2013高考物理 考點(diǎn)訓(xùn)練例題精析 專(zhuān)題03 牛頓運(yùn)動(dòng)定律總結(jié)
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1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律總結(jié) (一)牛頓第一定律(即慣性定律) 一切物體總保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。 (1)理解要點(diǎn): ①運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性,物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。 ②它定性地揭示了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,是使物體產(chǎn)生加速度的原因。 ③第一定律是牛頓以伽俐略的理想斜面實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),總結(jié)前人的研究成果加以豐富的想象而提出來(lái)的;定律成立的條件是物體不受外力,不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。 ④牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ),不能認(rèn)為它是牛頓第二定律合外力為零時(shí)的特例,第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)
2、的關(guān)系,第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。 (2)慣性:物體保持原來(lái)的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性。 ①慣性是物體的固有屬性,與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。 ②質(zhì)量是物體慣性大小的量度。 ③由牛頓第二定律定義的慣性質(zhì)量m=F/a和由萬(wàn)有引力定律定義的引力質(zhì)量嚴(yán)格相等。 ④慣性不是力,慣性是物體具有的保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)、力是物體對(duì)物體的作用,慣性和力是兩個(gè)不同的概念。 (二)牛頓第二定律 1. 定律內(nèi)容 物體的加速度a跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量m成反比。 2. 公式:
3、理解要點(diǎn): ①因果性:是產(chǎn)生加速度a的原因,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)存在,同時(shí)消失; ②方向性:a與都是矢量,方向嚴(yán)格相同; ③瞬時(shí)性和對(duì)應(yīng)性:a為某時(shí)刻某物體的加速度,是該時(shí)刻作用在該物體上的合外力。 (三)力的平衡 1. 平衡狀態(tài) 指的是靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。特點(diǎn):。 2. 平衡條件 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是所受合外力為零,即。 3. 平衡條件的推論 (1)物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則其中的一個(gè)力與余下的力的合力等大反向; (2)物體在同一平面內(nèi)的三個(gè)不平行的力作用下,處于平衡
4、狀態(tài),這三個(gè)力必為共點(diǎn)力; (3)物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),圖示這三個(gè)力的有向線(xiàn)段必構(gòu)成閉合三角形。 (四)牛頓第三定律 兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線(xiàn)上,公式可寫(xiě)為。 (五)力學(xué)基本單位制:(在國(guó)際制單位中) 1. 作用力與反作用力的二力平衡的區(qū)別 內(nèi)容 作用力和反作用力 二力平衡 受力物體 作用在兩個(gè)相互作用的物體上 作用在同一物體上 依賴(lài)關(guān)系 同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失相互依存,不可單獨(dú)存在 無(wú)依賴(lài)關(guān)系,撤除一個(gè)、另一個(gè)可依然存在,只是不再平衡 疊加性 兩力作用效果不可抵消,不可疊加,不
5、可求合力 兩力運(yùn)動(dòng)效果可相互抵消,可疊加,可求合力,合力為零;形變效果不能抵消 力的性質(zhì) 一定是同性質(zhì)的力 可以是同性質(zhì)的力也可以不是同性質(zhì)的力 2. 應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟 ①確定研究對(duì)象; ②分析研究對(duì)象的受力情況畫(huà)出受力分析圖并找出加速度方向; ③建立直角坐標(biāo)系,使盡可能多的力或加速度落在坐標(biāo)軸上,并將其余分解到兩坐標(biāo)軸上; ④分別沿x軸方向和y軸方向應(yīng)用牛頓第二定律列出方程; ⑤統(tǒng)一單位,計(jì)算數(shù)值。 3. 解決共點(diǎn)力作用下物體的平衡問(wèn)題思路 (1)確定研究對(duì)象:若是相連接的幾個(gè)物體處于平衡狀態(tài),要注
6、意“整體法”和“隔離法”的綜合運(yùn)用; (2)對(duì)研究對(duì)象受力分析,畫(huà)好受力圖; (3)恰當(dāng)建立正交坐標(biāo)系,把不在坐標(biāo)軸上的力分解到坐標(biāo)軸上。建立正交坐標(biāo)系的原則是讓盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上。 (4)列平衡方程,求解未知量。 4. 求解共點(diǎn)力作用下物體的平衡問(wèn)題常用的方法 (1)有不少三力平衡問(wèn)題,既可從平衡的觀(guān)點(diǎn)(根據(jù)平衡條件建立方程求解)——平衡法,也可從力的分解的觀(guān)點(diǎn)求解——分解法。兩種方法可視具體問(wèn)題靈活運(yùn)用。 (2)相似三角形法:通過(guò)力三角形與幾何三角形相似求未知力。對(duì)解斜三角形的情況更顯優(yōu)勢(shì)。 (3)力三角形圖解法,當(dāng)物
7、體所受的力變化時(shí),通過(guò)對(duì)幾個(gè)特殊狀態(tài)畫(huà)出力圖(在同一圖上)對(duì)比分析,使動(dòng)態(tài)問(wèn)題靜態(tài)化,抽象問(wèn)題形象化,問(wèn)題將變得易于分析處理。 5. 處理臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題的常用方法 涉及臨界狀態(tài)的問(wèn)題叫臨界問(wèn)題。臨界狀態(tài)常指某種物理現(xiàn)象由量變到質(zhì)變過(guò)渡到另一種物理現(xiàn)象的連接狀態(tài),常伴有極值問(wèn)題出現(xiàn)。如:相互擠壓的物體脫離的臨界條件是壓力減為零;存在摩擦的物體產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是靜摩擦力取最大靜摩擦力,彈簧上的彈力由斥力變?yōu)槔Φ呐R界條件為彈力為零等。 臨界問(wèn)題常伴有特征字眼出現(xiàn),如“恰好”、“剛剛”等,找準(zhǔn)臨界條件與極值條件,是解決臨界問(wèn)題與極值問(wèn)題的關(guān)鍵。 例1.
8、如圖1所示,一細(xì)線(xiàn)的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處,細(xì)線(xiàn)另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊以2g加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí),線(xiàn)中拉力T等于多少? 解析:當(dāng)小球和斜面接觸,但兩者之間無(wú)壓力時(shí),設(shè)滑塊的加速度為a' 此時(shí)小球受力如圖2,由水平和豎直方向狀態(tài)可列方程分別為: 解得: 由滑塊A的加速度,所以小球?qū)h離滑塊A,其受力如圖3所示,設(shè)線(xiàn)和豎直方向成角,由小球水平豎直方向狀態(tài)可列方程 解得: 例2. 如圖4甲、乙所示,圖中細(xì)線(xiàn)均不可伸長(zhǎng),物體均處于平衡狀態(tài)。如果突然把兩水平細(xì)線(xiàn)剪斷,求剪斷瞬間
9、小球A、B的加速度各是多少?(角已知) 解析:水平細(xì)線(xiàn)剪斷瞬間拉力突變?yōu)榱悖瑘D甲中OA繩拉力由T突變?yōu)門(mén)',但是圖乙中OB彈簧要發(fā)生形變需要一定時(shí)間,彈力不能突變。 (1)對(duì)A球受力分析,如圖5(a),剪斷水平細(xì)線(xiàn)后,球A將做圓周運(yùn)動(dòng),剪斷瞬間,小球的加速度方向沿圓周的切線(xiàn)方向。 (2)水平細(xì)線(xiàn)剪斷瞬間,B球受重力G和彈簧彈力不變,如圖5(b)所示,則 小結(jié):(1)牛頓第二定律是力的瞬時(shí)作用規(guī)律,加速度和力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失。分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度,關(guān)鍵是分析該瞬時(shí)前后的受力情況及其變化。 (2
10、)明確兩種基本模型的特點(diǎn): A. 輕繩的形變可瞬時(shí)產(chǎn)生或恢復(fù),故繩的彈力可以瞬時(shí)突變。 B. 輕彈簧(或橡皮繩)在兩端均聯(lián)有物體時(shí),形變恢復(fù)需較長(zhǎng)時(shí)間,其彈力的大小與方向均不能突變。 例3. 傳送帶與水平面夾角37°,皮帶以10m/s的速率運(yùn)動(dòng),皮帶輪沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),如圖6所示。今在傳送帶上端A處無(wú)初速地放上一個(gè)質(zhì)量為的小物塊,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,若傳送帶A到B的長(zhǎng)度為16m,g取,則物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為多少? 解析:由于,物體一定沿傳送帶對(duì)地下移,且不會(huì)與傳送帶相對(duì)靜止。 設(shè)從物塊剛放上到皮帶速度達(dá)10m/s,物體位移
11、為,加速度,時(shí)間,因物速小于皮帶速率,根據(jù)牛頓第二定律,,方向沿斜面向下。皮帶長(zhǎng)度。 設(shè)從物塊速率為到B端所用時(shí)間為,加速度,位移,物塊速度大于皮帶速度,物塊受滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上,有: 即(舍去) 所用總時(shí)間 例4. 如圖7,質(zhì)量的小車(chē)停放在光滑水平面上,在小車(chē)右端施加一水平恒力F=8N。當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到3m/s時(shí),在小車(chē)的右端輕放一質(zhì)量m=2kg的小物塊,物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù),假定小車(chē)足夠長(zhǎng),問(wèn): (1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物塊停止與小車(chē)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)? (2)小物塊從放在車(chē)上開(kāi)始經(jīng)過(guò)所通過(guò)的位移是多少?(g?。?
12、 解析:(1)依據(jù)題意,物塊在小車(chē)上停止運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊與小車(chē)保持相對(duì)靜止,應(yīng)具有共同的速度。設(shè)物塊在小車(chē)上相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,物塊、小車(chē)受力分析如圖8: 物塊放上小車(chē)后做初速度為零加速度為的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),小車(chē)做加速度為勻加速運(yùn)動(dòng)。 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律: 物塊放上小車(chē)后加速度: 小車(chē)加速度: 由得: (2)物塊在前2s內(nèi)做加速度為的勻加速運(yùn)動(dòng),后1s同小車(chē)一起做加速度為的勻加速運(yùn)動(dòng)。 以系統(tǒng)為研究對(duì)象: 根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律,由得: 物塊位移 例5. 將金屬塊
13、m用壓縮的輕彈簧卡在一個(gè)矩形的箱中,如圖9所示,在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器,箱可以沿豎直軌道運(yùn)動(dòng)。當(dāng)箱以的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),上頂板的傳感器顯示的壓力為6.0 N,下底板的傳感器顯示的壓力為10.0 N。(?。? (1)若上頂板傳感器的示數(shù)是下底板傳感器的示數(shù)的一半,試判斷箱的運(yùn)動(dòng)情況。 (2)若上頂板傳感器的示數(shù)為零,箱沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的情況可能是怎樣的? 啟迪:題中上下傳感器的讀數(shù),實(shí)際上是告訴我們頂板和彈簧對(duì)m的作用力的大小。對(duì)m受力分析求出合外力,即可求出m的加速度,并進(jìn)一步確定物體的運(yùn)動(dòng)情況,但必須先由題意求出m的值。 解析:
14、當(dāng)減速上升時(shí),m受力情況如圖10所示: (1) 故箱體將作勻速運(yùn)動(dòng)或保持靜止?fàn)顟B(tài)。 (2)若,則 即箱體將向上勻加速或向下勻減速運(yùn)動(dòng),且加速度大小大于、等于。 例6. 測(cè)定病人的血沉有助于對(duì)病情的判斷。血液由紅血球和血漿組成,將血液放在豎直的玻璃管內(nèi),紅血球會(huì)勻速下沉,其下沉的速度稱(chēng)為血沉,某人血沉為v,若把紅血球看成半徑為R的小球,它在血漿中下沉?xí)r所受阻力,為常數(shù),則紅血球半徑R=___________。(設(shè)血漿密度為,紅血球密度為) 解析:紅血球受到重力、阻力、浮力三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài),由
15、于這三個(gè)力位于同一豎直線(xiàn)上,故可得 即 得: 1. 如圖1所示,在原來(lái)靜止的木箱內(nèi),放有A物體,A被一伸長(zhǎng)的彈簧拉住且恰好靜止,現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)A被彈簧拉動(dòng),則木箱的運(yùn)動(dòng)情況可能是( ) A. 加速下降 B. 減速上升 C. 勻速向右運(yùn)動(dòng) D. 加速向左運(yùn)動(dòng) 2. 如圖2所示,固定在水平面上的光滑半球,球心O的正上方固定一個(gè)小定滑輪,細(xì)繩一端拴一小球,小球置于半球面上的A點(diǎn),另一端繞過(guò)定滑輪,如圖所示。今緩慢拉繩使小球從A點(diǎn)滑到半球頂點(diǎn),則此過(guò)程中,小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮及細(xì)繩的拉力T大小的變化情況是(
16、 ) A. N變大,T變大 B. N變小,T變大 C. N不變,T變小 D. N變大,T變小 3. 一個(gè)物塊與豎直墻壁接觸,受到水平推力F的作用。力F隨時(shí)間變化的規(guī)律為(常量k>0)。設(shè)物塊從時(shí)刻起由靜止開(kāi)始沿墻壁豎直向下滑動(dòng),物塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,得到物塊與豎直墻壁間的摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖象,如圖3所示,從圖線(xiàn)可以得出( ) A. 在時(shí)間內(nèi),物塊在豎直方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) B. 在時(shí)間內(nèi),物塊在豎直方向做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng) C. 物塊的重力等于a D. 物塊受到的最大靜摩擦力總等于b
17、4. 如圖4所示,幾個(gè)傾角不同的光滑斜面具有共同的底邊AB,當(dāng)物體由靜止沿不同的傾角從頂端滑到底端,下面哪些說(shuō)法是正確的?( ) A. 傾角為30°時(shí)所需時(shí)間最短 B. 傾角為45°所需時(shí)間最短 C. 傾角為60°所需時(shí)間最短 D. 所需時(shí)間均相等 5. 如圖5所示,質(zhì)量為M的木板,上表面水平,放在水平桌面上,木板上面有一質(zhì)量為m的物塊,物塊與木板及木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,若要以水平外力F將木板抽出,則力F的大小至少為( ) A. B. C. D. 6. 一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,
18、豎直固定在水平桌面上,一個(gè)小球從彈簧的正上方豎直落下,從小球與彈簧接觸開(kāi)始直到彈簧被壓縮到最短的過(guò)程中,小球的速度和加速度的大小變化情況是( ) A. 加速度越來(lái)越小,速度也越來(lái)越小 B. 加速度先變小后變大,速度一直是越來(lái)越小 C. 加速度先變小,后又增大,速度先變大,后又變小 D. 加速度越來(lái)越大,速度越來(lái)越小 7. 質(zhì)量的物體在拉力F作用下沿傾角為30°的斜面斜向上勻加速運(yùn)動(dòng),加速度的大小為,力F的方向沿斜面向上,大小為10N。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,若突然撤去拉力F,在撤去拉力F的瞬間物體的加速度的大小是____________;方向是_____
19、_______。 8. 如圖6所示,傾斜的索道與水平方向的夾角為37°,當(dāng)載物車(chē)廂加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí),物對(duì)車(chē)廂底板的壓力為物重的1.25倍,這時(shí)物與車(chē)廂仍然相對(duì)靜止,則車(chē)廂對(duì)物的摩擦力的大小是物重的________倍。 9. 如圖7所示,傳送帶AB段是水平的,長(zhǎng)20 m,傳送帶上各點(diǎn)相對(duì)地面的速度大小是2 m/s,某物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1?,F(xiàn)將該物塊輕輕地放在傳送帶上的A點(diǎn)后,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)B點(diǎn)?(g?。? 10. 鴕鳥(niǎo)是當(dāng)今世界上最大的鳥(niǎo)。有人說(shuō)它不會(huì)飛是因?yàn)槌岚蛲嘶?,如果鴕鳥(niǎo)長(zhǎng)了一副與身體大小成比例的翅膀,它是否就能飛起來(lái)呢?這是一個(gè)使人極感興趣的問(wèn)題,
20、試閱讀下列材料并填寫(xiě)其中的空白處。 鳥(niǎo)飛翔的必要條件是空氣的上舉力F至少與體重G=mg平衡,鳥(niǎo)扇動(dòng)翅膀獲得的上舉力可表示為,式中S為鳥(niǎo)翅膀的面積,v為鳥(niǎo)飛行的速度,c是恒量,鳥(niǎo)類(lèi)能飛起的條件是,即_________,取等號(hào)時(shí)的速率為臨界速率。 我們作一個(gè)簡(jiǎn)單的幾何相似性假設(shè)。設(shè)鳥(niǎo)的幾何線(xiàn)度為,質(zhì)量體積,,于是起飛的臨界速率。燕子的滑翔速率最小大約為20 km/h,而鴕鳥(niǎo)的體長(zhǎng)大約是燕子的25倍,從而跑動(dòng)起飛的臨界速率為_(kāi)_______km/h,而實(shí)際上鴕鳥(niǎo)的奔跑速度大約只有40km/h,可見(jiàn),鴕鳥(niǎo)是飛不起來(lái)的,我們?cè)谏钪羞€可以看到,像麻雀這樣的小鳥(niǎo),只需從枝頭跳到空中,用
21、翅膀拍打一兩下,就可以飛起來(lái)。而像天鵝這樣大的飛禽,則首先要沿著地面或水面奔跑一段才能起飛,這是因?yàn)樾▲B(niǎo)的_______,而天鵝的______。 11. 如圖8所示,A、B兩個(gè)物體靠在一起放在光滑水平面上,它們的質(zhì)量分別為。今用水平力推A,用水平力拉B,和隨時(shí)間變化的關(guān)系是。求從t=0到A、B脫離,它們的位移是多少? 12. 如圖9所示,在傾角為的長(zhǎng)斜面上有一帶風(fēng)帆的滑塊,從靜止開(kāi)始沿斜面下滑,滑塊質(zhì)量為m,它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,帆受到的空氣阻力與滑塊下滑速度的大小成正比,即。 (1)寫(xiě)出滑塊下滑加速度的表達(dá)式。 (2)寫(xiě)出滑塊下滑的最大速度的表達(dá)式。
22、 (3)若,從靜止下滑的速度圖象如圖所示的曲線(xiàn),圖中直線(xiàn)是t=0時(shí)的速度圖線(xiàn)的切線(xiàn),由此求出和k的值。 13. 如圖10所示,一個(gè)彈簧臺(tái)秤的秤盤(pán)和彈簧質(zhì)量均不計(jì),盤(pán)內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量的靜止物體P,彈簧的勁度系數(shù)。現(xiàn)施加給P一個(gè)豎直向上的拉力F,使P從靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。已知在頭0.2s內(nèi)F是變力,在0.2s以后,F(xiàn)是恒力,取,求拉力F的最大值和最小值。 【試題答案】 1. ABD 解析:木箱未運(yùn)動(dòng)前,A物體處于受力平衡狀態(tài),受力情況:重力mg、箱底的支持力N、彈簧拉力F和最大的靜摩擦力(向左),由平衡條件知: 物體A被彈簧向右拉
23、動(dòng)(已知),可能有兩種原因,一種是彈簧拉力(新情況下的最大靜摩擦力),可見(jiàn),即最大靜摩擦力減小了,由知正壓力N減小了,即發(fā)生了失重現(xiàn)象,故物體運(yùn)動(dòng)的加速度必然豎直向下,由于物體原來(lái)靜止,所以木箱運(yùn)動(dòng)的情況可能是加速下降,也可能是減速上升,A對(duì)B也對(duì)。 另一種原因是木箱向左加速運(yùn)動(dòng),最大靜摩擦力不足使A物體產(chǎn)生同木箱等大的加速度,即的情形,D正確。 勻速向右運(yùn)動(dòng)的情形中A的受力情況與原來(lái)靜止時(shí)A的受力情況相同,且不會(huì)出現(xiàn)直接由靜止改做勻速運(yùn)動(dòng)的情形,C錯(cuò)。 2. C 小球受力如圖11(甲),T、N、G構(gòu)成一封閉三角形。 由圖11(乙)可見(jiàn),
24、 AB變短,OB不變,OA不變,故T變小,N不變。 3. BC 在時(shí)間內(nèi),物塊受到的摩擦力小于物塊受到的重力,物塊向下做加速運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)?;瑒?dòng)摩擦力隨正壓力的增大而逐漸增大,合外力逐漸減小,加速度逐漸減小,B對(duì)。當(dāng)摩擦力不再隨正壓力的變化而變化時(shí),一定是靜摩擦力了。靜摩擦力的大小恰好與重力平衡,所以物塊受的重力等于a,C對(duì)。最大靜摩擦力隨正壓力的增大而增大,不會(huì)總等于b,D錯(cuò)。 4. B 解析:設(shè)沿一一般斜面下滑,傾角為,長(zhǎng)為,物體沿斜面做初速為零加速度為的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),滑到底端的時(shí)間為t,則有: <1><2>聯(lián)立解得:
25、 所以當(dāng)時(shí),t最小,故選B。 5. D 解析:將木板抽出的過(guò)程中,物塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,m的加速度大小為,要抽出木板,必須使木板的加速度大于物塊的加速度,即,對(duì)木板受力分析如圖12,根據(jù)牛頓第二定律,得: 選項(xiàng)D正確 6. C 當(dāng)彈簧的彈力等于重力時(shí),小球的速度最大,。 7. ,沿斜面向下 有拉力時(shí), 代入,求得 撤F瞬間, 8. 0.33 提示: 9. 11s 提示:物塊放到A點(diǎn)后先在摩擦力作用下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到2m/s后,與傳送帶一起以2
26、m/s的速度直至運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。 10. 解析:根據(jù)題意,鳥(niǎo)類(lèi)飛起的必要條件是 即滿(mǎn)足 故 燕子的最小滑翔速率約為20 km/h,而鴕鳥(niǎo)的體長(zhǎng)大約是燕子的25倍。因 故 可見(jiàn),鴕鳥(niǎo)起飛的臨界速率約為100km/h,而實(shí)際上鴕鳥(niǎo)的速率約為40km/h,可見(jiàn)鴕鳥(niǎo)是飛不起來(lái)的。 11. 4.17m 提示:以A、B整體為對(duì)象: 當(dāng)A、B相互脫離時(shí),N=0,則以A為研究對(duì)象 12. (1)對(duì)滑塊應(yīng)用牛頓第二定律有: 滑塊下滑
27、加速度表達(dá)式為: (2)由<1>式可知,當(dāng)滑塊的速度增大時(shí),其加速度是減小的,當(dāng)加速度為零時(shí),滑塊的速度達(dá)到最大,由<1>式可知最大速度為: (3)由圖可知,當(dāng)滑塊的速度為零時(shí),其加速度為最大加速度,而由<1>式可知當(dāng)滑塊的加速度為零時(shí),它的速度最大,滑塊的最大速度為,由<1>式和<2>式有: 將g、m、代入<3>式和<4>式后解得: 13. 解析:根據(jù)題意,F(xiàn)是變力的時(shí)間,這段時(shí)間內(nèi)的位移就是彈簧最初的壓縮量S,由此可以確定上升的加速度a, 由得: 根據(jù)牛頓第二定律,有: 得: 當(dāng)時(shí),F(xiàn)最小 當(dāng)時(shí),F(xiàn)最大 ∴拉力的最小值為90N,最大值為210N
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