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第53頁(共53頁)2025-2026學(xué)年上學(xué)期高一物理人教版(2019)期末必刷常考題之牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用一.選擇題(共6小題)1.工人在河堤的硬質(zhì)坡面上固定一垂直坡面的擋板,向坡底運(yùn)送長方體建筑材料。如圖所示,坡面與水平面夾角為θ,交線為PN,坡面內(nèi)QN與PN垂直,擋板平面與坡面的交線為MN,∠MNQ=θ。若建筑材料與坡面、擋板間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g,則建筑材料沿MN向下勻加速滑行的加速度大小為()A.12gsin2θ﹣μgcos2θB.gsin2θ﹣μgtan2θ C.12gsin2θ﹣μgsin2θ﹣μgcosθD.gcos2θ﹣μgcosθ﹣μgtanθ2.2025年9月3日,紀(jì)念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利80周年閱兵式上展示的導(dǎo)彈具有強(qiáng)大的威懾力,圖中“巨浪﹣3”潛射導(dǎo)彈是海基核力量的核心裝備。假設(shè)導(dǎo)彈剛發(fā)出來的一段運(yùn)動可近似看成初速度為0豎直向上的勻加速直線運(yùn)動,導(dǎo)彈的質(zhì)量為m,助推力為F,重力加速度為g,忽略空氣阻力及質(zhì)量變化,則當(dāng)導(dǎo)彈運(yùn)動了時(shí)間t時(shí)速度的大小為()A.Ftm B.Ft2m C.(F3.厚田沙漠號稱“江南第一沙漠”,某小孩在厚田沙漠滑沙的運(yùn)動過程可以簡化為如圖所示的模型。一小孩坐在滑板上(整體可視為質(zhì)點(diǎn))由靜止從傾角為37°、長度x=100m的斜坡頂端開始下滑,在滑到斜坡底端前的1s內(nèi),小孩的位移大小x1=19m,小孩與滑板的總質(zhì)量m=40kg,取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是()A.小孩從斜坡頂端滑到底端的時(shí)間為9s B.小孩到達(dá)斜坡底端時(shí)的速度大小為10m/s C.滑板與斜坡間的動摩擦因數(shù)為0.4 D.滑板與斜坡間的動摩擦因數(shù)為0.54.如圖甲所示,一物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從傾角θ=30°的足夠長斜面上滑下,物塊運(yùn)動的xt2-1t圖像如圖乙所示,重力加速度取A.物塊的加速度為2m/s2 B.物塊的初速度為零 C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為315D.前2s內(nèi)物塊的平均速度為5m/s5.如圖所示,質(zhì)量m=2kg的物塊P位于水平桌面上,由跨過定滑輪的水平輕繩與質(zhì)量為M=1kg的物塊Q相連。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是μ=0.2,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì),重力加速度g取10m/s2,若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動,則F的大小為()A.6N B.8N C.10N D.12N6.如圖甲所示,水平傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,工人將一質(zhì)量為m=1kg的貨物輕放在傳送帶的左端A點(diǎn),貨物從靜止開始勻加速運(yùn)動,從傳送帶的右端B點(diǎn)以速度vB水平飛出,最后落在水平地面上的C點(diǎn),平拋過程中速度與水平方向夾角為θ,tanθ與下落時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,貨物可以看成質(zhì)點(diǎn)。則下列說法正確的是()A.傳送帶的速度v0≥1m/s B.B、C的高度差為1m C.貨物運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)的速度大小為4m/s D.傳送帶對貨物做功為1J二.多選題(共3小題)(多選)7.如圖所示,長木板A放在水平地面上,物塊B放在A上,A、B靜止。A、B質(zhì)量均為m,它們間的動摩擦因數(shù)為μ,A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ4,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。作用在A上的水平拉力FA.當(dāng)F=23μmg時(shí),AB.當(dāng)F>52μmg時(shí),A、BC.B的最大加速度為μg D.若F作用在B上,A的最大加速度為μg(多選)8.傳送帶廣泛的應(yīng)用于物品的傳輸、分揀、分裝等工作中,某物流公司利用如圖所示的三角形傳送帶進(jìn)行物品的分揀。傳送帶以2m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,兩邊的傳送帶長都是2m,且與水平方向的夾角均為37°?,F(xiàn)有兩個(gè)貨箱A、B從傳送帶頂端都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑,兩貨箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)都是0.5,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列判斷正確的是()A.貨箱B先到達(dá)傳動帶底端 B.貨箱B在傳送帶底端時(shí)的速度大小為3m/s C.下滑過程中,兩貨箱在傳送帶上的劃痕長度相同 D.下滑過程中相對傳送帶的路程貨箱A小于貨箱B(多選)9.如圖甲,一煤塊以一定的初速度從傳送帶的右端沖上順時(shí)針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶,從煤塊進(jìn)入傳送帶上開始計(jì)時(shí),煤塊的速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示,將煤塊視為質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是()A.傳送帶的速度大小為4m/s B.煤塊在1=4s時(shí)與傳送帶共速 C.煤塊在傳送帶上留下的痕跡長為25m D.煤塊在傳送帶上運(yùn)動的時(shí)間為6s三.填空題(共4小題)10.如圖所示,傾斜傳送帶以恒定速率v沿逆時(shí)針方向運(yùn)行,物塊以大小為v0、方向平行于傳送帶向下的初速度在傳送帶上運(yùn)動,一段時(shí)間后物塊轉(zhuǎn)為做勻速直線運(yùn)動,已知v>v0。物塊做勻速直線運(yùn)動前受到的摩擦力;物塊做勻速直線運(yùn)動時(shí)受到的摩擦力,傳送帶對物塊的支持力。(均填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”)11.(1)某同學(xué)借助高速照相機(jī)對亭臺檐邊下落的水滴進(jìn)行探究:水滴每隔0.2s自檐邊靜止滴下,當(dāng)?shù)?滴落地時(shí)第6滴恰欲滴下,不考慮空氣阻力,水滴處于無風(fēng)環(huán)境中,g取10m/s2,則此時(shí)第2滴距地面的高度為m。(2)將一個(gè)重力為G的鉛球放在傾角為45°的斜面上,并用豎直擋板擋住,鉛球處于靜止?fàn)顟B(tài)。不考慮鉛球受到的摩擦力,鉛球?qū)π泵娴膲毫Υ笮?。?)如圖所示,探測器及其保護(hù)背罩通過彈性輕繩連接降落傘。某次測試中在接近地球表面時(shí)以30m/s的速度豎直勻速下落,此時(shí)啟動“背罩分離”,探測器與背罩?jǐn)嚅_連接,背罩與降落傘保持連接。已知探測器質(zhì)量為600kg,背罩質(zhì)量為50kg,地球表面重力加速度大小取g=10m/s2,忽略大氣對探測器和背罩的阻力?!氨痴址蛛x”后瞬間,背罩的加速度大小為m/s2。12.一質(zhì)量為m的雨滴在空中從靜止開始下落,已知下降過程中受到的空氣阻力f與雨滴的速率v的平方成正比,即f=kv2,其中k為已知的常量。則達(dá)到穩(wěn)定前,雨滴的加速度大?。ㄟx填“一直增加”或者“一直減小”);雨滴的最大速率為;比例系數(shù)k的單位為(用國際單位制的基本單位表示)。13.如圖所示,質(zhì)量為m的光滑小球,用輕繩連接后掛在三角劈的頂端斜面平行,劈置于光滑水平面上,當(dāng)劈水平向右勻加速加速度a1=時(shí),球與斜面相對靜止且細(xì)繩的拉力恰好為零;當(dāng)劈以加速度a=2g向左勻加速運(yùn)動時(shí),繩的拉力T2=。四.解答題(共2小題)14.如圖所示,質(zhì)量為M=2kg足夠長的木板B放在水平地面上,在木板的最右端放一質(zhì)量為m=1kg的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))。物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ1=0.3,木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1。現(xiàn)用一水平力F=18N作用于木板上,使其由靜止開始運(yùn)動,經(jīng)過t1=1s后撤去拉力。設(shè)物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g=10m/s2。求:(1)撤去拉力的瞬間,物塊和木板的速度vA、vB;(2)經(jīng)過一段時(shí)間,A、B達(dá)到共同速度v的值;(3)計(jì)算在整個(gè)運(yùn)動過程中木板B運(yùn)動的位移x的大小。15.質(zhì)量m=2kg的物體靜止在水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,現(xiàn)用一與水平方向成37°角斜向上的拉力F拉物體,使物體沿水平地面做勻加速直線運(yùn)動,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。(1)若F=20N,求物體的加速度大小;(2)若要使物體在2秒內(nèi)位移達(dá)到8m,求拉力F的大??;(3)若拉力F=30N,作用2秒后撤去,求物體還能滑行多遠(yuǎn)。
2025-2026學(xué)年上學(xué)期高一物理人教版(2019)期末必刷常考題之牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用參考答案與試題解析一.選擇題(共6小題)題號123456答案CCDCBA二.多選題(共3小題)題號789答案BCBDAD一.選擇題(共6小題)1.工人在河堤的硬質(zhì)坡面上固定一垂直坡面的擋板,向坡底運(yùn)送長方體建筑材料。如圖所示,坡面與水平面夾角為θ,交線為PN,坡面內(nèi)QN與PN垂直,擋板平面與坡面的交線為MN,∠MNQ=θ。若建筑材料與坡面、擋板間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g,則建筑材料沿MN向下勻加速滑行的加速度大小為()A.12gsin2θ﹣μgcos2θB.gsin2θ﹣μgtan2θ C.12gsin2θ﹣μgsin2θ﹣μgcosθD.gcos2θ﹣μgcosθ﹣μgtanθ【考點(diǎn)】物體在粗糙斜面上的運(yùn)動.【專題】定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;推理論證能力.【答案】C【分析】對長方體建筑材料進(jìn)行受力分析,根據(jù)力的合成與分解、滑動摩擦力公式和牛頓第二定律求解作答?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)牛頓第二定律有mgsinθ?cosθ﹣μmgcosθ﹣μmgsinθ?sinθ=ma,可得a=gsinθ?cosθ-μgcosθ-μgsin2故選:C?!军c(diǎn)評】本題主要考查了受力分析、力的合成與分解、滑動摩擦力公式和牛頓第二定律的運(yùn)用;本題對立體空間的認(rèn)知要求高,根據(jù)力的合成與分解求解斜面對長方體、擋板對長方體的支持力是解題的關(guān)鍵。2.2025年9月3日,紀(jì)念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利80周年閱兵式上展示的導(dǎo)彈具有強(qiáng)大的威懾力,圖中“巨浪﹣3”潛射導(dǎo)彈是?;肆α康暮诵难b備。假設(shè)導(dǎo)彈剛發(fā)出來的一段運(yùn)動可近似看成初速度為0豎直向上的勻加速直線運(yùn)動,導(dǎo)彈的質(zhì)量為m,助推力為F,重力加速度為g,忽略空氣阻力及質(zhì)量變化,則當(dāng)導(dǎo)彈運(yùn)動了時(shí)間t時(shí)速度的大小為()A.Ftm B.Ft2m C.(F【考點(diǎn)】牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用—從受力確定運(yùn)動情況.【專題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;分析綜合能力.【答案】C【分析】應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度,應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出速度?!窘獯稹拷猓簩?dǎo)彈,由牛頓第二定律得F﹣mg=ma經(jīng)時(shí)間t導(dǎo)彈的速度大小v=at解得v=(Fm-g)t,故C正確,故選:C?!军c(diǎn)評】分析清楚導(dǎo)彈的受力情況與運(yùn)動過程,應(yīng)用牛頓第二定律與運(yùn)動學(xué)公式即可解題。3.厚田沙漠號稱“江南第一沙漠”,某小孩在厚田沙漠滑沙的運(yùn)動過程可以簡化為如圖所示的模型。一小孩坐在滑板上(整體可視為質(zhì)點(diǎn))由靜止從傾角為37°、長度x=100m的斜坡頂端開始下滑,在滑到斜坡底端前的1s內(nèi),小孩的位移大小x1=19m,小孩與滑板的總質(zhì)量m=40kg,取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是()A.小孩從斜坡頂端滑到底端的時(shí)間為9s B.小孩到達(dá)斜坡底端時(shí)的速度大小為10m/s C.滑板與斜坡間的動摩擦因數(shù)為0.4 D.滑板與斜坡間的動摩擦因數(shù)為0.5【考點(diǎn)】物體在粗糙斜面上的運(yùn)動;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.【專題】定量思想;方程法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;理解能力.【答案】D【分析】小孩沿斜坡下滑做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動,利用勻變速直線運(yùn)動的位移公式,結(jié)合總位移與前t﹣1秒位移的關(guān)系列方程求加速度與時(shí)間;依據(jù)牛頓第二定律分析受力,求解動摩擦因數(shù)?!窘獯稹拷猓篈、設(shè)運(yùn)動總時(shí)間為t,加速度大小為a,則根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的公式有100=12a解得t=10s,a=2m/s2故A錯(cuò)誤;B、小孩到達(dá)斜坡底端時(shí)的速度大小為v=at,代入數(shù)據(jù)解得v=20m/s,故B錯(cuò)誤;CD、由牛頓第二定律,mgsin37°﹣μmgcos37°=ma,得μ=0.5故C錯(cuò)誤,D正確。故選:D。【點(diǎn)評】本題考查勻變速直線運(yùn)動規(guī)律與牛頓第二定律的綜合應(yīng)用。關(guān)鍵在于利用“初速度為0的勻加速直線運(yùn)動位移公式”建立方程求時(shí)間與加速度,再通過受力分析和牛頓第二定律求解動摩擦因數(shù),需注意位移關(guān)系的轉(zhuǎn)化與公式的準(zhǔn)確應(yīng)用。4.如圖甲所示,一物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從傾角θ=30°的足夠長斜面上滑下,物塊運(yùn)動的xt2-1t圖像如圖乙所示,重力加速度取A.物塊的加速度為2m/s2 B.物塊的初速度為零 C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為315D.前2s內(nèi)物塊的平均速度為5m/s【考點(diǎn)】物體在粗糙斜面上的運(yùn)動;復(fù)雜的運(yùn)動學(xué)圖像問題;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.【專題】應(yīng)用題;學(xué)科綜合題;定量思想;圖析法;運(yùn)動學(xué)中的圖象專題;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;推理論證能力.【答案】C【分析】由勻變速直線運(yùn)動的位移—時(shí)間關(guān)系可得xt【解答】解:AB、由勻變速直線運(yùn)動的位移—時(shí)間關(guān)系可得:x=v0t+12at2,整理可得:xt2=v01t+aC、由牛頓第二定律可得:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma,代入數(shù)據(jù)解得:μ=315D、第2s末的速度為:v2=v0+at2=2m/s+4×2m/s=10m/s,那么前2s內(nèi)的平均速度為:v=v0故選:C?!军c(diǎn)評】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式的綜合,解題的關(guān)鍵是要根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式變形成圖乙的數(shù)學(xué)表達(dá)式,要知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁。5.如圖所示,質(zhì)量m=2kg的物塊P位于水平桌面上,由跨過定滑輪的水平輕繩與質(zhì)量為M=1kg的物塊Q相連。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是μ=0.2,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì),重力加速度g取10m/s2,若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動,則F的大小為()A.6N B.8N C.10N D.12N【考點(diǎn)】連接體模型.【專題】定量思想;推理法;整體法和隔離法;方程法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】B【分析】先對物塊Q受力分析,根據(jù)平衡條件求出細(xì)線的拉力,然后P、Q組成的整體受力分析,再次根據(jù)平衡條件求出力F的大小?!窘獯稹拷猓阂訯為研究對象,Q在水平方向受繩向左的拉力FT和向右的摩擦力f1,由于P、Q都做勻速運(yùn)動,則有:f1=μmg=0.2×10N=2N,由平衡條件可得:FT=f1,代入數(shù)據(jù)解得:FT=2N;對整體進(jìn)行分析,整體受繩向左的拉力為2FT,桌面對整體的向左的摩擦力為:f2=μ?2mg=0.2×2×1×10N=4N,向右的外力F,由平衡條件得:F=2FT+f2,代入數(shù)據(jù)解得:F=2FT+f2=4N+4N=8N,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵在于分別對兩個(gè)木塊進(jìn)行受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列式求解。6.如圖甲所示,水平傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,工人將一質(zhì)量為m=1kg的貨物輕放在傳送帶的左端A點(diǎn),貨物從靜止開始勻加速運(yùn)動,從傳送帶的右端B點(diǎn)以速度vB水平飛出,最后落在水平地面上的C點(diǎn),平拋過程中速度與水平方向夾角為θ,tanθ與下落時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,貨物可以看成質(zhì)點(diǎn)。則下列說法正確的是()A.傳送帶的速度v0≥1m/s B.B、C的高度差為1m C.貨物運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)的速度大小為4m/s D.傳送帶對貨物做功為1J【考點(diǎn)】水平傳送帶模型;平拋運(yùn)動速度的計(jì)算;功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo).【專題】定量思想;合成分解法;平拋運(yùn)動專題;功的計(jì)算專題;推理論證能力.【答案】A【分析】根據(jù)乙圖,可知貨物平拋運(yùn)動的時(shí)間、落地時(shí)速度方向,結(jié)合平拋運(yùn)動的特點(diǎn),可得貨物的初速度、BC高度差、貨物在C點(diǎn)時(shí)的水平速度大小、合速度大?。桓鶕?jù)貨物在傳送帶上的運(yùn)動特點(diǎn),可得傳送帶的速度范圍;根據(jù)貨物離開B點(diǎn)時(shí)的速度大小,可計(jì)算傳送帶對貨物做的功?!窘獯稹拷猓築C、根據(jù)乙圖,可知貨物平拋運(yùn)動的時(shí)間為:t=0.4s,落地時(shí)速度與水平方向的夾角滿足:tanθ=v結(jié)合平拋運(yùn)動的特點(diǎn),可得BC高度差:h=12gt貨物的初速度:vB=1m/s,貨物在C點(diǎn)時(shí)的豎直分速度大小為:vCy=gt,得:vCy=4m/s;合速度大?。簐C=vCy2A、貨物在傳送帶上,若速度小于傳送帶,則貨物做勻加速運(yùn)動;若速度與傳送帶速度相等,則貨物做勻速運(yùn)動;由BC選項(xiàng)分析可知,貨物離開傳送帶時(shí)的速度大小為:vB=1m/s,可得傳送帶的速度滿足:v0≥1m/s,故A正確;D、根據(jù)貨物離開B點(diǎn)時(shí)的速度大小,可知傳送帶對貨物做的功為:W=12mvB2故選:A。【點(diǎn)評】本題考查傳送帶與平拋運(yùn)動的結(jié)合,關(guān)鍵是根據(jù)tanθ與t的關(guān)系,得到貨物平拋運(yùn)動的速度特點(diǎn)。二.多選題(共3小題)(多選)7.如圖所示,長木板A放在水平地面上,物塊B放在A上,A、B靜止。A、B質(zhì)量均為m,它們間的動摩擦因數(shù)為μ,A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ4,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。作用在A上的水平拉力FA.當(dāng)F=23μmg時(shí),AB.當(dāng)F>52μmg時(shí),A、BC.B的最大加速度為μg D.若F作用在B上,A的最大加速度為μg【考點(diǎn)】有外力的水平板塊模型;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;推理論證能力.【答案】BC【分析】確定A和B之間的最大靜摩擦力以及A與地面之間的最大靜摩擦力。分析A和B的相對運(yùn)動條件,即當(dāng)A和B發(fā)生相對滑動時(shí)的臨界條件。分析A和B一起運(yùn)動時(shí)的加速度以及單獨(dú)運(yùn)動時(shí)的加速度?!窘獯稹拷猓築C.根據(jù)牛頓第二定律可得B得最大加速度:am=μmgm=μg,A、B即將發(fā)生相對運(yùn)動時(shí):A.A與地面間的最大靜摩擦力f當(dāng)F=23μmg<5D.若F作用在B上,A的最大加速度為a,則μmg-μ4×2mg故選:BC。【點(diǎn)評】題目綜合考查了牛頓運(yùn)動定律和摩擦力的應(yīng)用,特別是對靜摩擦力和滑動摩擦力的理解和加速度的計(jì)算。(多選)8.傳送帶廣泛的應(yīng)用于物品的傳輸、分揀、分裝等工作中,某物流公司利用如圖所示的三角形傳送帶進(jìn)行物品的分揀。傳送帶以2m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,兩邊的傳送帶長都是2m,且與水平方向的夾角均為37°。現(xiàn)有兩個(gè)貨箱A、B從傳送帶頂端都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑,兩貨箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)都是0.5,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列判斷正確的是()A.貨箱B先到達(dá)傳動帶底端 B.貨箱B在傳送帶底端時(shí)的速度大小為3m/s C.下滑過程中,兩貨箱在傳送帶上的劃痕長度相同 D.下滑過程中相對傳送帶的路程貨箱A小于貨箱B【考點(diǎn)】傾斜傳送帶模型;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;傳送帶專題;分析綜合能力.【答案】BD【分析】貨箱A開始受到的摩擦力方向沿傳送帶方向向下,與運(yùn)動方向相同;分別對貨箱A、B根據(jù)牛頓第二定律求解加速度大小,分析運(yùn)動情況,再根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式進(jìn)行解答?!窘獯稹拷猓簩剛開始下滑時(shí)fA=μmAgcos37°mAgsin37°+fA=maA1解得A的加速度aAA速度達(dá)到2m/s以后fA=μmAgcos37°mAgsin37°﹣fA=maA2解得aA對B剛開始下滑時(shí)fB=μmBgcos37°mBgsin37°﹣fB=maB解得B的加速度aBA第一階段加速的時(shí)間t1解得t1=0.1s加速位移x1解得x1=0.15m由運(yùn)動學(xué)公式可得A加速第二階段l-解得t2貨箱A下滑到底端的時(shí)間tA=t1+t2解得tA對B由運(yùn)動學(xué)公式得l=解得貨箱B下滑到底端的時(shí)間tB=1sA.由tA<tB可得,貨箱A先到達(dá)傳動帶底端,故A錯(cuò)誤;B.貨箱B在傳送帶底端時(shí)的速度大小vB=v0+aBtB解得vB=3m/s故B正確;CD.貨箱A下滑到底端時(shí)相對于的路程ΔxA=l﹣vtA貨箱B下滑到底端時(shí)相對于的路程ΔxB=l+vtB所以下滑過程中相對傳送帶的路程貨箱A小于貨箱B。兩貨箱在傳送帶上的劃痕長度貨箱A小于貨箱B。故D正確,C錯(cuò)誤。故選:BD?!军c(diǎn)評】本題主要是考查了牛頓第二定律的綜合應(yīng)用之傳送帶問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運(yùn)動過程和受力情況,利用牛頓第二定律求解加速度,再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答;知道加速度是聯(lián)系靜力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁。(多選)9.如圖甲,一煤塊以一定的初速度從傳送帶的右端沖上順時(shí)針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶,從煤塊進(jìn)入傳送帶上開始計(jì)時(shí),煤塊的速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示,將煤塊視為質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是()A.傳送帶的速度大小為4m/s B.煤塊在1=4s時(shí)與傳送帶共速 C.煤塊在傳送帶上留下的痕跡長為25m D.煤塊在傳送帶上運(yùn)動的時(shí)間為6s【考點(diǎn)】水平傳送帶模型.【專題】定量思想;推理法;運(yùn)動學(xué)中的圖象專題;推理論證能力.【答案】AD【分析】確定傳送帶的速度:從圖像中可以讀出煤塊最終與傳送帶達(dá)到的共同速度。分析煤塊的運(yùn)動過程:煤塊先減速至速度為零,再反向加速至與傳送帶共速,計(jì)算煤塊在傳送帶上留下的痕跡長度和運(yùn)動時(shí)間。計(jì)算痕跡長度:痕跡長度等于煤塊與傳送帶之間的相對位移。判斷選項(xiàng)的正確性:根據(jù)上述分析,逐一判斷選項(xiàng)的正確性?!窘獯稹拷猓篈.從速度一時(shí)間圖像中可以看出,煤塊最終以4m/s的速度與傳送帶共速,因此傳送帶的速度大小為4m/s,故A正確;B.圖像顯示煤塊在t=6s時(shí)與傳送帶達(dá)到共速,而不是t=4s,故B錯(cuò)誤;C.痕跡長度等于煤塊與傳送帶相對位移的絕對值。通過計(jì)算圖像與時(shí)間軸圍成的面積差,可以得到相對位移。煤塊在傳送帶上留下的痕跡的相對位移x=12×3×6D.從圖像中可以直接看出,煤塊在傳送帶上運(yùn)動的總時(shí)間為6s,故D正確。故選:AD。【點(diǎn)評】根據(jù)速度—時(shí)間圖像分析煤塊在傳送帶上的運(yùn)動情況,包括速度變化、共速時(shí)刻、痕跡長度以及運(yùn)動總時(shí)間,利用圖像的斜率和面積來計(jì)算相關(guān)物理量。三.填空題(共4小題)10.如圖所示,傾斜傳送帶以恒定速率v沿逆時(shí)針方向運(yùn)行,物塊以大小為v0、方向平行于傳送帶向下的初速度在傳送帶上運(yùn)動,一段時(shí)間后物塊轉(zhuǎn)為做勻速直線運(yùn)動,已知v>v0。物塊做勻速直線運(yùn)動前受到的摩擦力做正功;物塊做勻速直線運(yùn)動時(shí)受到的摩擦力做負(fù)功,傳送帶對物塊的支持力不做功。(均填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”)【考點(diǎn)】傾斜傳送帶模型;功的正負(fù)及判斷.【專題】定性思想;圖析法;功的計(jì)算專題;模型建構(gòu)能力.【答案】做正功;做負(fù)功;不做功。【分析】做功的必要因素是:力與在力方向上有位移。功的大小W=Fscosθ,θ為力與位移的夾角。物體放在傳送帶上后,開始階段,傳送帶的速度大于物體的速度,傳送帶給物體沿斜面向下的滑動摩擦力。當(dāng)物體速度達(dá)到傳送帶速度時(shí),物體做勻速直線運(yùn)動,物體受到沿斜面向上的摩擦力。支持力一直垂直斜面向上?!窘獯稹拷猓洪_始階段,物塊受力分析如圖:物塊受到摩擦力沿斜面向上,摩擦力與位移方向相同,摩擦力做正功。當(dāng)物塊速度達(dá)到與傳送帶共速時(shí),與傳送帶一起做勻速運(yùn)動,受力分析如圖:摩擦力與物體位移方向相反,摩擦力做負(fù)功。支持力方向垂直斜面向上,與物塊位移方向垂直,傳送帶對物塊支持力不做功。故答案為:做正功;做負(fù)功;不做功?!军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道做功的必要因素,以及知道力的方向與位移的夾角大于等于0°小于90°,該力做正功;大于90°小于等于180°,該力做負(fù)功;等于90°,該力不做功。11.(1)某同學(xué)借助高速照相機(jī)對亭臺檐邊下落的水滴進(jìn)行探究:水滴每隔0.2s自檐邊靜止滴下,當(dāng)?shù)?滴落地時(shí)第6滴恰欲滴下,不考慮空氣阻力,水滴處于無風(fēng)環(huán)境中,g取10m/s2,則此時(shí)第2滴距地面的高度為1.8m。(2)將一個(gè)重力為G的鉛球放在傾角為45°的斜面上,并用豎直擋板擋住,鉛球處于靜止?fàn)顟B(tài)。不考慮鉛球受到的摩擦力,鉛球?qū)π泵娴膲毫Υ笮?G。(3)如圖所示,探測器及其保護(hù)背罩通過彈性輕繩連接降落傘。某次測試中在接近地球表面時(shí)以30m/s的速度豎直勻速下落,此時(shí)啟動“背罩分離”,探測器與背罩?jǐn)嚅_連接,背罩與降落傘保持連接。已知探測器質(zhì)量為600kg,背罩質(zhì)量為50kg,地球表面重力加速度大小取g=10m/s2,忽略大氣對探測器和背罩的阻力。“背罩分離”后瞬間,背罩的加速度大小為120m/s2。【考點(diǎn)】物體在粗糙斜面上的運(yùn)動;自由落體運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用;牛頓第三定律的理解與應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;推理論證能力.【答案】(1)1.8;(2)2G;(3)120?!痉治觥浚?)根據(jù)自由落體運(yùn)動的規(guī)律列式求解;(2)根據(jù)平衡條件結(jié)合相應(yīng)的幾何關(guān)系列式解答;(3)根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律列式求解?!窘獯稹拷猓海?)依題意,第一滴水下落時(shí)對地的高度為h1=12g(5T)2=12×10×(5×0.2)2m=5m,第2滴水此時(shí)距地面的高度Δh=h1-12g(4T)2=5m-12×10(2)鉛球的受力如圖所示根據(jù)平衡條件和相應(yīng)的幾何關(guān)系,Ncos45°=G,得N=2G,由牛頓第三定律可知,鉛球?qū)π泵娴膲毫Υ笮∫矠?G(3)整個(gè)裝置勻速下落時(shí),滿足F=(M+m)g,“背罩分離”后瞬間,對“背罩”根據(jù)牛頓第二定律有F﹣mg=ma,代入M=600kg,m=50kg,解得a=120m/s2。故答案為:(1)1.8;(2)2G;(3)120。【點(diǎn)評】考查平衡條件的應(yīng)用以及牛頓第二定律、第三定律的理解和應(yīng)用,會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。12.一質(zhì)量為m的雨滴在空中從靜止開始下落,已知下降過程中受到的空氣阻力f與雨滴的速率v的平方成正比,即f=kv2,其中k為已知的常量。則達(dá)到穩(wěn)定前,雨滴的加速度大小一直減?。ㄟx填“一直增加”或者“一直減小”);雨滴的最大速率為mgk;比例系數(shù)k的單位為kg/m【考點(diǎn)】牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用—從運(yùn)動情況確定受力;牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用—從受力確定運(yùn)動情況.【專題】比較思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;推理論證能力.【答案】一直減小,mgk,kg/m【分析】對雨滴由牛頓第二定律判斷加速度的變化;由平衡條件求解雨滴的最大速率;根據(jù)物理公式求解比例系數(shù)的單位?!窘獯稹拷猓河甑卧诳罩袕撵o止開始下落做加速直線運(yùn)動,雨滴速度達(dá)到穩(wěn)定前,對雨滴由牛頓第二定律得:mg﹣kv2=ma,速度變大,空氣阻力變大,合外力變小,則雨滴的加速度一直減?。划?dāng)加速度減小到零時(shí),雨滴的速度達(dá)到最大,由平衡條件得:mg=kvm2根據(jù)公式mg=kvm2,可得比例系數(shù)為:k=mg故答案為:一直減小,mgk,kg/m【點(diǎn)評】本題以雨滴下落考查牛頓第二定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用,要明確加速度減小到零時(shí),雨滴的速度達(dá)到最大。13.如圖所示,質(zhì)量為m的光滑小球,用輕繩連接后掛在三角劈的頂端斜面平行,劈置于光滑水平面上,當(dāng)劈水平向右勻加速加速度a1=33g時(shí),球與斜面相對靜止且細(xì)繩的拉力恰好為零;當(dāng)劈以加速度a=2g向左勻加速運(yùn)動時(shí),繩的拉力T2=5mg【考點(diǎn)】物體在光滑斜面上的運(yùn)動;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】應(yīng)用題;定性思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】根據(jù)題意確定小球的受力情況,然后應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度;應(yīng)用牛頓第二定律的求出小球與斜面間作用力為零時(shí)的臨界加速度,然后根據(jù)劈的加速度與臨界加速度的關(guān)系確定小球的位置狀態(tài),然后求出繩子的拉力。【解答】解:球與斜面相對靜止且細(xì)繩的拉力恰好為零時(shí),小球受力如圖所示:由牛頓第二定律得:a1=mgtan30°當(dāng)劈加速度向左,球恰好剛要離開斜面;即斜面對球的作用力恰好為零時(shí),球受力如圖所示:由牛頓第二定律得:a臨界=mgtan30°m=3當(dāng)加速度:a=2g,方向:水平向左時(shí),小球離開斜面,受力如圖所示:繩子的拉力:T2=(mg故答案為:33g;5mg【點(diǎn)評】本題考查了牛頓第二定律的應(yīng)用,解決本題的關(guān)鍵知道小球和三角劈具有相同的加速度,通過隔離法分析,運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解。四.解答題(共2小題)14.如圖所示,質(zhì)量為M=2kg足夠長的木板B放在水平地面上,在木板的最右端放一質(zhì)量為m=1kg的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))。物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ1=0.3,木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1?,F(xiàn)用一水平力F=18N作用于木板上,使其由靜止開始運(yùn)動,經(jīng)過t1=1s后撤去拉力。設(shè)物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g=10m/s2。求:(1)撤去拉力的瞬間,物塊和木板的速度vA、vB;(2)經(jīng)過一段時(shí)間,A、B達(dá)到共同速度v的值;(3)計(jì)算在整個(gè)運(yùn)動過程中木板B運(yùn)動的位移x的大小?!究键c(diǎn)】有外力的水平板塊模型.【專題】定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;推理論證能力.【答案】(1)去拉力的瞬間,物塊和木板的速度vA、vB分別為3m/s、6m/s;(2)經(jīng)過一段時(shí)間,A、B達(dá)到共同速度v的值等于4.5m/s;(3)在整個(gè)運(yùn)動過程中木板B運(yùn)動的位移x的大小等于15.75m?!痉治觥浚?)對A和B受力分析,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式列式求解;(2)撤去外力F后,對木板B受力分析求解加速度,結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求解;(3)求出撤去外力F前木板B運(yùn)動的位移以及撤去外力到達(dá)到共同速度的時(shí)間內(nèi)木板B運(yùn)動的位移,A、B達(dá)到共同速度后一起勻減速直到靜止,對AB整體根據(jù)牛頓第二定律求解加速度,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解達(dá)到共同速度后繼續(xù)運(yùn)動的位移,從而求解在整個(gè)過程中木板B運(yùn)動的位移。【解答】解:(1)由分析可知,B被拉著向右運(yùn)動時(shí),可以判斷出A相對B向左滑動,對物塊A有μ1mg=ma1,vA=a1t1對木板B有F﹣μ1mg﹣μ2(M+m)g=Ma2,vB=a2t1解得vA=3m/s,vB=6m/s(2)撤去外力F后,設(shè)經(jīng)過時(shí)間t2后A、B達(dá)到共同速度v,對木板B有μ2(M+m)g+μ1mg=Ma3,v=vB﹣a3t2對物塊A有v=vA+a1t2代入數(shù)據(jù)可得t2=0.5s,v=4.5m/s(3)撤去外力F前,木板B運(yùn)動的位移x撤去外力到達(dá)到共同速度的時(shí)間內(nèi),木板B運(yùn)動的位移x經(jīng)判斷A、B達(dá)到共同速度后一起勻減速直到靜止,對AB整體有μ2(M+m)g=(M+m)a達(dá)到共同速度后繼續(xù)運(yùn)動的位移v2=2ax3在整個(gè)過程中,木板B運(yùn)動的位移x=x1+x2+x3聯(lián)立得x=15.75m答:(1)去拉力的瞬間,物塊和木板的速度vA、vB分別為3m/s、6m/s;(2)經(jīng)過一段時(shí)間,A、B達(dá)到共同速度v的值等于4.5m/s;(3)在整個(gè)運(yùn)動過程中木板B運(yùn)動的位移x的大小等于15.75m?!军c(diǎn)評】本題綜合性很強(qiáng),涉及到物理學(xué)中重要考點(diǎn),如牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式,關(guān)鍵是明確木板和木塊的運(yùn)動規(guī)律和受力特點(diǎn)。15.質(zhì)量m=2kg的物體靜止在水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,現(xiàn)用一與水平方向成37°角斜向上的拉力F拉物體,使物體沿水平地面做勻加速直線運(yùn)動,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。(1)若F=20N,求物體的加速度大??;(2)若要使物體在2秒內(nèi)位移達(dá)到8m,求拉力F的大??;(3)若拉力F=30N,作用2秒后撤去,求物體還能滑行多遠(yuǎn)?!究键c(diǎn)】牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用—從受力確定運(yùn)動情況;勻變速直線運(yùn)動速度與時(shí)間的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動位移與時(shí)間的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動規(guī)律專題;推理論證能力.【答案】(1)物體的加速度大小等于6m/s2;(2)拉力F的大小等于16.36N;(3)拉力F=30N,作用2秒后撤去,物體還能滑行52.9m。【分析】(1)對物體應(yīng)用牛頓第二定律可以求出物體做勻加速直線運(yùn)動時(shí)的加速度;(2)應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的位移—時(shí)間公式求出物體的加速度大小,根據(jù)牛頓第二定律求解拉力F的大小;(3)由牛頓第二定律出加速度大小,根據(jù)速度—時(shí)間關(guān)系求解速度,根據(jù)速度—位移關(guān)系求解滑行距離大小?!窘獯稹拷猓海?)對物塊受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可知Fcos37°﹣μ(mg﹣Fsin37°)=ma代入數(shù)據(jù)可知a=6m/s2(2)由x=12a1得加速度a1=4m/s2由牛頓第二定律可知F1cos37°﹣μ(mg﹣F1sin37°)=ma1解得F1≈16.36N(3)F2=30N作用時(shí):F2cos37°﹣μ(mg﹣F2sin37°)=ma2可得a2=11.5m/s22s末速度v=a2t=11.5×2m/s=23m/s撤去拉力后的加速度a3=μg,解得a3=5m/s2滑行距離x答:(1)物體的加速度大小等于6m/s2;(2)拉力F的大小等于16.36N;(3)拉力F=30N,作用2秒后撤去,物體還能滑行52.9m?!军c(diǎn)評】在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單問題時(shí),要先明確物體的受力情況,然后列出牛頓第二定律的表達(dá)式,再根據(jù)需要求出相關(guān)物理量。
考點(diǎn)卡片1.勻變速直線運(yùn)動速度與時(shí)間的關(guān)系【知識點(diǎn)的認(rèn)識】勻變速直線運(yùn)動的速度—時(shí)間公式:vt=v0+at.其中,vt為末速度,v0為初速度,a為加速度,運(yùn)用此公式解題時(shí)要注意公式的矢量性.在直線運(yùn)動中,如果選定了該直線的一個(gè)方向?yàn)檎较?,則凡與規(guī)定正方向相同的矢量在公式中取正值,凡與規(guī)定正方向相反的矢量在公式中取負(fù)值,因此,應(yīng)先規(guī)定正方向.(一般以v0的方向?yàn)檎较?,則對于勻加速直線運(yùn)動,加速度取正值;對于勻減速直線運(yùn)動,加速度取負(fù)值.)【命題方向】例1:一個(gè)質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)5s后做勻速直線運(yùn)動,最后2s的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動直到靜止.求:(1)質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動時(shí)的速度;(2)質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動時(shí)的加速度大?。治觯焊鶕?jù)勻變速直線運(yùn)動的速度時(shí)間公式求出5s末的速度,結(jié)合速度時(shí)間公式求出質(zhì)點(diǎn)速度減為零的時(shí)間.解答:(1)根據(jù)速度時(shí)間公式得,物體在5s時(shí)的速度為:v=a1t1=1×5m/s=5m/s.(2)物體速度減為零的時(shí)間2s,做勻減速運(yùn)動時(shí)的加速度大小為:a2=vt答:(1)質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動時(shí)的速度5m/s;(2)質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動時(shí)的加速度大小2.5m/s2.點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動的速度時(shí)間公式和位移時(shí)間公式,并能靈活運(yùn)用.例2:汽車以28m/s的速度勻速行駛,現(xiàn)以4.0m/s2的加速度開始剎車,則剎車后4s末和8s末的速度各是多少?分析:先求出汽車剎車到停止所需的時(shí)間,因?yàn)槠噭x車停止后不再運(yùn)動,然后根據(jù)v=v0+at,求出剎車后的瞬時(shí)速度.解答:由題以初速度v0=28m/s的方向?yàn)檎较?,則加速度:a=vt-剎車至停止所需時(shí)間:t=vt-v故剎車后4s時(shí)的速度:v3=v0+at=28m/s﹣4.0×4m/s=12m/s剎車后8s時(shí)汽車已停止運(yùn)動,故:v8=0答:剎車后4s末速度為12m/s,8s末的速度是0.點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動的速度與時(shí)間公式v=v0+at,以及知道汽車剎車停止后不再運(yùn)動,在8s內(nèi)的速度等于在7s內(nèi)的速度.解決此類問題一定要注意分析物體停止的時(shí)間.【解題方法點(diǎn)撥】1.解答題的解題步驟(可參考例1):①分清過程(畫示意圖);②找參量(已知量、未知量)③明確規(guī)律(勻加速直線運(yùn)動、勻減速直線運(yùn)動等)④利用公式列方程(選取正方向)⑤求解驗(yàn)算.2.注意vt=v0+at是矢量式,剎車問題要先判斷停止時(shí)間.2.勻變速直線運(yùn)動位移與時(shí)間的關(guān)系【知識點(diǎn)的認(rèn)識】(1)勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系式:x=v0t+12at(2)公式的推導(dǎo)①利用微積分思想進(jìn)行推導(dǎo):在勻變速直線運(yùn)動中,雖然速度時(shí)刻變化,但只要時(shí)間足夠小,速度的變化就非常小,在這段時(shí)間內(nèi)近似應(yīng)用我們熟悉的勻速運(yùn)動的公式計(jì)算位移,其誤差也非常小,如圖所示。②利用公式推導(dǎo):勻變速直線運(yùn)動中,速度是均勻改變的,它在時(shí)間t內(nèi)的平均速度就等于時(shí)間t內(nèi)的初速度v0和末速度v的平均值,即v=v0+vt2.結(jié)合公式x=vt和v=vt+at可導(dǎo)出位移公式:x(3)勻變速直線運(yùn)動中的平均速度在勻變速直線運(yùn)動中,對于某一段時(shí)間t,其中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度vt/2=v0+a×12t=2v0+at2,該段時(shí)間的末速度v=vt+at,由平均速度的定義式和勻變速直線運(yùn)動的位移公式整理加工可得v即有:v=v0所以在勻變速直線運(yùn)動中,某一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,又等于這段時(shí)間內(nèi)初速度和末速度的算術(shù)平均值。(4)勻變速直線運(yùn)動推論公式:任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi),位移之差是常數(shù),即△x=x2﹣x1=aT2.拓展:△xMN=xM﹣xN=(M﹣N)aT2。推導(dǎo):如圖所示,x1、x2為連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移,加速度為a。x1【命題方向】例1:對基本公式的理解汽車在平直的公路上以30m/s的速度行駛,當(dāng)汽車遇到交通事故時(shí)就以7.5m/s2的加速度剎車,剎車2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移之比()A.1:1B.5:9C.5:8D.3:4分析:求出汽車剎車到停止所需的時(shí)間,汽車剎車停止后不再運(yùn)動,然后根據(jù)位移時(shí)間公式x=v0t+解:汽車剎車到停止所需的時(shí)間t0所以剎車2s內(nèi)的位移x1=t0<6s,所以剎車在6s內(nèi)的位移等于在4s內(nèi)的位移。x2=所以剎車2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移之比為3:4.故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。故選:D。點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵知道汽車剎車停下來后不再運(yùn)動,所以汽車在6s內(nèi)的位移等于4s內(nèi)的位移。此類試題都需注意物體停止運(yùn)動的時(shí)間。例2:對推導(dǎo)公式v=v0物體做勻變速直線運(yùn)動,某時(shí)刻速度大小是3m?s﹣1,1s以后速度大小是9m?s﹣1,在這1s內(nèi)該物體的()A.位移大小可能小于5mB.位移大小可能小于3mC.加速度大小可能小于11m?s﹣2D.加速度大小可能小于6m?s﹣2分析:1s后的速度大小為9m/s,方向可能與初速度方向相同,也有可能與初速度方向相反。根據(jù)a=v2-v解:A、規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?,?s末的速度與初速方向相同,1s內(nèi)的位移x=vt=v1+v22t=3+92×1m=6C、規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较颍?s末的速度與初速方向相同,則加速度a=v2-v1t=9-31m/s2=6m故選:AC。點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵注意速度的方向問題,以及掌握勻變速直線運(yùn)動的平均速度公式v=【解題思路點(diǎn)撥】(1)應(yīng)用位移公式的解題步驟:①選擇研究對象,分析運(yùn)動是否為變速直線運(yùn)動,并選擇研究過程。②分析運(yùn)動過程的初速度v0以及加速度a和時(shí)間t、位移x,若有三個(gè)已知量,就可用x=v0t+12at③規(guī)定正方向(一般以v0方向?yàn)檎较颍?,判斷各矢量正?fù)代入公式計(jì)算。(2)利用v﹣t圖象處理勻變速直線運(yùn)動的方法:①明確研究過程。②搞清v、a的正負(fù)及變化情況。③利用圖象求解a時(shí),須注意其矢量性。④利用圖象求解位移時(shí),須注意位移的正負(fù):t軸上方位移為正,t軸下方位移為負(fù)。⑤在用v﹣t圖象來求解物體的位移和路程的問題中,要注意以下兩點(diǎn):a.速度圖象和t軸所圍成的面積數(shù)值等于物體位移的大小;b.速度圖象和t軸所圍面積的絕對值的和等于物體的路程。3.自由落體運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始豎直下落的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動.2.公式:v=gt;h=12gt2;v2=3.運(yùn)動性質(zhì):自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.4.物體做自由落體運(yùn)動的條件:①只受重力而不受其他任何力,包括空氣阻力;②從靜止開始下落.重力加速度g:①方向:總是豎直向下的;②大小:g=9.8m/s2,粗略計(jì)算可取g=10m/s2;③在地球上不同的地方,g的大小不同.g隨緯度的增加而增大(赤道g最小,兩極g最大),g隨高度的增加而減?。久}方向】自由落體運(yùn)動是常見的運(yùn)動,可以看作是勻變速直線運(yùn)動的特例,高考命題常以新情境來考查,而且經(jīng)常與其他知識綜合出題.單獨(dú)考查的題型一般為選擇題或計(jì)算題,綜合其它知識考查的一般為計(jì)算題,難度一般中等或偏易.例1:關(guān)于自由落體運(yùn)動,下列說法中正確的是()A.在空氣中不考慮空氣阻力的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動B.物體做自由運(yùn)動時(shí)不受任何外力的作用C.質(zhì)量大的物體,受到的重力大,落到地面時(shí)的速度也大D.自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動分析:自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落加速度為g的勻加速直線運(yùn)動運(yùn)動,加速度g與質(zhì)量無關(guān).解答:A、自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落的運(yùn)動,故A錯(cuò)誤;B、物體做自由運(yùn)動時(shí)只受重力,故B錯(cuò)誤;C、根據(jù)v=gt可知,落到地面時(shí)的速度與質(zhì)量無關(guān),故C錯(cuò)誤;D、自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落加速度為g的勻加速直線運(yùn)動運(yùn)動,故D正確.故選:D.點(diǎn)評:把握自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律,理解重力加速度g的變化規(guī)律即可順利解決此類題目.例2:一個(gè)小石子從離地某一高度處由靜止自由落下,某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛好者用直尺量出軌跡的實(shí)際長度,如圖所示.已知曝光時(shí)間為11000s,則小石子出發(fā)點(diǎn)離AA.6.5cmB.10mC.20mD.45m分析:根據(jù)照片上痕跡的長度,可以知道在曝光時(shí)間內(nèi)物體下落的距離,由此可以估算出AB段的平均速度的大小,在利用自由落體運(yùn)動的公式可以求得下落的距離.解答:由圖可知AB的長度為2cm,即0.02m,曝光時(shí)間為11000s,所以AB段的平均速度的大小為v=x由自由落體的速度位移的關(guān)系式v2=2gh可得,h=v22g故選:C.點(diǎn)評:由于AB的運(yùn)動時(shí)間很短,我們可以用AB段的平均速度來代替A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,由此再來計(jì)算下降的高度就很容易了,通過本題一定要掌握這種近似的方法.【解題思路點(diǎn)撥】1.自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,所以,勻變速直線運(yùn)動公式也適用于自由落體運(yùn)動.2.該知識點(diǎn)的3個(gè)探究結(jié)論:(1)物體下落快慢不是由輕重來決定的,是存在空氣阻力的原因.(2)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動,叫做自由落體運(yùn)動.“自由”的含義是物體只受重力作用、且初速度為零.(3)不同物體從同一高度做自由落體運(yùn)動,它們的運(yùn)動情況是相同的.4.復(fù)雜的運(yùn)動學(xué)圖像問題【知識點(diǎn)的認(rèn)知】1.除了常見的x﹣t圖像,v﹣t圖像與a﹣t圖像外,還有一些少見的運(yùn)動學(xué)圖像如xt-t圖像,v﹣x圖像、v2﹣2.這些圖像往往都與運(yùn)動學(xué)的公式有關(guān)聯(lián)。3.解題步驟一般如下:①根據(jù)圖像的縱橫坐標(biāo)找出圖像應(yīng)用了那個(gè)運(yùn)動學(xué)公式;②根據(jù)圖像推出具體的表達(dá)式;③分析斜率、截距、面積等因素的物理意義?!久}方向】在平直公路上有甲、乙兩輛汽車同時(shí)從同一位置沿著同一方向做勻加速直線運(yùn)動,它們速度的平方隨位移變化的圖象如圖所示,則()A、甲車的加速度比乙車的加速度小B、在x=0.5m處甲、乙兩車相遇C、在x=1m處甲、乙兩車相遇D、在t=2s末甲、乙兩車相遇分析:根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的速度—位移關(guān)系公式:v2-v02=解答:A、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動速度—位移關(guān)系v2-v02=2ax,得v2=2ax+v由圖可知甲的斜率大于乙的斜率,故甲車的加速度大于乙車的加速度,故A錯(cuò)誤;BCD、由圖象可知x=0.5m時(shí),兩車速度的平方相等,速度相等。由圖可知,對于甲車做初速度為0加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動,乙做初速度為1m/s,加速度為1m/s2的勻加速直線運(yùn)動,兩車相遇時(shí),位移相等,則有:1代入得:12×2×t2=1×t+12解得,t=2s相遇處兩車的位移為x=12a甲t2=1故選:D。點(diǎn)評:讀懂圖象的坐標(biāo),并能根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的位移—速度關(guān)系求出描述勻變速直線運(yùn)動的相關(guān)物理量,并再由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律求出未知量.【解題思路點(diǎn)撥】非常規(guī)的運(yùn)動學(xué)圖像一般都是從某一個(gè)表達(dá)式得來的,要先從橫縱坐標(biāo)及圖像出發(fā)確定表達(dá)式,求解出關(guān)鍵物理量,再分析物體的運(yùn)動問題。5.力的合成與分解的應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】本考點(diǎn)針對比較復(fù)雜的題目,題目涉及到力的合成與分解的綜合應(yīng)用。【命題方向】假期里,一位同學(xué)在廚房里協(xié)助媽媽做菜,對菜刀發(fā)生了興趣.他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部的頂角小,后部的頂角大(如圖所示),下列有關(guān)刀刃的說法合理的是()A、刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了打造方便,外形美觀,跟使用功能無關(guān)B、在刀背上加上同樣的壓力時(shí),分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關(guān)C、在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越大,分開其他物體的力越大D、在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越小,分開其他物體的力越大分析:根據(jù)力的平行四邊形定則可知,相同的壓力下,頂角越小,分力越大;相同的頂角下,壓力越大,分力越大.解答:把刀刃部分抽象后,可簡化成一個(gè)等腰三角劈,設(shè)頂角為2θ,背寬為d,側(cè)面長為l,如圖乙所示當(dāng)在劈背施加壓力F后,產(chǎn)生垂直側(cè)面的兩個(gè)分力F1、F2,使用中依靠著這兩個(gè)分力分開被加工的其他物體。由對稱性知,這兩個(gè)分力大小相等(F1=F2),因此畫出力分解的平行四邊形,實(shí)為菱形,如圖丙所示。在這個(gè)力的平行四邊形中,取其四分之一考慮(圖中陰影部分),根據(jù)它跟半個(gè)劈的直角三角形的相似關(guān)系,由關(guān)系式,得F1=F2由此可見,刀背上加上一定的壓力F時(shí),側(cè)面分開其他物體的力跟頂角的大小有關(guān),頂角越小,sinθ的值越小,F(xiàn)1和F2越大。但是,刀刃的頂角越小時(shí),刀刃的強(qiáng)度會減小,碰到較硬的物體刀刃會卷口甚至碎裂,實(shí)際制造過程中為了適應(yīng)加工不同物體的需要,所以做成前部較薄,后部較厚。使用時(shí),用前部切一些軟的物品(如魚、肉、蔬菜、水果等),用后部斬劈堅(jiān)硬的骨頭之類的物品,俗話說:“前切后劈”,指的就是這個(gè)意思。故D正確。故選:D。點(diǎn)評:考查力的平行四邊形定則,體現(xiàn)了控制變量法,同時(shí)學(xué)會用三角函數(shù)來表示力與力的關(guān)系.【解題思路點(diǎn)撥】對力的合成與力的分解的綜合應(yīng)用問題,要首先熟練掌握力的合成和力的分解的相關(guān)內(nèi)容,再選擇合適的合成和分解方法進(jìn)行解題。6.牛頓第二定律的簡單應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】牛頓第二定律的表達(dá)式是F=ma,已知物體的受力和質(zhì)量,可以計(jì)算物體的加速度;已知物體的質(zhì)量和加速度,可以計(jì)算物體的合外力;已知物體的合外力和加速度,可以計(jì)算物體的質(zhì)量?!久}方向】一質(zhì)量為m的人站在電梯中,電梯加速上升,加速度大小為13g,gA、43mgB、2mgC、mgD分析:對人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可。解答:對人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律N﹣mg=ma故N=mg+ma=4根據(jù)牛頓第三定律,人對電梯的壓力等于電梯對人的支持力,故人對電梯的壓力等于43mg故選:A。點(diǎn)評:本題關(guān)鍵對人受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解。【解題方法點(diǎn)撥】在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單問題時(shí),要先明確物體的受力情況,然后列出牛頓第二定律的表達(dá)式,再根據(jù)需要求出相關(guān)物理量。7.牛頓第三定律的理解與應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上.2.作用力與反作用力的“四同”和“三不同”:四同大小相同三不同方向不同【命題方向】題型一:牛頓第三定律的理解和應(yīng)用例子:關(guān)于作用力與反作用力,下列說法正確的是()A.作用力與反作用力的合力為零B.先有作用力,然后才產(chǎn)生反作用力C.作用力與反作用力大小相等、方向相反D.作用力與反作用力作用在同一個(gè)物體上分析:由牛頓第三定律可知,作用力與反作用力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在兩個(gè)物體上,力的性質(zhì)相同,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失.解答:A、作用力與反作用力,作用在兩個(gè)物體上,效果不能抵消,合力不為零,故A錯(cuò)誤.B、作用力與反作用力,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失,故B錯(cuò)誤.C、作用力與反作用力大小相等、方向相反,作用在兩個(gè)物體上,故C正確.D、作用力與反作用力,作用在兩個(gè)物體上,故D錯(cuò)誤.故選:C.點(diǎn)評:考查牛頓第三定律及其理解.理解牛頓第三定律與平衡力的區(qū)別.【解題方法點(diǎn)撥】應(yīng)用牛頓第三定律分析問題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)不要憑日常觀察的直覺印象隨便下結(jié)論,分析問題需嚴(yán)格依據(jù)科學(xué)理論.(2)理解應(yīng)用牛頓第三定律時(shí),一定抓住“總是”二字,即作用力與反作用力的這種關(guān)系與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān).(3)與平衡力區(qū)別應(yīng)抓住作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上.8.牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用—從受力確定運(yùn)動情況【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.已知物體受力,求解物體的運(yùn)動情況。2.解答該類問題的一般步驟(1)選定研究對象,對研究對象進(jìn)行受力分析,并畫出受力示意圖。(2)根據(jù)平行四邊形定則,應(yīng)用合成法或正交分解法,求出物體所受的合外力。受力分析和運(yùn)動情況分析是解決該類問題的兩個(gè)關(guān)鍵。(3)根據(jù)牛頓第二定律列方程,求出物體運(yùn)動的加速度。(4)結(jié)合物體運(yùn)動的初始條件(即初速度v0),分析運(yùn)動情況并畫出運(yùn)動草圖,選擇合適的運(yùn)動學(xué)公式,求出待求的運(yùn)動學(xué)量——任意時(shí)刻的速度v、一段運(yùn)動時(shí)間t以及對應(yīng)的位移x等。【命題方向】如圖所示,質(zhì)量m=4kg的物體靜止在水平地面上,其與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)用水平向右的外力F=10N拉物體,求:(1)物體在2s末的速度多大;(2)前2s內(nèi)的位移是是多少;(3)若2s末撤去拉力,物體還要經(jīng)過多長時(shí)間才能停下來。分析:物體在恒定的水平力作用下,在粗糙的水平面上做勻加速直線運(yùn)動。對其進(jìn)行受力分析,力的合成后求出合力,再由牛頓第二定律去求出加速度,最后由運(yùn)動學(xué)公式去求出速度與位移。解答:(1)前2s內(nèi)物體加速運(yùn)動,受重力、支持力、拉力和滑動摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律,有:物體的加速度a=2s末物體的速度:v=at=0.5×2=1m/s(2)前2s位移為:x=12at(3)撤去拉力后,滑塊勻減速直線運(yùn)動,加速度為a′=﹣μg=﹣2m/s2故運(yùn)動時(shí)間為:t′=Δva答:(1)物體在2s末的速度為1m/s;(2)前2s內(nèi)的位移是1m;(3)若2s末撤去拉力,物體還要經(jīng)過0.5s時(shí)間才能停下來。點(diǎn)評:本題是已知受力情況確定運(yùn)動情況,關(guān)鍵分階段求解出加速度,不難。【解題思路點(diǎn)撥】受力分析→牛頓第二定律→運(yùn)動情況分析。連接受力與運(yùn)動的橋梁是牛頓第二定律(加速度)。9.牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用—從運(yùn)動情況確定受力【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.已知物體的運(yùn)動情況,求解物體的受力。2.解答該類問題的一般步驟(1)選定研究對象,對研究對象進(jìn)行運(yùn)動情況分析和受力分析,并畫出運(yùn)動草圖及受力示意圖。(2)選擇合適的運(yùn)動學(xué)公式,求出物體的加速度。(3)根據(jù)牛頓第二定律列方程,求物體所受的合外力。(4)根據(jù)力的合成法或正交分解法,由合外力求出待求力或與力有關(guān)的量。【命題方向】如圖所示,質(zhì)量為60kg的滑雪運(yùn)動員,在傾角θ為30°的斜坡頂端,從靜止開始勻加速下滑90m到達(dá)坡底,用時(shí)10s.若g取10m/s2,求(1)運(yùn)動員下滑過程中的加速度大小;(2)運(yùn)動員到達(dá)坡底時(shí)的速度大小;(3)運(yùn)動員受到的合外力大?。治觯海?)根據(jù)位移—時(shí)間公式求加速度;(2)根據(jù)速度—時(shí)間公式求末速度;(3)根據(jù)牛頓第二定律求合外力.解答:(1)根據(jù)位移—時(shí)間公式,有x=12解得a=2x即運(yùn)動員下滑過程中的加速度大小為1.8m/s2.(2)根據(jù)速度—時(shí)間公式v=at=1.8×10=18m/s即運(yùn)動員到達(dá)坡底時(shí)的速度大小為18m/s.(3)根據(jù)牛頓第二定律,有F=ma=60×1.8=108N即運(yùn)動員受到的合外力大小為108N.答:(1)運(yùn)動員下滑過程中的加速度大小為1.8m/s2.(2)運(yùn)動員到達(dá)坡底時(shí)的速度大小為18m/s.(3)即運(yùn)動員受到的合外力大小為108N.點(diǎn)評:本題關(guān)鍵根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解末速度和加速度,然后根據(jù)牛頓第二定律求合力.【解題思路點(diǎn)撥】運(yùn)動情況分析→牛頓第二定律→求出受力情況,連接運(yùn)動與受力之間的橋梁是牛頓第二定律(加速度)。10.物體在光滑斜面上的運(yùn)動【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.物體處在光滑斜面上時(shí),會受到重力和支持力,其合力沿著斜面向下,所以物體的加速度也沿著斜面向下。如果斜面的傾角為α,根據(jù)牛頓第二定律可得加速度的大小為a=mgsinαm2.根據(jù)物體的加速度可以進(jìn)行一些運(yùn)動學(xué)的相關(guān)計(jì)算?!久}方向】某同學(xué)探究小球沿光滑斜面頂端下滑至底端的運(yùn)動規(guī)律,現(xiàn)將兩質(zhì)量相同的小球同時(shí)從斜面的頂端釋放,在甲、乙圖的兩種斜面中,通過一定的判斷分析,你可以得到的正確結(jié)論是()A、甲圖中,小球在兩個(gè)斜面上運(yùn)動的時(shí)間相同B、甲圖中,小球在兩個(gè)斜面上運(yùn)動的加速度相同C、乙圖中,小球在兩個(gè)斜面上運(yùn)動的時(shí)間相同D、乙圖中,小球在兩個(gè)斜面上運(yùn)動的加速度相同分析:對小球進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,再根據(jù)勻加速直線運(yùn)動位移—時(shí)間公式求出時(shí)間。解答:(1)在甲圖中:對小球進(jìn)行受力分析,受到重力和支持力,合力提供加速度,根據(jù)牛頓第二定律可知:運(yùn)動的加速度為a=gsinθ設(shè)高度為h,則斜面的長度為h根據(jù)勻加速直線運(yùn)動,位移—時(shí)間公式可知:hsinθ=t=甲圖中兩個(gè)斜面傾角不等,故小球在兩個(gè)斜面上運(yùn)動的時(shí)間和加速度都不相同,故A、B錯(cuò)誤;(2)在乙圖中:對小球進(jìn)行受力分析,受到重力和支持力,合力提供加速度,根據(jù)牛頓第二定律可知:運(yùn)動的加速度為a=gcosθ兩個(gè)斜面傾角不等,所以加速度不相同,故D錯(cuò)誤;設(shè)底邊長為h,則斜面的長度為h根據(jù)勻加速直線運(yùn)動,位移—時(shí)間公式可知:hsinθt=當(dāng)θ分別為30°和60°時(shí),sinθcosθ相等,故時(shí)間相等,C正確。故選:C。點(diǎn)評:該題主要考查了牛頓第二定律及勻變速直線運(yùn)動位移—時(shí)間公式的應(yīng)用,注意幾何知識在物理解題過程中的應(yīng)用?!窘忸}思路點(diǎn)撥】解決物體在光滑斜面上運(yùn)動問題的步驟如下:①對物體進(jìn)行受力分析,求出物體的合力;②求出物體的加速度;③根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出相關(guān)物理量。11.物體在粗糙斜面上的運(yùn)動【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.物體在粗糙斜面上運(yùn)動時(shí),其加速度也一定沿著斜面方向。2.設(shè)斜面的傾角為α,斜面與物體之間的動摩擦因數(shù)為μ。①當(dāng)物體沿著斜面向上運(yùn)動時(shí),滑動摩擦力沿著斜面向下,根據(jù)牛頓第二定律mgsinα+μmgcosα=ma,可以求出a=gsinα+μgcosα②當(dāng)物體沿著斜面向下運(yùn)動時(shí),滑動摩擦力沿著斜面向上,根據(jù)牛頓第二定律|mgsinα﹣μmgcosα|=ma,可以求出a=|gsinα﹣μgcosα|a、如果重力的下滑分力大于摩擦力,物體的加速度沿斜面向下,a=gsinα﹣μgcosαb、如果重力的下滑分力小于摩擦力,物體的加速度沿斜面向上,a=μgcosα﹣gsinα【命題方向】一、圖像類問題如圖所示,物塊以初速度v0從粗糙斜面底端沿斜面上滑,達(dá)到最高點(diǎn)后沿斜面返回,下列v﹣t圖象能正確反映物體運(yùn)動規(guī)律的是()A、B、C、D、分析:根據(jù)牛頓第二定律判斷出加速度大小關(guān)系,結(jié)合速度方向關(guān)系,即可判斷圖象的形狀。解答:在上滑過程中,根據(jù)牛頓第二定律可知上滑加速度大小為:a1=mgsinθ下滑過程的加速度大小為:a2=mgsinθ-fm,方向沿斜面向下。故a1>a2,上滑和下滑運(yùn)動方向相反,故故選:C。點(diǎn)評:本題的關(guān)鍵是運(yùn)用牛頓第二定律判斷加速度的大小關(guān)系,要知道速度的符號表示速度方向,v﹣t圖象的斜率表示加速度。二、運(yùn)動過程計(jì)算如圖所示,固定在水平地面上的粗糙斜面的傾角θ=37°,一質(zhì)量m=5kg的滑塊在F=150N的水平推力作用下,從斜面底端由靜止開始沿斜面運(yùn)動,推力作用t1=4s后撤去,滑塊在斜面上繼續(xù)滑行t2=2s后,速度減為零。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)(1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ和物體上滑的位移x;(2)當(dāng)滑塊到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),對滑塊施加大小仍為F、方向改成豎直向下的作用力,求滑塊從最高點(diǎn)回到地面的時(shí)間(結(jié)果可保留根號)。分析:(1)對物體進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求出F作用前后加速度的表達(dá)式,再根據(jù)運(yùn)動學(xué)速度公式列式,找出兩個(gè)過程之間的關(guān)系,即可求解動摩擦因數(shù),再根據(jù)位移公式求物體上滑的位移x;(2)根據(jù)牛頓第二定律求物體的加速度,再由位移公式求滑塊從最高點(diǎn)回到地面的時(shí)間。解答:(1)設(shè)滑塊在F作用時(shí)加速度為a1,撤去力F后加速度大小為a2,滑塊先加速后減速,則有:a1t1=a2t2當(dāng)推力F作用時(shí),滑塊的受力分析如圖所示由牛頓第二定律得:Fcosθ﹣f1﹣mgsinθ=ma1N1﹣Fsinθ﹣mgcosθ=0根據(jù)摩擦力公式有f1=μN(yùn)1聯(lián)立以上三式得Fcosθ﹣μ(Fsinθ+mgcosθ)﹣mgsinθ=ma1①撤去力F后,根據(jù)牛頓第二定律可得:mgsinθ+μmgcosθ=ma2②聯(lián)立①②解得:μ=0.5,a1=5m/s2,a2=10m/s2物體上滑的位移x=解得x=60m(2)下滑時(shí)的加速度大小為a3,對滑塊受力分析有:(mg+F)sinθ﹣μ(mg+F)cosθ=ma3解得a3=8m/s2。由x=12a3答:(1)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ是0.5,物體上滑的位移x是60m;(2)滑塊從最高點(diǎn)回到地面的時(shí)間是15s。點(diǎn)評:本題主要考查了牛頓第二定律及運(yùn)動學(xué)基本公式的直接應(yīng)用,關(guān)鍵要抓住上滑過程中勻加速運(yùn)動的末速度等于勻減速運(yùn)動的初速度列式。【命題思路點(diǎn)撥】當(dāng)斜面粗糙時(shí),物體與斜面之間的摩擦力方向與實(shí)際的運(yùn)動方向有關(guān),并且摩擦力大小與重力下滑分力大小的相對關(guān)系決定了加速度的方向與大小。12.連接體模型【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.連接體:兩個(gè)或兩個(gè)以上存在相互作用或有一定關(guān)聯(lián)的物體系統(tǒng)稱為連接體,在我們運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解答力學(xué)問題時(shí)經(jīng)常會遇到.2.解連接體問題的基本方法整體法:把兩個(gè)或兩個(gè)以上相互連接的物體看成一個(gè)整體,此時(shí)不必考慮物體之間的作用內(nèi)力.隔離法:當(dāng)求物體之間的作用力時(shí),就需要將各個(gè)物體隔離出來單獨(dú)分析.解決實(shí)際問題時(shí),將隔離法和整體法交叉使用,有分有合,靈活處理.【命題方向】題型一:用整體法和隔離法解決連接體問題.例1:質(zhì)量分別為m和2m的物塊、B用輕彈簧相連,設(shè)兩物塊與接觸面間的動摩擦因數(shù)都相同.當(dāng)用水平力F作用于B上且兩物塊在粗糙的水平面上,共同向右加速運(yùn)動時(shí),彈簧的伸長量為x1,如圖甲所示;當(dāng)用同樣大小的力F豎直共同加速提升兩物塊時(shí),彈簧的伸長量為x2,如圖乙所示;當(dāng)用同樣大小的力F沿固定斜面向上拉兩物塊使之共同加速運(yùn)動時(shí),彈簧的伸長量為x3,如圖丙所示,則x1:x2:x3等于()A.1:1:1B.1:2:3C.1:2:1D.無法確定分析:本題是連接體問題,可以先用整體法根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,用F和m表示,再隔離A研究,求得彈簧的彈力及伸長量,最后得到x1:x2:x3.解答:甲圖,對整體研究,根據(jù)牛頓第二定律得,a1=對A:kx1﹣μmg=ma1解得x1=乙圖,對整體研究,根據(jù)牛頓第二定律得,a2=對A:kx2﹣mg=ma2解得x2=F3丙圖,對整體研究,根據(jù)牛頓第二定律得Fa3=對A:kx3﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=ma3解得x3=F3k則x1:x2:x3=1:故A正確,BCD錯(cuò)誤故選:A.點(diǎn)評:牛頓定律處理連接體問題時(shí),常常采用隔離法和整體法相結(jié)合的方法研究.隔離法選取受力少的物體研究簡單.求內(nèi)力時(shí),必須用隔離法.求整體的加速度可用整體法.例2:如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m和3m的三個(gè)木塊,其中質(zhì)量為2m和3m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連,輕繩能承受的最大拉力為T.現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為3m的木塊,使三個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動,則以下說法正確的是()A.質(zhì)量為2m的木塊受到四個(gè)力的作用B.當(dāng)F逐漸增大到T時(shí),輕繩剛好被拉斷C.當(dāng)F逐漸增大到1.5T時(shí),輕繩還不會被拉斷D.輕繩剛要被拉斷時(shí),質(zhì)量為m和2m的木塊間的摩擦力為2分析:采用隔離法分析2m可得出其受力的個(gè)數(shù);再對整體分析可得出整體的加速度與力的關(guān)系;再以后面兩個(gè)物體為研究對象可得出拉力與加速度的關(guān)系,則可分析得出F與T的關(guān)系.解答:質(zhì)量為2m的木塊受到重力、質(zhì)量為m的木塊的壓力、m對其作用的向后的摩擦力,輕繩的拉力、地面的支持力五個(gè)力的作用,故A錯(cuò)誤;對整體,由牛頓第二定律可知,a=F6m;隔離后面的疊加體,由牛頓第二定律可知,輕繩中拉力為F′=3ma=F2.由此可知,當(dāng)F逐漸增大到2T時(shí),輕繩中拉力等于T,輕繩才剛好輕繩剛要被拉斷時(shí),物塊加速度a′=T3m,質(zhì)量為m和2m的木塊間的摩擦力為f=ma′=故選:C.點(diǎn)評:本題重點(diǎn)在于研究對象的選擇,以及正確的受力分析,再由整體法與隔離法分析拉力之間的關(guān)系.【解題方法點(diǎn)撥】(1)解答連接體問題時(shí),決不能把整體法和隔離法對立起來,而應(yīng)該把這兩種方法結(jié)合起來,從具體問題的實(shí)際情況出發(fā),靈活選取研究對象,恰當(dāng)選擇使用隔離法和整體法.(2)在使用隔離法解題時(shí),所選取的隔離對象可以是連接體中的某一個(gè)物體,也可以是連接體中的某部分物體(包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的單個(gè)物體),而這“某一部分”的選取,也應(yīng)根據(jù)問題的實(shí)際情況,靈活處理.(3)選用整體法或隔離法可依據(jù)所求的力來決定,若為外力則應(yīng)用整體法;若所求力為內(nèi)力則用隔離法.但在具體應(yīng)用時(shí),絕大多數(shù)的題目要求兩種方法結(jié)合應(yīng)用,且應(yīng)用順序也較為固定,即求外力時(shí),先隔離后整體;求內(nèi)力時(shí),先整體后隔離.先整體或先隔離的目的都是為了求解共同的加速度.13.水平傳送帶模型【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.傳送帶問題利用傳送帶運(yùn)送物體,涉及摩擦力的判斷、物體運(yùn)動狀態(tài)的分析、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)知識的綜合運(yùn)用問題。2.分類傳送帶問題包括水平傳送帶和傾斜傳送帶兩類問題。3.常見情況分析(條件說明:傳送帶以速度v勻速運(yùn)行,v0為物體進(jìn)人傳送帶的初速度)【命題方向】例1:如圖所示,傳送帶的水平部分長為L,運(yùn)動速率恒為v,在其左端放上一無初速的小木塊,若木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,則木塊從左到右的運(yùn)動時(shí)間不可能為()A.LvB.2LvC.分析:物塊無初速滑上傳送帶,有可能一直做勻加速直線運(yùn)動,有可能先做勻加速直線運(yùn)動再做勻速直線運(yùn)動,結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式求出木塊運(yùn)行的時(shí)間.解答:①當(dāng)木塊一直做勻加速直線運(yùn)動。若木塊一直做勻加速直線運(yùn)動到達(dá)右端時(shí)的速度還未達(dá)到v。根據(jù)牛頓第二定律得,a=μg。根據(jù)L=12a若木塊一直做勻加速直線運(yùn)動到達(dá)右端時(shí)的速度剛好為v。根據(jù)L=解得t=②當(dāng)木塊先做勻加速直線運(yùn)動,再做勻速直線運(yùn)動。勻加速直線運(yùn)動的時(shí)間t1=則勻速直線運(yùn)動的位移x則勻速直線運(yùn)動的時(shí)間t則總時(shí)間為t=t1+t2=Lv+本題選不可能的,故選:A。點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵理清物塊的運(yùn)動情況,考慮到木塊運(yùn)動的各種可能性,運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式綜合求解.【解題思路點(diǎn)撥】明確傳送帶的類型,對物塊做好受力分析,應(yīng)用牛頓第二定律進(jìn)行解答。需要綜合運(yùn)用力學(xué)、運(yùn)動學(xué)以及牛頓運(yùn)動定律的相關(guān)內(nèi)容。14.傾斜傳送帶模型【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.傳送帶問題利用傳送帶運(yùn)送物體,涉及摩擦力的判斷、物體運(yùn)動狀態(tài)的分析、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)知識的綜合運(yùn)用問題。2.分類傳送帶問題包括水平傳送帶和傾斜傳送帶兩類問題。3.常見情況分析(條件說明:傳送帶以速度v勻速運(yùn)行,v0為物體進(jìn)人傳送帶的初速度)【命題方向】如圖所示,傳送帶與水平地面的夾角為θ=37°,AB的長度為64m,傳送帶以20m/s的速度沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動,在傳送帶上端A點(diǎn)無初速度地放上一個(gè)質(zhì)量為8kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5,求物體從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)所用的時(shí)間。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)分析:物體放在傳送帶上后,開始階段,傳送帶的速度大于物體的速度,傳送帶給物體沿斜面向下的滑動摩擦力,物體由靜止開始勻加速下滑,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,然后根據(jù)運(yùn)動學(xué)速度—時(shí)間公式求出勻加速至物體與傳送帶共速的時(shí)間。當(dāng)物體速度達(dá)到傳送帶速度時(shí),判斷物體的運(yùn)動狀態(tài),再求解運(yùn)動時(shí)間。解答:物體放上傳送帶后,受到沿斜面向下的滑動摩擦力,設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動的加速度為a1,直至與傳送帶速度相等。設(shè)這一過程所需的時(shí)間為t1,物體下滑的位移為x1,則由牛頓第二定律,有:mgsin37°+μmgcos37°=ma1可得a1=g(sin37°+μcos37°)=10×(0.6+0.5×0.8)m/s2=10m/s2由運(yùn)動學(xué)公式,有:v=a1t1解得:t1=va1則x1=12a1t12=12×10×物體與傳送帶達(dá)到共同速度時(shí),因?yàn)閙gsinθ>μmgcosθ,物體將繼續(xù)勻加速下滑,設(shè)再經(jīng)t2時(shí)間物體滑至B端,加速度為
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