高一物理同步力的平衡及牛顿定律典型例题分析

【例1】A、B、C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如下图，C是一箱砂子，砂子和箱的重力都等于G，动滑轮的质量不计，翻开箱子下端开口，使砂子均匀流出，经过时间t0流完，那么以下图中哪个图线表示在这过程中桌面(zhuōmiàn)对物体B的摩擦力f随时间的变化关系〔〕第一页，共20页。【例2】建筑工地上的黄砂，假设堆成圆锥(yuánzhuī)形而且不管如何堆其锥角总是不变，试证明之。如果测出其圆锥(yuánzhuī)底的周长为，高为，求黄砂之间的动摩擦因数。〔设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等〕第二页，共20页。【例3】如下图，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(tāmen)的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板．系统处于静止状态．现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块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〕第三页，共20页。【例4】如下图，劲度系数为k2的轻质弹簧竖直放在桌面上，其上端压一质量为m的物块，另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直地放在物块上面，其下端与物块上外表连接在一起(yīqǐ)要想使物块在静止时，下面簧产生的弹力为物体重力的，应将上面弹簧的上端A竖直向上提高多少距离？第四页，共20页。【例5】如图9所示，平板车长为L=6m，质量为M=10kg，上外表距离水平地面高为，在水平面上向右做直线运动，A、B是其左右两个端点．某时刻小车速度为，在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F=50N，与此同时，将一个质量m=1kg为小球轻放在平板车上的P点〔小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零〕，，经过一段时间，小球脱离平板车落到地面．车与地面的动摩擦因数为，其他摩擦均不计．取g=10m/s2．求：〔1〕小球从离开平板车开始至落到地面所用(suǒyònɡ)的时间；〔2〕小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用(suǒyònɡ)的时间；〔3〕从小球轻放上平板车到落地瞬间，平板车的位移大小．FPABv0第五页，共20页。【例6】受到的空气阻力与雨点的横截面积S成正比，与雨点下落的速度v的平方成正比，即〔其中k为比例系数〕．雨点接近(jiējìn)地面时近似看做匀速直线运动，重力加速度为g．假设把雨点看做球形，其半径为r,球的体积为，设雨点的密度为，求：(1)每个雨点最终的运动速度〔用、r、g、k表示〕；(2)雨点的速度到达时，雨点的加速度a为多大？第六页，共20页。【例7】在农村人们盖房打地基叫打夯，夯锤的结构如图10所示，打夯共有5人，四个人分别握住夯锤的一个把手(bǎshou)，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实。某次打夯时，设夯锤的质量为80kg，将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力，大小均为250N，力的持续时间为，然后松手。夯锤落地时将地面砸出2cm深的一个凹痕。求夯锤能够上升的最大高度？第七页，共20页。【例8】如下图，倾角=37的固定斜面上放一块质量M=1kg，长度L=3m的薄平板AB。平板的上外表(wàibiǎo)光滑，其下端B与斜面底端C的距离为7m。在平板的上端A处放一质量的滑块，开始时使平板和滑块都静止，之后将它们无初速释放。假设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为，求滑块、平板下端B到达斜面底端C的时间差是多少？〔sin37=0.6cos37=0.8g=10m/s〕ABC第八页，共20页。【例9】某物体静止在水平面上，现用平行于水平面的力F拉该物体，得到加速度a和拉力(lālì)F的关系图象如图所示。试求：〔取g=10m/s2〕〔1〕该物体的质量。〔2〕该物体与水平面之间的动摩擦因数。第九页，共20页。【例10】如图15所示，一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的水平桌面上，板的左端有一质量为m的物块，物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行，某人以恒定的速度v向下拉绳，物块最多只能到达板的中点，且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远．求：〔1〕假设(jiǎshè)板与桌面间光滑，物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移．第十页，共20页。【例11】为了测量某住宅大楼每层的平均高度〔层高〕及电梯运行情况，甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验(shíyàn)：一质量为m=50kg的甲同学站在体重计上，乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中，体重计示数随时间变化的情况，并作出了如图16所示的图像，t=0时，电梯静止不动，从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层．求：〔1〕电梯启动和制动时的加速度大小〔2〕该大楼的层高50060040001232930t/s体重计示数/N第十一页，共20页。【例5】如图有一半径为r的圆柱体绕竖直轴OO′匀速转动．今用力F将质量为1kg的物体A压在圆柱侧面，使其以v的速度匀速下降．假设物体A与圆柱面的摩擦因数μ，求力F的大小．〔物体A在水平方向受光滑(guānghuá)挡板的作用，不能随轴一起转动．〕第十二页，共20页。用长度为L的铁丝绕成一个高度为H的等螺距螺旋线圈。将它竖直(shùzhí)地固定于水平桌面。穿在铁丝上的一珠子可沿此螺旋线无摩擦地下滑。这个小珠子从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面经历的时间t=。第十三页，共20页。如图质量为m的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态(zhuàngtài)．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度方向为〔〕B．方向竖直向下C．方向垂直于木板向下D．方向水平向右第十四页，共20页。如下图，mA=1kg，mB=2kg，A、B间静摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，当拉力(lālì)大小分别是F=10N和F=20N时，A、B的加速度各多大？〔最大静摩擦力=滑动摩擦力〕ABF第十五页，共20页。如图，质量分别(fēnbié)为m1=1kg和m2=2kg的A、B两物块并排放在光滑水平面上，假设对A、B分别(fēnbié)施加大小随时间变化的水平外力F1和F2，假设F1=〔9–2t〕N，F2=〔3+2t〕N，那么：〔1〕经多长时间t0两物块开始别离？〔2〕在图1-3(b)的坐标系中画出两物块的加速度a1和a2随时间变化的图象？〔3〕速度的定义为v=Δs/Δt，“v-t〞图象下的“面积〞在数值上等于位移Δs；加速度的定义为a=Δv/Δt，那么“a-t〞图象下的“面积〞在数值上应等于什