高考物理專題03牛頓運(yùn)動(dòng)定律

年高考物理易錯(cuò)點(diǎn)點(diǎn)睛與高考突破專題03牛頓運(yùn)動(dòng)定律【高考考綱解讀】建議對(duì)本單元的復(fù)習(xí)要重點(diǎn)突破以下兩點(diǎn)：1．理解概念規(guī)律：特別是注意理解慣性、超重和失重、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等重要的概念和規(guī)律．2．掌握解題方法：能全面準(zhǔn)確地對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，能根據(jù)其受力特征確定相應(yīng)的物理模型，如瞬時(shí)問題、臨界問題等，并合理選用研究方法(整體法和隔離法)進(jìn)行解題．【難點(diǎn)探究】探究點(diǎn)一追及與相遇問題初速度小(或初速度為零)的甲物體勻加速追做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大的乙物體：(1)當(dāng)兩者速度相等時(shí)，甲、乙兩物體的間距為甲追上乙前的最大距離；(2)假設(shè)甲從兩物體第一次相遇的位置開始追乙，當(dāng)兩者位移相等時(shí)，甲、乙兩物體再次相遇；假設(shè)甲、乙剛開始相距s0，那么當(dāng)兩物體的位移之差為s0時(shí)，甲、乙兩物體相遇．例1.一輛值勤的警車停在一條公路的直道邊，當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v＝8m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時(shí)，決定前去追趕，經(jīng)Δt＝2.5s警車發(fā)動(dòng)起來，以加速度a＝2m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)．試問：(1)警車發(fā)動(dòng)起來后要多長(zhǎng)的時(shí)間才能追上違章的貨車？(2)假設(shè)警車能到達(dá)的最大速度是vm＝12m/s，到達(dá)最大速度后以該速度勻速運(yùn)動(dòng)，那么警車發(fā)動(dòng)起來后要多長(zhǎng)的時(shí)間才能追上違章的貨車？【答案】(1)10s(2)14s【解析】(1)Δx＝vΔt＝×8m＝20m設(shè)警車發(fā)動(dòng)起來后要經(jīng)時(shí)間t1才能追上違章的貨車，那么－vt1＝Δx，解得t1＝10s探究點(diǎn)二涉及傳送帶的動(dòng)力學(xué)問題物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的問題，應(yīng)以地面為參考系，首先根據(jù)牛頓第二定律確定其加速度的大小和方向，然后根據(jù)直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析其運(yùn)動(dòng)情況．特別應(yīng)關(guān)注物體的速度與傳送帶速度相等后的受力情況是否發(fā)生變化．1－2－2所示，水平傳送帶AB長(zhǎng)l＝8.3m，質(zhì)量為M＝1kg的木塊隨傳送帶一起以v1＝2m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)(傳送帶的傳送速度恒定)，木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5.當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)至最左端A點(diǎn)時(shí)，一顆質(zhì)量為m＝20g的子彈以v0＝300m/s水平向右的速度正對(duì)射入木塊并穿出，穿出速度v＝50m/s，以后每隔1s就有一顆子彈射中木塊，設(shè)子彈射穿木塊的時(shí)間極短，且每次射入點(diǎn)各不相同，g取10m/s2.求：(1)第一顆子彈射入木塊并穿出時(shí)木塊的速度；(2)在被第二顆子彈擊中前，木塊向右運(yùn)動(dòng)離A點(diǎn)的最大距離．探究點(diǎn)三直線運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)態(tài)分析例３.(雙選)如圖1－2－4所示，運(yùn)發(fā)動(dòng)“10m跳板跳水〞運(yùn)動(dòng)的過程可簡(jiǎn)化為：運(yùn)發(fā)動(dòng)走上跳板，將跳板從水平位置B壓到最低點(diǎn)C，跳板又將運(yùn)發(fā)動(dòng)豎直向上彈到最高點(diǎn)A，然后運(yùn)發(fā)動(dòng)做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直落入水中．跳板自身重力忽略不計(jì)，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A．運(yùn)發(fā)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)(B→C)的過程中，先失重后超重，對(duì)板的壓力先減小后增大B．運(yùn)發(fā)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)(B→C)的過程中，先失重后超重，對(duì)板的壓力一直增大C．運(yùn)發(fā)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)(C→B)的過程中，先超重后失重，對(duì)板的壓力先增大后減小D．運(yùn)發(fā)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)(C→B)的過程中，先超重后失重，對(duì)板的壓力一直減小【易錯(cuò)點(diǎn)點(diǎn)睛】易錯(cuò)點(diǎn)1力與加速度的關(guān)系1．如圖3—1所示，位于光滑固定斜面上的小物塊戶受到一水平向右的推力F的作用．物塊戶沿斜面加速下滑．現(xiàn)保持P的方向不變，使其減小，那么加速度()D．一定變大C．一定不變D.可能變小，可能變大，也可能不變易錯(cuò)點(diǎn)2運(yùn)動(dòng)求受力1．一物體放置在傾角為θ的斜面上，斜面固定于加速上升的電梯中，加速度為a，如圖3—2所示，在物體始終相對(duì)于斜面靜止的條件下，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．當(dāng)θ一定時(shí)，a起大，斜面對(duì)物體的正壓力越小B．當(dāng)θ一定時(shí)，a越大，斜面對(duì)物體的摩擦力越大C．當(dāng)θ一定時(shí)，θ越大，斜面對(duì)物體的正壓力越小D．當(dāng)θ——定時(shí)，θ越大，斜面對(duì)物體的摩擦力越小易錯(cuò)點(diǎn)3受力求運(yùn)動(dòng)1.如圖3—3所示，在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、g它們的質(zhì)量分別為mA、mB，彈簧的勁度系數(shù)為K，C為一固定擋板．系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng)，求物塊B剛要離開C時(shí)物塊A的加速度。和從開始到此時(shí)物塊A的位移d．重力加速度為g．【錯(cuò)誤解答】加速度求錯(cuò)．【錯(cuò)解分析】不能正確對(duì)物體進(jìn)行受力分析而出錯(cuò)．【正確解答】令x1表示未加F時(shí)彈簧的壓縮量，由胡克定律和牛頓定律可知mAgsinθ=kxl①令x2表示B剛要離開C時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量，a表示此時(shí)4的加速度，由胡克定律和牛頓定律可知kx2=mBgsinθ②F-mAgsmθ-kx2=mAa③2．如圖3-4所示，在傾角為。的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長(zhǎng)木板，木板上站著——只貓．木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的2倍．當(dāng)繩子突然斷開時(shí)，貓立即沿著板向上跑，以保持其相對(duì)斜面的位置不變．那么此時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為()A.sinaB．gsinaC.sinaD．2gsina易錯(cuò)點(diǎn)4牛頓定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用1．如圖3-6所示，輕桿的一端有一個(gè)小球，另一端有光滑的固定軸O．現(xiàn)給球一初速度，使球和桿一起繞O軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，用F表示球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的作用力，那么F()A.一定是拉力B．一定是推力C．一定等于0D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于易錯(cuò)點(diǎn)5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用1.一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央．桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖3-7所示．盤與桌布間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，盤與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2現(xiàn)突然以恒定加速度將桌布抽離桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB邊．假設(shè)圓盤最后未從桌面掉下，那么加速度滿足的條件是什么?(以g表示重力加速度)【正確解答】設(shè)圓盤的質(zhì)量為m，桌長(zhǎng)為l，在桌布從圓盤下抽出的過程中，盤的加速度為a1，有聲μmg=ma1，桌布抽出后，盤在桌面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，以a2表示加速度的大小，有μ2mg=ma2設(shè)盤剛離開桌布時(shí)的速度為v1,移動(dòng)的距離為x1，離開桌布后在桌面上再運(yùn)動(dòng)距x2離后便停下，有=2a1x1，=2a2x2，盤沒有從桌面上掉下的條件是x設(shè)桌布從盤下抽出所經(jīng)歷時(shí)間為t，在這段時(shí)間內(nèi)桌布移動(dòng)的距離為x，有x=而x=由以上各式解得a【高考突破】1.關(guān)于慣性，正確的說法是()A.慣性是指物體原來靜止的總有保持靜止、原來運(yùn)動(dòng)的總有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)B.靜止的火車起動(dòng)時(shí)速度變化緩慢，是因?yàn)槲矬w靜止時(shí)慣性大C.國(guó)際乒聯(lián)規(guī)定，采用大些的球用于比賽，是為了使球慣性增大，增強(qiáng)欣賞性2.兩種物體A、B間的質(zhì)量關(guān)系是mA>mB，讓它們從同一高度同時(shí)開始下落，運(yùn)動(dòng)中它們受到的阻力相等，那么()A.兩物體的加速度不等，同時(shí)到達(dá)地面B.兩物體的加速度不等，A先到達(dá)地面C.兩物體的加速度相等，同時(shí)到達(dá)地面D.兩物體的加速度相等，A先到達(dá)地面3.如下列圖，小車在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小車與木塊間動(dòng)摩擦因數(shù)不為零，此時(shí)彈簧為拉伸狀態(tài)，那么木塊受到的靜摩擦力()4.一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為g，g為重力加速度.人對(duì)電梯底部的壓力為()A.mgB.2mgC.mgD.mg5.如下列圖，質(zhì)量為M的斜面A置于粗糙水平地面上，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體B與斜面間無摩擦.在水平向左的推力F作用下，A與B一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩者無相對(duì)滑動(dòng).斜面的傾角為θ，物體B的質(zhì)量為m，那么它們的加速度a及推力F的大小為()A.a=gsinθ,F=(M+m)g(μ+sinθ)B.a=gcosθ,F=(M+m)gcosθC.a=gtanθ,F=(M+m)g(μ+tanθ)D.a=gcotθ,F=μ(M+m)g6.如下列圖，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻突然撤去拉力F，此瞬時(shí)A和B的加速度為a1和a2，那么()1=a2=01=a,a2=01=a,a2=aD.a1=a,a2=-a7.如下列圖，斜劈形物體的質(zhì)量為M，放在水平地面上，質(zhì)量為m的粗糙物塊以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度為零后又加速下滑，而M始終保持靜止，那么在物塊m沿斜面上滑與下滑的過程中()D.地面對(duì)M的支持力總小于〔M+m)g8.如下列圖，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度v1沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶右端有一個(gè)與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定的速率v2沿直線向左滑上傳送帶后，經(jīng)過一段時(shí)間又返回光滑水平面，速率為v2′，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()1=v2時(shí)，才有v2′=v11>v2時(shí)，那么v2′=v21<v2時(shí)，那么v2′=v12′=v29.為測(cè)量木塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)讓木塊從斜面上端由靜止開始勻加速下滑，如下列圖，他使用的實(shí)驗(yàn)器材僅限于〔1〕傾角固定的斜面〔傾角θ〕，〔2〕木塊，〔3〕秒表，〔4〕米尺.實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)是______.計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)的公式是μ=_________.為了減少測(cè)量的誤差，可采用的方法是____.圖所示，質(zhì)量為M的木板放在傾角為θ的光滑斜面上，質(zhì)量為m的人在木板上跑，假設(shè)腳與板接觸不打滑.要保持木板相對(duì)斜面靜止，人應(yīng)朝_方向跑動(dòng)，加速度大小為多少？11.重為200kg的物體，置于升降機(jī)內(nèi)的臺(tái)秤上，從靜止開始上升，運(yùn)動(dòng)過程中臺(tái)秤的示數(shù)F與時(shí)間t的關(guān)系如下列圖，求升降機(jī)在7s內(nèi)上升的高度.(g=10m/s2)解析：重物的重量為：G=mg=200×10N=2×103N在0～2s時(shí)間內(nèi)F1=3×103N，超重，升降機(jī)加速度上升時(shí)a1==3×m/s2=5m/s2,2s末上升高度為：x1=a1=×5×22m=10m2s末的速度為：v1=a1t1=5×2m/s=10m/s在2～5s的3s時(shí)間內(nèi)升降機(jī)勻速上升，〔因F2=2×103N=G〕∴x2=v1·t2=10×3m=30m12.質(zhì)量為M=2.5kg的一只長(zhǎng)方體形鐵箱在水平拉力F作用下沿水平面向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，鐵箱與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.50.這時(shí)鐵箱內(nèi)一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的木塊恰好能靜止在后壁上〔如下列圖〕，木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.25，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g=10m/s2.求：〔1〕木塊對(duì)鐵箱的壓力；〔2〕水平拉力F的大小.13.如下列圖，傳送帶與地面的傾角θ=37°，從A到B的長(zhǎng)度為16m，傳送帶以v0=10m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).在傳送帶上端無初速的放一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,求物體從A運(yùn)動(dòng)到B所需的時(shí)間是多少？(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)當(dāng)物體加速至與傳送帶速度相等時(shí)，由于μ<tanθ，物體在重力作用下將繼續(xù)加速，此后物體的速度大于傳送帶的速度，傳送帶給物體沿傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力，但合力沿傳送帶向下，物體繼續(xù)加速下滑，此時(shí),mgsinθ-μmgcosθ=ma2，所以:a2=2m/s2;14.如下列圖，質(zhì)量M=8kg的小車放在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平恒力F，F(xiàn)=8N，當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)的速度到達(dá)1.5m/s時(shí)，在小車前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為m=2kg的小物塊，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,小車足夠長(zhǎng).求從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t=1.5s小物塊通過的位移大小為多少？〔取g=10m/s2).可見小物塊在總共1.5s時(shí)間內(nèi)通過的位移大小為s=s1+s2m.答案：2.1m15.假設(shè)表演時(shí)運(yùn)發(fā)動(dòng)僅在豎直方向運(yùn)動(dòng)，通過傳感器將彈簧床面與運(yùn)發(fā)動(dòng)間的彈力隨時(shí)間變化的規(guī)律在計(jì)算機(jī)上繪制出如下列圖的曲線，取g=10m/s2，依據(jù)圖象給出信息，判斷以下物理量能否求出，如能求出寫出必要的運(yùn)算過程和最后結(jié)果.(1)蹦床運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的運(yùn)動(dòng)周期；〔2〕運(yùn)發(fā)動(dòng)的質(zhì)量；〔3〕運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)離開彈簧床上升的最大高度；〔4〕運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)發(fā)動(dòng)的最大加速度.16．某人在地面上最多能舉起60kg的物體，而在一個(gè)加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體．求：(1)此電梯的加速度多大？(2)假設(shè)電梯以此加速度上升，那么此人在電梯里最多能舉起物體的質(zhì)量是多少？(g＝10m/s2)17．如下列圖，固定光滑斜面與地面成一定傾角，一物體在平行斜面向上的拉力作用下向上運(yùn)動(dòng)，拉力F和物體速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖(甲)、(乙)所示，取重力加速度g＝10m/s2.求物體的質(zhì)量m及斜面與地面間的夾角θ.18．如圖質(zhì)量為m的機(jī)車頭拖著質(zhì)量均為m的n節(jié)車廂在平直軌道上以速度v勻速行駛，設(shè)機(jī)車頭和各節(jié)車廂受到的阻力均為f，行駛中后面有一節(jié)車廂脫落，待脫落車廂停止運(yùn)動(dòng)時(shí)后面又有一節(jié)車廂脫落，各節(jié)車廂按此方式依次脫落，整個(gè)過程中機(jī)車頭的牽引