高考物理易錯點06 牛頓運動定律的綜合運用（原卷版）

易錯點06牛頓運動定律的綜合運用易錯總結(jié)動力學(xué)中的臨界極值問題臨界或極值條件的標(biāo)志(1)有些題目中有“剛好”、“恰好”、“正好”等字眼，明顯表明題述的過程存在著臨界點；(2)若題目中有“取值范圍”、“多長時間”、“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在著“起止點”，而這些起止點往往就對應(yīng)臨界狀態(tài)；(3)若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個極值點往往是臨界點；(4)若題目要求“最終加速度”、“穩(wěn)定加速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度．解題方法一、超重和失重現(xiàn)象判斷的“三”技巧(1)從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)．(2)從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài)．(3)從速度變化的角度判斷①物體向上加速或向下減速時，超重；②物體向下加速或向上減速時，失重．二、動力學(xué)中的“四種”典型臨界條件(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)相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對滑動的臨界條件是：靜摩擦力達(dá)到最大值．(3)繩子斷裂與松馳的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限度的，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，繩子松馳的臨界條件是：FT＝0.(4)加速度變化時，速度達(dá)到最值的臨界條件：當(dāng)加速度變?yōu)榱銜r．三、“傳送帶模型”問題兩類傳送帶模型(1)水平傳送帶問題：求解的關(guān)鍵在于對物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷．判斷摩擦力時要注意比較物體的運動速度與傳送帶的速度，也就是分析物體在運動位移x(對地)的過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刻就是物體所受摩擦力發(fā)生突變的時刻．(2)傾斜傳送帶問題：求解的關(guān)鍵在于認(rèn)真分析物體與傳送帶的相對運動情況，從而確定其是否受到滑動摩擦力作用．如果受到滑動摩擦力作用應(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動情況．當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變．四、“滑塊—木板模型”問題1．問題的特點滑塊—木板類問題涉及兩個物體，并且物體間存在相對滑動．2．常見的兩種位移關(guān)系滑塊從木板的一端運動到另一端的過程中，若滑塊和木板向同一方向運動，則滑塊的位移和木板的位移之差等于木板的長度；若滑塊和木板向相反方向運動，則滑塊的位移和木板的位移之和等于木板的長度．3．解題方法此類問題涉及兩個物體、多個運動過程，并且物體間還存在相對運動，所以應(yīng)準(zhǔn)確求出各物體在各個運動過程中的加速度(注意兩過程的連接處加速度可能突變)，找出物體之間的位移(路程)關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口．求解中應(yīng)注意聯(lián)系兩個過程的紐帶，每一個過程的末速度是下一個過程的初速度．【易錯跟蹤訓(xùn)練】易錯類型1：對物理概念理解不透徹1．（2020·平遙縣第二中學(xué)校高三月考）關(guān)于超重和失重的下列說法中，正確的是（）A．超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力減小了B．物體做自由落體運動時處于完全失重狀態(tài)，所以做自由落體運動的物體不受重力作用C．物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)D．物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化2．（2019·大名縣第一中學(xué)高三期末）如圖甲所示，足夠長的固定光滑細(xì)桿與地面成一定夾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，沿桿方向給環(huán)施加一個拉力F，使環(huán)由靜止開始運動，已知拉力F及小環(huán)速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2.則以下判斷正確的是()A．小環(huán)的質(zhì)量是2kgB．細(xì)桿與地面間的夾角是30°C．前3s內(nèi)拉力F的最大功率是2.5WD．前3s內(nèi)小環(huán)機(jī)械能的增加量是6.25J3．（2022·全國高三專題練習(xí)）如圖所示，處于自然狀態(tài)下的輕彈簧一端固定在水平地面上，質(zhì)量為m的小球從彈簧的另一端所在位置由靜止釋放，設(shè)小球和彈簧一直處于豎直方向，彈簧的勁度系數(shù)為k，重力加速度為g。在小球?qū)椈蓧嚎s到最短的過程中，下列敘述中不正確的是（）A．小球的速度先增大后減小 B．小球的加速度先減小后增大C．小球速度最大時彈簧的形變量為 D．彈簧的最大形變量為4．（2021·湖北漢陽一中高三二模）如圖所示，質(zhì)量相同，但表面粗糙程度不同的三個物塊a、b、c放在三個完全相同的斜面體上，斜面體靜置于同一粗糙水平面上。物塊a、b、c以相同初速度下滑，其圖像如圖所示。物塊下滑過程中斜面體始終保持靜止，a、b、c與斜面之間的動摩擦因數(shù)分別為，斜面體對地面的壓力分別為，斜面體對地面的摩擦力分別為。下列判斷錯誤的是（）A．B．C．，向右，向左D．，向左，向右5．（2020·全國）如圖甲所示，傾角θ=30°的光滑斜面固定在水平面上，自然伸長的輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面底端的擋板上。一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端一定距離的位置由靜止釋放，接觸彈簧后繼續(xù)向下運動。小球運動的v—t圖象如圖乙所示，其中OA段為直線，AB段是與OA相切于A點的平滑曲線，BC是平滑曲線，不考慮空氣阻力，重力加速度為g。關(guān)于小球的運動過程，下列說法不正確的是（）A．小球在tB時刻所受彈簧彈力等于B．小球在tC時刻的加速度大于C．小球從tC時刻所在的位置由靜止釋放后，能回到出發(fā)點D．小球從tA時刻到tC時刻的過程中重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量6．（2021·遼寧高三二模）中國航天科技的發(fā)展一直穩(wěn)步向前，不斷的完成自我突破與創(chuàng)新。如圖是某次發(fā)射載人宇宙飛船的過程，先將飛船發(fā)射到圓形軌道Ⅰ上，然后在P點變軌到橢圓軌道Ⅱ上。下列說法不正確的是（）A．飛船在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點的速度一定大于第一宇宙速度B．飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過Q點的速度一定小于第一宇宙速度C．飛船在軌道Ⅱ上從P點到Q點和從Q點到P點的過程中，宇航員都處于完全失重狀態(tài)D．飛船從地球向上加速發(fā)射和減速返回地球的過程中，宇航員都處于超重狀態(tài)7．（2019·吳江平望中學(xué)高三月考）雜技演員在進(jìn)行“頂桿”表演時，用的是一根質(zhì)量可忽略不計的長竹竿，質(zhì)量為30kg的演員自桿頂由靜止開始下滑，滑到桿底時速度正好為零．已知竹竿底部與下面頂桿人肩部之間有一傳感器，傳感器顯示頂桿人肩部的受力情況如圖所示，取g=10m／s2．求：（1）桿上的人下滑過程中的最大速度。（2）竹竿的長度。8．如圖所示,質(zhì)量為m=1kg的小滑塊,從光滑、固定的錯誤！未找到引用源．圓弧軌道的最高點A由靜止滑下,經(jīng)最低點B后滑到位于水平面的木板上．已知木板質(zhì)量M=2kg,其上表面與圓弧軌道相切于B點,且長度足夠長．整個過程中木板的v-t圖像如圖所示,g取10m/s2．求：（1）滑塊經(jīng)過B點時對圓弧軌道的壓力大?。?）滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．（3）滑塊在木板上滑過的距離．易錯類型2：挖掘隱含條件、臨界條件不夠1．（2021·山東省淄博第四中學(xué)高三期末）如圖所示，光滑水平面上放置著質(zhì)量分別為、、m的三個物塊A、B、C，其中B放在C上，B與A間用水平輕繩相連．現(xiàn)用一水平拉力拉A，結(jié)果B與C恰好不相對滑動．重力加速度大小為g，B、C間的動摩擦因數(shù)為，認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，該水平拉力的大小為（）A． B． C． D．2．（2022·全國）廣州塔，昵稱小蠻腰，總高度達(dá)600米，游客乘坐觀光電梯大約一分鐘就可以到達(dá)觀光平臺。若電梯簡化成只受重力與繩索拉力，已知電梯在t=0時由靜止開始上升，以向上為正方向a-t圖像如圖所示。則下列相關(guān)說法正確的是（）A．t=4.5s時，電梯處于失重狀態(tài)B．5~55s時間內(nèi)，繩索拉力最小C．t=59.5s時，電梯處于超重狀態(tài)D．t=60s時，電梯速度恰好為零3．（2020·全國高三專題練習(xí)）如圖所示為東方明珠廣播電視塔，是上海的標(biāo)志性文化景觀之一，塔高約468米。游客乘坐觀光電梯大約1min就可以到達(dá)觀光平臺。若電梯簡化成只受重力與繩索拉力，已知電梯在時由靜止開始上升，其加速度a與時間t的關(guān)系如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是（）A．時，電梯處于失重狀態(tài)B．7~53s時間內(nèi)，繩索拉力最小C．時，電梯處于超重狀態(tài)D．時，電梯速度恰好為04．（2021·全國高三專題練習(xí)）如圖所示，、、是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點為圓周的最高點，d點為最低點。每根桿上都套著一個完全相同的小滑環(huán)（圖中未畫出），三個滑環(huán)分別從a、b、c點無初速釋放，下列關(guān)于它們下滑到d過程的說法中正確的是（）A．沿細(xì)桿下滑的滑環(huán)用時最長 B．重力對各環(huán)的沖量中a的最小C．彈力對各環(huán)的沖量中c的最大 D．合力對各環(huán)的沖量大小相等5．（2021·全國高三專題練習(xí)）如圖所示，A，B兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，A放在固定的光滑斜面上，B，C兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，C球放在水平地面上?，F(xiàn)用手控制住A，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用，并保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與斜面平行。已知A的質(zhì)量為4m，B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計，開始時整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放A后，A沿斜面下滑至速度最大時C恰好離開地面。下列說法正確的是（）A．斜面傾角B．A獲得最大速度為C．C剛離開地面時，B的加速度最大D．從釋放A到C剛離開地面的過程中，A、B兩小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒6．（2019·湖北宜昌市·）交通法規(guī)中越線停車的行為認(rèn)定如下：當(dāng)交通信號燈為紅燈期間，汽車的前輪駛過停止線，會觸發(fā)電子眼拍攝第一張照片；汽車的后輪駛過停止線，會觸發(fā)電子眼拍攝第二張照片；兩種照片齊全，這種行為被認(rèn)定為“越線停車”?，F(xiàn)有一汽車以36km/h勻速行駛至路口，該路口的最高時速不能超過54km/h，在前輪距離停止線100m處，司機(jī)發(fā)現(xiàn)交通信號燈還有6s將由綠燈變?yōu)榧t燈，于是司機(jī)立即加速，但等紅燈亮起時汽車還未過停車線，為了不闖紅燈，司機(jī)立即剎車減速。已知汽車剎車時受到的阻力恒為車重的，正常行駛時汽車所受的阻力是剎車時的，加速時汽車牽引力變?yōu)樵葎蛩傩旭倳r的3倍，汽車前后輪與地面接觸點之間的距離為3m，汽車行駛時不超過該路段的最高限速，g取10m/s2。求：(1)汽車加速運動時和剎車時的加速度大??；(2)汽車最終停止時.汽車前輪與地面接觸點到停止線的距離；該車是否“越線停車”?7．（2021·全國高三專題練習(xí)）如圖所示，在海濱游樂場里有一種滑沙運動。某人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始滑下，滑到斜坡底端B點后，沿水平的滑道再滑行一段距離到C點停下來。若人和滑板的總質(zhì)量，滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動摩擦因數(shù)均為，斜坡的傾角（，），斜坡與水平滑道間是平滑連接的，整個運動過程中空氣阻力忽略不計，重力加速度取。求：(1)人從斜坡上滑下的加速度為多大？(2)若由于場地的限制，水平滑道BC的最大長度，則斜坡上A、B兩點間的距離應(yīng)不超過多少？(3)在軌道長度為(2)的最大值的條件下，要使靜止在