備戰(zhàn)2019年高考物理 高頻考點(diǎn)解密 專題03 牛頓運(yùn)動(dòng)定律教學(xué)案
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1、專題03 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 核心考點(diǎn) 考綱要求 牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用 超重和失重 Ⅱ Ⅰ 考點(diǎn)1 動(dòng)力學(xué)中的圖象問(wèn)題 物理公式與物理圖象的結(jié)合是一種重要題型,也是高考的重點(diǎn)及熱點(diǎn)。 1.常見(jiàn)的圖象有:v–t圖象,a–t圖象,F(xiàn)–t圖象,F(xiàn)–x圖象,F(xiàn)–a圖象等。 2.圖象間的聯(lián)系:加速度是聯(lián)系v–t圖象與F–t圖象的橋梁。 3.圖象的應(yīng)用 (1)已知物體在一過(guò)程中所受的某個(gè)力隨時(shí)間變化的圖線,要求分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。 (2)已知物體在一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度、加速度隨時(shí)間變化的圖線,要求分析物體的受力情況。 (3)通過(guò)圖象對(duì)物體的受力與運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析。 4.解
2、題策略 (1)弄清圖象斜率、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)的物理意義。 (2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)方程式,進(jìn)而明確“圖象與公式”、“圖象與物體”間的關(guān)系,以便對(duì)有關(guān)物理問(wèn)題作出準(zhǔn)確判斷。 5.分析圖象問(wèn)題時(shí)常見(jiàn)的誤區(qū) (1)沒(méi)有看清縱、橫坐標(biāo)所表示的物理量及單位。 (2)不注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開(kāi)始。 (3)不清楚圖線的點(diǎn)、斜率、面積等的物理意義。 (4)忽視對(duì)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析。 (2018·四川綿陽(yáng)中學(xué))水平地面上質(zhì)量為m=6 kg的物體,在大小為12 N的水平拉力F的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),從x=2.5 m位置處拉力逐漸減小,力F隨位移x變化規(guī)律如圖所示,當(dāng)x=
3、7 m時(shí)拉力減為零,物體也恰好停下,取,下列結(jié)論正確的是 A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5 B.合外力對(duì)物體所做的功為57 J C.物體在減速階段所受合外力的沖量為12 N?S D.物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為3 m/s 【參考答案】D 【試題解析】勻速時(shí)應(yīng)有:F=f=μmg,解得動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,故A錯(cuò)誤;根據(jù)W=Fs可知,F(xiàn)–s圖象與s軸所夾圖形的面積即為F做的功,可求出力F對(duì)物體所做的功為,摩擦力做功為,所以合外力做的功為:,故B錯(cuò)誤;對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理應(yīng)有:,解得:,故D正確;根據(jù)動(dòng)量定理可得物體在減速階段所受合外力的沖量為,故C錯(cuò)誤。 1.如圖1所示,
4、一個(gè)靜止在光滑水平面上的物塊,在t=0時(shí)給它施加一個(gè)水平向右的作用力F,F(xiàn)隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖2所示,則物塊速度v隨時(shí)間t變化的圖象是 A. B. C. D. 【答案】C 考點(diǎn)2 動(dòng)力學(xué)中整體法與隔離法的應(yīng)用 1.方法概述 (1)整體法是指對(duì)物理問(wèn)題的整個(gè)系統(tǒng)或過(guò)程進(jìn)行研究的方法。 (2)隔離法是指從整個(gè)系統(tǒng)中隔離出某一部分物體,進(jìn)行單獨(dú)研究的方法。 2.涉及隔離法與整體法的具體問(wèn)題類型 (1)涉及滑輪的問(wèn)題 若要求繩的拉力,一般都必須采用隔離法。例如,繩跨過(guò)定滑輪連接的兩個(gè)物體雖然加速度大小相同,
5、但方向不同,故采用隔離法。 (2)水平面上的連接體問(wèn)題 ①這類問(wèn)題一般多是連接體(系統(tǒng))中各物體保持相對(duì)靜止,即具有相同的加速度。解題時(shí),一般采用先整體、后隔離的方法。 ②建立坐標(biāo)系時(shí)也要考慮矢量正交分解越少越好的原則,或者正交分解力,或者正交分解加速度。 (3)斜面體與上面物體組成的連接體問(wèn)題 當(dāng)物體具有沿斜面方向的加速度,而斜面體相對(duì)于地面靜止時(shí),解題時(shí)一般采用隔離法分析。 3.解題思路 (1)分析所研究的問(wèn)題適合應(yīng)用整體法還是隔離法。 (2)對(duì)整體或隔離體進(jìn)行受力分析,應(yīng)用牛頓第二定律確定整體或隔離體的加速度。 (3)結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)方程解答所求解的未知物理量。 (20
6、18·湖南溆浦圣達(dá)學(xué)校)如圖,小球A的質(zhì)量為2m,小球B和C的質(zhì)量均為m,B、C兩球到結(jié)點(diǎn)P的輕繩長(zhǎng)度相等,滑輪摩擦不計(jì)。開(kāi)始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顮?,現(xiàn)讓B、C兩球以某角速度ω在水平面內(nèi)做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí),A球?qū)? A.向上做加速運(yùn)動(dòng) B.向下做加速運(yùn)動(dòng) C.保持平衡狀態(tài) D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 【參考答案】C 【試題解析】B球、C球和兩根細(xì)線整體受重力和細(xì)線向上的拉力,設(shè)整體下降的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律,有:2mg–T=2m·a;對(duì)A球受力分析,受重力和拉力,根據(jù)牛頓第二定律,有:T–2mg=2ma;聯(lián)立解得:a=0,即A球?qū)⒈3朱o止,處于平衡狀態(tài);故選C。 1.如圖所示,
7、傾角為θ的斜面體C置于水平面上,B置于斜面上,通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與A相連接,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行,A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)。則 A.B受到C的摩擦力一定不為零 B.C受到水平面的摩擦力一定為零 C.不論B、C間摩擦力大小、方向如何,水平面對(duì)C的摩擦力方向一定向左 D.水平面對(duì)C的支持力與B、C的總重力大小相等 【答案】C 考點(diǎn)3 用牛頓第二定律解決瞬時(shí)加速度問(wèn)題 1.在分析瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)應(yīng)注意區(qū)分動(dòng)力學(xué)中的幾種模型。 受外力時(shí)的形變量 力能否突變 產(chǎn)生拉力或壓力 輕繩 微小不計(jì) 可以 只有拉力沒(méi)有壓力 輕橡皮繩 較大 不能 只有
8、拉力沒(méi)有壓力 輕彈簧 較大 不能 既可有拉力;也可有壓力 輕桿 微小不計(jì) 可以 既可有拉力;也可有壓力 2.分析瞬時(shí)問(wèn)題的注意要點(diǎn): (1)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的,當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí),需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。 (2)分析物體的瞬時(shí)問(wèn)題,關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度。 (3)分析此類問(wèn)題應(yīng)特別注意繩或線類、彈簧或橡皮繩類模型的特點(diǎn)。 (4)加速度可以隨著力的突變而突變,而速度的變化需要一個(gè)過(guò)程的積累,不會(huì)發(fā)生突變。 如圖所示,吊籃A、物體B、物體C的質(zhì)量均為,B和C分別固定在豎直彈簧兩端,彈簧的質(zhì)量
9、不計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)在輕繩懸掛下處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)將懸掛吊籃的輕繩剪斷,在輕繩剛斷的瞬間 A.物體B的加速度大小為g B.物體C的加速度大小為2g C.吊籃A的加速度大小為3g D.A、C間的彈力大小為0.5mg 【參考答案】D 【試題解析】在輕繩剛斷的瞬間,彈簧的彈力不能突變,則物體B受力情況不變,故物體B的加速度大小為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。將C和A看成一個(gè)整體,根據(jù)牛頓第二定律得,,即A、C的加速度均為1.5g,故B、C錯(cuò)誤。剪斷細(xì)線的瞬間,A受到重力和C對(duì)A的作用力,對(duì)A:FC+mg=ma。得:FC=ma–mg=0.5mg,故D正確。 1.(2018·福建泉州三中)如圖所示,質(zhì)量
10、為M的框架放在水平地面上,一輕彈簧上端固定在框架上,下端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上下振動(dòng)時(shí),框架始終沒(méi)有跳起,當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間,小球的加速度大小為 A.g B. C.0 D. 【答案】D 考點(diǎn)4 動(dòng)力學(xué)中的臨界問(wèn)題 1.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時(shí)必然有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)叫做臨界狀態(tài);在臨界狀態(tài)時(shí)必須滿足的條件叫做臨界條件。用變化的觀點(diǎn)正確分析物體的受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化情況,同時(shí)抓住滿足臨界值的條件是求解此類問(wèn)題的關(guān)鍵。 2.臨界或極值條件的標(biāo)志 (1)有些題目中有“剛好”、“恰好”、“正好”等
11、字眼,表明題述的過(guò)程存在著臨界點(diǎn); (2)若題目中有“取值范圍”、“多長(zhǎng)時(shí)間”、“多大距離”等詞語(yǔ),表明題述的過(guò)程存在著“起止點(diǎn)”,而這些起止點(diǎn)往往就是臨界狀態(tài); (3)若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼,表明題述的過(guò)程存在著極值,這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨界點(diǎn); (4)若題目要求“最終加速度”、“穩(wěn)定加速度”等,即是要求收尾加速度或收尾速度。 3.產(chǎn)生臨界問(wèn)題的條件 (1)接觸與脫離的臨界條件:兩物體相接觸或脫離,臨界條件是:彈力FN=0。 (2)相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件:兩物體相接觸且處于相對(duì)靜止時(shí),常存在著靜摩擦力,則相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是:靜摩擦力達(dá)到最大值。 (3)
12、繩子斷裂與松弛的臨界條件:繩子所能承受的張力是有限的,繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力,繩子松弛的臨界條件是FT=0。 (4)加速度最大與速度最大的臨界條件:當(dāng)物體在受到變化的外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),其加速度和速度都會(huì)不斷變化,當(dāng)所受合外力最大時(shí),具有最大加速度;合外力最小時(shí),具有最小加速度。當(dāng)出現(xiàn)速度有最大值或最小值的臨界條件時(shí),物體處于臨界狀態(tài),所對(duì)應(yīng)的速度便會(huì)出現(xiàn)最大值或最小值。 如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,運(yùn)動(dòng)距離h時(shí),B與A分離,下列說(shuō)法正確的是 A.B和A剛分離時(shí),彈簧長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)
13、B.B和A剛分離時(shí),它們的加速度為g C.彈簧的勁度系數(shù)等于 D.在B和A分離前,它們做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 【參考答案】C 【試題解析】A、B分離前,A、B共同做加速運(yùn)動(dòng),由于F是恒力,而彈力是變力,故A、B做變加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩物體要分離時(shí),F(xiàn)AB=0 對(duì)B:F–mg=ma 對(duì)A:kx–mg=ma 即F=kx時(shí),A、B分離,此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài) 由F=mg,拉B前設(shè)彈簧壓縮量為x0,則 2mg=kx0,h=x0–x 解以上各式得 綜上所述,只有C項(xiàng)正確 1.如圖所示,左右?guī)в泄潭〒醢宓拈L(zhǎng)木板放在水平桌面上,物體M放于長(zhǎng)木板上靜止,此時(shí)彈簧對(duì)物體的壓力為3 N,物體
14、的質(zhì)量為0.5 kg,物體與木板之間無(wú)摩擦,現(xiàn)使木板與物體M一起以6 m/s2的加速度向左沿水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) A.物體對(duì)左側(cè)擋板的壓力等于零 B.物體對(duì)左側(cè)擋板的壓力等于3 N C.物體受到4個(gè)力的作用 D.彈簧對(duì)物體的壓力等于6 N 【答案】A 考點(diǎn)5 傳送帶模型問(wèn)題 1.建模指導(dǎo) 傳送帶模型問(wèn)題包括水平傳送帶問(wèn)題和傾斜傳送帶問(wèn)題。 (1)水平傳送帶問(wèn)題:求解的關(guān)鍵在于對(duì)物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷。判斷摩擦力時(shí)要注意比較物體的運(yùn)動(dòng)速度與傳送帶的速度,也就是分析物體在運(yùn)動(dòng)位移x(對(duì)地)的過(guò)程中速度是否和傳送帶速度相等。物體的速度與傳送帶速度相等的時(shí)
15、刻就是物體所受摩擦力發(fā)生突變的時(shí)刻。
(2)傾斜傳送帶問(wèn)題:求解的關(guān)鍵在于認(rèn)真分析物體與傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況,從而確定其是否受到滑動(dòng)摩擦力作用。如果受到滑動(dòng)摩擦力作用應(yīng)進(jìn)一步確定其大小和方向,然后根據(jù)物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時(shí),物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變。
2.模型特征
(1)水平傳送帶模型
項(xiàng)目
圖示
滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況
情景1
(1)可能一直加速
(2)可能先加速后勻速
情景2
(1)v0>v時(shí),可能一直減速,也可能先減速再勻速
(2)v0 16、時(shí),滑塊一直減速達(dá)到左端
(2)傳送帶足夠長(zhǎng)時(shí),滑塊還要被傳送帶傳回右端。其中v0>v返回時(shí)速度為v,當(dāng)v0 17、臨汾一中)傾角的斜面底端與水平傳送帶平滑接觸,傳送帶BC長(zhǎng)L=6 m,始終以的速度順時(shí)針運(yùn)動(dòng)。一個(gè)質(zhì)量m=1 kg的物塊從距斜面底端高度的A點(diǎn)由靜止滑下,物塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度的大小不變。物塊與斜面、物塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)分別為、,傳送帶上表面在距地面一定高度處,g取。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間;
(2)求物塊距斜面底端高度滿足什么條件時(shí),將物塊靜止釋放均落到地面上的同一點(diǎn)D。
【參考答案】(1)4 s (2)1.8 mh9 m
【試題解析】(1)A到B,由動(dòng)能定理得:
得
由牛頓第二定律得:
得
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:
18、
B到C,由題可知,物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),則有
A到C總時(shí)間:
(2)要使物塊落在地面上同一點(diǎn),物塊在C點(diǎn)速度
①當(dāng)距傳送帶底端高度為時(shí),物塊滑上傳送帶后一直做勻加速運(yùn)動(dòng)
A到C,由動(dòng)能定理得:
得
②當(dāng)距傳送帶底端高度為時(shí),物塊滑上傳送帶后一直做勻減速運(yùn)動(dòng)
A到C,由動(dòng)能定理得:
得
故
1.(2018·江西師大附中)如圖是工廠流水生產(chǎn)線包裝線示意圖,質(zhì)量均為m=2.5 kg、長(zhǎng)度均為l=0.36 m的產(chǎn)品在光滑水平工作臺(tái)AB上緊靠在一起排列成直線(不粘連),以v0=0.6 m/s的速度向水平傳送帶運(yùn)動(dòng),設(shè)當(dāng)每個(gè)產(chǎn)品有一半長(zhǎng)度滑上傳送帶時(shí),該產(chǎn)品即刻受到恒定摩擦力Ff= 19、μmg而做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)產(chǎn)品與傳送帶間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)時(shí),相鄰產(chǎn)品首尾間距離保持2l(如圖)被依次送入自動(dòng)包裝機(jī)C進(jìn)行包裝。觀察到前一個(gè)產(chǎn)品速度達(dá)到傳送帶速度時(shí),下一個(gè)產(chǎn)品剛好有一半滑上傳送帶而開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)。取g=10 m/s2。試求:
(1)傳送帶的運(yùn)行速度v;
(2)產(chǎn)品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ:
(3)滿載工作時(shí)與空載時(shí)相比,傳送帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)增加的功率?P;
(4)為提高工作效率,工作人員把傳送帶速度調(diào)成v'=2.4 m/s,已知產(chǎn)品送入自動(dòng)包裝機(jī)前已勻速運(yùn)動(dòng),求第(3)問(wèn)中的?P′?第(3)問(wèn)中在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的等效?P′′?
【答案】(1)1.8 m/s (2)μ=0. 20、2 (3)9 W (4)18 W
且x1–x2=3l
考點(diǎn)6 滑塊—木板模型
1.建模指導(dǎo)
解此類題的基本思路:(1)分析滑塊和木板的受力情況,根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度;(2)對(duì)滑塊和木板進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況分析,找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系,建立方程。特別注意滑塊和木板的位移都是相對(duì)地面的位移。
2.模型特征
上、下疊放兩個(gè)物體,并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。
3.思維模板
4.分析滑塊—木板模型問(wèn)題時(shí)應(yīng)掌握的技巧
(1)分析題中滑塊、木板的受力情況,求出各自的加速度。
(2)畫好運(yùn)動(dòng)草圖,找出位移、速度、時(shí)間 21、等物理量間的關(guān)系。
(3)知道每一過(guò)程的末速度是下一過(guò)程的初速度。
(4)兩者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的條件:①摩擦力為滑動(dòng)摩擦力。②二者加速度不相等。
5.滑塊—木板模型臨界問(wèn)題的求解思路
一質(zhì)量為M的物體P靜止與粗糙水平地面,其截面如圖所示。圖中ab為粗糙的水平面,長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,bc為一光滑斜面,斜面傾角為θ,斜面和水平面通過(guò)與ab和bc均相切的長(zhǎng)度可忽略的光滑圓弧連接。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以一定的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng),在斜面上上升最大高度后下滑,返回后恰好停在a點(diǎn),此過(guò)程中物體P運(yùn)動(dòng)狀態(tài)始終不變。已知水平地面與物體P之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,物體P的水平面ab與木塊之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2 22、,重力加速度為g。求:
(1)木塊在ab段運(yùn)動(dòng)時(shí),物體P受到地面的摩擦力f;
(2)木塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a;
(3)木塊在ab水平面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。
【參考答案】(1) (2) (3)
【試題解析】(1)
(2)
(3)設(shè)木塊以速度v0由a1減速運(yùn)動(dòng)到b,到達(dá)b時(shí)速度為v,用時(shí)t1;由b返回a用時(shí)t2
解得:
1.(2018·四川南充高中)長(zhǎng)為1.5 m的長(zhǎng)木板B靜止放在水平冰面上,小物塊A以某一初速度從木板B的左端沖上長(zhǎng)木板B,直到A、B的速度達(dá)到相同,此時(shí)A、B的速度為0.4 m/s,然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0 23、cm。若小物塊A可視為質(zhì)點(diǎn),它與長(zhǎng)木板B的質(zhì)量相同,A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.25。求:(取g=10 m/s2)
(1)木板與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)。
(2)小物塊相對(duì)長(zhǎng)木板滑行的距離。
(3)為了保證小物塊不從木板的右端滑落,小物塊滑上長(zhǎng)木板時(shí)的初速度應(yīng)滿足什么條件。
【答案】(1) (2) (3)
有
由上三式解得,為了保證小物塊不從木板的右端滑落,小物塊沖上長(zhǎng)木板的初速度不大于最大初速度
1.(2018·新課標(biāo)I卷)如圖,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),以x表示P 24、離開(kāi)靜止位置的位移,在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖象可能正確的是
A. B.
C. D.
【答案】A
2.(2018·浙江新高考)如圖所示,小芳在體重計(jì)上完成下蹲動(dòng)作,下列F–t圖象能反應(yīng)體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的是
A. B. C. D.
【答案】C
3.(2018·江蘇卷)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端連接一小物塊,O點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置。物塊由A點(diǎn)靜止釋放,沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng),最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)。在從A到B的過(guò)程中,物塊
A.加速度先減小后增大
B.經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的速度最大
C.所受彈簧 25、彈力始終做正功
D.所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功
【答案】AD
【解析】本題考查力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系和功能關(guān)系,意在考查學(xué)生的綜合分析能力。物體從A點(diǎn)到O點(diǎn)過(guò)程,彈力逐漸減為零,剛開(kāi)始彈簧彈力大于摩擦力,故可分為彈力大于摩擦力過(guò)程和彈力小于摩擦力過(guò)程:彈力大于摩擦力過(guò)程,合力向右,加速度也向右,由于彈力減小,摩擦力不變,小球所受合力減小加速度減小,彈力等于摩擦力時(shí)速度最大,此位置在A點(diǎn)與O點(diǎn)之間;彈力小于摩擦力過(guò)程,合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,彈力減小,摩擦力大小不變,物體所受合力增大,物體的加速度隨彈簧形變量的減小而增加,物體作減速運(yùn)動(dòng);從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程彈力增大,合力向左,加速度繼續(xù) 26、增大,選項(xiàng)A正確、選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從A點(diǎn)到O點(diǎn)過(guò)程,彈簧由壓縮恢復(fù)原長(zhǎng)彈力做正功,從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程,彈簧伸長(zhǎng),彈力做負(fù)功,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;從A到B的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理彈簧彈力做的功等于物體克服摩擦力做的功,故選項(xiàng)D正確。
4.(2016·新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ卷)一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)對(duì)其施加一恒力,且原來(lái)作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變,則
A.質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同
B.質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直
C.質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同
D.質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變
【答案】BC
5.(2016·海南卷)沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉 27、力F的作用,其下滑的速度–時(shí)間圖線如圖所示。已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù),在0~5 s、5~10 s、10~15 s內(nèi)F的大小分別為F1、F2和F3,則
A.F1 28、–f;10~15 s內(nèi)加速度a3=–0.2 m/s2,沿斜面向上,根據(jù)牛頓第二定律有mgsin θ–f–F3=ma3,F(xiàn)3=mgsin θ–f+0.2m。故可得:F3>F2>F1,選項(xiàng)A正確。
6.(2016·上海卷)如圖,頂端固定著小球的直桿固定在小車上,當(dāng)小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),球所受合外力的方向沿圖中的
A.OA方向 B.OB方向
C.OC方向 D.OD方向
【答案】D
【解析】據(jù)題意可知,小車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由于球固定在桿上,而桿固定在小車上,則三者屬于同一整體,根據(jù)整體法和隔離法的關(guān)系分析可知,球和小車的加速 29、度相同,所以球的加速度也應(yīng)該向右,故選D。
7.(2016·海南卷)沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度–時(shí)間圖線如圖所示。已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù),在0~5 s、5~10 s、10~15 s內(nèi)F的大小分別為F1、F2和F3,則
A.F1 30、滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè),每個(gè)質(zhì)量均為0.010 kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中,在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物快,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。
(2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端,其余N–n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s,繪制s–t圖象,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。
(3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見(jiàn)下表。n=2時(shí)的s–t圖象如圖(b)所示;由圖(b)求出此時(shí)小車的加速度(保 31、留2位有效數(shù)字),將結(jié)果填入下表。
n
1
2
3
4
5
0.20
0.58
0.78
1.00
(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn),并作出a–n圖象。從圖象可以看出:當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí),物體的加速度與其所受的合外力成正比。
(5)利用a–n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為_(kāi)______kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8 m/s2)。
(6)若以“保持木板水平”來(lái)代替步驟(1),下列說(shuō)法正確的是_______(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))
A.a(chǎn)–n圖線不再是直線
B.a(chǎn)–n圖線仍是直線,但該直線不過(guò)原點(diǎn)
C.a(chǎn)–n圖線仍是直線,但該直線的 32、斜率變大
【答案】(3)0.39 (4)如圖所示 (5)0.45 (6)BC
(5)根據(jù)牛頓第二定律可得,代入m=0.010 kg,n=1、2、3、4、5,以及相應(yīng)的加速度求可得。
(6)因?yàn)槿绻黄胶饽Σ亮?,則滿足的形式,所以故直線不過(guò)原點(diǎn),但仍是直線,A錯(cuò)誤,B正確;隨著n的增大,小車的總質(zhì)量在減小,故直線的斜率變大,故C正確。
9.(2017·新課標(biāo)全國(guó)Ⅲ卷)如圖,兩個(gè)滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA=1 kg和mB=5 kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,兩者與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.5;木板的質(zhì)量為m=4 kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.1。某時(shí)刻A、B兩滑塊開(kāi)始相向滑動(dòng),初速度大小均為v0=3 m/s。A、B相遇時(shí),A與木板恰好相對(duì)靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2。求:
(1)B與木板相對(duì)靜止時(shí),木板的速度;
(2)A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離。
【答案】(1)1 m/s (2)1.9 m
31
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