高考物理:牛顿运动定律解题思维精讲

发布于 2021-04-16 14:29 ,所属分类:知识学习综合资讯

今天分享的是最后一道题,前面两道题就不裁剪了,有兴趣的同学可以自己看看。我们今天只说第15题,

这是一道关于传送带运送物体的题目,只不过传送带是倾斜的,和水平的区别也不大,无非受力分析不同,那么物体放在A端后,首先肯定有重力作用,那么重力分解,得到沿着斜边向下的下滑力,和垂直斜面的压力,而物体要顺着传送带上升,肯定摩擦力-下滑力=合力,

而第一小题计算摩擦因数,我们就需要计算出摩擦力大小,在这之前,肯定需要搞定合力大小,合力=?

F=ma,这个公式没忘了吧?

所以我们需要计算物体在加速过程中的加速度大小a,那么就需要对物体在传送带上的运动情况进行分析,根据做题经验,可以一下子猜到物体先加速后匀速,但是我们至少还需要再验证一下,万一题目真的很独特呢?如果物体从放上A端,到B端一直是匀加速运动,根据距离7.2m和时间10s可以计算出平均速度0.72m/s,那么达到B端的速度则为1.44m/s,超过了传送带的速度,所以明显不现实嘛。所以先加速,再匀速,那么假设加速的时间为t',则匀速的时间为t-t',

0.5at'²+v0(t-t')=L0

at'=v0

根据两个式子可以解出t'=2s,

a=0.4m/s²,

再根据μmgcosθ-mgsinθ=ma

可得μ=0.8;




(2)这一小题才是重点部分,本来是一个学生看不懂解析,然后老师在纸上画了画示意图,画了几遍对方才明白过来。。。。。

根据题中条件给出的2s时间,所以第一个物体刚好加速到0.8m/s,然后继续加速,注意这个过程中,摩擦力是不变的,所以加速度仍是a,然后过了4s传送带停了,也就是说第一个物体一直加速了6s时间,所以可以计算出其运动的位移s1=7.2m,刚好到达B端,

所以第一个物体和传送带之间的擦痕也就是物体刚放在A端时,物体和物体下方传送带上的那个对应位置的位移差,

所以6s时间,传送带的位移-第一个物体的位移=第一个擦痕

v0t'+v(t1-t')-L0=L1

所以可得L1=6.4m,

但是,别忘了还有第二个物体呢,

第二个物体只加速了4s,然后就做减速运动了,那么分析一下,在加速过程中,擦痕和第一个擦痕的形成方式是一样的,当进入减速过程时,物体前方的传送带上已经有擦痕了,所以就不再形成新的擦痕了,然后

我们来计算一下第二个物体和传送带之间摩擦了多少擦痕吧,

L2=v(t1-t')-0.5a(t1-t')²=8.8m

有的同学可能就想了,两个擦痕都求出来了,那么加起来不就好了?

6.4+8.8=15.2m,传送带一共才15m了,怎么会凭空多一截呢?

所以有些同学就会马上想到,最多只能产生15m的擦痕,那结果就是15m了,

答案还是错,

如果没有自己画图看一下两个物体和擦痕的位置,确实容易按照上面的思路去认为,但是,我们来分析一下,

当第一个物体达到B端时就已经到头了,那么第二个物体也已经加速运动了4s,它们的距离肯定已经小于7.2m,然后第二个物体和传送带之间的擦痕肯定是跑到第二个物体之前去了,向着第一个物体的位置运动,而擦痕都产生了8.8m,那么这个擦痕早就追上第一个物体的位置了,而第一个物体的前方也存在第一个物体产生的擦痕,所以这两部分擦痕肯定会重叠,而我们要计算总的擦痕长度,还是来个示意图比较好,

如图,物体1和物体2,下方①和②代表两个物体产生擦痕的起始位置,由图可知②已经跑到物体1的前方了,所以②和物体1之间的擦痕都是重复的,那么擦痕的总长度实际就是从物体2到①的位置,而物体1到①的距离就是物体1产生的擦痕长度,我们已经计算出来是6.4m,所以我们只需要在计算当传送带停止时,物体2和物体1之间的距离即可,

我们知道物体2匀加速了4s,所以位移为3.2m,那么物体2距离B端还有7.2-3.2=4m,

所以擦痕总长度

L=6.4m+4m=10.4m

到此,这道题才算是解决掉了。

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