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第七節(jié) 用牛頓定律解題 第四章 單元復(fù)習(xí)

本講教育信息

. 教學(xué)內(nèi)容:

第七節(jié) 用牛頓定律解題 第四章 單元復(fù)習(xí)

 

. 知識要點:    

掌握共點力平衡條件;會解三個共點力平衡問題;復(fù)習(xí)第四章

 

. 重點難點解析:

1. 共點力的平衡條件

1)平衡狀態(tài)   

一個物體在共點力作用下,如果保持靜止或勻速直線運動,則這個物體就處于平衡狀態(tài)。 

共點力作用下物體的平衡又分為兩種情形,即靜平衡(物體靜止)和動平衡(物體做勻速直線運動)。   

2)共點力作用下物體的平衡條件

處于平衡狀態(tài)的物體,其加速度a=0。由牛頓第二定律F=ma知,物體所受合外力F=0,即共點力作用下物體處于平衡狀態(tài)的力學(xué)特點是所受合外力F=0。

3)共點力作用下物體的平衡條件的具體表達(dá)及推論

若物體在兩個力同時作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個力大小相等,方向相反,且作用在同一直線上,其合力為零,這就是初中學(xué)過的二力平衡。

    若物體在三個非平行力同時作用下處于平衡狀態(tài),則這三個力必定共面共點(三力匯交原理),合力為零,稱為三個共點力的平衡,其中任意兩個力的合力必定與第三個力大小相等,方向相反,作用在同一直線上。

物體在n個非平行力同時作用下處于平衡狀態(tài)時,n個力必定共面共點,合力為零,稱為n個共點力的平衡,其中任意(n1)個力的合力必定與第n個力等值反向,作用在同一直線上。   

2. 共點力平衡條件的應(yīng)用

現(xiàn)實生活中,物體在力的作用下處于平衡的情況隨處可見,站著的人在重力和地面支持力的作用下,處于靜止的平衡狀態(tài),這叫靜態(tài)平衡;跳傘運動員在降落過程中,當(dāng)其勻速降落時,他所受的重力與降落傘的拉力及空氣阻力相平衡,這是動態(tài)平衡。

    有時,物體就整體而言并不處于平衡狀態(tài),但它可以在某一方向上處于平衡狀態(tài)。如在海面上加速行駛的快艇,在水平方向做變速運動,可是它在豎直方向上只受重力和浮力這一對平衡力作用,因此它在豎直方向上處于平衡狀態(tài)。

1)依平衡條件列方程可對任一方向也可在某一方向上在共點力作用下物體處于平衡狀態(tài),則物體所受合力為零,因此物體在任一方向上的合力都為零。

如果物體只是在某一方向上處于平衡狀態(tài),則該方向上合力為零,因此可以在該方向上應(yīng)用平衡條件列方程求解。   

2)求解共點力作用下物體平衡的方法   

解三角形法:這種方法主要用來解決三力平衡問題。根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的合成或分解的方法,把三個平衡力轉(zhuǎn)化為三角形的三條邊,然后通過解這一三角形求解平衡問題。解三角形——多數(shù)情況是解直角三角形,如果力的三角形并不是直角三角形。能轉(zhuǎn)化為直角三角形的盡量轉(zhuǎn)化為直角三角形,如利用菱形的對角線相互垂直的特點就得到了直角三角形,確實不能轉(zhuǎn)化為直角三角形時,可利用力的三角形與空間幾何三角形的相似等規(guī)律求解。

正交分解法:正交分解法在處理四力或四力以上的平衡問題時非常方便,將物體所受各個力均在兩互相垂直的方向上分解,然后分別在這兩個方向上列方程。此時平衡條件可表示為:Fx=0,Fy=0

說明:應(yīng)用正交分解法解題的優(yōu)點:

a. 將矢量運算轉(zhuǎn)變?yōu)榇鷶?shù)運算,使難度降低;b. 將求合力的復(fù)雜的解三角形問題,轉(zhuǎn)化為正交分解后的直角三角形問題,使運算簡便易行;c. 當(dāng)所求問題有兩個已知條件時,這種表達(dá)形式可列出兩個方程,通過對方程組求解,使得求解更方便。

3)解共點力平衡問題的一般步驟

選取研究對象。② 對所選取的研究對象進(jìn)行受力分析,并畫出受力圖。③ 對研究對象所受的力進(jìn)行處理。一般情況下需要建立合適的直角坐標(biāo)系,對各力按坐標(biāo)軸進(jìn)行正交分解。④ 建立平衡方程。若各力作用在同一直線上,可直接用F=0的代數(shù)式列方程,若幾個力不在同一直線上,可用Fx=0Fy=0聯(lián)立列出方程組,⑤ 對方程求解,必要時需對解進(jìn)行討論。

注意:建立直角坐標(biāo)系時,一般盡量使更多的力落在坐標(biāo)軸上,以減少分解力的個數(shù),從而達(dá)到簡化計算的目的。

3. 超重與失重

1)提出問題

你乘過垂直升降式電梯嗎?當(dāng)電梯開始啟動上升時,你會心慌同時也會充分體驗到

“腳踏實地”的感覺,電梯即將停止上升時,則會頭暈同時有種“飄飄然”的感覺,這就是失重和超重造成的。

2)實重與視重

實重:物體實際所受的重力。物體所受重力不會因物體運動狀態(tài)的改變而變化。

②視重:當(dāng)物體在豎直方向有加速度時(即ay0),物體對彈簧秤的拉力或?qū)ε_秤的壓力將不等于物體的重力,此時彈簧秤或臺秤的示數(shù)叫物體的視重。

    說明:正因為當(dāng)物體豎直方向有加速度時視重不再等于實重,所以我們在用彈簧秤測物體重力時,強(qiáng)調(diào)應(yīng)在靜止或勻速運動狀態(tài)下進(jìn)行。

3)超重和失重現(xiàn)象

超重現(xiàn)象:當(dāng)人在電梯中開始上升時,感覺對底板的壓力增大,即當(dāng)物體具有豎直向上的加速度時,這個物體對支持面的壓力(或?qū)覓炖K的拉力)大于它所受的重力,稱為超重現(xiàn)象。如用彈簧豎直懸掛一重物靜止,當(dāng)用力提彈簧使重物加速上升時,彈簧伸長,彈力就會變大,這就是一種超重現(xiàn)象。② 失重現(xiàn)象:當(dāng)人在電梯中開始下降時,感覺對底板的壓力減小,即當(dāng)物體具有向下的加速度時,這個物體對支持面的壓力(或懸掛繩的拉力)小于它所受的重力,稱為失重現(xiàn)象。如果物體對支持面的壓力(或?qū)覓炖K的拉力)等于零,叫完全失重現(xiàn)象。如用彈簧豎直懸掛著一重物保持靜止,人拿著懸掛點加速下移時,彈簧會縮短,說明彈力變小,這就是一種失重現(xiàn)象。若人松手,讓彈簧和重物一起自由下落,則彈簧的示數(shù)為零,此為完全失重現(xiàn)象,注意。

4. 整體法、隔離法求解平衡問題

1)整體法的含義:所謂整體法就是對物理問題的整個系統(tǒng)或整個過程進(jìn)行分析、研究的方法。

2)整體法的思維特點:整體法是從局部到全局的思維過程,是系統(tǒng)論中的整體原理在物理中的運用。

3)整體法的優(yōu)點:通過整體法分析物理問題,可以弄清系統(tǒng)的整體受力情況和全過程的受力情況,從整體上揭示事物的本質(zhì)和變化規(guī)律,從而避開了中間環(huán)節(jié)的繁瑣推算,能夠靈巧地解決問題。

通常在分析外力對系統(tǒng)的作用時,用整體法;在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體的各部分)間相互作用時,用隔離法;有時解答一個問題需要多次選取研究對象,整體法和隔離法交替應(yīng)用。

6. 超重、失重問題的處理方法

超重、失重現(xiàn)象產(chǎn)生條件是具有豎直方向的加速度,我們用牛頓第二定律可以分析到其本質(zhì),故對超重、失重問題的處理方法有

1)用牛頓第二定律去定量地列方程分析,以加速度方向為正方向,列方程,注意使用牛頓第三定律,因為壓力和支持力并不是一回事,同時注意物體具有向上(或向下)的加速度與物體向上運動還是向下運動無關(guān)。 

2)對連結(jié)體問題的求解,如測力計、臺秤示數(shù)變化的問題,對于其中一物體(或物體中的一部分)所處運動狀態(tài)的變化,而導(dǎo)致系統(tǒng)是否保持原來的平衡狀態(tài)的判斷,若用“隔離法”分別進(jìn)行受力分析,再通過對系統(tǒng)整體的運動狀態(tài)的分析推理而得出結(jié)論,固然可以,但繁瑣費力,如果從整體觀點出發(fā),用系統(tǒng)的重心發(fā)生的超重、失重現(xiàn)象進(jìn)行分析判斷,則會更加簡捷方便。

 

第四章 單元復(fù)習(xí)

(一)知識結(jié)構(gòu)

 

(二)方法歸納總結(jié)

1. 物理思維方法

2. 解題方法

1)整體法與隔離法   

2)圖解法   

3)數(shù)形結(jié)合

3. 對三個定律的深入理解  

1)牛頓第一定律是物體不受外力作用的理想情況,它的物理意義在于:

說明了力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運動的原因。

說明一切物體都有保持原有運動狀態(tài)不變的性質(zhì)——慣性。   

2)牛頓第一定律只定性地說明了力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。  

掌握牛頓第二定律應(yīng)注意以下幾個方面:

注意定律的“四性”,即同體性、矢量性、瞬時性和獨立性。   

利用牛頓第二定律解答的兩類問題。   

3)對于牛頓第三定律要明確“三個一樣、兩個不一樣”。

4. 共點力平衡的幾個推論

1)物體受三個力作用而處于平衡狀態(tài),則這三個力的大小必滿足下列條件:任兩個力的大小之和必大于或等于第三個力的大??;任兩個力的大小之差必小于或等于第三個力的大小,即  F1+F2≥≥F3F1F2

2)物體受n個恒力作用而處于平衡狀態(tài),別去掉其中一個力后,其余的力的合力的大小與該力的大小相等,方向相反。

 

(三). 專題歸納總結(jié)

1. 力、加速度、速度的關(guān)系

2. 巧用超、失重觀點分析和解決問題

3. 臨界問題

臨界狀態(tài):當(dāng)物體從某種特性變化到另一種特性時,發(fā)生質(zhì)的飛躍的轉(zhuǎn)折狀態(tài)通常叫做臨界狀態(tài),出現(xiàn)“臨界狀態(tài)”時,既可理解成“恰好出現(xiàn)”也可以理解為“恰好不出現(xiàn)”的物理現(xiàn)象。

極限分析法作為一種預(yù)測和處理臨界問題的有效方法,是指通過恰當(dāng)?shù)剡x取某個變化的物理量將其推向極端(“極大”或“極小”、“極右”或“極左”等)。從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象(或“各種可能性”)暴露出來,使問題明朗化,以便非常簡捷地得出結(jié)論。

 

【典型例題】

[1] 降落傘和人共重G,在靜止的空氣中是勻速直線下降的,現(xiàn)由于受到自東向西的風(fēng)的影響,降落傘最終與水平方向成60°角斜向下勻速直線下降。求此時所受的空氣阻力。

解析:當(dāng)降落傘在靜止的空氣中勻速豎直下降時,處于平衡狀態(tài),空氣阻力F與重力G等值反向,如圖1所示。

                                 1

當(dāng)受到自東向西的風(fēng)的影響時,首先應(yīng)該弄清什么是風(fēng)力?什么是空氣阻力?從力的

本質(zhì)上講,風(fēng)力和空氣阻力都是物體與空氣發(fā)生相互作用的結(jié)果,因而只有物體與空氣有相對運動時才有這種力。開始時風(fēng)對傘有自東向西的水平推力,使傘的水平速度增大,進(jìn)而又導(dǎo)致風(fēng)對傘的水平推力減小,當(dāng)傘的水平速度增大到與風(fēng)速度相等時,推力為零,水平方向勻速運動。在豎直方向上降落傘相對于空氣向下運動,因此傘仍只受重力和空氣阻力作用,依平衡條件得:F=G

點評:分析本題,關(guān)鍵要明確人和降落傘只受兩個力的作用,即重力和空氣阻力。由平衡條件知,二力必等大、反向。

 

[2] 如圖2甲,半圓形支架BAD,兩細(xì)繩OAOB結(jié)于圓心O,下懸重為G的物體。使OA繩固定不動,在將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直的位置C的過程中,分析OA繩和OB繩所受的力的大小如何變化。

2

解析:因為繩結(jié)O受到的重物的拉力F,所以才使OA繩和OB繩受力,因此將拉力F分解為FAFB,如圖2乙。

OA繩固定,則FA的方向不變,在OB向上靠近OC的過程中,在B1、B2、B3三個位置,兩繩受的力分別為FA33FB13、FA23FB23、FA13FB33。可知OA繩上的力逐漸變小,OB繩上的力先變小后變大。

 

[3] 如圖3所示。某人在a=2ms2勻加速下降的升降機(jī)中最多能舉起m1=75kg的物體,則此人在地面上最多可舉起多大質(zhì)量的物體?若此人在一勻加速上升的升降機(jī)中最多能舉起m2=50kg的物體,則此升降機(jī)上升的加速度為多大?g=10ms2

3

解析:當(dāng)升降機(jī)以加速度a1=2ms2勻加速下降時,對物體有mlgF=m1al,F=mlga1),得F=75×102N=600N。

設(shè)人在地面上最多可舉起質(zhì)量為m

的物體,則F=m
g
,m
=
kg=60kg
。

當(dāng)升降機(jī)以a2勻加速上升時,對物體有

Fm2g=m2a2,a2=

=
10ms2=2ms2。

所以升降機(jī)勻加速上升的加速度為2ms2

點評:解決這類問題時,應(yīng)抓住人本身能承受的最大“舉力”不變(不論處于何種運動狀態(tài))。

 

[4] 如圖4所示,一輛質(zhì)量為M的卡車沿平直公路行駛,卡車上載一質(zhì)量為m的貨箱,貨箱到車前部的距離l已知,貨箱與底板的動摩擦因數(shù)為μ,當(dāng)卡車以速度為vo行駛時,因前方出現(xiàn)故障而制動,制動后貨箱在車上恰好滑行了距離l而未與卡車碰撞,求:

1)卡車制動的時間;

2)卡車制動時受地面的阻力。

4

解析:1)設(shè)卡車制動的時間為t,則卡車制動過程中通過的位移,s=

貨箱向前滑動受摩擦力產(chǎn)生的加速度a=
=μg
,貨箱運動時間t'=
=
,貨箱位移s=
=
,又因制動過程中車對地位移s=
,則有,s=s+l,即
+l=
,解得 t=

2)設(shè)卡車制動時受地面阻力為F,卡車制動加速度為a,由牛頓第二定律得

Fμmg=Ma   

又因vo=at  

聯(lián)系①②解得

F=μmg+

本題還可以結(jié)合vt圖象求解,如圖5所示。

5

其中②為車制動的vt圖象,①

是貨箱運動的vt圖象,其位移之差即為l

由圖象可得

=l

可得t=

=l,Fμmg=Ma

可得F=μmg+

 

[5] 如圖6所示,在臺秤的托盤上放一個底面粗糙、傾角為θ的斜面體,質(zhì)量為M,斜面上放一個質(zhì)量為m的物體。如果斜面光滑,求物體從斜面上滑下過程中臺秤的讀數(shù)。

6

解析:物體沿光滑斜面下滑的加速度a=gsinθ,如圖7所示,將加速度沿水平和豎直方向分解,因ay,豎直向下,故物體失重,失重在數(shù)值上等于may,又M無加速度,所以Mm組成的系統(tǒng)處于失重狀態(tài),總的失重等于m的失重。M對臺秤的壓力即臺秤的讀數(shù)

FN=M+mgmay

因為ay=asinθ=gsin2θ

所以FN=M+mgmgsin2θ=M+mcos2θg

7

答案:M+mcos2θg

 

【模擬試題】

1. 一段不可伸長的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它們共同懸掛一重物,如圖1所示,其中OB是水平的,A端、O端都固定,若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量,則最先斷的繩(   

A. 必定是OA                            B. 必定是OB

C. 必定是OC                            D. 可能是OB,也可能是OC

1

2. 如圖2甲所示,用細(xì)線拴住兩個完全相同的小球,球的質(zhì)量分布均勻且為m。今以外力作用于線的中點,使兩球以加速度a豎直向上運動時,兩段線之間的夾角為銳角,此時兩球的作用力為多大?

2

3. 有一小甲蟲,在半徑為r的半球碗中向上爬,設(shè)蟲足與碗壁的摩擦因數(shù)為μ=0.75。試問它能爬到的最高點離碗底多高?

4. 如圖3所示,彈簧左端固定,右端自由伸長到O點并系住物體m現(xiàn)將彈簧壓縮到A點,然后釋放,物體一直可以運動到B點。如果物體受到的阻力恒定,則(   

A. 物體從AO先加速后減速

B. 物體從AO加速運動,從OB減速運動

C. 物體運動到O點時所受合力為零

D. 物體從AO的過程加速度逐漸減小

 3

5. 如圖4所示,A為電磁鐵,C為膠木秤盤,AC(包括支架)的總質(zhì)量為M,B為鐵塊,質(zhì)量為m,整個裝置用輕繩懸掛于點O。當(dāng)電磁鐵通電時,鐵塊被吸引上升的過程中,輕繩上拉力F的大小為(   

A. F=mg                          B. Mg<F<m+Mg

C. F=M+mg              D. F>M+mg

4

6. 物體B放在真空容器A內(nèi),且B略小于A現(xiàn)將它們以初速度v

豎直向拋出,如圖5所示。試分析:(1)若不計空氣阻力,系統(tǒng)在上升、下落過程中,BA的壓力如何?2)若考慮空氣阻力,系統(tǒng)在上升、下落過程中,BA的壓力又會怎樣?

5

7. 如圖6所示,質(zhì)量為m的物體放在水平地面上,物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ,對物體施加一個與水平方向成θ角的力F,試求:

1)物體在水平面上運動時力F的值。

2)力F取什么值時,物體在水平面上運動的加速度最大?

3)物體在水平面上運動所獲得的最大加速度的數(shù)值。

6

8. 兩長度相等的輕繩,下端懸掛一質(zhì)量為m的物體,上端分別固定在水平天花板上的M、N間距離為s,如圖7所示。已知兩繩所能承受的最大拉力均為Fm,則每根繩長度不得短于              。

7

9. 如圖8所示,一輛卡車后面用輕繩拖著質(zhì)量為m的物體A,繩與水平地面的夾角α=

53°,A與地面的摩擦不計。(1)當(dāng)卡車以加速度a1=g2加速運動時,繩的拉力為5mg6,則A對地面的壓力多大?2)當(dāng)卡車的加速度a2=g時,繩子的拉力多大?

8

10. 質(zhì)量為m=1kg的小球穿在斜桿上,球與桿之間的動摩擦因數(shù)μ=

,用拉力F=20N豎直向上拉小球使它沿桿加速上滑,如圖9所示,求小球的加速度為多大?g10ms2

9

11. 如圖10所示,水平軌道上停著質(zhì)量為mA=6.0×102kg的小車A,在A的右方L=8.0m處,另一小車B正以vB=4.0ms的速度勻速直線運動而遠(yuǎn)離A,為使A車在t=l0s時追上B車,并恰好不相撞,立即給A車施加向右的水平推力,使小車做勻加速直線運動,若小車A受到水平軌道的阻力是車重的0.1倍,求推力F為多少?(設(shè)所加推力為恒力)

10

12. 如圖11所示,傳送帶與水平面的夾角為37°,以v=l0ms的速度勻速運動,在傳送帶的A端輕輕放一小物體,已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,AB間距離s=16mg=l0ms2,cos37°=0.8,sin37°=0.6)則

1)若轉(zhuǎn)動方向為順時針方向,小物體從A端運動到B端所需要的時間為(   

2)在(1)的選項中,若皮帶逆時針轉(zhuǎn)動,小物體從A端運動到B端所需要的時間為(   

A. 2.8s    B. 2.0s    C. 2.1s    D. 4.0s

11

 

 

 


【試題答案】

1. A  

2. F=mg+atanα。 

3. h=r

=0.2r

4. A   5. D   

6. 解析:在運動過程中,AB具有相同的加速度,用整體法分析可知

1BA無壓力

2a2=

>g       FN=mBgmBa2<0

3a3=

<g

7. 解析:物體在水平面上運動,F的值中隱蔽著臨界問題,用極限法將物理現(xiàn)象推向極端。當(dāng)F有最小值時,物體恰在水平面上做勻速直線運動,此時物體的受力如圖1所示,由圖得:Fcosθ=μFNFsinθ+FN=mg,解得F=

1

當(dāng)F有最大值時物體即將離開地面,此時地面對物體的支持力為零,物體的受力如圖2所示,由圖得:Fcosθ=mamax,Fsinθ=mg,解得F=

amax=gcotθ

則物體在水平面上運動時F的值應(yīng)滿足

F

2

8. 解析:受力分析如圖3所示由共點力平衡條件得2Fcosθ=mg,設(shè)繩長為

,由幾何關(guān)系得cosθ=
,故F=
  

上式表明,在ms不變前提下,Fl的函數(shù),顯然l>

(若
<
將無法懸掛物體),在此前提下,l越小,θ越大,F越大,但FFm。②

由①②得l

答案:

3

9. 解析:在此題中,隨著拉力F1的增大(即加速度a的增大),物體A對地面的壓力會逐漸減小,當(dāng)F1等于某一特定值F0(即a為某一特定值a0)時,物體對地面的壓力FN=0。若F>F0a>a0),物體將脫離地面,牽引繩與水平面的夾角α將變小,在解題中務(wù)必注意到這一點。在問(1)中,已給出Fl=5mg6,所以F1sinα=5mgsinα6<mg,物體不會脫離地面,則:

1F1cosα=ma1        Flsinα=mgFN   

由①②式解出FN=

2)有兩種求解方法

第一種解法:設(shè)物體A對地面的壓力FN剛好為零時,Fl=F0,a=a0,則:F0cosα=ma0,F0sinα=mg,解得a0=gcotα=

<g

由此可以斷定,當(dāng)a=g時,物體A已脫離地面,設(shè)繩與水平方向的夾角為β,則有F2cosβ=ma2=mg,F2sinβ=mg,F2=

mg

第二種解法:仍設(shè)FN0求解。若解出FN<0FN為壓力的大?。r,說明物體已脫離地面,再設(shè)β求解。

F2cosβ=ma2=mg,則F2=

,F2sinβ=mgFN2,所以FN2=
。

說明物體已脫離地面??砂储邰苁角蠼獬?/span>F2

10. 解析:以小球為研究對象,小球受重力G,拉力F和滑動摩擦力F'的作用,這幾個力方向較明確,但桿對球的彈力沿什么方向需要具體判斷。

建立如圖4所示的坐標(biāo)系,x軸正向沿加速度方向。將FG分解,在y方向上,Fcos

30°>Gcos30°,在y方向上小球是平衡的,所以FN的方向,應(yīng)垂直斜桿向下。

x軸方向上,由牛頓第二定律得:Fsin30°-(μFN+mgsin30°)=ma  

y軸方向上,FN+mgcos30°=Fcos30° 

由①②得:(Fmgsin30°-μFmgcos30°=ma

a=1.25ms2

4

11. 解析:A車要追上B車,A車在做勻加速運動時,必須有一段時間內(nèi)的速度大于B車速度,因為只有vA>vB時兩車距離才能逐漸減小,而恰好不相撞的條件是,A車追上B車時,A車的瞬時速度vA’=vB,因此,A車在l0s內(nèi)先要加速運動,后做勻減速運動,其vt圖,如圖5所示,所以有v1a2tt1=vB,又∵ a2=μg=lms,∴ v1-(10t1=4,s2=

+
,s=L+vBt,由以上三式得v1=8.0ms,t1=6.0s,故加速階段al=
=
m
s2。

根據(jù)牛頓第二定律:F=mAa+μmAg=1.4×103N。

答案:F=1.4×103N

5

12. 解析:1)對物體受力分析如圖6所示,沿皮帶所在斜面方向a=gsin37°-μgcos

37°=2ms2

a沿皮帶向下,物體與皮帶運動方向相反,所以整個過程物體對地勻加速運動16m,據(jù)s=

,得s=4.0s。

6

2)此運動分為兩個階段

第一階段:物體加速至與皮帶共速,剛放上物體時,皮帶受摩擦力向上,而物體受摩擦力向下,如圖7所示,物體以加速度a1=gsin37°+μgcos37°=l0ms2,勻加速運動,經(jīng)過t1=

=1s與皮帶達(dá)共同速度。對應(yīng)位移s=
=5m
。

7

第二階段:共速以后,物體沿皮帶速度大于皮帶的速度,物體相對皮帶下滑,受摩擦力變向,如(1)問解析圖所示,a2=gsin37°-μgcos37°=2m/s2,方向向下,使物體繼續(xù)加速,則(165m=l0t2+

解得t2=1s,從AB共需t=t1+t2=2s,選B。

答案:(12B

點評: 摩擦力的方向要依據(jù)相對運動的兩物體的運動方向來確定。如第(1)問的摩擦力方向,可假設(shè)皮帶為參照系,則物體有沿斜面向下的速度,故受摩擦力沿斜面向下的速度,故受摩擦力沿斜面向上。

第(2)問中,運動性質(zhì)的分析是難點,注意μ<tanθ時,沿斜面F合向下,仍加速運動。

 

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