備考高考物理一輪金牌訓(xùn)練 第一部分 專題一第2講 力學(xué)、電學(xué)中的直線運(yùn)動(dòng)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件

第第2講力學(xué)、電學(xué)中的直線運(yùn)動(dòng)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律講力學(xué)、電學(xué)中的直線運(yùn)動(dòng)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律1(雙選，2011年上海卷)受水平外力F作用的物體，在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，其vt圖線如圖121所示，則()A在0t1秒內(nèi)，外力F大小不斷增大B在t1時(shí)刻，外力F為零C在t1t2秒內(nèi)，外力F大小可能不斷減小D在t1t2秒內(nèi)，外力F大小可能先減小后增大圖121解析：加速度可以用vt圖線的斜率表示，所以在0t1秒內(nèi)，加速度為正并不斷減小，根據(jù)加速度a，所以外力F大小不斷減小，A錯(cuò)誤；在t1時(shí)刻，加速度為零，所以外力F等于摩擦力，不為零，B錯(cuò)誤；在t1t2秒內(nèi)，加速度為負(fù)并且不斷變大，根據(jù)加速度的大小a，外力F大小可能不斷減小，C正確；但如果在F先減小一段后的某時(shí)刻，F(xiàn)突然反向，根據(jù)加速度的大小a，F(xiàn)后增大，因?yàn)関t圖線后一段的斜率比前一段大，所以外力F大小先減小后增大是可能的，D也正確答案：CD2. (2011年北京卷)“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng)某人做蹦極運(yùn)動(dòng)，所受繩子拉力F的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖122所示將蹦極過程近似為在豎直方向的運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為()A. g B2gC3g D4g圖122解析：首先跳躍者只受重力作用，做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為g；其次繩子拉直后，跳躍者受重力、拉力作用，且重力大于拉力，做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，直到加速度為0，速度達(dá)到最大；再次由于慣性仍向前運(yùn)動(dòng)，跳躍者受到的重力小于拉力，做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為0時(shí)，拉力達(dá)到最大，加速度也最大由圖可知，0.6F0mg，由牛頓第二定律得：當(dāng)F1.8F0時(shí)，最大加速度約為2g.答案：3(2011年安徽卷)如圖123甲所示，兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖乙所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上則t0可能屬于的時(shí)間段是()圖123答案：4(雙選，2010年廣東卷)圖124是某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度圖象，由圖象得到的正確結(jié)果是() A01 s內(nèi)的平均速度是2 m/sB02 s內(nèi)的位移大小是3 mC01 s內(nèi)的加速度大于24 s內(nèi)的加速度D01 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向與24 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向相反圖124答案：5(2010年上海卷)將一個(gè)物體以某一速度從地面豎直向上拋出，設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小不變，則物體()A剛拋出時(shí)的速度最大B在最高點(diǎn)的加速度為零C上升時(shí)間大于下落時(shí)間D上升時(shí)的加速度等于下落時(shí)的加速度答案：6(2009年廣東卷)某人在地面上用彈簧秤稱得其體重為490 N，他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時(shí)間段內(nèi)彈簧秤的示數(shù)如圖125所示，電梯運(yùn)行的vt圖可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?() 圖125解析：在t0t1時(shí)間內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)小于實(shí)際重量，則處于失重狀態(tài)，此時(shí)具有向下的加速度；在t1t2階段彈簧秤示數(shù)等于實(shí)際重量，則既不超重也不失重；在t2t3階段，彈簧秤示數(shù)大于實(shí)際重量，則處于超重狀態(tài)，具有向上的加速度若電梯向下運(yùn)動(dòng)，則t0t1時(shí)間內(nèi)向下加速，t1t2階段勻速運(yùn)動(dòng)，t2t3階段減速下降，A正確；B、D不能實(shí)現(xiàn)人進(jìn)入電梯由靜止開始運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)t0t1時(shí)間內(nèi)超重，不符合題意答案：從近三年高考物理試題看，直線運(yùn)動(dòng)的命題涉及：對圖象的理解和應(yīng)用、求解連接體問題或臨界問題、直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的命題涉及三個(gè)考點(diǎn)：一是對牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解，二是牛頓第二定律的應(yīng)用，三是超重和失重三個(gè)考點(diǎn)通常相互聯(lián)系和相互滲透，既可單獨(dú)命題，可以與力學(xué)、甚至電磁學(xué)相聯(lián)系，構(gòu)建力電的綜合考題題型有選擇題和計(jì)算題，考查難度以基礎(chǔ)題和中等題為主，難題主要在計(jì)算題中出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)學(xué)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律相結(jié)合的題目是高考的一個(gè)熱點(diǎn)、難點(diǎn)，今后還會(huì)側(cè)重考查，問題情景會(huì)更新穎、更巧妙圖象問題【例1】(2011年新課標(biāo)卷)如圖126所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力Fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是() 圖126解析：木塊和木板之間相對靜止時(shí)，所受的摩擦力為靜摩擦力在達(dá)到最大靜摩擦力前，木塊和木板以相同加速度運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得a1a2.木塊和木板相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，a1 恒定不變，有a2 g.正確答案是A. 疊放在水平面的兩物體，一個(gè)物體受到水平拉力后，兩物體可能以同一加速度運(yùn)動(dòng)，也可能以不同的加速度運(yùn)動(dòng)答案：1(2011年臺山一中二模)警車A停在路口，一違章貨車B恰好經(jīng)過A車，A車立即加速追趕，它們的vt圖象如圖127所示，則04 s時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是()AA車的加速度為5 m/s2B3 s末A車速度為7 m/sC在2 s末A車追上B車D兩車相距最遠(yuǎn)為5 m圖127解析： 由A車的圖線可知，它在4 s時(shí)間內(nèi)速度由0增到10 m/s，于是其加速度a2.5 m/s2，故A錯(cuò)；3 s末A車速度為vat7.5 m/s，因此B錯(cuò)；2 s末時(shí)A車與B車之間距離最遠(yuǎn)，4 s末時(shí)A車與B車位移相等，A車追上B車，所以C錯(cuò)，D對答案：D2(雙選)一個(gè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖128所示，在這個(gè)勻強(qiáng)電場中有一個(gè)帶電粒子， 在t0時(shí)刻由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力的作用，則電場力的作用和帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況是()A帶電粒子將向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)B03秒內(nèi)，電場力做功等于0C3秒末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)D04秒內(nèi)電場力做功等于0圖128答案：BC 瞬時(shí)性問題 【例2】(雙選，2011年執(zhí)信中學(xué)模擬)如圖129所示，A、B兩物塊質(zhì)量均為m，用一輕彈簧相連，將A用長度適當(dāng)?shù)妮p繩懸掛于天花板上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，B物塊恰好與水平桌面接觸，此時(shí)輕彈簧的伸長量為x，現(xiàn)將懸繩剪斷，則下列說法正確的是()A懸繩剪斷瞬間，A物塊的加速度大小為2gB懸繩剪斷瞬間，A物塊的加速度大小為gC懸繩剪斷后，A物塊向下運(yùn)動(dòng)距離x時(shí)速度最大D懸繩剪斷后，A物塊向下運(yùn)動(dòng)距離2x時(shí)速度最大圖129解析：選A和B整體為研究對象，整體處于平衡狀態(tài)，繩子拉力T2mg；當(dāng)繩子剪斷之前，選A為研究對象，A受到重力Gmg、彈簧彈力Nmg和繩子拉力T2mg，合外力為0；當(dāng)繩子剪斷瞬間，A受到Gmg和彈簧彈力Nmg，合外力為2mg，方向向下，則加速度為2g.繩子剪斷后，A物塊向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)距離為2x時(shí)，GN，合外力為0，速度最大答案：AD本題考查的是瞬間受力問題，對于彈簧而言，彈簧由于恢復(fù)形變需要一個(gè)過程，可以認(rèn)為彈簧的形變還沒來得及恢復(fù)，彈力保持原來的大小不變，而繩子拉力發(fā)生突變，由T2mg突變?yōu)?. 3如圖1210，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有()Aa1g，a2g Ba10，a2gCa10，a2g Da1g，a2g圖1210答案：C 連接體問題【例3】(2011年天津卷)如圖1211所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中B受到的摩擦力()A方向向左，大小不變B方向向左，逐漸減小C方向向右，大小不變D方向向右，逐漸減小 圖1211解析：對于多個(gè)物體組成的物體系統(tǒng)，若系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)優(yōu)先選取整體法分析，再采用隔離法求解取A、B系統(tǒng)整體分析有fA(mAmB)g(mAmB)a，ag；B與A具有共同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，取B為研究對象，水平方向上，B只受摩擦力作用，由牛頓第二定律有：fABmBa，物體B做速度方向向右的勻減速運(yùn)動(dòng)，故而加速度方向向左 答案：A4(雙選，2011年臺山一中二模)如圖1212所示，質(zhì)量為m2的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的車廂底板上，并用豎直細(xì)繩通過光滑定滑輪連接質(zhì)量為m1的物體1，與物體1相連接的繩與豎直方向成角，則()A車廂的加速度為gsin B繩對物體1的拉力為m1g/cos C底板對物體2的支持力為(m2m1)gD物體2所受底板的摩擦力為m2gtan 圖1212解析：以1為研究對象，有m1gtan m1a，則agtan ；繩子對物體1的拉力 Fm1g/cos ；底板對物體2的支持力 FNm2gm1g/cos ；物體2所受底板的摩擦力 Ffm2am2gtan .答案：BD超重和失重問題【例4】(雙選)如圖1213所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個(gè)小鐵球，在電梯運(yùn)行時(shí)，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時(shí)的伸長量小，這一現(xiàn)象表明()A電梯可能是在上升B電梯一定是在下降C乘客一定處在失重狀態(tài)D電梯的加速度方向一定是向上 解析：靜止時(shí)FG，運(yùn)行時(shí)F小于G，說明合外力向下，加速度向下，處于失重狀態(tài)答案：AC本題應(yīng)該正確分析出加速度的方向向下，速度方向可能向上，也可能向下5(2011年廣東四校聯(lián)考)在探究超重和失重規(guī)律時(shí)，某體重為G的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng)作傳感器和計(jì)算機(jī)相連，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到壓力F隨時(shí)間t變化的圖象，則下列圖象中可能正確的是()解析：下蹲之前同學(xué)靜止GF；下蹲之后，開始一段時(shí)間G大于F，同學(xué)做加速運(yùn)動(dòng)；然后一段時(shí)間G小于F，同學(xué)做減速運(yùn)動(dòng)；最后同學(xué)靜止，GF.答案：D 力和運(yùn)動(dòng)問題【例5】(2011年臺山一中月考)在水平長直的軌道上，有一長度為L的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)某時(shí)刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點(diǎn)，滑塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.(1)證明：若滑塊最終停在小車上，滑塊和車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與動(dòng)摩擦因數(shù)無關(guān)，是一個(gè)定值(2)已知滑塊與車面間動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，滑塊質(zhì)量m1 kg，車長L2 m，車速v04 m/s，取g10 m/s2，當(dāng)滑塊放到車面中點(diǎn)的同時(shí)對該滑塊施加一個(gè)與車運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F，要保證滑塊不能從車的左端掉下，恒力F大小應(yīng)該滿足什么條件？(3)在(2)的情況下，力F取最小值，要保證滑塊不從車上掉下，力F的作用時(shí)間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)？圖1214解決此類問題的關(guān)鍵是正確進(jìn)行受力分析，分清小車的運(yùn)動(dòng)過程，找出位移關(guān)系，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列出方程運(yùn)動(dòng)學(xué)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相結(jié)合的試題，是高考必考的試題，加速度是聯(lián)系的橋梁、紐帶6質(zhì)量mA3.0 kg、長度L0.70 m、電量q4.0 105 C的導(dǎo)體板A在足夠大的絕緣水平面上，質(zhì)量mB1.0 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的絕緣物塊B在導(dǎo)體板A的左端，開始時(shí)A、B保持相對靜止一起向右滑動(dòng)，當(dāng)它們的速度減小到v0 3.0 m/s時(shí)，立即施加一個(gè)方向水平向左、場強(qiáng)大小E1.0105 N/C的勻強(qiáng)電場，此時(shí)A的右端到豎直絕緣擋板的距離為s2 m，此后A、B始終處在勻強(qiáng)電場中，如圖1215所示假定A與擋板碰撞時(shí)間極短且無機(jī)械能損失，A與B之間(動(dòng)摩擦因數(shù)10.25)及A與地面之間(動(dòng)摩擦因數(shù)20.10)的最大靜摩擦力均可認(rèn)為等于其滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2(不計(jì)空氣的阻力)求：(1)剛施加勻強(qiáng)電場時(shí)，物塊B的加速度的大??？(2)導(dǎo)體板A剛離開擋板時(shí)，A的速度大小？解：(1)設(shè)B受到的最大靜摩擦力為f1m，則f1m1mBg2.5 N設(shè)A受到地面的滑動(dòng)摩擦力為f2，則f22(mAmB)g4.0 N施加電場后，設(shè)A、B以相同的加速度向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，由牛頓第二定律得qEf2(mAmB)a解得：a2.0 m/s2設(shè)B受到的摩擦力為f1，由牛頓第二定律得f1mBa，解得：f12.0 N因?yàn)閒1f1m，可知電場作用后，A、B仍保持相對靜止以相同加速度a向右做勻減速運(yùn)動(dòng)所以剛加上勻強(qiáng)電場時(shí)，B的加速度大小a2.0 m/s2.(2)A與擋板碰前瞬間，設(shè)A、B向右的共同速度為v1，由vv2as得v11 m/sA與擋板碰撞無機(jī)械能損失，故A剛離開擋板時(shí)速度大小為v11 m/s.1圖象問題：建立縱軸物理量與橫軸物理量的函數(shù)關(guān)系，然后用關(guān)系式來建立圖象，是圖象問題的一般思路與方法2追及相遇問題：要注意畫出過程示意圖，找清位移關(guān)系；追者和被追者速度相等是能追上、追不上或兩者間距離最大、最小的臨界條件；被追的物體做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，要判斷追上時(shí)被追的物體是否已停止3處理連接體問題的關(guān)鍵：一是先以整體為研究對象求出加速度；二是用隔離法求物體間的相互作用力易出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方是對物體進(jìn)行受力分析4超重和失重問題：超重和失重是高考中?？嫉目键c(diǎn)，判斷方法主要看加速度方向如何5動(dòng)力學(xué)中多過程問題的分析方法：求解多過程問題，要能夠?qū)⒍噙^程分解為多個(gè)子過程，在每一個(gè)子過程中，對物體進(jìn)行正確的受力分析，正確求解加速度是關(guān)鍵求解時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)當(dāng)物體的受力情況發(fā)生變化時(shí)其加速度也要變化(2)兩個(gè)過程的銜接前一過程的末速度是后一過程的初速度(3)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的紐帶就是加速度，通過牛頓運(yùn)動(dòng)定律聯(lián)系起來