专题4：牛顿第二定律的应用【传送带模型、板块模型】课件+试题

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第五节牛顿定律的应用专题二讲课人：小明老师时间：目录板块模型PART 01传送带模型PART 02动力学中的滑块—木板模型摩擦力方向的特点滑块—木板模型的状态分析无外力作用的板块模型地面光滑  无外力作用的板块模型地面粗糙 对点训练——无外力作用的板块模型1.如图甲所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的v­t图像分别如图乙中的折线acd和bcd所示，a、b、c、d点的坐标分别为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0)。根据v—­t 图像，求：(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2，达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3；(2)物块质量m与长木板质量M之比；(3)物块相对长木板滑行的距离Δx。2.（多选）如图所示，某时刻长木板以4 m/s的初速度水平向左运动，可视为质点的小物块以4 m/s的初速度水平向右滑上长木板。已知小物块的质量为m＝0.1 kg，长木板的质量为M＝1.5 kg，长木板与地面之间的动摩擦因数为μ1＝0.1，小物块与长木板之间的动摩擦因数为μ2＝0.4，重力加速度大小为g＝10 m/s2，最终小物块未滑离长木板，下列说法正确的是（　　）解析：BC　对点训练——无外力作用的板块模型外力作用在物块上的板块模型地面光滑   外力作用在物块上的板块模型地面粗糙   外力作用在物块上的板块模型当F>F0时M、m相对滑动 对m分析：F-Ff静=ma 地面粗糙 外力作用在木板上的板块模型地面光滑地面粗糙外力作用在木板上的板块模型  当F>F0时M、m相对滑动地面粗糙3.（多选）（2021·全国乙卷）水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左端上有一质量为m2的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（　　）答案　BCD对点训练——有外力作用的板块模型4.如图所示，光滑水平面上静止放着长为L＝1.6 m、质量为M＝3 kg 的木板，一个质量为m＝1 kg的物块放在木板的最右端，物块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F，g取10 m/s2。　对点训练——有外力作用的板块模型（1）施力F后，要想把木板从物块的下方抽出来，求力F的大小应满足的条件；（2）为把木板从物块的下方抽出来，施加某力后，发现该力作用最短时间t0＝0.8 s，恰好可以抽出，求此力的大小。5.（多选）如图甲所示，很薄的长木板B在水平地面上，在t＝0时刻，可视为质点、质量为1 kg的物块A在水平外力F作用下从左端滑上长木板，1 s后撤去外力F，物块A、长木板B的速度—时间图像如图乙所示，g＝10 m/s2，则（　　）解析：BD　对点训练——有外力作用的板块模型6.（多选）如图甲所示，长为L的木板M放在水平地面上，质量为m＝2 kg的小物块（可视为质点）放在木板的右端，两者均静止。现用水平向右的力F作用在木板上，通过传感器测出木板的加速度a与外力F的变化关系图像如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10 m/s2，下列说法正确的是（　　）解析：AD　对点训练——有外力作用的板块模型拓展——斜面上的板块模型⁠ 对点训练——有外力作用的板块模型解析：AD　8.如图所示，足够长光滑斜面的倾角为θ，斜面上放着质量为M的木板，木板左端有一个质量为m的木块，木块与木板之间的动摩擦因数为μ，木块和木板的初速度都为零。对木块施加平行斜面向上的恒力F后，（　　）解析：C　对点训练——有外力作用的板块模型传送带模型传送带模型的受力分析摩擦力方向：同向“以快带慢”反向“互相阻碍”共速时摩擦力可能突变：①滑动摩擦力突变为零；②滑动摩擦力突变为静摩擦力；③摩擦力方向突变。传送带模型的运动分析参考系的选择：①研究物体的速度、位移、加速度时均以地面为参考系；②研究物体的滑行痕迹等一般以传送带为参考系。判断共速后物体能否与传送带保持相对静止。判断物体在达到共速之前是否滑出传送带。传送带模型第一步明确研究对象传送带及放在传送带上的物体。第二步分析力与运动水平传送带（1）根据物体的受力和传送带的速度计算物体变速运动的时间t和位移x（2）由x和传送带长度判断物体的运动状态。 第二步分析力与运动建立运动学方程、动力学方程和能量方程，进一步计算物体在传送带上的运动时间t、物体相对传送带的位移等。水平传送带水平传送带水平传送带传送带足够长9.（多选）如图（a）所示，安检机通过传送带将被检物品从安检机一端传送到另一端，其过程可简化为如图（b）所示。设传送带速度恒为v0，质量为m的被检物品与传送带的动摩擦因数为μ，被检物品无初速度放到传送带A端。若被检物品可视为质点，其速度为v、加速度为a、摩擦力的功率为Pf、与传送带的位移差的大小为Δx，重力加速度为g，则下列图像可能正确的是（　　）对点训练——水平传送带对点训练——水平传送带答案　AD10.如图所示，水平传送带A、B两端相距s＝3.5 m，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1。工件滑上A端瞬时速度vA＝4 m/s，到达B端的瞬时速度设为vB，则下列说法不正确的是（　　）解析：D　对点训练——水平传送带11.如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为v2'，则下列说法不正确的是（　　）解析：D　对点训练——水平传送带倾斜传送带倾斜传送带传送带足够长倾斜传送带传送带足够长倾斜传送带倾斜传送带12.如图所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为θ＝37°，以恒定速率v＝4 m/s顺时针转动。一物块以初速度v0＝12 m/s从A端冲上传送带，若物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.25，g取 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法正确的是（　　）答案　D对点训练——倾斜传送带13.（多选）如图甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t＝0时，将质量m＝1 kg的物体（可视为质点）轻放在传送带上，物体相对地面的v－t图像如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g＝10 m/s2。则（　　）答案　AD对点训练——倾斜传送带