训练11 牛顿第二定律的应用 超重与失重
考纲要求：II
如图所示，水平传送带A、B两端相距s=2 m，工件与传送带间动摩擦因数μ=0.4。工件滑上A端瞬时速度vA=5m/s。达到B端瞬时速度设为vB。则
难易程度：★★★★☆
A．若传送带不动，则vB=3 m/s
B．若传送带逆时针匀速转动，则vB<3 m/s
C．若传送带以某速度4 m/s顺时针匀速转动，则一定vB=4 m/s D．若传送带以2 m/s顺时针匀速转动，则vB=2 m/s 【参考答案】AC
【试题解析】若传送带不动，工件一直做匀减速运动，匀减速运动的加速度大小为：a=μg=4 m/s2，vA2–vB2＝2as，解得：vB＝25?2?2?4 m/s＝3 m/s，故A正确；若传送带逆时针匀速转动，工件一直做匀减速运动，匀减速运动的加速度大小为：a=μg=4 m/s2，vA2–vB2＝2as，解得：vB＝25?2?2?4 m/s＝3 m/s，故B错误；若传送带以4 m/s顺时针匀速转动，工件在传送带上做减速运动，加速度为a=μg=4 m/s2，减速到与传送带共速的时间
t?vA?v5?4v?vA4?5?s=0.25s，位移为x?t??0.25m?1.125m 25?2?2?4m/s＝3 m/s，即达到B端瞬时速度，vB=3 m/s，故D错误。故选AC。 【名师点睛】解决本题的关键知道工件在传送带上的运动规律，根据摩擦力的方向判断加速度的方向，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解。 【知识补给】 动力学中的图象问题 1．常见的图象有：v-t图象，a-t图象，F -t图象，F-x图象，F -a图象等。 1 2．图象间的联系：加速度是联系v-t图象与F-t图象的桥梁。 3．图象的应用 （1）已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况。 （2）已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况。 （3）通过图象对物体的受力与运动情况进行分析。 4．解题策略 （1）弄清图象斜率、截距、交点、拐点的物理意义。 （2）应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”、“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。 5．分析图象问题时常见的误区 （1）没有看清纵、横坐标所表示的物理量及单位。 （2）不注意坐标原点是否从零开始。 （3）不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义。 （4）忽视对物体的受力情况和运动情况的分析。 6．动力学中图象的实质是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能。 动力学中整体法与隔离法的应用 1．方法概述 （1）整体法是指对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法。 （2）隔离法是指从整个系统中隔离出某一部分物体，进行单独研究的方法。 2．涉及隔离法与整体法的具体问题类型 （1）涉及滑轮的问题 若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法。例如，绳跨过定滑轮连接的两个物体虽然加速度大小相同，但方向不同，故采用隔离法。 （2）水平面上的连接体问题 ①这类问题一般多是连接体（系统）中各物体保持相对静止，即具有相同的加速度。解题时，一般采用先整体、后隔离的方法。 ②建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度。 （3）斜面体与上面物体组成的连接体问题 2 当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，解题时一般采用隔离法分析。 3．解题思路 （1）分析所研究的问题适合应用整体法还是隔离法。 （2）对整体或隔离体进行受力分析，应用牛顿第二定律确定整体或隔离体的加速度。 （3）结合运动学方程解答所求解的未知物理量。 牛顿第二定律解决瞬时加速度 轻绳 轻橡皮绳 轻弹簧 轻杆 受外力时的形变量 微小不计 较大 较大 微小不计 力能否突变 产生拉力或压力 可以 不能 不能 可以 只有拉力没有压力 只有拉力没有压力 既可有拉力；也可有压力 既可有拉力；也可有压力 动力学中的临界问题 1．临界或极值条件的标志 （1）有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，表明题述的过程存在着临界点； （2）若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就是临界状态； （3）若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点； （4）若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等，即是要求收尾加速度或收尾速度。 3．产生临界问题的条件 （1）接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力FN=0。 （2）相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是：静摩擦力达到最大值。 （3）绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是FT=0。 （4）加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所受合外力最大时，具有最大加速度；合外力最小时，具有最小加速度。当出现速度有最大值或最小值的临界条件时，物体处于临界状态，所对应的速度便会出现最大值或最小值。 3 传送带模型问题 （1）水平传送带模型 项目 情景1 图示 滑块可能的运动情况 （1）可能一直加速 （2）可能先加速后匀速 （1）v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速 情景2 （2）v0 项目 情景1 图示 滑块可能的运动情况 （1）可能一直加速 （2）可能先加速后匀速 （1）可能一直加速 情景2 （2）可能先加速后匀速 （3）可能先以a1加速后以a2加速 超重和失重现象中视重与实重的关系 加速度情况 现象 平衡状态 超重 失重 完全失重 视重（F）与实重（mg）的大小关系 a=0 a向上 a向下 a=g向下 F=mg F=m（g+a） F=m（g-a） F=0 —实验火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图像大致如图所示，则 4
2017_2018学年高一物理上学期寒假作业训练11牛顿第二定律的应用超重与失重新人教版
