江苏省黄埭中学高三物理一轮学案11 力和运动3 2页

力和运动3‎ ‎【作业答案】第2题解：(1) 设滑雪者质量为m，滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v1＝4 m/s期间，由牛顿第二定律有：‎ mgsin 37°－μ1mgcos 37°＝ma1(2分) 解得：a1＝4 m/s2 (1分)‎ 故由静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间： t＝＝1 s．(1分)‎ ‎(2) 则根据牛顿定律和运动学公式有：x1＝a1t2 (1分) mgsin 37°－μ2mgcos 37°＝ma2(1分)‎ x2＝L－x1(1分) v－v＝2a2x2 (1分) 代入数据解得：vB＝16 m/s.(1分)‎ ‎(3) 设滑雪者速度由vB＝16 m/s减速到v1＝4 m/s期间运动的位移为x3，速度由v1＝4 m/s 减速到零期间运动的位移为x4，则由动能定理有：‎ ‎－μ2mgx3＝mv－mv(2分) －μ1mgx4＝0－mv(2分)‎ 所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为：x＝x3＋x4＝99.2 m．(2分)‎ 第3题解：(1) 由图得：0～2 m：F1＝20 N，Δx1＝2 m；‎ ‎2～3 m：F2＝0，Δx2＝1 m；3～4 m：F3＝10 N，Δx3＝1 m A至B由动能定理：F1×Δx1－F3×Δx3－μmg(Δx1＋Δx2＋Δx3)＝mv(4分)‎ ‎20×2－10×1－0.25×2×10×(2＋1＋1)＝×2×v得vB＝ m/s(2分)‎ ‎(2) 因为mgsin37°＞μmgcos37°，滑块将滑回水平面．(2分)‎ 设滑块由B点上滑的最大距离为L，‎ 由动能定理－μmgLcos37°－mgLsin37°＝0－mv(2分) 解得：L＝ m(1分)‎ 从最高点滑回水平面，设停止在与B点相距s处， mgLsin37°－μmgLcos37°－μmgs＝0(2分)‎ 解得：s＝L(1分) s＝×＝1 m(1分)‎ ‎【学习目的】1、会分析多过程的力和运动问题 ‎ ‎2、会分析变力作用下的力和运动问题 ‎【新课教学】【例1】一个质量为4 kg的物体静止在足够大的光滑水平地面上．从t＝0开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用，力F随时间的变化规律如图所示．则(　　)‎ A. 每个周期内物体的速度变化为一定值 B. 4 s后相邻的两个周期内物体的位移之差为一定值 C. t＝2 s时物体沿负方向运动的位移最大 D. t＝4 s时物体运动的位移达最小值 ‎【例2】如图所示，小物块A、B放置在光滑水平面上，A的质量为2m，B的质量为m，A与B之间具有下列相互作用特性：当它们间的距离xAB≤x0时，始终存在一个恒定的引力F0；当xAB＞x0时，相互作用力为零．‎ ‎(1)若A、B由相距x0处静止释放，则经过多少时间它们相遇？‎ ‎(2)若对A施加一水平向右的拉力F1，A、B以相同的加速度向右运动，试求拉力F1的大小；‎ ‎(3)若t0＝0时刻，A、B相距，对A施加一水平向右的拉力F(F>3F0)，使A、B由静止开始运动，求t时刻B的速度大小．‎ ‎【课堂作业】1、将质量为m＝1kg的物体静止放在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.2.现对物体施加一个方向不变的水平力F，其大小变化如下图所示，在3秒之内物体位移最大的力图是(　　)‎ ‎2、如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，固定在同一水平面上．一个圆柱形工件P架于两木棍之间，在水平向右的推力F作用下，恰好向右匀速运动．若保持两木棍在同一水平面内，但将它们的间距稍微减小一些后固定，用同样的水平推力F向右推该工件，则(　　)‎ A. 该圆形工件P仍能向右做匀速运动 B. 该圆形工件P向右做加速运动 C. AB棍受到的摩擦力一定大于 D. AB棍受到的摩擦力一定等于 ‎3、一学生用弹簧秤竖直悬挂质量为m的砝码，乘电梯从地面到达某楼层，同时不断地观察弹簧秤示数的变化，记下相应的数据和时间，最后画了如图所示的Ft图象．试求：(取重力加速度g为10 m/s2)‎ ‎(1) 电梯运行中的最大速度；(2) 电梯上升的高度．‎ ‎4、‎2011年3月11日，日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失．灾后南京某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲在水平地面上放置一个质量为m＝4 kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移x变化的图象如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ＝0.5，g＝10 m/s2.‎ ‎(1)运动过程中物体的最大加速度为多少？‎ ‎(2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大？‎ ‎(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少？‎