高考物理 熱點(diǎn)探究及預(yù)測(cè)三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律圖11．如圖1所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為圖1m1的足夠長(zhǎng)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F＝kt(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22．如圖2所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的圖2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()A．a(chǎn)1＝0，a2＝gB．a(chǎn)1＝g，a2＝gC．a(chǎn)1＝0，a2＝eq\f(m＋M,M)gD．a(chǎn)1＝g，a2＝eq\f(m＋M,M)g二、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用3．(“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長(zhǎng)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3所示，將蹦極過(guò)程近似為在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.據(jù)圖可知，此人在蹦極過(guò)程中的最大加速度約為()圖3A．gB．2gC．3gD．4g4．如圖4是“神舟”系列航天飛船返回艙返回地面的示意圖，假定其過(guò)程可簡(jiǎn)化為：打開(kāi)降落傘一段時(shí)間后，整個(gè)裝置勻速下降，為確保安全著陸．需點(diǎn)燃返回艙的緩沖火箭，在火箭噴氣過(guò)程中返回艙做減速直線運(yùn)動(dòng)，則()圖4A．火箭開(kāi)始噴氣瞬間傘繩對(duì)返回艙的拉力變小圖4B．返回艙在噴氣過(guò)程中減速的主要原因是空氣阻力C．返回艙在噴氣過(guò)程中所受合外力可能做正功D．返回艙在噴氣過(guò)程中處于失重狀態(tài)5．如圖5，木箱內(nèi)有一豎直放置的彈簧，彈簧上方有一物塊，木箱靜止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)且物塊壓在箱頂上．若在某一段時(shí)間內(nèi)，物塊對(duì)箱頂剛好無(wú)壓力，則在此段時(shí)間內(nèi)，木箱的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能為()圖5A．加速下降圖5B．加速上升C．減速上升D．減速下降6．圖6甲中，質(zhì)量為m的物塊疊放在質(zhì)量為2m的足夠長(zhǎng)的木板上方右側(cè)，木板放在光滑的水平地面上，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F，在0～3s內(nèi)F的變化如圖乙所示，圖中F以mg為單位，重力加速度g＝10m/s2.整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)靜止．圖6(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度；(2)在同一坐標(biāo)系中畫出0～3s內(nèi)木板和物塊的v－t圖象，據(jù)此求0～3s內(nèi)物塊相對(duì)于木板滑過(guò)的距離．

解析(1)設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為Δt2，初速度為v20，末速度為v2t，加速度為a2，則a2＝eq\f(v2t－v20,Δt2)＝－2m/s2 ①(2分)設(shè)物體所受的摩擦力為Ff，根據(jù)牛頓第二定律，有Ff＝ma2②(2分)Ff＝－μmg③(1分)聯(lián)立②③得μ＝eq\f(－a2,g)＝0.2 ④(2分)(2)設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為Δt1，初速度為v10，末速度為v1t，加速度為a1，則a1＝eq\f(v1t－v10,Δt1)＝1m/s2 ⑤(2分)根據(jù)牛頓第二定律，有F＋Ff＝ma1 ⑥(2分)聯(lián)立③⑥得F＝μmg＋ma1＝6N(3)解法一：由勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式，得x＝x1＋x2＝v10Δt1＋eq\f(1,2)a1Δteq\o\al(2,1)＋v20Δt2＋eq\f(1,2)a2Δteq\o\al(2,2)＝46m (4分)解法二：根據(jù)v－t圖象圍成的面積，得x＝eq\f(v10＋v1t,2)Δt1＋eq\f(1,2)v20Δt2＝46m答案(1)0.2(2)6N(3)46m[點(diǎn)評(píng)]有些高考題是用表格或圖象的形式告訴考生已知條件，因此學(xué)會(huì)識(shí)圖和讀圖是解題的關(guān)鍵.試題分析本章知識(shí)點(diǎn)的試題題型靈活，常以新情境來(lái)考查，而且經(jīng)常與其他知識(shí)點(diǎn)綜合出題．單獨(dú)考查的題型一般為選擇題，綜合其他知識(shí)考查的題型一般為計(jì)算題，而與其他知識(shí)結(jié)合的題型，大多成為壓軸題，也有時(shí)在其他計(jì)算題中占據(jù)解決問(wèn)題的關(guān)鍵．高考中主要從以下幾方面進(jìn)行考查：(1)要求靈活運(yùn)用隔離法和整體法求解加速度相等的連接體；(2)用正交分解法解決受力較為復(fù)雜的問(wèn)題，在正交的兩個(gè)方向上應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律；(3)綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析、解決問(wèn)題．命題特征本章主要內(nèi)容是理解牛頓一定律，理解慣性概念并能運(yùn)用牛頓第一定律分析實(shí)際問(wèn)題；理解作用力與反作用力的概念并能與平衡力區(qū)別；牛頓第二定律是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，能通過(guò)物體的受力情況求解物體的運(yùn)動(dòng)情況，也能通過(guò)物體的運(yùn)動(dòng)情況求解物體的受力情況，會(huì)分析計(jì)算超重與失重問(wèn)題，會(huì)用整體法和隔離法處理簡(jiǎn)單的連接體問(wèn)題．方法強(qiáng)化1．對(duì)研究對(duì)象的受力分析是解題的關(guān)鍵．選取研究對(duì)象時(shí)，有的將物體隔離進(jìn)行受力分析較方便，有的將相互作用的幾個(gè)物體看成整體來(lái)進(jìn)行研究更簡(jiǎn)捷．2．選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系．通常選取與加速度一致的方向建立一坐標(biāo)軸，沿與加速度垂直的方向建立另一坐標(biāo)軸．3．要注意合外力與加速度的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系．按時(shí)間的先后順序，逐次分析物體的受力情況和合外力所產(chǎn)生的加速度，以及引起物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變．4．運(yùn)用隔離法求解簡(jiǎn)單的連接體問(wèn)題．連接體問(wèn)題歷來(lái)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的難點(diǎn)，往往需要整體法和隔離法交替使用．1．靜止在光滑水平面上的物體，在水平推力F作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，推力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖8所示，關(guān)于物體在0～t1時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況，描述正確的是()圖8A．物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)圖8B．物體的速度一直增大C．物體的速度先增大后減小D．物體的加速度一直增大圖92．如圖9所示，傳送帶的水平部分長(zhǎng)為L(zhǎng)，傳動(dòng)速率為v，在其左端無(wú)初速度釋放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間可能是()圖9A.eq\f(L,v)＋eq\f(v,2μg)B.eq\f(L,v)C.eq\r(\f(2L,μg))D.eq\f(2L,v)3．如圖10所示，豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上疊放著兩物塊A、B，A、B的質(zhì)量均為2kg，它們處于靜止?fàn)顟B(tài)，若突然將一個(gè)大小為10N、方向豎直向下的力施加在物塊A上，則此瞬間，A對(duì)B的壓力大小為(g＝10m/s2)()A．10NB．20N圖10C．25ND．30N圖10圖114．為了節(jié)約能量，某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯，無(wú)人乘圖11時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過(guò)程，如圖11所示．那么下列說(shuō)法中正確的是()A．顧客始終受到三個(gè)力的作用B．顧客始終處于超重狀態(tài)C．顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D．顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下5．某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖象如圖12所示，據(jù)此判斷下列(F表示物體所受合力，x表示物體的位移)四個(gè)選項(xiàng)中正確的是 ()圖126．一質(zhì)量為M的氣球在勻速下降．若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力僅與速率有關(guān)，重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣的速率勻速上升，則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為()A．2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M－\f(F,g)))B．M－eq\f(2F,g)C．2M－eq\f(F,g)D．0圖137．一質(zhì)量m＝2.0kg的小物塊以一定的初速度沖上一個(gè)足夠長(zhǎng)的傾角為37°的固定斜面，某同學(xué)利用傳感器測(cè)出了小物塊沖上斜面過(guò)程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，并用計(jì)算機(jī)做出了小物塊上滑過(guò)程的速度—時(shí)間圖線，如圖13所示．(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求：圖13(1)小物塊沖上斜面過(guò)程中加速度的大??；(2)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)小物塊向上運(yùn)動(dòng)的最大距離．圖148．如圖14所示，一質(zhì)量M＝0.2kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑的水平地面圖14上，另一質(zhì)量m＝0.2kg的小滑塊，以v0＝1.2m/s的速度從長(zhǎng)木板的左端滑上長(zhǎng)木板．已知小滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.4，g＝10m/s2,問(wèn)：(1)經(jīng)過(guò)多少時(shí)間小滑塊與長(zhǎng)木板速度相等