牛顿力学临界经典例题(总结版)
-
[
例
9]
一个物块由静止开始沿不同长度的光滑斜面滑到水平地面上的定点
B
,
这些斜面的起点都靠在竖直墙上,如图<
/p>
1
所示,已知
B
点距墙角距离为
b
,要使
小物块从斜面
的起点滑到
B
点所用的时间最短,求斜面的起点(如图中
P
点)距
地面的高度是多少?所用的时间又是
多少?
[
例
7]
如
图
3
所示,质量为
m=1kg
的物块放在倾角为
上,斜面质量为
,斜面与物块
间的动摩擦因数为
的斜面体
图
1
p>
,地面光滑,现对斜面体施一水平推力
F
,
要使物体
m
相
对斜面静止,试确定推力
F
的取值范围。(
)
< br>
8.
水平传送带被广泛地应
用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查。如图所示为一水平传送带装置示意图,绷紧的传
送带
AB
始终保持
v=1
m/s
的恒定速率运行。
一质量为
m=
4kg
的行李无初速度地放在
A
处,<
/p>
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。设行李与传送带间的动摩擦因数
μ=0.1
,
AB
间的距
离
=2m
,
g
取
10 m/ s
。
(
1
p>
)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小;
(
2
p>
)求行李做匀加速直线运动的时间;
(
3
)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。
2
2
p>
、
如图所示,
传送带与地面的倾角
θ=37°
,
从
A
p>
端到
B
端的长度为
16m
,
传送带以
v
< br>0
=10m/s
的速度沿逆时针方向转动。
在传送带上端
A
处无初速地放置一个质量为
0.5kg
的物体,
它与传送带之间的动摩擦因
数为
μ=0.5
,
求物体从
A
端运动到
B
端所
需的时间是多少?
(sin37°
=0.6<
/p>
,
cos37°
=0.8)
1
3
、一水
平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为
μ<
/p>
。初始时,传送带与
煤块都是静止。现让传送带以恒定的加速度<
/p>
a
0
开始运动,当其速度达到
v
0
后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,
煤块在
传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长
度。
【变式
1
】如图所示,皮带轮带动传送带沿逆时针方向以速度
v
p>
0
=2 m /
s
匀速运动,两皮带轮之间的距离
L=3.2 m
,皮带绷紧与水
平方向的夹角
θ=37°
。将一可视为质点的小物块无
初速地从上端放到传送带上,已
知物块与传送带间的动摩擦因数
μ=0.5
,物块在
皮带上滑过时能在皮带上留下白色痕迹。求物体从下端离开传送带后,传送带
上留下的痕
迹的长度。(
sin37°
=0.6
,
cos37°
=0.8
,取
g=10 m / s
)
2
3
、如图
所示,水平长传送带始终以速度
v=3m/s
匀速运动。现将一
质量为
m=1kg
的物块放于左端(无初速度)。最终
物体与传送带一起以
3m/s
的速度运动,在物块由速度为零增加至
v=3m/s
的
过程中,求:
(
< br>1
)由于摩擦而产生的热量。
(
2
)由于
放了物块,带动传送带的电动机消耗多少电能?
举一反三
【变式
】如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角
θ=30°
,皮带在
电动机的带动下,始终保持
v
0
=2m
/s
的速率
2
运行。现把一质量
m=10kg
的工件(可看做质点)轻轻
放在皮带的底端,经
到
h=1.5m
的
高处,取
g=10m/s
。求:
(
1
p>
)工件与皮带间的动摩擦因数;
(
2
)电动
机由于传送工件多消耗的电能。
2
时
间
t=1.9s
,工件被传送
4
、如图所示,
AB
是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为
h
,末端
B
处的切线方向水平。一个质量为
m
的小物体
P
从轨道顶端
A<
/p>
处由静止释放,滑到
B
端后飞出,落在地
面上的
C
点,轨迹如图中虚线
BC
p>
所示,已知它落地时相对于
B
点的水平
p>
位移
OC=L
。
现在轨道下方紧贴
B
点安装一水平传送
带,传送带的右端与
B
点的距离为
,当
传送带静止时,让小物体
P
再
次从
p>
A
点静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍
然落在地面上的
C
点。当驱动轮转动而带动传送带以
速度
v
匀速向右运动时
(
其他条件不变)
,
物体
P
的落地点为
D
。
不计空气阻
力,
问传送带速度
v
的大小满足什么条
件时,
点
O
、
D
之间的距离
s
有最小值?这个最小值
为多少?
举一反三
【变式】如果上面的问题改成传送带速度
v
的大小满足什么条件时,点
O
、
D
之间的距离
s
有最大值,这个最大值是多少?
5
、一传送带装置示意图如图所示,其中传送带经过
AB
区域时是水平的,经过
BC
< br>区域时变为圆弧形(圆弧由光滑
模板形成,未画出),经过
CD
区域时是倾斜的,
AB
和
CD
都与
BC
相切。
现将大量的质量均为
m
的小货箱一个一个在
A
处放到
传送带上,
放置时初速为
零,
经传送带运送到
D
处,
D
和
A
的高度差为
h
。
稳定工作时传送带速度不变,
CD
段上各箱等距排列,
相邻两箱的距离为
L
。每个箱在
A
处投
放后,在到达
B
之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动
(忽略经
BC
段时的微小
3
滑动)。已知在一段相当长的时
间
T
内,共运送小货箱的数目为
N
p>
。这个装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不
计轮轴处
的摩擦,求电动机的平均输出功率
P
。
6
、有一
台与水平方向成
30°
角的传送带运输机,如图所示,它将沙子
从一处运送到另一处。沙子在
h=0.5 m
高的地方自
由落下,传送带始终以
v=1
m/s
的速度运转。若沙子落到传送带上的流量为
Q=50
kg/s
,传送带的有效长度
=10 m
,电动机的
效率
η=80%
,问至少
须选多大功率的电动机?(
g=10 m /
s
)
2
7
p>
、如图所示,水平传送带
AB
长
=
8.3m
,质量为
M<
/p>
=
1kg
的木块随传送带一起以
v
1
=
2m/s
的速度向左匀速运动(传送
带的传送速度恒定),木块与传送带间的动
摩擦因数
μ
=
0.5
< br>。当木块运动至最左端
A
点时,一颗质量为
m
=
20g
的子弹以
v
0
=
300m/s
水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度
v′
=
50m/s
,以后每隔
1s
就有一颗子弹射向木块,设子弹射穿木块的时
间极短,且每
次射入点各不相同,
g
取
10m/s<
/p>
,求:
2
(
1
)在被
第二颗子弹击中前木块向右运动离
A
点的距离?
(
2
)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中?
(
3
p>
)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统所产
生的热量是多少?(
g
取
10m/s<
/p>
)
2
4
7<
/p>
.如图所示,半径为
R
,内径很小的光滑
固定半圆管竖直放置,两个质量均为
m
的小球
< br>A
、
B
,以不同的速度进入管内
,
A
通
过最高点
C
时,对管壁上部的压力为
3
mg<
/p>
,
B
通过最高点时,对管壁下部的压力为
0.75
mg
。
求
A
、
B
两球落地点间的距离。
C
O
B
A
6
.如图所示,一个半径为
R
的光滑半
圆形轨道放在水平面上,一个质量为
m
的小球以某一初速度冲上
轨道,当小球将要从轨道
上沿水平方向飞出时,轨道对小球的压力恰好为零,则小球落地
点
C
距
B
点多
远?(
A
、
B
在同一竖直线上)
5
.如图,轻杆
OA
长
l
p>
=
0.5m
,在
A
端固定一小球,小球质量
m
=
0.5 kg
,以
O
点
为
轴使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点时,
小球的速度大小为
v
=
0.4
m/s
,
求在此位置时杆对小球的作
用力。
g
取
10
m/s
2
。
2
.如图所示,物体
a
、
b
和
c
叠放在水平桌面上,水平力
F
b
=5N
、
F
c
=10N
分别作用于物体
b
和
c
上,
a
和
b
及
c
< br>均仍保持静止,
以
f
1
、
f
2
、
f
3
分别表示
a
与
b
、
b
与
c
、
c
与桌面的静摩擦力的大小,则
(
C
)
A.
f
1
=
5N,f
2
=0
,
f
3
=5N
B. f
1
=5N,f
2
=5N<
/p>
,
f
3
=0
C. f
1
=0,f
< br>2
=5N
,
f
< br>3
=5N
D. f
1
=0,f
2
=10N
,
f
3
=5N
3.
如图所示,人通过定滑轮用绳拉住平台处于静止状态,人重
G
1
=600N
,平台重
G
2
=200N
,则人对绳
的拉力为
N
,对平
台
的压力为
N
。
400
200
4.
如图
所示,在两块相同的竖直木板之间的质量均为
m
的
4
块相同的砖,用两个大小均为
F
< br>的水平力压木板,
使砖静止不动,
则
第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为(
A
)
5
A
.
O
C
B
A.
零
/2
D.2mg
5
.如图
,一固定斜面上两个质量相同的小物块
A
和
B
紧挨着匀速下滑,
A
与
B
的接触面光滑。
已知
A
与斜面之间的动摩擦因数是
B
与斜面
之间动摩擦因数的
2
倍,斜面倾角为
α
。
B
与斜面之
间的动摩擦因数是(
A
)
2
2
A
p>
.
tan
α
p>
B
.
cot
α
p>
C
.
tan
α
D
.
p>
cot
α
3
p>
3
6.
如图所示,物体
A
靠在倾斜的墙面上,在与墙面和
B
垂直的力
F
作用下,
A
、
B
保持静止,试分
析<
/p>
A
、
B
两个物体
的受力个数。
7
.如图
:
位于水平桌面上的物块
P
,由跨过定滑轮的轻绳与物块
Q
相连,从滑轮到
P
到
Q
的两段绳
都是水平的.已知
Q
与
P<
/p>
之间以及
P
与桌面之间的动摩擦因数都是
μ
,两物块的质量都是
m
,滑轮
的质量、滑轮轴上的摩擦都不计.若用一水平向右的力
F
拉
P
使它做匀速运动,则<
/p>
F
的大小为多少?
5
.如图,质量为
M
的楔形物块静
置在水平地面上,其斜面的倾角为
θ
.斜面上有
的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力
F
沿斜
面向上拉小物块,使之匀
小物块运动的过程中,
楔形物块始终保
持静止.
地面对楔形物块的支持力为
(
D
)
A
.(<
/p>
M
+
m
)
g
B
.(<
/p>
M
+
m
)
g
-
F
C
.(
M
+
m
)
g
+
< br>F
sin
θ
D
.(
M<
/p>
+
m
)
g
-
F
sin
θ
4
.如图所示,两个等大的水平力
F
分别作用在物体
B
、
C
上。物体
A
、
B
、
C
都处
于静止状态。各接触面与水平地面平行。物体
A
、
C
间的摩擦力大小为
f
1<
/p>
,物体
B
、
C<
/p>
间的摩擦力大小为
f
2
< br>,物体
C
与地面间的摩擦力大小为
f
3
,则(
B
)
A
.
p>
C
.
P
F
M
Q
一质量为
m
F
m
θ
速上
滑.在
f
1
0
,
f
2
<
/p>
0
,
f
3
0
B
.
p>
f
1
0
,
f
2
F
,
f
3
< br>
0
f
1
F
,
f
2
0
,
p>
f
3
0
D
.
f
1
< br>0
,
f
2
F
,
f
3
F
3
p>
.(江苏省苏北四市
2008
年高三第二次
调研考试)水平地面上有一轻质弹簧,下端固定,上端与物体
A
相连接,整个系
统处于平衡状态。现用一竖直向下的力压物体
A
,使
A
竖直向下做匀加速直线运动一段
距离,整个过程中弹簧一直处在弹性
限度内。下列关于所加的力
F
的大小和运动距离
x
之间关系的图象
正确的是(
)
A
7
、<
/p>
(江苏省南通市
2007-2008
学年
度第一学期期末调研考试)
在光滑水
x
一个物体同时受到两个水平力
F
1
与
F
2
的作用,
在第
1s
内物体保持静止状
F
2
随时间的变化如图所示。则物体(
)
x
x
F
/N
F
1
O
F
2
x
D
t
/s
平面上,有
A
B
C
态。
若力
F
1
、
A
.在
第
2s
内做加速运动,加速度大小逐渐减小,速度逐渐增大
p>
B
.在第
p>
3s
内做加速运动,加速度大小逐渐增大,速度逐渐增大
C
.在第
4s
内做加速运动,加速度大小逐渐增大,速度逐渐增大
< br>
6
1
2
3
4
5
6
7
D
.在
第
5s
末加速度为零,运动方向与
F<
/p>
1
方向相同
答案:
BD
8
.
(
江苏省金陵中学
2007
—
2008
学年高三一轮复习检测一)在日常
生活中人们常常把物体运动的路程与运行时间的比值定义
叫做物体运动的平均速率。小李
坐汽车外出旅行时,
宁高速公路上,两次看到路牌和手表如图所示,则小
驶的平均速率为
(
)
A
.
16km/h
C
.
240km/h
答案:
B
9
.
(山东省嘉祥一中
2008-2009
学年度高三阶段性
高度同时释放氢气球和铅球,忽略地球和其他星球对月球的影响,以
下说法正确的有
(
)
A
.氢气球和铅球都处于失重状态;
B
p>
.氢气球将向上加速上升,铅球加速下落;
C
.氢气球和铅球都将下落,且同时落地;
D
.氢气
球和铅球都将下落,但铅球先落到地面
答案:
AC
15.
(枣庄市
2008
届第一次调
研)如图所示,四根相同的轻
的物体,在外力作用下做不同的运动:
(
1
)在光
滑水平面上做加速度大小为
g
的匀加速直线运动;
< br>(
2
)在光滑斜面上沿斜面向上的匀速直线运动;
(
3
)做竖直向下的匀速直线运动;
< br>(
4
)做竖直向上的加速度大小为
g
的匀加速直线运动。
设四根弹簧
伸长量分别为△
l
1
、△
l
2
、△
l
3
、△
l
4
< br>,不计空气阻力,
g
为重力加速度,则(
)
A
.△<
/p>
l
1
>
△
l
2
B
.△
l
3
<
△
l
4
C
.△
l
1
>
< br>△
l
4
D
.△
l
2
>
△
l
3
<
/p>
簧系住,并用倾角为
间,小球的加速度为
46.
(
2008
届高三联合物理试卷
).如图所示,质量为
m
的小球用一水平轻弹
< br>60
°的光滑木板
AB
托住,<
/p>
小球恰好处于静止状态,
当木板
AB
p>
突然向下撤离的瞬
(
)
A
.
0
B
.大小为
g
,方向竖直向下
C
.大小
3
g
,
方向垂直木板向下
D
.大小为
2g
,方向垂直木板向下
例题
5
:在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。
当旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的滑动
7
p>
质弹簧连着相同
检测试题)科
学研究发现,
在月球表面:①没有空气;②重力加速度约为地球表面的
l
/<
/p>
6
;③没有磁场。若宇航员登上月球后,在空中从同一
B
.
96km/h
D
.
480km/h
汽车行驶在沪
李乘坐汽车行