0  260931  260939  260945  260949  260955  260957  260961  260967  260969  260975  260981  260985  260987  260991  260997  260999  261005  261009  261011  261015  261017  261021  261023  261025  261026  261027  261029  261030  261031  261033  261035  261039  261041  261045  261047  261051  261057  261059  261065  261069  261071  261075  261081  261087  261089  261095  261099  261101  261107  261111  261117  261125  447090 

⑴若各物体加速度相同,则

F=(mA+mB )a

   或正交分解法

              ∑Fx=(mA+mB )ax

               ∑Fy=(mA+mB )ay

⑵若各物体加速度不相同,则

               ∑Fx=mAaAx+mBaBx

               ∑Fy=mAaAy+mBaBy

常用来研究A、B中有一个加速度为零的情况:

aB=0,则:        ∑Fx=mAaAx

                ∑Fy=mAaAy

[典题例析]

例1.如图所示,一个质量为M的物体放在光滑的水平桌面上,当用20N的力F通过细绳绕过定滑轮拉它时,产生2m/s2的加速度.现撤掉20N拉力,而在细绳下端挂上重为20N的物体m,如图,则物体M的加速度为     m/s2,前、后两种情况下绳的张力分别为     .(取g=10 m/s2)

例2.如图所示,质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体,与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角,则 ( B D )

A.车厢的加速度为

B.绳对物体1的拉力为

C.底板对物体2的支持力为(m2-m1)g

D.物体2所受底板的摩擦力为m2gtanθ

例3.如图所示,在倾角为的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫,已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为   ( C )

A.  B.

C.  D.

例4.质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬挂另一质量为m的小球,且Mm.用一力F水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a向右运动,细线与竖直方向成角,细线的拉力为F1.若用一力F'水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度a'向左运动时,细线与竖直方向也成角,细线的拉力为F2,则        ( B )

A.a'=aF2F1  B.a'>aF2F1

C.a'<aF2F1  D.a'>aF2F1

例5.如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m1m2,拉力F1F2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F1F2,试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T

例6.一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来.图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦.吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力.(g=9.8m/s2)

(200N,方向竖直向下)

例7.两重叠在一起的滑块,置于固定的且倾角为θ的斜面上,如图所示,滑块AB的质量分别为mMB与斜面间的动摩擦因数为μ1AB之间的动摩擦因数为μ2,两滑块接触面与斜面平行,并都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,则滑块A受到的摩擦力( AD )

A.大小等于μ1mgcosθ   B.大小等于μ2mgcosθ

C.等于零      D.方向沿斜面向上

例8.如图所示,一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,以速度v1=30 m/s进入向下倾斜的直车道.车道每100m下降2m.为了使汽车速度在x=200 m的距离内减到v2=10 m/s,驾驶员必须刹车.假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力,且该力的70%作用于拖车B,30%作用于汽车A.已知A的质量m1=2000kg,B的质量m2=6000kg.求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力.(取重力加速度g=10m/s2)(880N)

[问题反思]

第5课时 牛顿运动定律的应用(三)

(超重和失重问题)

[知识回顾]

1.超重:当物体具有   的加速度时(包括向上加速或向下减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力   自身重力的现象。

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2.整体法:把构成连接体的各个物体视为一整体,从而转化为单一物体的动力学问题。

通常情况下,连接体在运动方向上有一个共同的加速度,而另一方向上加速度为零。

则       ∑F=(mA+mB )a

或正交分解法

              ∑Fx=(mA+mB )ax 

              ∑Fy=0

研究此系统的受力或运动时,应用牛顿运动定律求解问题的关键是研究对象的选取和转换.一般若讨论的问题不涉及系统内部的作用力时,可以以整个系统为研究对象列方程求解;若涉及系统中各物体间的相互作用,则应以系统的某一部分为对象列方程求解,这样,便将物体间的内力转化为外力,从而体现出其作用效果,使问题得以求解.在求解连接体问题时,整体法和隔离法相互依存,相互补充交替使用.

整体法和隔离法是相辅相成的.本来单用隔离法就可解决连接问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题十分方便,例如当系统中各物体有相同加速度,要求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用整体法求出加速度,再用隔离法求出两物体间的相互作用力.

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1.隔离法:把构成连接体的各个物体隔离开来,分别视为单一物体,转化为简单的动力学问题。

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2.外力和内力

    如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的  力,而系统内各物体间的相互作用力为  

    应用牛顿第二定律列方程不考虑  力。如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的   力。

    3连接体问题的分析方法

    (1)整体法:连接体中的各物体如果    ,求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用   列方程求解。

    (2)隔离法:如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离其中一个物体,对该物体应用   求解,此法称为隔离法。

    (3)整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用  法求出  ,再用  法求  

[考点突破]

考点 连接体问题

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1.连接体与隔离体

    两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为   。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为    

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4.4;7420)

[问题反思]

第4课时 牛顿运动定律的应用(二)

(连接体问题)

[知识回顾]

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1.7)

例10.如图所示,一质量为500 kg的木箱放在质量为2000 kg的平板车的后部,木箱到驾驶室的距离L=1.6 m,已知木箱与木板间的动摩擦因数μ=0.484,平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍,平板车以v0=22.0m/s的速度行驶,为不让木箱撞击驾驶室,g取10 m/s2,试求:

从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间?

⑵驾驶员刹车时的制动力不能超过多大?

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例7.如图所示,质量为m=10kg物体在F=200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角=37°,力F作用2s后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25s后,速度减为零。求:物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移。

0.25;16.25m)

例8.质量为40kg的雪撬在倾角θ=37°的斜面上向下滑动如图甲所示,所受的空气阻力与速度成正比。今测得雪撬运动的vt图象如图乙所示,且AB是曲线的切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线。试求空气的阻力系数k和雪撬与斜坡间的动摩擦因数

(20N s/m;0.125)

例9.如图所示,底座上装有长0.5m的直立杆,其总质量为0.2kg,杆上套有质量为0.05kg的小环B,它与杆之间有摩擦.当环从底座上以4 m/s的初速度开始上升时刚好能到达顶端.求在环上升过程中底座对水平面的压力是多大?(g取10 m/s2)

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例1.一汽车没有安装ABS,急刹车后,车轮在路面上滑动.(取g=10 m/s2)

⑴若车轮与干燥路面间的动摩擦因数是0.7 ,汽车以14m/s的速度在水平路面上行驶,急刹车后,滑行多远才停下?

⑵若车轮与湿滑路面间的动摩擦因数为0.1,在水平路面上汽车急刹车后的滑行距离不超过18m,刹车前的最大速度是多少?(14m;6m/s)

例2.如图所示,风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径.

   ⑴当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数.       

⑵保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37o并固定则小球从静止出发到在细杆上滑下距离x所需的时间为多少?      

0.5;)

例3.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如图所示为一水平传送带装置示意图.紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1 m/s运行,一质量为m=4kg的行李无初速度地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带之间的动摩擦因数=0.1,A、B间的距离L=2m,g取10m/s2

⑴求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小;

⑵求行李做匀加速直线运动的时间;

⑶如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.

(1m/s2;1s;2 m/s、2s)

例4.如图所示,传送带与地面倾角θ=370,从AB长度为16m,传送带以10 m/s的速度逆时针转动,在传送带上端A无初速地放一质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A运动到B所需的时间是多少?(t=2 s)

例5.固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度,随时间变化规律如图所示,取重力加速度g=10m/s2。 求:⑴小环的质量m;⑵细杆与地面间的倾角

(1kg;30°)

例6.一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB 边重合,如图所示.已知盘与桌布间的动摩擦因数为1,盘与桌面间的动摩擦因数为2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边.若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)

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6.解方程,对解进行分析、检验或讨论。

[典题例析]

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