安徽省高考物理總復習第三單元牛頓運動定律章末小節(jié)與達標驗收學案新課標北京專版

1、2013屆新課標高考物理總復習學案第三單元 牛頓運動定律章末小節(jié)與達標驗收一、水平傳送帶問題 求解的關(guān)鍵在于正確對物體所受的摩擦力進行分析判斷。物體在傳送帶上可能受靜摩擦力也可能受滑動摩擦力，摩擦力可能是動力，也可能是阻力。判斷摩擦力時要注意比較物體的運動速度與傳送帶的速度，也就是分析物體在運動位移x(對地)的過程中是否和傳送帶速度相等。物體的速度與傳送帶速度相等的時刻就是物體所受摩擦力發(fā)生突變的時刻，這樣就可以確定物體運動的特點和規(guī)律，然后根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進行求解。典例1水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機場和火車站，如圖31所示為一水平傳送帶裝置示意圖。緊繃的傳送帶ab始終保持恒定的速率v1 m/s運行

2、，一質(zhì)量為m4 kg的行李無初速度地放在a處，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動。設(shè)行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.1，a、b間的距離l2 m，g取10 m/s2。圖31(1)求行李剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速度的大??；(2)求行李做勻加速直線運動的時間；(3)如果提高傳送帶的運行速率，行李就能被較快地傳送到b處，求行李從a處傳送到b處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運行速率。 答案(1)4 n1 m/s2(2)1 s(3)2 s2 m/s二、傾斜傳遞帶問題 因涉及斜面上物體的受力分析、牛頓運動定律、運動過程分析等較多知識，難

3、度較大。求解的關(guān)鍵在于認真分析物體與傳送帶的相對運動情況，從而確定是否受到滑動摩擦力作用。如果受到滑動摩擦力作用應(yīng)進一步確定其大小和方向，然后根據(jù)物體的受力情況確定物體的運動情況。當物體速度與傳送帶速度相等時物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變。 典例2如圖32所示，一皮帶輸送機的皮帶以v13.6 m/s的速率做勻速運動，其有效輸送距離ab29.8 m，與水平方向夾角為37°。將一小物體輕放在a 點，物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)0.1，求物體由a到b所需的時間。(g取10 m/s2)圖32 答案3 s章末達標驗收 (時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共7小題，每小題6分，共42分，

4、每小題只有一個選項符合題意)1如圖1所示，將一臺電視機靜止放在水平桌面上，則以下說法中正確的是()圖1a桌面對它支持力的大小等于它所受的重力，這兩個力是一對平衡力b它所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力c它對桌面的壓力就是它所受的重力，這兩個力是同一種性質(zhì)的力d它對桌面的壓力和桌面對它的支持力是一對平衡力解析：電視機處于靜止狀態(tài)，桌面對它的支持力和它所受的重力的合力為零，是一對平衡力，故a正確，b錯誤；電視機對桌面的壓力和桌面對它的支持力是作用力和反作用力，故d錯誤；壓力和重力是兩個性質(zhì)不同的力，故c錯誤。答案：a2一輛空車和一輛滿載貨物的同型號汽車，在同一路面上以相同的速度向同

5、一方向行駛。兩輛汽車同時緊急剎車后(即車輪不滾動只滑動)，以下說法正確的是()a滿載貨物的汽車由于慣性大，滑行距離較大b滿載貨物的汽車由于受到的摩擦力較大，滑行距離較小c兩輛汽車滑行的距離相同d滿載貨物的汽車比空車先停下來解析：同種型號的汽車，在同一路面上行駛時，汽車急剎車時，車輪與路面間的動摩擦因數(shù)相同，因此減速的加速度大小相同，由v2v022ax可知，兩車滑行距離相同，c正確，a、b錯誤，由t可知，兩車滑行時間相同，d錯誤。答案：c3(2012·南平模擬)如圖2所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球a用細線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊b始終相對于小車靜止地擺放在右端

6、。b與小車平板間的動摩擦因數(shù)為。若某時刻觀察到細線偏離豎直方向角，則此刻小車對物塊b產(chǎn)生的作用力的大小和方向為()圖2amg，豎直向上bmg，斜向左上方cmgtan，水平向右dmg，斜向右上方解析：由小球a可知小車的加速度agtan，方向水平向右，因此b受到向右的摩擦力ffmamgtan，對b受力分析如圖所示。小車對b的作用力即為fn與ff的合力f，fmg，故選d。答案：d4.如圖3所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為，以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動。在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)<tan，則圖4中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是()圖3圖4解

7、析：已知<tan，剛開始時，小木塊沿斜面方向受到重力沿斜面向下的一個分力、傳送帶施加的沿斜面向下的滑動摩擦力，產(chǎn)生的加速度a1gsingcos；當小木塊的速度與傳送帶相同時，小木塊受到傳送帶沿斜面向上的滑動摩擦力，產(chǎn)生的加速度a2gsingcos。綜上所述，可判斷小木塊的速度一直增大，且兩過程中的加速度不同，有a1>a2，d正確。答案：d5如圖5所示，質(zhì)量分別為m、2m的球a、b由輕質(zhì)彈簧相連后再用細線懸掛在正在豎直向上做勻加速運動的電梯內(nèi)，細線中的拉力為f，此時突然剪斷細線，在線斷的瞬間，彈簧的彈力的大小和小球a的加速度大小分別為()a.，g b.，gc.，g d.，g圖5解析：

8、在線剪斷前，對a、b及彈簧整體：f3mg3ma，對b：f彈2mg2ma，由此得：f彈，線剪斷后的瞬間，彈力不變，此時對a球來說，受到向下的重力和彈力，有：f彈mgmaa，得：aag，故a對。答案：a6放在粗糙水平面上的物塊a、b用輕質(zhì)彈簧測力計相連，如圖6所示，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為，今對物塊a施加一水平向左的恒力f，使a、b一起向左勻加速運動，設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m、m，則彈簧測力計的示數(shù)為()圖6a. b.c.m d.m解析：先以a、b整體為研究對象，它們受到豎直向下的重力(mm)g，豎直向上的支持力fn(mm)g，水平方向向左的拉力f，水平方向向右的摩擦力ffn(mm)g。由牛頓

9、第二定律得到：f(mm)g(mm)a，再以b為研究對象，其受力為豎直向下的重力mg，豎直向上的支持力fnmg，水平方向向左的彈簧拉力f，水平方向向右的摩擦力ffnmg。由牛頓第二定律得到：fmgma，ag，將代入整理得：f，所以選項b正確。答案：b7(2011·全國新課標卷)如圖7，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2。下列反映a1和a2變 圖7化的圖線中正確的是()圖8解析：本題中開始階段兩物體一起做加速運

10、動，有 f(m1m2)a，即a，兩物體加速度相同且與時間成正比。當兩物體間的摩擦力達到m2g后兩者發(fā)生相對滑動。對m2有ffma2，在相對滑動之前f逐漸增大，相對滑動后fm2g 不再變化，a2，故其圖像斜率增大；而對m1 ，在發(fā)生相對滑動后，有m2gm1a1，故a1為定值。故a選項正確。答案：a二、實驗題(本題共2小題，共18分，把答案填在題中橫線上或按題目要求作答)8(6分)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，按實驗要求安裝好器材后，應(yīng)按一定步驟進行實驗，下述操作步驟的安排順序不盡合理，請將合理的順序填寫在下面的橫線上：_(填字母代號)。a保持重物的質(zhì)量不變，在小車里加砝碼，測出加速度

11、，重復幾次b保持小車質(zhì)量不變，改變重物的質(zhì)量，測出加速度，重復幾次c用天平測出小車和重物的質(zhì)量d平衡摩擦力，使小車近似做勻速直線運動e掛上重物，放進砝碼，接通打點計時器的電源，放開小車，在紙帶上打下一系列的點f根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，分別畫出af和a圖線解析：利用控制變量法和逐差法分析紙帶求加速度，最后處理實驗數(shù)據(jù)，合理的操作順序應(yīng)為dceabf或dcebaf.答案：dceabf或dcebaf9(12分)為了測量木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，某同學用鐵架臺將長木板傾斜支在水平桌面上，組成如圖9甲所示的裝置。所提供的器材有長木板、木塊(其前端固定有用于擋光的窄片k)、光電計時器、米尺、鐵架臺等。在長木板上

12、標出a、b兩點，b點處放置光電門(圖中未畫出)，用于記錄窄片通過光電門時的擋光時間。該同學進行了如下實驗：圖9(1)用游標卡尺測量窄片k的寬度d如圖乙所示，則d_ mm。測量長木板上a、b兩點間的距離l和豎直高度差h。(2)從a點由靜止釋放木塊使其沿斜面下滑，測得木塊經(jīng)過光電門時的擋光時間為t2.50×103 s，算出木塊經(jīng)b點時的速度v_ m/s。由l和v得出滑塊的加速度a。(3)由以上測量和算出的物理量可以得出木塊和長木板間的動摩擦因數(shù)的表達式為_(用題中所給字母h、l、a和重力加速度g表示)。解析：(1)游標卡尺測量窄片k的寬度d2 mm10×0.05 mm2.50

13、mm。(2)木塊經(jīng)b點時的速度v1.00 m/s。(3)根據(jù)牛頓第二定律得：mgsinmgcosma，由幾何知識得sin，cos，化簡得。答案：(1)2.50(2)1.00(3)三、計算題(本題共3小題，共5分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)10(15分)(2012·鋼陵模擬)如圖10所示，一個質(zhì)量m2 kg的滑塊在傾角為37°的固定斜面上，受到一個大小為40 n的水平推力f作用，以v010 m/s的速度沿斜面勻速上滑。(sin37°0.6，取g10 m/s2)(1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；圖10(2)若滑塊運動到a點時立即撤去推力f，

14、求這以后滑塊再返回a點經(jīng)過的時間。解析：(1)在f的作用下，物體做勻速運動，有fcos37°mgsin37°(mgcos37°fsin37°)解得0.5(2)撤去f后，物體往上滑時agsin37°gcos37°10 m/s2t11 sst15 m往下滑時agsin37°gcos37°2 m/s2sat22t2 stt1t2(1) s答案：(1)0.5(2)(1) s11(15分)如圖11所示，薄板a長l5 m，其質(zhì)量m5 kg，放在水平桌面上，板右端與桌邊相齊。在a上距右端s3 m處放一物體b(大小可忽略，即可看成

15、質(zhì)點)，其質(zhì)量m2 kg。已知a、b間動摩擦因數(shù)10.1，a與桌面間和b與桌面間的動摩擦因數(shù)均為圖1120.2，原來系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)在在板的右端施一大小一定的水平力f持續(xù)作用在a上直到將a從b下抽出才撤去，且使b最后停于桌的右邊緣。求：(1)b運動的時間；(2)力f的大小。解析：(1)對于b，在未離開a時，其加速度為：ab11 m/s2設(shè)經(jīng)過時間t1后b離開a，離開a后b的加速度為：ab22 m/s2根據(jù)題意可作出b的速度圖像如圖所示。有vbab1t1和ab1t12s代入數(shù)據(jù)解得t12 st21 s所以b運動的時間是：tt1t23 s。(2)設(shè)a的加速度為aa，則根據(jù)相對運動的位移關(guān)系得aat12

16、ab1t12ls解得：aa2 m/s2根據(jù)牛頓第二定律得f1mg2(mm)gmaa代入數(shù)據(jù)得：f26 n。答案：(1)3 s(2)26 n12(18分)傳送帶是一種常用的運輸工具，被廣泛應(yīng)用于礦山、碼頭、貨場、車站、機場等如圖12所示為火車站使用的傳送帶示意圖。繃緊的傳送帶水平部分長度l5 m，并以v02 m/s的速度勻速 圖12向右運動現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的旅行包無初速度地輕放在傳送帶的左端，已知旅行包與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.2，g取10 m/s2。(1)求旅行包經(jīng)過多長時間到達傳送帶的右端。(2)若要旅行包從左端運動到右端所用時間最短，則傳送帶速度的大小應(yīng)滿足什么條件？最短時間是多少？解析：(1)旅行包無初速度地輕放在傳送帶的左端后，旅行包相對于傳送帶向左滑動，旅行包在滑動摩擦力的作用下向右做勻加速運動，由牛頓