7、如图1所示,质量均为M的两个木块A、B在水平力F的作用下,一起沿光滑的水平面运动,A与B的接触面光滑,且与水平面的夹角为60°,求使A与B一起运动时的水平力F的范围。
0≤F≤
三.超重失重(完全失重)
1、超重时加速度a竖直向上。
2、失重时加速度a竖直向下。
当加速度a=g时,FN=0,是完全失重。
【例3】如图3-2-2所示,质量为m的人站在放置在升降机中的体重秤上,求;
(1)当升降机静止时,体重计的示数为多少?
(2)当升降机以大小为a的加速度竖直加速上升时,体重计的示数为多少?
(3)当升降机以大小为a的加速度竖直加速下降时,体重计的示数为多少?
(4)当升降机以大小为a的加速度竖直减速下降时,体重计的示数为多少?
(5)当升降机以大小为a的加速度竖直减速上升时,体重计的示数为多少?
图3-2-7
练习7:
一个质量为50kg的人,站在竖直向上运动着的升降机地板上.他看到升降机上挂着一个重物的弹簧秤上的示数为40N,如图3-2-7所示,该重物的质量为5kg,这时人对升降机地板的压力是多大?
(g取l0m/s2)。
400N
四.整体法与隔离法
1、各物体的运动状态相同时,可用整体法。
2、用整体法或隔离法求物体的加速度。
3、整体法求外力,隔离法求内力。
【例4】如图3-2-4所示,m和M保持相对静止,一起沿倾角为θ的光滑斜面下滑,则M和m间的摩擦力大小是多少?
图3-2-4
1、如图3-3-6所示,A、B两个物体的质量分别是2m和m,用一根不计质量的轻杆相连,在水平地面上滑行,已知A、B跟地面间的动摩擦因数分别是μ1和μ2,且μ1>μ2,它们开始以速度v向右滑行.
(1)A、B可以在水平面上滑行多远?
(2)在滑行过程中,杆受拉力还是压力?
大小是多少?
2、如图3-3-8所示,容器置于倾角为θ的光滑固定斜面上时,容器顶面恰好处于水平状态,容器顶部有竖直侧壁,有一小球与右端竖直侧壁恰好接触.今让系统从静止开始下滑,容器质量为M,小球质量为m,所有摩擦不计.求m对M侧壁压力的大小.
3、有5个质量均为m的相同木块,并列地放在水平地面上,如下图所示。
已知木块与地面间的动摩擦因数为μ。
当木块1受到水平力F的作用,5个木块同时向右做匀加速运动,求:
(1)匀加速运动的加速度;
(2)第4块木块所受合力;
(3)第4木块受到第3块木块作用力的大小.
(答案:
)
五、传送带问题(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小)
例1:
如图5—1所示,传送带以10m/s的速度顺时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A→B的长度L=40m,则物体从A到B需要的时间为多少?
)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动速率。
5S、4S、20m/s
例2:
如图5—2所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度顺时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A→B的长度L=16m,则物体从A到B需要的时间为多少?
4S
例3:
如图5—2所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A→B的长度L=16m,则物体从A到B需要的时间为多少?
2S
例4、如图,一物块沿斜面由H高处
由静止滑下,斜面与水平传送带相连处为光滑
圆弧,物体滑离传送带后做平抛运动,当传送
带静止时,物体恰落在水平地面上的A点,则
下列说法正确的是(BC)。
A.当传送带逆时针转动时,物体落点一定在
A点的左侧
B.当传送带逆时针转动时,物体落点一定落在A点
C.当传送带顺时针转动时,物体落点可能落在A点
D.当传送带顺时针转动时,物体落点一定在A点的右侧
例7:
如图5—4所示,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摩擦力使行李开始做匀加速运动。
随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进。
设传送带匀速前进的速度为0.25m/s,把质量为5kg的木箱静止放到传送带上,由于滑动摩擦力的作用,木箱以6m/s2的加速度前进,那么这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹?
两种方法:
以地面为参考系,以传送带为参考系。
0.0052m
例8:
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
。
初始时,传送带与煤块都是静止的。
现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0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。
六、弹簧问题
例3、如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为K的轻弹簧连结起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ。
现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时,两木块之间的距离是:
(A )
A.
B.
C.
D.
例4、如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧劲度系数为k,C为一固定档板,系统处于静止状态。
现开始用一恒力F沿斜面方向上提拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d。
(重力加速度为g)
,
系统静止时kx1=mAgsinθ
B刚要离开C时kx2=mBgsinθ
F-kx2-mAgsinθ=mAa
a=(F-mAgsinθ-mBgsinθ)/mA
d=x1+x2=(mA+mB)gsinθ/k
一开始是压缩,后来是伸长,所以总位移是两个形变量之和
七、图像问题
1、某升降电梯在下降时速度图象如图所示,一质量为60kg的人随电梯一起下降,对电梯压力最大值、最小值各是多少(g取10m/s2)
780N,420N。
解:
人随电梯一起运动加速度相等,0-2s:
,2-6s:
,6-8s:
运动中人受力
0-2s:
2-6s:
6-8s:
人对电梯压力为FN为作用反作用力大小相等
∴电梯向下运动减速时压力最大为780N,向下加速时压力最小为420N
2、(09年山东卷)17.某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示,据此判断图乙(F表示物体所受合力,x表示物体的位移)四个选项中正确的是答案:
B
3、如图所示,一轻绳通过一光滑定滑轮,两端各系一质量为m1和m2的物体,m1放在地面上,当m2的质量发生变化时,m1的加速度a的大小与m2的关系大致如下图中的图(D).
4、一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,弹簧床对运动员的弹力F随时间的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图所示。
不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,则结合图像可推算出:
(AD)
A.运动员的质量为40kg
B.运动员的质量为200kg
C.运动员跳起的最大高度为20m
D.运动员跳起的最大高度为5m
(1)50kg
(2)40m/s 2
(3)3.2m
解:
由图象可知,运动员的重力为 mg=500N
弹簧床对运动员的最大弹力为 Fm=2500N
由牛顿第二定律得 Fm-mg=ma
am=
Fm−mg
m
=
2500−500
50
m/s2=40m/s2
答:
运动员在运动过程中的最大加速度为40m/s2.