多少?例题2:如图所示,A 物体质量是1kg,放于光滑桌面上,在下列两种情况下,物体A 的加速度各是多大?(1)用拉力F=1N 的力拉绳子(2)在绳端挂一个质量0.1kg 的物体g=10m/s 2A B例1、如图所示,一质量为M=1kg物体置于向右匀加速运动的传送带上,传送带的加速度为a=2m/s2 物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,求物体受到的摩擦力。
变1:传送带以6m/s的速度向右匀速运动,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,M=1kg 的物体轻放于传送带上,求物体相对于传送带上滑行了多长的距离?(g=10m/s2)误区:认为物体刚放上运动的传送带就立即与皮带相对静止。
高中物理复习:连接体问题、板块模型、传送带模型考点一连接体问题[知能必备]1.连接体问题模型弹力连接、摩擦力连接、轻绳连接、轻杆连接、弹簧连接.2.解题方略:要充分利用“加速度相等”这一条件或题中特定条件,交替使用整体法与隔离法解题.可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度,后隔离求内力”.[典例剖析](多选)如图,三个质量均为1 kg的物体A、B、C叠放在水平桌面上,B、C用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接,A与B之间、B与C之间的接触面以及轻绳均与桌面平行,A与B之间、B与C之间以及C与桌面之间的动摩擦因数分别为0.4、0.2和0.1,重力加速度g取10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.用力F沿水平方向拉物体C,以下说法正确的是()A.拉力F小于11 N时,不能拉动CB.拉力F为17 N时,轻绳的拉力为4 NC.要使A、B保持相对静止,拉力F不能超过23 ND.A的加速度将随拉力F的增大而增大【思路点拨】解此题关键有两点:(1)利用整体法和隔离法选取研究对象,进行正确受力分析,注意摩擦因数的不同及摩擦力的大小和方向.(2)正确判断“相对滑动”的临界条件.解析:AC当C物体即将运动时,C物体水平方向受桌面给C的向右的摩擦力f桌,绳子向右的拉力T,B给C向右的摩擦力f BC,其中f桌=0.1(m A+m B+m C)g=3 N,f BC=0.2(m A +m B)=4 N,当即将滑动时应有F=f桌+f BC+T,T=f BC=4 N,可解得F=11 N,故A正确;因此B和C的加速度大小相等,在A和B即将发生相对滑动,对A受力分析可得,f AB=0.4m A g =m A a,对AB整体受力分析可得T-f BC=(m A+m B)a,对C物体受力分析可得F-T-f BC-f 桌=m C a ,联立解得F =23 N ,说明A 和B 发生相对滑动的临界力大小为F =23 N ,故C 正确;当F =17 N 时,A 和B 没有发生相对滑动,此时对AB 整体T -f BC =(m A +m B )a 1,对C 物体受力分析F -T -f BC -f 桌=m C a 1,联立解得T =8 N ,故B 错误;当拉力增大,A 和B 发生相对滑动时,则A 物体受到滑动摩擦力,加速度为a =0.4g =4 m/s 2,加速度不变,D 错误.[题组精练]1.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,有质量相等的两物块用轻绳连接,用沿斜面的力F =40 N 使两物块一起向上加速运动.则轻绳的拉力为( )A .10 NB .20 NC .30 ND .40 N解析:B 以两物块为研究对象,利用牛顿第二定律,有F -2mg sin 30°=2ma ,以靠下的物块为研究对象,设轻绳的拉力为F T ,根据牛顿第二定律,有F T -mg sin 30°=ma ,代入数据,解得F T =20 N ,ACD 错误,B 正确.2.(2021·苏州一模)如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 、2m和3m 的三个木块,其中质量为2m 和3m 的木块间用一不可伸长的水平轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为F T .现用水平拉力F 拉质量为3m 的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是( )A .质量为2m 的木块受到四个力的作用B .当F 逐渐增大到F T 时,轻绳刚好被拉断C .当F 逐渐增大到1.5F T 时,轻绳还不会被拉断D .轻绳刚要被拉断时,质量为m 和2m 的木块间的摩擦力为23F T 解析:C 质量为2m 的木块受五个力的作用,A 项错误;当绳的拉力为F T 时,对m 和2m 有F T =3ma ,此时对整体有F =6ma ,可得F =2F T ,故B 项错误,C 项正确;轻绳刚要被拉断时,质量为m 和2m 的木块间的摩擦力为13F T ,故D 项错误. 3.如图所示,一根不可伸长的轻绳一端系住小球,另一端固定在光滑直角斜劈顶端O 点,轻绳与斜面平行,斜劈底面水平.使小球和斜劈做下列运动,下面5种运动中,小球对斜面的压力可能为零的是( )①一起水平向左加速; ②一起水平向右加速;③一起竖直向上加速; ④一起竖直向下加速;⑤绕过O点的竖直轴一起匀速转动.A.①②③B.②③⑤C.②④⑤D.①③④解析:C①若一起水平向左加速,小球受合外力水平向左,斜面对小球的支持力的水平分力与绳子拉力的水平分力的合力水平向左,因此支持力不可能为零,①错误;②一起水平向右加速,当绳子拉力的竖直分量恰好等于重力时,斜面的支持力为零,绳子拉力的水平分力就是合外力,②正确;③一起竖直向上加速,绳子拉力与支持力的合力竖直向上,大于重力,绳子拉力不可能为零,因此支持力不可能为零,③错误;④一起竖直向下加速,当加速度等于g时,绳子拉力减小为零时,此时斜面的支持力也为零,④正确;⑤绕过O点的竖直轴一起匀速转动,合力指向转轴,当角速度足够大时,绳子拉力的竖直分量恰好等于重力时,斜面的支持力为零,⑤正确.考点二板块模型[知能必备]1.审题建模:求解时应先仔细审题,弄清楚题目的含义、分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况.2.求加速度:准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变).3.做好两分析[典例剖析](经典高考题)如图所示,质量相等的物块A和B叠放在水平地面上,左边缘对齐.A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ.先敲击A,A立即获得水平向右的初速度,在B 上滑动距离L后停下.接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:(1)A 被敲击后获得的初速度大小v A ;(2)在左边缘再次对齐的前、后,B 运动加速度的大小a B 、a B ′;(3)B 被敲击后获得的初速度大小v B .【解题策略】(1)读题审题:①A 与B 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ――→想到地面与B 间的摩擦力是A 与B 间的摩擦力的2倍②左边缘再次对齐时恰好相对静止――→想到B 与A 的位移差等于第一次A 的位移(2)情境转化:①敲击A 后―→A 做匀减速直线运动②敲击B 后―→B 做匀减速直线运动、A 做匀加速直线运动③A 、B 相对静止后―→A 、B 整体做匀减速直线运动解析:(1)由牛顿运动定律知,A 加速度的大小a A =μg由匀变速直线运动得2a A L =v 2A 解得v A =2μgL (2)设A 、B 的质量均为m对齐前,B 所受合外力大小F =3μmg由牛顿运动定律F =ma B ,得a B =3μg对齐后,A 、B 整体所受合外力大小F ′=2μmg由牛顿运动定律F ′=2ma B ′,得a B ′=μg(3)经过时间t ,A 、B 达到共同速度v ,位移分别为x A 、x B ,A 加速度的大小等于a A 则v =a A t ,v =v B -a B tx A =12a A t 2,x B =v B t -12a B t 2 且x B -x A =L解得v B =22μgL答案:(1)2μgL (2)3μg μg (3)22μgL解答“板块”问题时要注意:“一个转折、两个关联”(1)一个转折:即滑块与长木板达到相同的速度时或滑块离开长木板时的受力情况以及运动状态的变化为转折点.(2)两个关联:即发生转折前后滑块和长木板的受力情况以及滑块与长木板的位移之间的关联,必要时要通过作草图把握关系.当有外力作用在木板上的物块或木板上时,一般用动力学观点借助牛顿运动定律和运动学公式就能求解,做好两物体的受力分析和运动过程分析是解决此类问题的关键点和突破口.[题组精练]1.如图所示,静止在水平地面上的木板(厚度不计)质量为m1=1 kg,与地面间的动摩擦因数μ1=0.2,质量为m2=2 kg 且可看成质点的小物块与木板和地面间的动摩擦因数均为μ2=0.4,以v0=4 m/s的水平速度从左端滑上木板,经过t=0.6 s滑离木板,g取10 m/s2,以下说法正确的是() A.木板的长度为1.68 mB.小物块离开木板时,木板的速度为1.6 m/sC.小物块离开木板后,木板的加速度大小为2 m/s2,方向水平向右D.小物块离开木板后,木板与小物块将发生碰撞解析:D由于μ2m2g>μ1(m1+m2)g,对木板由牛顿第二定律得μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a1,解得a1=2 m/s2,即物块在木板上以a2=μ2g=4 m/s2向右减速滑行时,木板以a1=2 m/s2向右加速运动,在0.6 s时,物块的速度v2=1.6 m/s,木板的速度v1=1.2 m/s,B错误;物块滑离木板时,物块位移为x2=v0+v22t=1.68 m,木板位移x1=v12t=0.36 m,两者相对位移为x=x2-x1=1.32 m,即木板长度为1.32 m,A错误;物块离开木板后,木板做减速运动,加速度大小为a1′=2 m/s2,方向水平向左,C错误;分离后,在地面上物块会滑行x2′=v222a2=0.32m,木板会滑行x1′=v212a1′=0.36 m,所以两者会相碰,D正确.2.如图甲所示,一长方体木板B放在水平地面上,木板B的右端放置着一个小铁块A,在t=0时刻,同时突然给A、B初速度,其中A的初速度大小为v A=1 m/s,方向水平向左;B的初速度大小为v B=14 m/s,方向水平向右,木板B运动的vt图像如图乙所示.已知A、B的质量相等,A与B及B与地面之间均有摩擦(动摩擦因数不等),A与B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A始终没有滑出B,取重力加速度g=10 m/s2.(提示:t=3 s时刻,A、B达到共同速度v=2 m/s;3 s时刻至A停止运动前,A向右运动的速度始终大于B的速度)求:(1)小铁块A向左运动相对地面的最大位移;(2)B运动的时间及B运动的位移大小.解析:(1)由题图乙可知,0~3 s内A做匀变速运动,速度由v A=-1 m/s变为v=2 m/s则其加速度大小为a A =v -v A t 1=2-(-1)3m/s 2=1 m/s 2,方向水平向右. 当A 水平向左运动速度减为零时,向左运动的位移最大,则s =v 2A 2a A=0.5 m. (2)设A 与B 之间的动摩擦因数为μ1,由牛顿第二定律得μ1mg =ma A则μ1=a A g=0.1 由题图乙可知,0~3 s 内B 做匀减速运动,其速度由v B =14 m/s 变为v =2 m/s则其加速度大小为a B =v B -v t 1=14-23m/s 2=4 m/s 2 方向水平向左设B 与地面之间的动摩擦因数为μ2,由牛顿第二定律得μ1mg +2μ2mg =ma B则μ2=a B -μ1g 2g=0.15 3 s 之后,B 继续向右做匀减速运动,由牛顿第二定律得2μ2mg -μ1mg =ma B ′则B 的加速度大小为a B ′=2μ2g -μ1g =2 m/s 2方向水平向左3 s 之后运动的时间为t 2=v a B ′=22s =1 s 则B 运动的时间为t =t 1+t 2=4 s0~4 s 内B 的位移x B =v B +v 2t 1+v 2t 2=25 m ,方向水平向右. 答案:(1)0.5 m (2)4 s 25 m3.(2021·山东省泰安市高三检测)如图所示,水平面上有一长度为L 的平板B ,其左端放置一小物块A (可视为质点),A 和B 的质量均为m ,A 与B 之间、B 与水平面之间的动摩擦因数均为μ=0.50,开始时A 和B 都静止,用一个水平推力作用到平板B 上,使A 和B 恰好能保持相对静止一起向右匀加速运动.当位移为x 时,将原来的推力撤去并同时用另一水平推力作用到A 上,使A 保持原来的加速度继续匀加速运动,直到脱离平板.已知重力加速度为g .求:(1)平板B 的最大速度;(2)物块A 脱离平板时的速度大小v .解析:(1)设A 和B 一起做匀加速运动的加速度大小为a ,对A ,有μmg=ma解得a=0.5g将原推力撤去时平板B的速度最大,得v2m=2ax解得B的最大速度v m=gx(2)推力作用到A上之后,A保持匀加速运动,有x A=v m t+12at2v=v m+atv2-v2m=2ax A平板B做匀减速运动,有μ·2mg-μmg=ma′解得a′=0.5g讨论两种情况:(a)物块A脱离平板时平板未停下,则对B,有x B=v m t-12a′t2A、B的位移关系满足x A-x B=L联立可解得t=2L g代入数据可得A脱离平板时的速度v=gx+0.5gL此时B的速度满足v B=v m-a′t>0可解得相应的条件为L<2x(b)物块A脱离平板时平板停下,则对B,有v2m=2a′x BA、B的位移关系同样满足x A-x B=L解得A脱离平板时的速度v=2gx+gL相应的条件为L≥2x答案:(1)gx(2)见解析考点三传送带模型[知能必备]1.模型特征一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上运动的力学系统可看作“传送带”模型,如图(a)(b)(c)所示.2.解题关键(1)关注两个时刻①初始时刻:物体相对于传送带的速度或滑动方向决定了该时刻的摩擦力方向.②物体与传送带速度相等的时刻:摩擦力的大小、方向或性质(滑动摩擦力或静摩擦力)可能会发生突变.(2)注意过程分解①摩擦力突变点是加速度突变点,也是物体运动规律的突变点,列方程时要注意不同过程中物理量莫混淆.②摩擦力突变点对应的状态是前一过程的末状态,也是后一过程的初状态,这是两个过程的连接点.(3)物体在倾斜传送带上运动,物体与传送带速度相同后需比较tan θ与μ的大小关系:μ>tan θ,速度相等后一起匀速;μ<tan θ,速度相等后物体的加速度向下,根据v与a的方向关系即可判定运动情况.[典例剖析]如图所示,一水平传送带以4 m/s的速度逆时针传送,水平部分长L=6 m,其左端与一倾角为θ=30°的光滑斜面平滑相连,斜面足够长,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最右端,已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2.求物块从放到传送带上到第一次滑回传送带最远端所用的时间.【解题指导】解析:物块在传送带上,根据牛顿第二定律得,μmg=ma解得a =μg =2 m/s 2设经过时间t 1物块的速度与传送带的速度相同,则有:v =at 1,解得t 1=v a =42 s =2 s ; 经过的位移x 1=v 22a=4 m<6 m , 在传送带上匀速运动的时间t 2=L -x 1v =0.5 s物块在斜面上的加速度a ′=mg sin 30°m=5 m/s 2, 在斜面上的运动时间t 3=2v a ′=85s =1.6 s , 返回传送带在传送带上减速到零(即第一次滑回传送带最远端)的时间t 4=v a =42s =2 s 则t =t 1+t 2+t 3+t 4=6.1 s.答案:6.1 s传送带问题的分析技巧(1)理清物体与传送带间的相对运动方向及摩擦力方向是解决传送带问题的关键.(2)传送带问题还常常涉及临界问题,即物体与传送带达到相同速度,这时会出现摩擦力改变的临界状态,对这一临界状态进行分析往往是解题的突破口.[题组精练]1.如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行.初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v t 图像(以地面为参考系)如图乙所示.已知v 2>v 1,则( )A .t 2时刻,小物块离A 处的距离达到最大B .t 2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C .0~t 2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D .0~t 3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用解析:B 0~t 1时间内小物块向左做匀减速直线运动,t 1时刻小物块向左速度减为零,此时离A 处的距离达到最大,故A 错误;t 2时刻前小物块相对传送带向左运动,之后小物块相对传送带静止,t 2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大,故B 正确;0~t 2时间内小物块先减速,后反向加速,小物块受到大小不变,方向始终向右的摩擦力作用,故C 错误;t 2时刻小物块向右速度增加到与传送带相等,t 2时刻之后小物块与传送带保持相对静止随水平传送带一起匀速运动,摩擦力消失,故D 错误.2.(2021·湖北荆州二模)如图所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ=37°,传送带AB 足够长,传送皮带轮以大小为v =2 m/s 的恒定速率顺时针转动.一包货物以v 0=12 m/s 的初速度从A 端滑上倾斜传送带,若货物与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5,且可将货物视为质点.(g =10 m/s 2,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)求货物刚滑上传送带时加速度为多大?(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同?这时货物相对于地面运动了多远?(3)从货物滑上传送带开始计时,货物再次滑回A 端共用了多长时间?解析:(1)设货物刚滑上传送带时加速度为a 1,货物受力如图所示:根据牛顿第二定律得沿传送带方向:mg sin θ+F f =ma 1垂直传送带方向:mg cos θ=F N又F f =μF N由以上三式得:a 1=g (sin θ+μcos θ)=10×(0.6+0.5×0.8) m/s 2=10 m/s 2,方向沿传送带向下.(2)货物速度从v 0减至传送带速度v 所用时间设为t 1,位移设为x 1,则有:t 1=v -v 0-a 1=1 s ,x 1=v 0+v 2t 1=7 m. (3)当货物速度与传送带速度相等时,由于mg sin θ>μmg cos θ,此后货物所受摩擦力沿传送带向上,设货物加速度大小为a 2,则有mg sin θ-μmg cos θ=ma 2,得:a 2=g (sin θ-μcos θ)=2 m/s 2,方向沿传送带向下.设货物再经时间t 2,速度减为零,则t 2=0-v -a 2=1 s 货物沿传送带向上滑的位移x 2=v +02t 2=1 m 则货物上滑的总距离为x =x 1+x 2=8 m.货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑,下滑加速度大小等于a 2.设下滑时间为t 3,则x =12a 2t 23,代入解得t 3=2 2 s. 所以货物从A 端滑上传送带到再次滑回A 端的总时间为t =t 1+t 2+t 3=(2+22) s. 答案:(1)10 m/s 2,方向沿传送带向下 (2)1 s 7 m (3)(2+22) s3. (2021·安徽省马鞍山市高三下学期二模)有一水平足够长的传送带,以3 m/s 的速度沿顺时针方向匀速运转,传送带右端与倾角为37°的粗糙固定斜面底端B 平滑连接,一质量为1 kg 的小滑块从斜面上A 点由静止释放,经过一段时间后,最终停在传送带与斜面的连接处.小滑块与斜面、传送带之间的动摩擦因数均为0.5,A 、B 间距离为4 m .重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)小滑块从释放到第一次到达B 点经历的时间;(2)小滑块第三次通过B 点的速度大小;(3)从释放到最终停止,小滑块运动的总路程.解析:(1)小滑块从A 点由静止释放向下运动mg sin θ-μmg cos θ=ma 1得a 1=2 m/s 2s AB =12a 1t 21得t 1=2 s(2)小滑块第一次滑上传送带的速度为v =a 1t 1=4 m/s此后先向左匀减速,而后向右匀加速,v =4 m/s>v 0=3 m/s ,当滑块和传送带速度相同时开始匀速,所以滑块返回B 点时速度为v 0=3 m/s滑块沿斜面向上运动的加速度为ma 2=mg sin θ+μmg cos θ解得a 2=10 m/s 2滑块第一次以初速度v 0冲上斜面后上升的最大距离x 1,滑块第三次到B 时速度为v 1,则v 20=2a 2x 1v 21=2a 1x 1联立得v 1=v 0 15=355m/s (3)滑块第一次以v 滑上传送带,向左运动的位移为s 1=v 22μg=1.6 m 滑块第二次以初速度v 1滑上传送带,由于v 1<v 0,滑块从传送带上返回B 点时速度大小仍为v 1,由第(2)问的分析知,此后滑块每次滑下斜面的速度大小是滑上斜面速度的 15 v 1=v 015 v 2=v 0⎝⎛⎭⎫152 v 3=v 0⎝⎛⎭⎫153 ……滑块第一次滑上斜面之后在斜面上的总路程s 2=2v 202a 2+2v 212a 2+2v 222a 2+… 联立可得s 2=1.125 m滑块第三次滑上传送带之后在传送带上的总路程s 3=2v 212μg +2v 222μg +2v 232μg+… 联立可得s 3=0.45 m小滑块运动的总路程s 总=s AB +2s 1+s 2+s 3=8.775 m答案:(1)2 s (2)355m/s (3)8.775 m 限时规范训练(三) 连接体问题、板块模型、传送带模型建议用时60分钟,实际用时________一、单项选择题 1.如图所示,质量分别为3 kg 、5 kg 的P 、Q 两滑块,用轻弹簧连接后置于光滑水平地面上.现用大小F =8 N 的水平拉力拉Q ,使P 、Q 一起向右做匀加速直线运动.则此过程中弹簧的弹力大小为( )A .3 NB .4 NC .5 ND .8 N解析:A 对PQ 的整体,由牛顿第二定律F =(m P +m Q )a ,对P ,T =m P a, 解得T =3 N ,故选项A 正确.2.(2021·山东省聊城市高三下学期模拟)车厢中用细线悬挂小球,通过细线的倾斜程度来检测车辆在行进过程中的加速度.如图所示,质量相同的两个光滑小球通过轻质细线分别系于车的顶部,左侧小球与车厢左侧壁接触,两细线与竖直方向的夹角相同,拉力大小分别为T 1和T 2.下列说法正确的是( )A .车可能正在向左做加速运动B .两细线的拉力T 1=T 2C .当汽车加速度增大时,T 1变小D .当汽车加速度减小时,T 2增大解析:B 对右边小球进行受力分析,沿细线方向斜右上方的拉力,和竖直向下的重力.设细线与竖直方向夹角为θ,根据牛顿第二定律有ma =mg tan θ,T 2=mg cos θ,加速度水平向右,可以判断小车可能向右加速,或者向左减速,故A 错误;同理,对左边小球受力分析,可得ma =F N -T 1sin θ,T 1=mg cos θ,联立可得T 1=T 2,故B 正确;根据上面选项的分析,可知当汽车加速度增大时, T 1不变,故C 错误;根据上面选项的分析,可知当汽车加速度减小时,小球2的细线的夹角变小,T 2变小.故D 错误.3.如图所示,在平直公路上行驶的厢式货车内,用轻绳AO 、BO 在O 点悬挂质量为5 kg 的重物,轻绳AO 、BO 与车顶部夹角分别为30°、60°.在汽车加速行驶过程中,为保持重物悬挂在O 点位置不动,重力加速度为g ,厢式货车的最大加速度( )A.g 2B .3g 3 C.3g 2 D .3g解析:B 对小球受力分析可得F A sin 30°+F B sin 60°=mg ,F B cos 60°-F A cos 30°=ma ,联立解得12·⎝⎛⎭⎫233mg -33F A -32F A =ma ,整理得33mg -233F A =ma ,当F A =0时,a 取得最大值a =33g .故选B 项. 4.如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v 1=2 m/s 沿顺时针方向转动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定速度v 2=5 m/s 沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,速率为v 2′,物体与传送带间的动摩擦因数为0.2,则下列说法正确的是( )A .返回光滑水平面时的速率为v 2′=2 m/sB .返回光滑水平面时的速率为v 2′=5 m/sC .返回光滑水平面的时间为t =3.5 sD .传送带对物体的摩擦力先向右再向左解析:A 因为传送带足够长,且顺时针转动,又因为v 1<v 2,则物体会先向左减速直到速度为0,再向右加速,最后匀速,则物体返回光滑水平面时的速率为v 2′=2 m/s ,故A 正确,B 错误;由牛顿第二定律得a =f m =μmg m =μg =2 m/s 2,则物体减速的时间为t 1=v 2a=2.5 s ,物体减速的位移为x 1=12at 21=6.25 m ,物体反向加速的时间为t 2=v 1a=1 s ,反向加速的位移为x 2=12at 22=1 m ,物体匀速的时间为t 3=x 1-x 2v 1=2.625 s ,故物体返回光滑水平面的时间为t =t 1+t 2+t 3=6.125 s ,故C 错误;由于物体是先向左减速,后反向加速,最后匀速返回,所以传送带对物体的摩擦力先向右后为0,故D 错误.5.质量为1 kg 的木板B 静止在水平面上,可视为质点的物块A 从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示.A 和B 经过1 s 达到同一速度,之后共同减速直至静止,A 和B 运动的v t 图像如图乙所示,取g =10 m/s 2,则物块A 的质量为( )A .1 kgB .2 kgC .3 kgD .6 kg解析:C 由图像可知,物块在0~1 s 内的加速度大小为a 1=2 m/s 2,以物块为研究对象,由牛顿第二定律得μ1mg =ma 1,解得:μ1=0.2,木板在0~1 s 内的加速度大小为a 2=2 m/s 2,在1 s ~3 s 内物块与木板相对静止,一起做匀减速运动,加速度大小为a 3=1 m/s 2,AB 同速后整体为研究对象,由牛顿第二定律得:μ2(M +m )g =(M +m )a 3,解得:μ2=0.1,再以B 为研究对象,在0~1 s 内水平方向受到两个滑动摩擦力,由牛顿第二定律得:μ1mg -μ2(M +m )g =Ma 2代入数据解得A 的质量m =3 kg.6.用货车运输规格相同的两层水泥板,底层水泥板固定在车厢内,为防止货车在刹车时上层水泥板撞上驾驶室,上层水泥板按如图所示方式放置在底层水泥板上.货车以3 m/s 2的加速度启动,然后以12 m/s 匀速行驶,遇紧急情况后以8 m/s 2的加速度刹车至停止.已知每块水泥板的质量为250 kg ,水泥板间的动摩擦因数为0.75,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g =10 m/s 2,则( )A .启动时上层水泥板所受摩擦力大小为1875 NB .刹车时上层水泥板所受摩擦力大小为2000 NC .货车在刹车过程中行驶的距离为9 mD .货车停止时上层水泥板相对底层水泥板滑动的距离为0.6 m解析:C 摩擦力提供给水泥板最大的加速度为a ′=μg =7.5 m/s 2启动时,加速度小于最大加速度,上层水泥板所受摩擦力为静摩擦力,大小为f =ma =250×3 N =750 N ,A 错误;刹车时,加速度大于最大加速度,上层水泥板所受摩擦力为滑动摩擦力,其大小为f =μmg=1875 N ,B 错误;货车在刹车过程中行驶的距离为s =v 22a=9 m ,C 正确;货车停止时间为t =v a =1.5 s ,该时间内,上层水泥板滑动的距离为s ′=v t -12μgt 2=18-8.4375=9.5625 m ,货车停止时上层水泥板相对底层水泥板滑动的距离为Δs =s ′-s =0.5625 m ,D 错误.7.(2021·山东济宁高三检测)如图所示,三个物体A 、B 和C 的质量分别为2m 、m 和m ,A 、B 叠放在水平桌面上,A 通过跨过光滑定滑轮的轻绳与C 相连,定滑轮左端的轻绳与桌面平行,A 、B 间的动摩擦因数为μ(μ<1),B 与桌面间的动摩擦因数为μ3,A 、B 、桌面之间的最大静摩擦力等于相对应的滑动摩擦力,重力加速度为g ,下列说法正确的是( )A .三个物体A 、B 、C 均保持静止B .轻绳对定滑轮的作用力大小为2mgC .若A 、B 之间发生相对滑动,则需满足μ<0.2D .若A 、B 之间未发生相对滑动,则A 受到的摩擦力大小为1+2μ3mg 解析:C 物块A 与B 之间的最大静摩擦力f 1=2μmg ,物块B 与桌面间的最大静摩擦力f 2=3mg ×μ3=μmg ,显然f 2<f 1,由于μ<1,即μmg <mg ,物块B 一定与桌面间发生相对滑动,A 错误;由于物块C 加速下降,绳子拉力T <mg ,因此轻绳对定滑轮的作用力大小F =2T <2mg ,B 错误;若A 与B 间恰好将发生相对滑动时,A 与B 的加速度恰好相等,此时对物块B :f 1-f 2=ma ,对A 、B 整体:T -f 2=3ma ,对物块C: mg -T =ma ,解得μ=0.2,因此若A 、B 之间发生相对滑动,则需满足μ<0.2,C 正确;若A 、B 之间未发生相对滑动,则对整体mg -f 2=4ma ,对物块B :f -f 2=ma ,可得A 受到的摩擦力大小f =1+3μ4mg ,D 错误. 8.(2021·湖北省八市高三下学期3月联考)如图所示,传送带以10 m/s 的速度逆时针匀速转动,两侧的传送带长都是16 m ,且与水平方向的夹角均为37°.现有两个滑块A 、B (可视为质点)从传送带顶端同时由静止滑下,已知滑块A 、B 的质量均为1 kg ,与传送带间动摩擦因数均为0.5,取重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.下列说法正确的是( )A .滑块A 先做匀加速运动后做匀速运动B .滑块A 、B 同时到达传送带底端C .滑块A 、B 到达传送带底端时的速度大小相等D .滑块A 在传送带上的划痕长度为5 m解析:D 两滑块都以10 m/s 的初速度沿传送带下滑,且mg sin 37°>μmg cos 37°,故传送带对两滑块的滑动摩擦力均沿斜面向上,大小也相等,故两滑块沿斜面向下的加速度大小相同,为a =g sin 37°+μg cos 37°=10 m/s 2,滑块A 先加速,加速到传送带速度所需位移为x 1=v 202a =5 m<16 m ,所需时间为t 1=v 0a=1 s ,加速到传送带速度后,由于mg sin 37°>μmg cos 37°,故不能和传送带保持相对静止,摩擦力反向,之后加速度为a ′=g sin 37°-μg cos 37°=2 m/s 2,加速到传送带底端L -x 1=v 0t 2+12a ′t 22,解得时间t 2=1 s ,到达底端共用时t =t 1+t 2=2 s ,B 滑块一直以加速度a ′加速至传送带底端L =12a ′t ′2,解得t ′=4 s ,AB 错误;A 到达底端时的速度为v A =v 0+a ′t 2=10 m/s +2×1 m/s =12 m/s ,B 到达底端时的速度为v B =a ′t ′=2×4 m/s =8 m/s ,C 错误;加速到传送带速度之时的相对位移为Δx 1=v 0t 1-x 1=10×1 m -5 m =5 m ,加速到传送带速度以后,相对位移为Δx 2=11-v 0t 2=1 m ,滑块比传送带速度快,会覆盖之前的划痕,滑块A 在传送带上的划痕长度为5 m ,D 正确.二、多项选择题9.如图甲所示,一水平传送带沿顺时针方向旋转,在传送带左端A 处轻放一可视为质点的小物块,小物块从A 端到B 端的速度—时间变化规律如图乙所示,t =6 s 时恰好到达B 点,重力加速度g 取10 m/s 2,则( )。
专题3.5 动力学中的三类模型:连接体模型—叠加体模型—传送带模型连接体模型1.连接体的分类根据两物体之间相互连接的媒介不同,常见的连接体可以分为三大类。
(1)绳(杆)连接:两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起;(2)弹簧连接:两个物体通过弹簧的作用连接在一起;(3)接触连接:两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。
2.连接体的运动特点轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。
轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比。
轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速率不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
特别提醒(1)“轻”——质量和重力均不计。
(2)在任何情况下,绳中张力的大小相等,绳、杆和弹簧两端受到的弹力大小也相等。
3.连接体问题的分析方法(1)分析方法:整体法和隔离法。
(2)选用整体法和隔离法的策略:①当各物体的运动状态相同时,宜选用整体法;当各物体的运动状态不同时,宜选用隔离法;②对较复杂的问题,通常需要多次选取研究对象,交替应用整体法与隔离法才能求解。
【典例1】如图所示,有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连,并在拉力F作用下沿斜面向上运动,轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。
当拉力F一定时,Q受到绳的拉力( )A.与斜面倾角θ有关B.与动摩擦因数有关C.与系统运动状态有关D.仅与两物块质量有关 【答案】D方法提炼绳、杆连接体―→ 受力分析求加速度:整体法求绳、杆作用力:隔离法―→加速度―→讨论计算相关问题【典例2】 如图所示,一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后,两端分别悬挂质量为m 1和m 2的物体A 和B 。
若滑轮有一定大小,质量为m 且分布均匀,滑轮转动时与绳之间无相对滑动,不计滑轮与轴之间的摩擦。
设细绳对A 和B 的拉力大小分别为F 1和F2,已知下列四个关于F 1的表达式中有一个是正确的,请你根据所学的物理知识,通过一定的分析,判断正确的表达式是( )A. F 1=m +2m 2m 1g m +m 1+m 2 B. F 1=m +2m 1m 1g m +m 1+m 2 C. F 1=m +4m 2m 1g m +m 1+m 2 D. F 1=m +4m 1m2gm +m 1+m 2【答案】 C【解析】 设滑轮的质量为零,即看成轻滑轮,若物体B 的质量较大,由整体法可得加速度a =m 2-m 1gm 1+m 2,隔离物体A ,据牛顿第二定律可得F 1=2m 1m 2m 1+m 2g , 将m =0代入四个选项,可得选项C 是正确,故选C 。
牛顿运动定律的应用
1、 在光滑水平地面上有两个彼此接触的物体A 和B ,它们的质量分别为m 1和m 2,若用水
平推力F 作用于A 物体,使A 、B 一起向前运动,求两物体间的相互作用力为多大?若将F 作用于B 物体,则A 、B 间的相互作用力又为多大?
此类问题的一般思维方法是:一般两者加速度相同时可以看成整体,先以整体为研究对
象求加速度,然后运用隔离法,选取其中一部
分作为研究对象,通常分析受力较少的物体,求相互作用力。
结论:力是不能被传递的
变1:若物体与地面间的动摩擦因数均为μ,若用水平推力F 作用于A 物体,使A 、B 一起向前加速运动,两物体间的相互作用力为多大?若将F 作用于B 物体,则A 、B 间的相互作用力又为多大?
变2:若地面光滑,用水平推力向右F 1作用于A 物体,水平推力向左F 2作用于B 物体使A 、B 一起向右加速运动,两物体间的相互作用力为多大?
变3:在光滑水平地面上有两个质量为m 1和m 2物体A 和B ,两者用轻绳连接,若用水平拉力F 作用于A 物体,使A 、B 一起向前运动,如图所示,求两物体间的拉力为多大?若将F 改为身左作用于B 物体,则A 、B 间的拉力又为多大?
变4:物体AB 质量分别为m 1和m 2用轻弹簧连接,物体与地面间的动摩擦因数为
μ若用水平拉力F 作用于A 物体,使A 、B 一起向前运动,弹簧劲度系数为K
则弹簧伸长量为多少?
例题2:如图所示,A 物体质
量是1kg,放于光滑桌面上,
在下列两种情况下,物体A 的
加速度各是多大?(1)用拉
力
F=1N 的力拉绳子(2)在绳
端挂一个质量0.1kg 的物体g=10m/s 2
A B
例1、如图所示,一质量为M=1kg物体置于向右匀加速运动的传送带上,传送带的加速度为a=2m/s2 物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,求物体受到的摩擦力。
变1:传送带以6m/s的速度向右匀速运动,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,M=1kg 的物体轻放于传送带上,求物体相对于传送带上滑行了多长的距离?(g=10m/s2)
误区:认为物体刚放上运动的传送带就立即与皮带相对静止。
变2:长为15m传送带以6m/s的速度向右匀速运动,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,M=1kg的物体轻放于传送带左端上,求物体运动到传送带右端用多长时间(g=10m/s2)误区:皮带传送物体均靠静摩擦力。
变3:足够长的传送带以6m/s的速度向右运动,一个的物体,质量为M=1kg以4m/s的初速度向左滑动,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,求物体经过多长时间与传送带速度相同,在这个过程中物体相对于传送带滑动了多长的距离?误区:认为滑动摩擦力与相对速度有关。
提高训练:如图所示,传送带与地面的夹角θ=37o,AB之间的长度L=16m,传送带以速率v=10m/s逆时针转动,传送带上A端无初速度地放上一个质量为
m=0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A运动到B需要多长时间?(g=10m/s2)答案t=2s
变:传送带以相同的速度顺时针转动如何?。