高考物理二轮复习课件专题二第3讲应用力学三大观点解决综合问题 (含解析)

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1.(2020全国Ⅲ卷)如图所示,相距l=11.5 m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10 kg 的载物箱(可视为质点),
以初速度v0=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数μ=0.10,重力加速度取g=10 m/s2。(1)若v=4.0 m/s,求载物箱通过传送带所需的时间。(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度。(3)若v=6.0 m/s,载物箱滑上传送带Δt= s后,传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中,传送带对它的冲量。
解析 本题以传送带为背景,意在考查牛顿第二定律、运动学公式、动能定理、动量定理等知识。(1)传送带的速度为v=4.0 m/s时,载物箱在传送带上先做匀减速运动,设其加速度大小为a,由牛顿第二定律有μmg=ma①设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为s1,由运动学公式有联立①②式,代入题给数据得s1=4.5 m③
因此,载物箱在到达右侧平台前,速度先减小至v,然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1,做匀减速运动所用的时间为t1',由运动学公式有v=v0-at1'④联立①③④⑤式并代入题给数据得t1=2.75 s。⑥
(2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时,到达右侧平台时的速度最小,设为v1;当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时,到达右侧平台时的速度最大,设为v2。由动能定理有
(3)传送带的速度为v=6.0 m/s时,由于v0