牛顿运动定律的应用.doc

牛顿运动定律的应用(二)考点一动力学中的图象问题例1如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4 m锁定t0时解除锁定释放滑块计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t0时的速度图线的切线，已知滑块质量m2.0 kg，取g10 m/s2.求： (1)滑块与地面间的动摩擦因数；(2)弹簧的劲度系数训练1固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图2所示，取重力加速度g10 m/s2.求：(1)小环的质量m；(2)细杆与地面间的倾角.例2.中央电视台推出了一个游戏节目推矿泉水瓶选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败其简化模型如图3所示，AC是长度为L15 m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域已知BC长度为L21 m，瓶子质量为m0.5 kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数0.4.某选手作用在瓶子上的水平推力F20 N，瓶子沿AC做直线运动，(g取10 m/s2)假设瓶子可视为质点，那么该选手要想游戏获得成功，试问：(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少？(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少？训练2有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处，然后由静止释放可以认为座椅沿轨道做自由落体运动，2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面(取g10 m/s2)问：(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少？(3)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？例3某电视台娱乐节目在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动比赛规则是：如图甲所示向滑动行驶的小车上搬放砖块，且每次只能将一块砖无初速度(相对地面)地放到车上，车停止时立即停止搬放，以车上砖块多少决定胜负已知每块砖的质量m0.8 kg，小车的上表面光滑且足够长，比赛过程中车始终受到恒定牵引力F20 N的作用，未放砖块时车以v03 m/s的速度匀速前进获得冠军的家庭上场比赛时每隔T0.8 s搬放一块砖，从放上第一块砖开始计时，图中仅画出了00.8 s内车运动的vt图象，如图乙所示，g取10 m/s2.求：(1)小车的质量及车与地面间的动摩擦因数；(2)车停止时，车上放有多少块砖训练3如图所示，在光滑的水平面上停放着小车B，车上左端有一小物体A，A和B之间的接触面前一段光滑，后一段粗糙，且后一段的动摩擦因数0.4，小车长L2 m，A的质量mA1 kg，B的质量mB4 kg.现用12 N的水平力F向左拉动小车，当A到达B的最右端时，两者速度恰好相等，求A和B间光滑部分的长度(g取10 m/s2)例4如图所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B，以速度v130 m/s进入向下倾斜的直车道车道每100 m 下降2 m为了使汽车速度在x200 m的距离内减到v210 m/s，驾驶员必须刹车假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的70%作用于拖车B,30%作用于汽车A.已知A的质量m12 000 kg，B的质量m26 000 kg.求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力(重力加速度g取10 m/s2)训练4一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图7所示设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g10m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a1 m/s2上升时，试求：(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力1如图甲所示，倾角为30的足够长的光滑斜面上，有一质量m0.8 kg的物体受到平行斜面向上的力F作用，其大小F随时间t变化的规律如图乙所示，t0时刻物体的速度为零，重力加速度g10 m/s2.下列说法中正确的是 ()A01 s时间内物体的加速度最大B第2 s末物体的速度不为零C23 s时间内物体向下做匀加速直线运动D第3 s末物体回到了原来的出发点B组多过程问题2如图所示为一足够长斜面，其倾角为37，一质量m10 kg物体，在斜面底部受到一个沿斜面向上的F100 N的力作用由静止开始运动，物体在2 s内位移为4 m,2 s末撤去力F，(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)从撤掉力F开始1.5 s末物体的速度v；(3)从静止开始3.5 s内物体的位移和路程3.如图10所示，车厢B底面放一个物体A，已知它们的质量mA20 kg，mB30 kg，在水平力F120 N作用下，B由静止开始运动，2 s内移动5 m，假设车厢足够长，不计地面与B间的摩擦，求在这段 时间内A在B内移动的距离4. 如图所示，质量为mA、mB的两个物体A和B，用跨过定滑轮的细绳相连用力把B压在水平桌面上，使A离地面的高度为H，且桌面上方细绳与桌面平行现撤去压B的外力，使A、B从静止开始运动，A着地后不反弹，在运动过程中B始终碰不到滑轮B与水平桌面间的动摩擦因数为，不计滑轮与轴间、绳子的摩擦，不计空气阻力及细绳1物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别为MA、MB，与水平面间的动摩擦因数分别为A、B，平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B，测得加速度a与拉力F的关系图象如图中A、B所示，则()AAB BAMB DMAFb， 则a对b的作用力 ( )A必为推力 B必为拉力 C可能为推力，也可能为拉力 D不可能为零8如图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体到传送带左端的距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v1v2)，绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是 ()AF1F2 BF1F2 Ct1一定大于t2 Dt1可能等于t29如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一竖直挡板挡住现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法正确的是 ()A若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD若F增大，斜面对球的弹力仍然保持不变10如图所示，有一长度x1 m，质量M10 kg的平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m4 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数0.25，要使物块在2 s末运动到小车的另一端，那么作用在物块上的水平力F是多少？11如图甲所示，表演“顶杆”杂技时，一人站在地上(称为“底人”)，肩上竖直扛着一个质量为m5 kg的竹竿，一个质量为M40 kg的演员(可视为质点)在竿顶端从静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到竿底端时速度正好为零为了研究该杂技的力学性质，研究人员在竿底部和“底人”肩膀之间安装一个力传感器，演员从竿顶端下滑的整个过程中，竿对传感器竖直向下压力大小随时间变化的关系如图乙所示根据题中所给条件和图象中有关信息，重力加速度大小为g10 m/s2.求：(1)演员在竿上匀加速下滑和匀减速下滑的过程中，竿受到的摩擦力大小；(2)竿的长度10传送带以恒定速度v4 m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角37.现将质量m2 kg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F20 N拉小物品，经过一段时间物品被拉到离地面高为H1.8 m的平台上，如图所示已知物品与传送带之间的动摩擦因数0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，已知sin 370.6，cos 370.8.问： (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，求物品还需多少时间离开传送带？11如图甲所示，质量为m1 kg的物体置于倾角为37的固定斜面上(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t11 s时撤去拉力，物体运动的部分vt图象如图乙所示，取g10 m/s2.试求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小；t6 s时物体的速度，并在图乙上将t6 s内物体运动的vt图象补画完整，要求标明有关数据 甲乙6