【高考輔導(dǎo)資料】物理20分鐘專題突破(2)：運(yùn)動(dòng)和力(一)

KS5U物理20分鐘專題突破（3）運(yùn)動(dòng)和力（一）1物體在傾角為的斜面上滑動(dòng)，則在下列兩種情況下，物體加速度為多大？（1）斜面是光滑的；（2）斜面是粗糙的，且與物體間動(dòng)摩擦因數(shù)為 2如圖4所示，質(zhì)量分別為15kg和5kg的長(zhǎng)方形物體A和B靜止疊放在水平桌面上.A與桌面以及A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)分別為1=0.1和2=0.6，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。問(wèn)：（1）水平作用力F作用在B上至少多大時(shí)，A、B之間能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)？（2）當(dāng)F=30N或40N時(shí)，A、B加速度分別各為多少？ 圖4 3如圖6（a）所示，質(zhì)量為M的滑塊與傾角為的斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.滑動(dòng)上安裝一支架，在支架的O點(diǎn)處，用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的小球.當(dāng)滑塊勻加速下滑時(shí)，小球與滑塊相對(duì)靜止，則細(xì)線的方向?qū)⑷绾危?（a） （b） （c） 圖64如圖7所示，質(zhì)量M=10kg的斜面體，其斜面傾角=370，小物體質(zhì)量m=1kg，當(dāng)小物體由靜止釋放圖7時(shí)，滑下S=1.4m后獲得速度=1.4m/s，這過(guò)程斜面體處于靜止?fàn)顟B(tài)，求水平面對(duì)斜面體的支持力和靜摩擦力（取g=10m/s2）5升降機(jī)地板上有一木桶，桶內(nèi)水面上漂浮著一個(gè)木塊，當(dāng)升降機(jī)靜止時(shí)，木塊有一半浸在水中，若升降機(jī)以a=g的加速度勻加速上升時(shí)，木塊浸入水中的部分占總體積的_。參考答案1分析：兩種情況的主要差別就在于“是否受到動(dòng)摩擦力的作用”解：（1）對(duì)于光滑斜面，無(wú)論物體沿斜面向下滑或是沿斜面向上滑，其受力情況均可由圖2所示，建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系后便可列出運(yùn)動(dòng)方程 mgsin=ma1，得 a1=gsin.（2）對(duì)于粗糙斜面，物體滑動(dòng)時(shí)還將受動(dòng)摩擦力作用，只是物體向下滑時(shí)動(dòng)摩擦力方向沿斜面斜向上；物體向上滑時(shí)動(dòng)摩擦力方向沿斜面斜向下，受力圖分別如圖3中（a）、（b）所示，建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系后便可分別列出方程組 和 由此便可分別解得 a2=g（sincos）， 圖3 a3=g（sin+cos）.2分析：AB相對(duì)滑動(dòng)的條件是：A、B之間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力，且加速度達(dá)到A可能的最大加速度a0，所以應(yīng)先求出a0.解：（1）以A為對(duì)象，它在水平方向受力如圖5（a）所示，所以有 mAa0=2mBg1（mA+mB）g，a0=g=10m/s2=m/s2再以B為對(duì)象，它在水平方向受力如圖5（b）所示， 圖5加速度也為a0，所以有 FF2=mBa0，F(xiàn)=f2+mBa0=0.6510N+5N=33.3N.即當(dāng)F達(dá)到33.3N時(shí)，A、B間已達(dá)到最大靜摩擦力.若F再增加，B加速度增大而A的加速度已無(wú)法增大，即發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，因此，F(xiàn)至少應(yīng)大于33.3N.（2）當(dāng)F=30N，據(jù)上面分析可知不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，故可用整體法求出共同加速度 aA=aB=m/s2=0.5m/s2.還可以進(jìn)一步求得A、B間的靜摩擦力為27.5N（同學(xué)們不妨一試）.當(dāng)F= 40N時(shí)，A、B相對(duì)滑動(dòng)，所以必須用隔離法分別求aA、aB，其實(shí)aA不必另求， aA=a0=m/s2.以B為對(duì)象可求得 aB=m/s2=2m/s2.從上可看出，解決這類問(wèn)題關(guān)鍵是找到情況發(fā)生變化的“臨界條件”.各種問(wèn)題臨界條件不同，必須對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析。3分析：要求細(xì)線的方向，就是要求細(xì)線拉力的方向，所以這還是一個(gè)求力的問(wèn)題.可以用牛頓第二定律先以整體以求加速度a（因a相同），再用隔離法求拉力（方向）.解：以整體為研究對(duì)象，受力情況發(fā)圖6（b）所示，根據(jù)牛頓第二定律有 （M+m）gsinf=（M+m）a，N（M+m）gcos=0.而f=N，故可解得 a=g（sincos）. 再以球?yàn)檠芯繉?duì)象，受務(wù)情況如圖6（c）表示，取x、y軸分別為水平、豎直方向（注意這里與前面不同，主要是為了求a方便）.由于加速度a與x軸間的夾角為，根據(jù)牛頓第二定律有 Tsin=macos，mgTcos=masin. 由此得tan=. 為了對(duì)此解有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，不妨以幾個(gè)特殊值代入 （1）=0，=，繩子正好與斜面垂直；（2）=tan，=00，此時(shí)物體勻速下滑，加速度為0，繩子自然下垂；（3）tan，則，物體加速下滑.4分析：若采用隔離法求解，小物體與斜面體受力情 況如圖8（a）與（b）所示，由此根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，牛頓定律及平衡方程依次得 2as=2 mgs=f1=ma N1mgcos=0 F2+f1cosNs=0圖8 N2f1s=N1cosMg=0由此可求得水平面對(duì)斜面體的支持力N2和靜摩擦力f2的大小分別為 N2=109.58N f2=0.56N 但若采用整體法，通知牛頓運(yùn)動(dòng)定律的修正形式，可給出如下簡(jiǎn)單的解合。 解：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 2as=2再由牛頓運(yùn)動(dòng)定律的修正形式得 f2=macos mg+MgN2=masin于是解得 N2=109.58N f2=0.56N5分析：通常會(huì)有同學(xué)作出如下分析。當(dāng)升降機(jī)靜止時(shí)，木塊所受浮力F1與重力平衡，于是 F1mg=0 F1=Vg當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，木塊所受浮力F2比重大，此時(shí)有 F2mg=ma=mg F2=V/g在此基礎(chǔ)上可解得 V/ ：V=3 ：4但上述結(jié)論是錯(cuò)誤的，正確解答如下。 解：當(dāng)升降機(jī)靜止時(shí)有 F1mg=0 F1=Vg當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，一方面