專題02 動力學(xué)觀點在力學(xué)中的應(yīng)用（原卷版）

專題02動力學(xué)觀點在力學(xué)中的應(yīng)用【要點提煉】1．物體或帶電體做勻變速直線運動的條件是：物體或帶電體所受合力為恒力，且與速度方向共線．2．勻變速直線運動的基本規(guī)律為速度公式：v＝v0＋at.位移公式：x＝v0t＋eq\f(1,2)at2.速度和位移公式的推論：v2－v02＝2ax.中間時刻的瞬時速度：＝eq\f(x,t)＝eq\f(v0＋v,2).任意兩個連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移之差是一個恒量，即Δx＝xn＋1－xn＝a·(Δt)2.3．速度—時間關(guān)系圖線的斜率表示物體運動的加速度，圖線與時間軸所包圍的面積表示物體運動的位移．勻變速直線運動的v－t圖象是一條傾斜直線．4．位移—時間關(guān)系圖線的斜率表示物體的速度．5．超重或失重時，物體的重力并未發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生了變化．物體發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的運動方向無關(guān)，只決定于物體的加速度方向．當(dāng)a有豎直向上的分量時，超重；當(dāng)a有豎直向下的分量時，失重；當(dāng)a＝g且豎直向下時，完全失重．【規(guī)律方法】1．動力學(xué)的兩類基本問題的處理思路2．解決動力學(xué)問題的常用方法(1)整體法與隔離法．(2)正交分解法：一般沿加速度方向和垂直于加速度方向進行分解，有時根據(jù)情況也可以把加速度進行正交分解．(3)逆向思維法：把運動過程的末狀態(tài)作為初狀態(tài)的反向研究問題的方法，一般用于勻減速直線運動問題，比如剎車問題、豎直上拋運動的問題．命題點一：動力學(xué)基本問題分析例1(多選)如圖甲所示，質(zhì)量m＝1kg、初速度v0＝6m/s的物塊受水平向左的恒力F作用，在粗糙的水平地面上從O點開始向右運動，O點為坐標(biāo)原點，整個運動過程中物塊速率的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，g＝10m/s2，下列說法中正確的是()A．t＝2s時物塊速度為零B．t＝3s時物塊回到O點C．恒力F大小為2ND．物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1【拓展練習(xí)】1．如圖所示A、B、C三個小球質(zhì)量均為m，A、B之間用一根沒有彈性的輕質(zhì)細繩連在一起，B、C之間用輕彈簧拴接，整個系統(tǒng)用細線懸掛在天花板上并且處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將A上面的細線剪斷，使A的上端失去拉力，則在剪斷細線的瞬間，A、B、C三個小球的加速度分別是（）A.1.5g，1.5g，0B.g，2g，0C.g，g，gD.g，g,02．(多選)如圖所示，一物塊在t＝0時刻滑上一固定斜面，其運動的v－t圖線如圖乙所示．若重力加速度及圖乙中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出()A．斜面的傾角B．物塊的質(zhì)量C．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度命題點二：應(yīng)用動力學(xué)方法分析傳送帶問題例2某工廠為實現(xiàn)自動傳送工件設(shè)計了如圖所示的傳送裝置，由一個水平傳送帶AB和傾斜傳送帶CD組成，水平傳送帶長度LAB＝4m，傾斜傳送帶長度LCD＝4.45m，傾角為θ＝37°，AB和CD通過一段極短的光滑圓弧板過渡，AB傳送帶以v1＝5m/s的恒定速率順時針運轉(zhuǎn)，CD傳送帶靜止．已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2.現(xiàn)將一個工件(可看作質(zhì)點)無初速度地放在水平傳送帶最左端A點處，求：(1)工件被第一次傳送到CD傳送帶上升的最大高度和所用的時間；(2)要使工件恰好被傳送到CD傳送帶最上端，CD傳送帶沿順時針方向運轉(zhuǎn)的速度v2大小(v2＜v1)．【拓展練習(xí)】1．(多選)如圖所示，以速度v逆時針勻速轉(zhuǎn)動的足夠長的傳送帶與水平面的夾角為θ，現(xiàn)將一個質(zhì)量為m的小木塊輕輕地放在傳送帶的上端，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，則下列選項中能夠正確地描述小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的圖線是（）A.B.C.D.2．(多選)如圖所示，一水平的淺色長傳送帶上放置一質(zhì)量為m的煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a開始運動，當(dāng)其速度達到v后，便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動，關(guān)于上述過程，以下判斷正確的是（重力加速度為g）（）A.μ與a之間一定滿足關(guān)系B.煤塊從開始運動到相對于傳送帶靜止經(jīng)歷的位移為C.煤塊從開始運動到相對于傳送帶靜止經(jīng)歷的時間為D.黑色痕跡的長度為命題點三：應(yīng)用動力學(xué)方法分析“滑塊—木板”問題例3如圖所示，兩個滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA＝1kg和mB＝5kg，放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ1＝0.5；木板的質(zhì)量為m＝4kg，與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2＝0.1.某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為v0＝3m/s.A、B相遇時，A與木板恰好相對靜止．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2.求：(1)B與木板相對靜止時，木板的速度；(2)A、B開始運動時，兩者之間的距離．【拓展練習(xí)】1.如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角θ的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時間t將（）A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大2.（多選）水平地面上有一質(zhì)量為的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量為的物塊，如圖（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，其中、分別為、時刻F的大小。木板的加速度隨時間t的變化關(guān)系如圖（c）所示。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（）A． B．C． D．在時間段物塊與木板加速度相等【專題訓(xùn)練】1.如圖所示，a、b、c為三個質(zhì)量均為m的物塊，物塊a、b通過水平輕繩相連后放在水平面上，物塊c放在b上，現(xiàn)用水平拉力F作用于a，使三個物塊一起水平向右做勻速直線運動，各接觸面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.水平輕繩的彈力大小為FB.物塊c受到的摩擦力大小為μmgC.剪斷輕繩后，在物塊b向右運動的過程中，物塊c受到的摩擦力大小為μmgD.當(dāng)該水平拉力增大為原來的倍時，物塊c受到的摩擦力大小為μmg2.如圖所示，放在光滑水平面上的木塊受到兩個水平力F1與F2的作用，靜止不動，現(xiàn)保持力F1不變，使力F2逐漸減小到零，再逐漸恢復(fù)到原來的大小，在這個過程中，能正確描述木塊運動情況的圖象是()3．在節(jié)日夜晚燃放焰火，禮花彈從專用炮筒中射出后，經(jīng)過2s到達離地面25m的最高點，炸開后形成各種美麗的圖案．若禮花彈從炮筒中沿豎直向上射出時的初速度是v0，上升過程中所受阻力大小始終是自身重力的k倍，g＝10m/s2，則v0和k分別為()A．25m/s,1.25 B．25m/s,0.25C．50m/s,0.25 D．50m/s,1.254．如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，該平面內(nèi)有AM、BM、CM三條光滑固定軌道，其中A、C兩點處于同一個圓上，C是圓上任意一點，A、M分別為此圓與y、x軸的切點．B點在y軸上且∠BMO＝60°，O′為圓心．現(xiàn)將a、b、c三個小球分別從A、B、C點同時由靜止釋放，它們將沿軌道運動到M點，如所用時間分別為tA、tB、tC，則tA、tB、tC大小關(guān)系是()A．tA＜tC＜tBB．tA＝tC＜tBC．tA＝tC＝tBD．由于C點的位置不確定，無法比較時間大小關(guān)系5．如圖所示，繃緊的長為6m的水平傳送帶，沿順時針方向以恒定速率v1＝2m/s運行．一小物塊從與傳送帶等高的光滑水平臺面滑上傳送帶，其速度大小為v2＝5m/s.若小物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ＝0.2，重力加速度g＝10m/s2，下列說法中正確的是()A．小物塊在傳送帶上先向左做勻減速直線運動，然后向右做勻加速直線運動B．若傳送帶的速度為1m/s，小物塊將從傳送帶左端滑出C．若傳送帶的速度為5m/s，小物塊將以5m/s的速度從傳送帶右端滑出D．若小物塊的速度為4m/s，小物塊將以4m/s的速度從傳送帶右端滑出6．(多選)在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤連接好的車廂．當(dāng)機車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當(dāng)機車在西邊拉著車廂以大小為eq\f(2,3)a的加速度向西行駛時，P和Q間的拉力大小仍為F.不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為()A．8B．10C．15D．187．(多選)如圖所示，兩個質(zhì)量分別為m1＝2kg、m2＝3kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接．兩個大小分別為F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則()A．系統(tǒng)運動穩(wěn)定時，彈簧秤的示數(shù)是50NB．系統(tǒng)運動穩(wěn)定時，彈簧秤的示數(shù)是26NC．在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為13m/s2D．在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為15m/s28.(多選)如圖所示，表面粗糙且足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ，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，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．小木塊的速度隨時間變化的關(guān)系圖象可能符合實際的是()9．(多選)如圖所示，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細線懸掛于固定點O；整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；現(xiàn)將細線剪斷，將物塊a的加速度記為a1，S1和S2相對原長的伸長分別為Δl1和Δl2，重力加速度大小為g，在剪斷瞬間()A．a(chǎn)1＝3g B．a(chǎn)1＝0C．Δl1＝2Δl2 D．Δl1＝Δl210．(多選)如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運動，小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t＝0時刻P在傳送帶左端具有速度v2，P與定滑輪間的繩水平，t＝t0時刻P離開傳送帶．不計定滑輪質(zhì)量和摩擦，繩足夠長．正確描述小物體P速度隨時間變化的圖象可能是()11．(多選)圖甲中，兩滑塊A和B疊放在光滑水平地面上，A的質(zhì)量為m1，B的質(zhì)量為m2.設(shè)A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，作用在A上的水平拉力為F，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．圖乙為F與μ的關(guān)系圖象，其直線方程為F＝eq\f(m1m1＋m2g,m2)μ.下列說法正確的有()A．μ和F的值位于a區(qū)域時，A、B相對滑動B．μ和F的值位于a區(qū)域時，A、B相對靜止C．μ和F的值位于b區(qū)域時，A、B相對滑動D．μ和F的值位于b區(qū)域時，A、B相對靜止12．(多選)如圖甲所示，一質(zhì)量為M的長木板靜置于光滑水平面上，其上放置一質(zhì)量為m的小滑塊．木板受到水平拉力F作用時，用傳感器測出長木板的加速度a與水平拉力F的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g＝10m/s2，下列說法正確的是()A．小滑塊的質(zhì)量m＝2kgB．小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為0.1C．當(dāng)水平拉力F＝7N時，長木板的加速度大小為3m/s2D．當(dāng)水平拉力F增大時，小滑塊的加速度一定增大13．如圖所示，木板與水平地面間的夾角θ可以隨意改變，當(dāng)θ＝37°時，可視為質(zhì)點的小木塊恰好能沿著木板勻速下滑．若讓該小木塊從木板的底端以v0＝10m/s的速度沿木板向上運動，隨著θ的改變，小木塊沿木板向上滑行的距離將發(fā)生變化．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度為g＝10m/s2.(1)小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)θ角為多大時，小木塊能沿木板向上滑行的距離最小，并求出此最小值．14．如圖所示，質(zhì)量m=2kg的滑塊以v0=16m/s的初速度沿傾角θ=37°的斜面上滑，經(jīng)t=2s滑行到最高點。然后，滑塊返回到出發(fā)點。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求滑塊(1)最大位移值x；(2)與斜面間的動摩擦因