2020届高考物理一轮复习讲义:第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用(含答案)

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A.增大4 N C.减少1 N 答案 C

B.增大3 N D.不变

解析 设物块的质量为m,斜面质量为m1,整个装置静止时,测力计读数为m1g+mg=m1g11+4 N。物块下滑的加速度a1=gsinθ=g,方向沿斜面向下,其竖直分量a1=asinθ=g,

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所以物块处于失重状态,其视重为mg=3 N,测力计的读数为m1g+3 N,所以测力计的示

4数减小1 N,故选C。

考点6 传送带模型 [解题技巧]

1.水平传送带模型 项目 情景1 情景2 情景3 2.倾斜传送带模型 项目 图示 滑块可能的运动情况 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 图示 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 (1)v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速 (2)v0v,返回时速度为v;当v0

A.小煤块从A运动到B的时间是2 s B.小煤块从A运动到B的时间是2.25 s C.划痕长度是4 m D.划痕长度是0.5 m

(1)小煤块在传送带上做什么运动?

提示:若加速到v0时的位移小于x,则先加速后匀速。若位移为x,速度未达到v0,则一直加速。

(2)划痕是小煤块以地面为参照物的位移吗? 提示:不是,是以传送带为参照物的位移。 尝试解答 选BD。

小煤块刚放上传送带后,加速度a=μg=4 m/s2,由v0=at1可知,小煤块加速到与传送带同v0v0

速的时间为t1==0.5 s,此时小煤块运动的位移x1=t1=0.5 m,而传送带的位移为x2

a2=v0t1=1 m,故小煤块在传送带上的划痕长度为l=x2-x1=0.5 m,D正确,C错误;之后的x-x1=3.5 m,小煤块匀速运动,故t2==t1+t2=2.25 s,A错误,B正确。 总结升华

解传送带问题的思维模板

x-x1

=1.75 s,故小煤块从A运动到B的时间tv0

[递进题组]1.如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速度v1运行。初速度大小为v2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图象(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1,则( )

A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大 B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C.0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D.0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 答案 B

解析 小物块对地速度为零时,即t1时刻,向左离开A处最远,t2时刻,小物块相对传送带静止,此时不再相对传送带滑动,所以从开始到此刻,它相对传送带滑动的距离最大,A错误、B正确。0~t2时间内,小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,方向始终向右,大小不变,t2时刻以后小物块相对传送带静止,与传送带一起以速度v1匀速运动,不再受摩擦力作用,C、D错误。

2.如图所示,倾角为37°,长为l=16 m的传送带,转动速度为v=10 m/s,在传送带顶端A处无初速度的释放一个质量为m=0.5 kg的物体,已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2。求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)传送带顺时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间; (2)传送带逆时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间。 答案 (1)4 s (2)2 s

解析 (1)传送带顺时针转动时,物体相对传送带向下运动,则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上,相对传送带向下匀加速运动,根据牛顿第二定律有: mg(sin37°-μcos37°)=ma

则a=gsin37°-μgcos37°=2 m/s2, 1

根据l=at2得t=4 s。

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(2)传送带逆时针转动,当物体下滑速度小于传送带转动速度时,物体相对传送带向上运动,则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下,设物体的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得mgsin37°+μmgcos37°=ma1 则有a1=

mgsin37°+μmgcos37°

=10 m/s2

m

设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t1,位移为x1,则有 v10

t1== s=1 s,

a1101x1=a1t2=5 m

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当物体运动速度等于传送带速度瞬间,有mgsin37°>μmgcos37°,则下一时刻物体相对传送带向下运动,受到传送带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变。设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a2,则 mgsin37°-μmgcos37°a2==2 m/s2 mx2=l-x1=11 m 1又因为x2=vt2+a2t2,

22则有10t2+t22=11

解得:t2=1 s(t2=-11 s舍去) 所以t总=t1+t2=2 s。

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