學法巧手指-專題復習牛頓運動定律

學法巧手指----專題復習（二）牛頓運動定律1.連接體中牛頓運動定律的應用例題1.如圖1所示，一輛汽車拉著裝有集裝箱的拖車，以速度進入向下傾斜的直軌道，車道每下降。為了使汽車的速度在的距離內減到，駕駛員必須剎車。假設剎車時地面的摩擦阻力是恒力，且該阻力的作用在拖車上，作用在汽車上。已知汽車的質量，而拖車的質量。試求汽車和拖車的連接處沿運動方向上的相互作用力。解析:汽車沿傾斜軌道做勻減速運動，用表示加速度大小，則有若用表示剎車時的阻力，根據牛頓第二定律得式中的設剎車過程中地面作用于汽車的阻力為，據題意得其方向與汽車前進方向相反。設拖車作用于汽車的力為，其方向與汽車前進方向相同，以汽車為研究對象，由牛頓第二定律得解以上幾式，得代入數據，得命題解讀：本題考查了連接體中牛頓運動定律的應用問題，考查了整體法和隔離法的應用，考查了運動學知識，同時也考查了運用所給信息解決問題的能力。求解時一定要注意運動過程與規(guī)律的對應關系。2.有關皮帶的傳動問題⑴水平傳送帶上質點的運動問題例題2.一水平的淺色傳送帶上放置一煤塊（可視為質點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數為。初始時，傳送帶和煤塊都是靜止的，現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度開始運動，當其速度達到后，便以此速度做勻速運動。經過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對與傳送帶不再滑動。試求此黑色痕跡的長度。解析：根據“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對滑動，煤塊的加速度小于傳送帶的加速度，由牛頓第二定律得煤塊的加速度為設經過時間傳送帶由靜止開始加速到速度等于，煤塊則由靜止加速到，則，由于＜，故＜，煤塊繼續(xù)受到滑動摩擦力的作用，再經過時間煤塊的速度由增加到，則此后，煤塊與傳送帶運動速度相同，相對與傳送帶不再滑動，不再產生新的痕跡。設煤塊的速度由增加到的整個過程中，傳送帶和煤塊移動的距離分別為所以，傳送帶上留下的黑色痕跡的長度為整理以上各式，得命題解讀：水平傳送帶上的質點是靠傳送帶對其產生的滑動摩擦力使其加速的；和以往做過的傳送帶問題相比，本題中的傳送帶是加速運動的，這也是本題的最大特點；另外，在煤塊與傳送帶相對滑動的過程中，煤塊的運動分為兩個階段，即先加速后勻速，不要忽視了第二個階段而導致錯解。⑵傾斜傳送帶上質點的運動問題例題3.如圖2所示，傳送帶與地面的夾角，從的距離，傳送帶以的速率逆時針轉動。在傳送帶上端無初速地放一質量的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數。試求物體從運動到所需的時間？（）解析:剛把物體放到傳送帶時，由于傳送帶逆時針轉動，所以物體所受的滑動摩擦力是沿傳送帶斜面向下的，如圖3中的位置1所示，由牛頓第二定律得此時物體運動的加速度為設經過時間物體的速度達到傳送帶的速度，則所以設在此段時間內，物體沿傳送帶方向發(fā)生的位移大小為，則所以顯然＜，即物體的速度達到傳送帶的速度時，還沒有下滑到端，但由于＜所以，從此以后物體的受力情況如圖3中的位置2所示，由牛頓第二定律得物體運動的加速度變?yōu)橐簿褪钦f，第二階段物體將沿傳送帶的斜面以的加速度做勻加速運動，設運動時間為，則將數據代入上式，整理得解得（負值已設去）所以物體從運動到所需的時間為命題解讀：此物體剛放到傳送帶上時，所受的沿斜面向下的滑動摩擦力和重力分力的的合力使物體加速，待達到傳送帶的速度后，由于＞，即＜，故物體以后的狀態(tài)并不是與斜面保持相對靜止，而是沿斜面繼續(xù)做勻加速運動，直至達到斜面的末端。所以，解題的關鍵在于分析清楚斜面上物體的受力情況，物塊沿傳送帶做加速、減速還是勻速運動，并不是由傳送帶的運動方向就能決定的，而是由其受力情況決定！對應訓練.如圖4所示，一傾斜傳送帶與水平面呈夾角，現(xiàn)將質量為的物體輕輕放到其頂端，下列說法中不正確的是.若傳送帶逆時針轉動，則物體沿傳送帶一定是先加速后勻速.若傳送帶逆時針轉動，則物體沿傳送帶一直做勻加速運動.若傳送帶順時針轉動，則物體一定被傳送帶“帶向右邊”,并脫離傳送帶.不論傳送帶逆時針還是順時針轉動，物體一定是沿傳送帶的斜面向下滑動解析:物體被輕輕放到傳送帶上后，是沿傳送帶下滑還是被“帶向右邊”，是加速還是勻速，并非是由傳送帶的運轉方向決定，而是由其受力情況決定。當傳送帶逆時針轉動時，開始時物體所受的滑動摩擦力方向一定是沿斜面向下的，所以物體一定沿傳送帶向下加速，根據上面例題的分析，可能一直加速到底，也可能先加速后勻速（=），但一定不會出現(xiàn)先加速后減速（想想為什么？），選項、都錯；若傳送帶順時針轉動，則剛剛把物體放到傳送帶的上端時，雖然物體所受傳送帶的滑動摩擦力是沿斜面向上的，但至于物體向哪運動，要看重力分力大小和滑動摩擦力的大小關系，只有當重力的分力小于滑動摩擦力大小時才會出現(xiàn)選項所說的情況，所以也是錯誤的；從以上的分析可以看出，選項也是錯誤的。故，答案選。命題解讀：本題容易錯選選項，其原因僅僅是憑感覺，而沒有從受力分析的角度去分析和判斷。3.臨界問題中牛頓運動定律的應用例題4.如圖5所示，一質量的木箱放于質量的平板車的后部，木箱到駕駛室的距離，已知木箱與木板間的動摩擦因數，平板車運動過程中所受的阻力是車和箱總重的倍。平板車以的恒定速率行使，突然駕駛員剎車，使車做勻減速運動，為了不讓木箱撞擊駕駛室，試求：⑴從剎車開始到平板車完全停止至少要經過多長時間？⑵駕駛員剎車時的制動力不能超過多少？解析:設從平板車剎車開始到停止，車的位移為，木箱的位移為，要使木箱不撞擊駕駛室，必須有≤設剎車后平板車和木箱的加速度大小分別為和，則由勻變速運動規(guī)律得解以上幾個式子，得≤≥即，從剎車開始到平板車完全停止至少要經過。⑵設剎車的制動力為，以平板車為研究對象，由牛頓第二定律得將代入上式，得及，剎車時的制動力不能超過。命題解讀：本題中，平板車沙車的加速度越小，木箱越不容易撞擊駕駛室，所以存在剎車加速度等于一個特定的數值時，木箱恰好不撞擊駕駛室的情況。在分析剎車后平板車的受力情況時一定不要漏掉了木箱對它產生的摩擦力。4.特色題----機械加工中牛頓運動定律的應用例題5.如6所示，用半徑的電動砂輪在長鐵板的上表面開一道淺槽。鐵板的長度、質量。已知砂輪與鐵板、鐵板與工作臺面之間的動摩擦因數分別為和。鐵板的一端放在放入工作臺的砂輪下，工作時砂輪對鐵板產生恒定的豎直向下的壓力，在砂輪的摩擦力作用下，鐵板從靜止開始向前運動并被開槽。已知砂輪轉動的角速度恒為，則⑴通過分析計算，說明鐵板將如何運動？⑵加工一塊鐵板需要多長時間？解析：⑴開始時砂輪對鐵板產生的摩擦力為滑動摩擦力，大小為工作臺面對鐵板的摩擦力大小為由牛頓第二定律得鐵板開始做勻加速運動的加速度大小為鐵板所達到的最大速度為在這一過程中，鐵板的位移為顯然，＜，鐵板還要繼續(xù)向前運動，且砂輪作用在鐵板上的摩擦力從此以后將變?yōu)殪o摩擦力，并且此靜摩擦力變得與相等。故，鐵板先做加速度為的勻加速直線運動，然后以的速度做勻速直線運動，