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第09講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解及基本應(yīng)用目錄01、考情透視,目標(biāo)導(dǎo)航TOC\o"1-3"\h\u02、知識(shí)導(dǎo)圖,思維引航 3 3考點(diǎn)一牛頓第一定律 3知識(shí)點(diǎn)一牛頓第一定律 3知識(shí)點(diǎn)二慣性 4知識(shí)點(diǎn)三單位制 4考向1牛頓第一定律的理解 4考向2關(guān)于慣性的認(rèn)識(shí) 5考點(diǎn)二牛頓第二定律 6考向1對(duì)牛頓第二定律的理解 7考向2.合力、加速度、速度之間的決定關(guān)系 7考向3.牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用 8考點(diǎn)三動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題 8知識(shí)點(diǎn)一動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題 8知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題思路 9考向1已知受力求運(yùn)動(dòng) 9考向2已知運(yùn)動(dòng)求受力 11考點(diǎn)四動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題 14考向1由運(yùn)動(dòng)圖像分析物體的受力情況 14考向2由力的圖像分析物體的運(yùn)動(dòng)情況 16考向3由已知條件確定某物理量的圖像 17考點(diǎn)五超失重問(wèn)題 18知識(shí)點(diǎn)1超重、失重和完全失重的對(duì)比 18知識(shí)點(diǎn)2.判斷超重和失重現(xiàn)象的三個(gè)角度 19知識(shí)點(diǎn)3.對(duì)超重和失重問(wèn)題的三點(diǎn)提醒 19考向1.根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況判斷超重、失重 19考向2.根據(jù)超重、失重判斷運(yùn)動(dòng)情況 20考向4.超重、失重現(xiàn)象的圖像問(wèn)題 2004、真題練習(xí),命題洞見(jiàn) 21考情分析2024·安徽·高考物理試題2024·全國(guó)·高考物理試題2024·湖北·高考物理試題2024·河北·高考物理試題2024·浙江·高考物理試題2023·河北·高考物理試題試題情境生活實(shí)踐類跳水、蹦床、蹦極、火箭發(fā)射、無(wú)人機(jī)、跳傘運(yùn)動(dòng)、電梯內(nèi)的超重及失重學(xué)習(xí)探究類傳送帶模型,板塊模型,探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)復(fù)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)1.理解牛頓第一定律的內(nèi)容和慣性的本質(zhì)。目標(biāo)2.掌握牛頓第二定律的內(nèi)容及公式,能夠應(yīng)用牛頓第二定律解決問(wèn)題。目標(biāo)3.了解單位制,并知道國(guó)際單位制中的七個(gè)基本單位,會(huì)用國(guó)際單位制檢查結(jié)果表達(dá)式是否正確。目標(biāo)4.掌握動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題的求解方法。目標(biāo)5.理解各種動(dòng)力學(xué)圖像,并能分析圖像特殊點(diǎn)、斜率、截距、面積的物理意義。考點(diǎn)一牛頓第一定律知識(shí)點(diǎn)一牛頓第一定律1.內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2.理想實(shí)驗(yàn):它是在經(jīng)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上采用科學(xué)的抽象思維來(lái)展開(kāi)的實(shí)驗(yàn),是人們?cè)谒枷肷纤茉斓睦硐脒^(guò)程。牛頓第一定律是通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)得出的,它不能(填“不能”或“可以”)由實(shí)際的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。3.物理意義(1)揭示了物體在不受外力或所受合外力為零時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(2)提出了一切物體都具有慣性,即物體維持其原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性。(3)揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,說(shuō)明力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。注意:運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變指速度的改變,速度改變則必有加速度,故力是物體產(chǎn)生加速度的原因。知識(shí)點(diǎn)二慣性1.定義:物體保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性。2.慣性大小的量度質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度。物體的質(zhì)量越大,慣性越大;物體的質(zhì)量越小,慣性越小。3.對(duì)慣性的理解(1)慣性是物體的固有屬性,一切物體都具有慣性。(2)物體慣性的大小只取決于物體的質(zhì)量,與物體的受力情況、速度大小及所處位置無(wú)關(guān)。(3)物體慣性表現(xiàn)形式:①形式一:“保持原狀”。物體不受外力或所受的合外力為零時(shí),慣性表現(xiàn)為物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。②形式二:“反抗改變”。物體受到外力且合外力不為零時(shí),慣性表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。慣性越大,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變。知識(shí)點(diǎn)三單位制1.單位制:由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。2.基本單位:基本物理量的單位。力學(xué)中的基本量有三個(gè),它們分別是質(zhì)量、長(zhǎng)度和時(shí)間,它們的國(guó)際單位分別是kg、m和s。3.導(dǎo)出單位:由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位??枷?牛頓第一定律的理解1.關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是()A.必須有力的作用物體才能運(yùn)動(dòng)B.牛頓第一定律可以用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證C.理想斜面實(shí)驗(yàn)否定了“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”D.牛頓第二定律表明物體所受外力越大物體的慣性越大【答案】C【解析】:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,物體不受力時(shí)也能保持勻速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;牛頓第一定律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步推理概括出來(lái)的科學(xué)理論,不能直接通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出,但能經(jīng)住實(shí)踐的檢驗(yàn),故B錯(cuò)誤;伽利略通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,故C正確;慣性的大小由物體的質(zhì)量決定,與物體受力的大小無(wú)關(guān),與是否受力也無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。2.(多選)下列對(duì)牛頓第一定律的理解正確的是()A.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B.不受外力作用時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變C.在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái),是由于沒(méi)有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果D.奔跑的運(yùn)動(dòng)員,由于遇到障礙而被絆倒,這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊(cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)【答案】ABD【解析】:牛頓第一定律描述的是物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變,A、B正確;牛頓第一定律還揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,C錯(cuò)誤,D正確。考向2關(guān)于慣性的認(rèn)識(shí)1.如圖所示,滑冰運(yùn)動(dòng)員用力將冰刀后蹬,可以向前滑行;停止用力,會(huì)逐漸停下,且滑行的速度越大,停下所需時(shí)間越長(zhǎng),滑得越遠(yuǎn)。有四位同學(xué)對(duì)此過(guò)程發(fā)表了自己的看法,你認(rèn)為正確的是()A.運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持B.停止用力,運(yùn)動(dòng)員停下來(lái)是具有慣性的表現(xiàn)C.停止用力,運(yùn)動(dòng)員停下來(lái)是由于摩擦力的作用D.速度越大,停下所需時(shí)間越長(zhǎng),說(shuō)明慣性的大小和速度有關(guān)【答案】C【解析】力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,故A錯(cuò)誤;停止用力,運(yùn)動(dòng)員停下來(lái)是由于摩擦力的作用,而繼續(xù)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)閼T性,故B錯(cuò)誤,C正確;摩擦力一定時(shí),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知,速度越大,停下所需時(shí)間越長(zhǎng),但慣性與自身的質(zhì)量有關(guān),與速度無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。2.大型油罐車內(nèi)部設(shè)置了一些固定擋板,如圖所示,油罐車在水平路面上行駛,下列說(shuō)法正確的是()A.油罐車勻速前進(jìn)時(shí),油沒(méi)有慣性B.油罐車加速前進(jìn)時(shí),油的液面仍然保持水平C.油罐車減速前進(jìn)時(shí),兩擋板間油的液面前低后高D.擋板間油的質(zhì)量相對(duì)小,可以有效減弱變速時(shí)油的涌動(dòng)【答案】D【解析】慣性的大小只取決于物體的質(zhì)量,和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;當(dāng)油罐車加速前進(jìn)時(shí),由于慣性油向后涌動(dòng),所以油的液面應(yīng)前低后高,故B錯(cuò)誤;當(dāng)油罐車減速前進(jìn)時(shí),油向前涌動(dòng),油的液面前高后低,故C錯(cuò)誤;當(dāng)擋板間油的質(zhì)量相對(duì)小時(shí),油的慣性小,可以有效減弱變速時(shí)油的涌動(dòng),故D正確??键c(diǎn)二牛頓第二定律1.內(nèi)容:物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。2.表達(dá)式:F=ma。3.對(duì)牛頓第二定律的理解4.加速度兩個(gè)表達(dá)式的對(duì)比理解(1)a=eq\f(Δv,Δt)是加速度的定義式,a與Δv、Δt無(wú)必然聯(lián)系;(2)a=eq\f(F,m)是加速度的決定式,a的大小由合外力F和質(zhì)量m決定,且a∝F,a∝eq\f(1,m)??枷?對(duì)牛頓第二定律的理解1.關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和所受合力的關(guān)系,以下說(shuō)法正確的是()A.物體所受合力為零,物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)B.只有合力發(fā)生變化時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)發(fā)生變化C.物體所受合力不為零時(shí),物體的速度一定不為零D.物體所受的合力不變且不為零,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定變化【答案】D【解析】:物體所受合力為零,則物體處于平衡狀態(tài),因此物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),A錯(cuò)誤;物體所受合力變化時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生變化,物體受恒定的合力時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生變化,B錯(cuò)誤;物體所受合力不為零時(shí),物體的加速度一定不為零,物體的速度有時(shí)可能為零,C錯(cuò)誤;物體所受的合力不變且不為零,由牛頓第二定律可知,物體一定有加速度,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定變化,D正確??枷?.合力、加速度、速度之間的決定關(guān)系1.在粗糙的水平面上,物體在水平推力作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,水平推力逐漸減小到0(物體仍在運(yùn)動(dòng))。在水平推力逐漸減小到0的過(guò)程中()A.物體加速度逐漸減小,速度逐漸減小B.物體加速度逐漸減小,速度逐漸增大C.物體加速度先增大后減小,速度先增大后減小D.物體加速度先減小后增大,速度先增大后減小【答案】D【解析】:物體在水平推力作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),物體水平方向受到推力和滑動(dòng)摩擦力。水平推力從開(kāi)始減小到與滑動(dòng)摩擦力大小相等的過(guò)程中,物體受到推力大于摩擦力,物體有加速度,合力減小,加速度減?。淮撕?,推力繼續(xù)減小,推力小于滑動(dòng)摩擦力,合力與速度方向相反,物體做減速運(yùn)動(dòng),合力反向增大,加速度反向增大。故物體加速度先減小后增大;速度先增大后減小。2.將一個(gè)皮球豎直向上拋出,皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比。下列描繪皮球在上升過(guò)程中加速度的大小a與時(shí)間t關(guān)系的圖像,可能正確的是()【答案】C【解析】:皮球在上升過(guò)程中受空氣阻力方向向下,由牛頓第二定律有mg+kv=ma,解得a=g+eq\f(kv,m),可知皮球做加速度越來(lái)越小的減速運(yùn)動(dòng),速度減小到0時(shí)其加速度大小減小到重力加速度g,排除B、D;加速度越小,速度減小得越慢,由a=g+eq\f(kv,m)可知加速度減小得也越慢,A錯(cuò)誤,C正確。考向3.牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用4.2023年10月26日,“神舟十七號(hào)”成功發(fā)射,順利將三名航天員送入太空并進(jìn)駐空間站。在空間站中,如需測(cè)量一個(gè)物體的質(zhì)量,需要運(yùn)用一些特殊方法:如圖乙所示,先對(duì)質(zhì)量為m1=1.0kg的標(biāo)準(zhǔn)物體P施加一水平恒力F,測(cè)得其在1s內(nèi)的速度變化量大小是10m/s,然后將標(biāo)準(zhǔn)物體與待測(cè)物體Q緊靠在一起,施加同一水平恒力F,測(cè)得它們1s內(nèi)速度變化量大小是2m/s。則待測(cè)物體Q的質(zhì)量m2為()A.3.0kg B.4.0kgC.5.0kg D.6.0kg【答案】B【解析】:對(duì)P施加F時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有a1=eq\f(F,m1)=eq\f(Δv1,Δt)=10m/s2,對(duì)P和Q整體施加F時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有a2=eq\f(F,m1+m2)=eq\f(Δv2,Δt)=2m/s2,聯(lián)立解得m2=4.0kg,故選B??键c(diǎn)三動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題知識(shí)點(diǎn)一動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題1.第一類問(wèn)題:由因推果——已知受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況。2.第二類問(wèn)題:由果溯因——已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況。3.解決兩類基本問(wèn)題的方法以加速度為“橋梁”,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解,具體邏輯關(guān)系如下圖所示:知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題思路明確研究對(duì)象根據(jù)問(wèn)題需要和解題方便,選擇某個(gè)物體或幾個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對(duì)象受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析畫(huà)好受力示意圖、情境示意圖,明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程選取正方向或建立坐標(biāo)系通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣确较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)的正方向確定合力F合若物體只受兩個(gè)力作用,通常用合成法;若物體受三個(gè)或三個(gè)以上的力,一般用正交分解法列方程求解根據(jù)牛頓第二定律可得F合=ma或eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fx=max,Fy=may)),列方程求解,必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論考向1已知受力求運(yùn)動(dòng)1.2024年4月3日,小米集團(tuán)完成了小米SU7汽車的首批交付儀式。之后陸續(xù)有用戶對(duì)小米SU7進(jìn)行了性能測(cè)試。為提升了駕駛體驗(yàn),為駕乘者提供更加安全和舒適的駕駛環(huán)境小米SU7具有AEB自動(dòng)緊急制動(dòng)性能并加入了AEBPro功能。某車主對(duì)此性能進(jìn)行了測(cè)試。小米SU7在平直的封閉公路上以=108km/h的速度水平向右勻速行駛,檢測(cè)到障礙物后在AEB和AEBPro功能作用下開(kāi)始減速,車所受阻力f與車重力mg的比值隨時(shí)間變化的情況可簡(jiǎn)化為如下圖所示的圖像,最終停在據(jù)障礙物1m的位置。取重力加速度g=10m/s2。求:(1)小米SU7開(kāi)始減速瞬間的加速度;(2)小米SU7在1s末的速度大??;(3)小米SU7從開(kāi)始減速位置到障礙物間的距離?!敬鸢浮浚?)=-10m/s2,方向水平向左;(2)=20m/s;(3)=36m【詳解】(1)根據(jù)題意,由圖可知,小米SU7開(kāi)始剎車時(shí)由牛頓第二定律有聯(lián)立解得方向水平向左;(2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得,小米SU7做減速運(yùn)動(dòng),則小米SU7在1s末的速度大小為代入數(shù)據(jù)解得=20m/s(3)根據(jù)題意開(kāi)始減速1s內(nèi),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得,運(yùn)動(dòng)的位移為=25m開(kāi)始減速1s后,由圖可知由牛頓第二定律有由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得小米SU7從開(kāi)始減速位置到障礙物間的距離+1m=36m2.人類從事滑雪活動(dòng)已有數(shù)千年歷史,滑雪愛(ài)好者可在雪場(chǎng)上輕松、愉快地滑行,飽享滑雪運(yùn)動(dòng)的樂(lè)趣。一名滑雪愛(ài)好者以1m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下,山坡的傾角為30°。若人與滑板的總質(zhì)量為60kg,受到的總阻力為60N,重力加速度g取10m/s2,求:(1)滑雪者加速度的大小;(2)3s內(nèi)滑雪者下滑位移的大??;(3)3s末人與滑板總重力的瞬時(shí)功率?!敬鸢浮浚?);(2)21m;(3)3900W【詳解】(1)由牛頓第二定律解得滑雪者加速度的大小為(2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式其中,解得3s內(nèi)滑雪者下滑位移的大小為x=21m(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式重力的瞬時(shí)功率聯(lián)立解得,3s末人與滑板總重力的瞬時(shí)功率為P=3900W考向2已知運(yùn)動(dòng)求受力3.冰壺是在冰上進(jìn)行的一種投擲性競(jìng)賽項(xiàng)目。某次訓(xùn)練中,冰壺(可視為質(zhì)點(diǎn))被運(yùn)動(dòng)員擲出后,在水平冰面上沿直線依次經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)后停在O點(diǎn)。已知A、B間的距離x=26m,B、C間的距離x2=5.5m,冰壺通過(guò)AB段的時(shí)間t1=10s,通過(guò)BC段的時(shí)間t2=5s,假設(shè)冰壺和冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等,重力加速度大小g=10m/s2。求:(1)C、O兩點(diǎn)之間的距離x3;(2)冰壺和冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ?!敬鸢浮浚?)0.9m;(2)0.02【詳解】(1)因?yàn)楸鶋嘏c冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等,因此冰壺滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力處處相等,又因?yàn)楸鶋匮刂本€運(yùn)動(dòng),因此冰壺在A點(diǎn)至O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)為勻減速直線運(yùn)動(dòng),假設(shè)冰壺運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,在A點(diǎn)時(shí)的速度大小為vA,在C點(diǎn)時(shí)的速度大小為vC,因此有,解得a=0.2m/s2,vA=3.6m/s又由代入數(shù)據(jù)可得vC=0.6m/s已知運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)冰壺停下,因此有代入已知數(shù)據(jù)可知x3=0.9m(2)假設(shè)冰壺與冰面間的摩擦力大小為f,則有根據(jù)牛頓第二定律可知已知a=0.2m/s2,聯(lián)立以上各式可得4.2022年北京舉辦了第24屆冬奧會(huì),圖甲是鋼架雪車比賽項(xiàng)目的一段賽道,長(zhǎng)12m水平直道AB與長(zhǎng)20m的傾斜直道BC在B點(diǎn)平滑連接,斜道與水平面的夾角為。運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止出發(fā),推著雪車勻加速到B點(diǎn)時(shí)速度大小為8m/s,緊接著快速俯臥到車上沿BC勻加速下滑(如圖乙所示),運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速率未發(fā)生改變,到C點(diǎn)共計(jì)用時(shí)5.0s。若雪車(包括運(yùn)動(dòng)員)可視為質(zhì)點(diǎn),始終在冰面上運(yùn)動(dòng),其總質(zhì)量為100kg,,g取,求雪車(包括運(yùn)動(dòng)員):(1)在直道AB上的加速度大??;(2)過(guò)C點(diǎn)的速度大??;(3)在斜道BC上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力大小。【答案】(1);(2);(3)【詳解】(1)設(shè)雪車在直道AB段加速度大小為,根據(jù)位移速度公式可得解得(2)在AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為從B點(diǎn)到C點(diǎn),根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式可得其中聯(lián)立解得過(guò)C點(diǎn)的速度大小為(3)設(shè)斜道BC上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力大小為,根據(jù)牛頓第二定律可得解得【題后反思】分析動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題的關(guān)鍵【題后反思】分析動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題的關(guān)鍵(1)做好兩類分析:物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析;(2)搭建兩個(gè)橋梁:加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁;連接點(diǎn)的速度是聯(lián)系各物理過(guò)程的橋梁??键c(diǎn)四動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題圖像v-t圖像、a-t圖像、F-t圖像、F-a圖像等三種類型(1)已知物體的速度、加速度隨時(shí)間變化的圖像,求解物體的受力情況。(2)已知物體受到的力隨時(shí)間變化的圖像,求解物體的運(yùn)動(dòng)情況。(3)由已知條件確定某物理量的變化圖像。解題策略(1)問(wèn)題實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,要注意區(qū)分是哪一種動(dòng)力學(xué)圖像。(2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)方程式,進(jìn)而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系,以便對(duì)有關(guān)物理問(wèn)題作出準(zhǔn)確判斷。破題關(guān)鍵(1)分清圖像的類別:即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量,明確其物理意義,掌握物理圖像所反映的物理過(guò)程,會(huì)分析臨界點(diǎn)。(2)注意圖像中的一些特殊點(diǎn)所表示的物理意義:圖像與橫、縱坐標(biāo)的交點(diǎn),圖像的轉(zhuǎn)折點(diǎn),兩圖像的交點(diǎn)等。(3)明確能從圖像中獲得哪些信息:把圖像與具體的題意、情境結(jié)合起來(lái),再結(jié)合斜率、特殊點(diǎn)、面積等的物理意義,確定從圖像中反饋出來(lái)的有用信息,這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點(diǎn)??枷?由運(yùn)動(dòng)圖像分析物體的受力情況1.一個(gè)質(zhì)量為6kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng),圖中的兩條直線的其中一條為物體受水平拉力作用而另一條為不受拉力作用時(shí)的速度—時(shí)間圖像,則物體所受摩擦力的大小的可能值為()A.1N B.2N C.2.5N D.3N【答案】B【詳解】根據(jù)可知兩圖線對(duì)應(yīng)的加速度大小分別為,若水平拉力與運(yùn)動(dòng)方向相反,則有,解得,若水平拉力與運(yùn)動(dòng)方向相同,則有,解得,故選B。2.如圖甲所示,質(zhì)量為2kg的物塊在水平恒力F的作用下由靜止開(kāi)始在粗糙地面上做直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)0.6s撤去F,物塊運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間()圖像如圖乙所示,則下列說(shuō)法正確的是(
)A.恒力F的大小為24NB.物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8C.物塊在0.7s時(shí)的加速度大小為D.1.0s時(shí)物塊的速度大小為0.8m/s【答案】AB【詳解】BC.由圖乙可知,撤去恒力后,物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得解得物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為故B正確,C錯(cuò)誤;A.由圖乙可知,物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得解得恒力F的大小為故A正確;D.撤去恒力后,物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)到停下來(lái)所用時(shí)間為可知物塊在時(shí)已經(jīng)處于靜止?fàn)顟B(tài),則時(shí)物塊的速度大小為0,故D錯(cuò)誤。故選AB??枷?由力的圖像分析物體的運(yùn)動(dòng)情況3.如圖甲所示,質(zhì)量為m的物塊在水平力F的作用下可沿豎直墻面滑動(dòng),水平力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,物塊與豎直墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,豎直墻面足夠高,重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是()A.物塊一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.物塊先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.物塊的最大速度為eq\f(1,2)gt0D.t=t0時(shí),物塊停止下滑【答案】C【解析】:根據(jù)物塊的受力,由牛頓第二定律有mg-f=ma,由題圖乙可知F=eq\f(mg,μt0)t,而f=μF,解得a=g-eq\f(gt,t0),故隨時(shí)間的增大,物塊先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng),最后停止下滑,靜止后物塊的加速度為零,處于平衡狀態(tài);當(dāng)t=t0時(shí),物塊的加速度為零,此時(shí)物塊的速度最大,做出a-t圖像如圖所示根據(jù)其面積求出最大速度為vm=eq\f(1,2)gt0,故選C??枷?由已知條件確定某物理量的圖像4.以不同初速度將Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)小球同時(shí)豎直向上拋出并開(kāi)始計(jì)時(shí),Ⅰ球所受空氣阻力可忽略,Ⅱ球所受空氣阻力大小與速率v成正比。下列小球上升階段的v-t圖像中,可能正確的是()【答案】C【解析】:Ⅰ球所受空氣阻力可忽略,加速度為重力加速度,Ⅱ球所受空氣阻力大小與速率v成正比,加速度始終比Ⅰ球大,減速到零時(shí)加速度為g,且速度減小加速度逐漸減小,v-t圖像斜率代表加速度。故選C?!尽绢}后反思】分析動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題的方法技巧1.分清圖像的類別:即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量,明確其物理意義,掌握物理圖像所反映的物理過(guò)程。2.建立圖像與物體運(yùn)動(dòng)間的關(guān)系:把圖像與具體的題意、情景結(jié)合起來(lái),明確圖像反映的是怎樣的物理過(guò)程。3.建立圖像與公式間的關(guān)系:對(duì)于a-F圖像、F-x圖像、v-t圖像、v2-x圖像等,都應(yīng)先建立函數(shù)關(guān)系,然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系讀取信息或描點(diǎn)作圖,特別要明確圖像斜率、“面積”、截距等對(duì)應(yīng)的物理意義。4.讀圖時(shí)要注意一些特殊點(diǎn):比如起點(diǎn)、截距、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、兩圖線的交點(diǎn),特別注意臨界點(diǎn)(在臨界點(diǎn)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)往往發(fā)生變化)??键c(diǎn)五超失重問(wèn)題知識(shí)點(diǎn)1超重、失重和完全失重的對(duì)比名稱超重失重完全失重產(chǎn)生條件物體的加速度向上物體的加速度向下物體豎直向下的加速度等于g對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)情境加速上升或減速下降加速下降或減速上升自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)等原理F-mg=maF=mg+mamg-F=maF=mg-mamg-F=mgF=0說(shuō)明(1)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象時(shí),物體所受的重力沒(méi)有變化,只是壓力(或拉力)變大或變小了。(2)在完全失重的狀態(tài)下,一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失,如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力作用、液柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等。知識(shí)點(diǎn)2.判斷超重和失重現(xiàn)象的三個(gè)角度從受力的角度判斷當(dāng)物體受到的向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí),物體處于超重狀態(tài);小于重力時(shí)處于失重狀態(tài);等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài)從加速度的角度判斷當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí),物體處于超重狀態(tài);具有向下的加速度時(shí),處于失重狀態(tài);向下的加速度恰好等于重力加速度時(shí),處于完全失重狀態(tài)從速度變化角度判斷物體向上加速或向下減速時(shí),物體處于超重狀態(tài);物體向下加速或向上減速時(shí),物體處于失重狀態(tài)知識(shí)點(diǎn)3.對(duì)超重和失重問(wèn)題的三點(diǎn)提醒(1)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度方向無(wú)關(guān),只取決于加速度的方向。(2)并非物體在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí),才會(huì)出現(xiàn)超重或失重現(xiàn)象。只要加速度具有豎直向上的分量,物體就處于超重狀態(tài);同理,只要加速度具有豎直向下的分量,物體就處于失重狀態(tài)。(3)發(fā)生超重或者失重時(shí),物體的實(shí)際重力并沒(méi)有發(fā)生變化,變化的只是物體的視重??枷?.根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況判斷超重、失重1.自由式滑雪大跳臺(tái)比賽中比賽場(chǎng)地可簡(jiǎn)化為如圖所示的助滑區(qū)、弧形過(guò)渡區(qū)、著陸區(qū)、減速區(qū)等組成。若將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn),且忽略空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A.運(yùn)動(dòng)員在助滑區(qū)加速下滑時(shí)處于超重狀態(tài)B.運(yùn)動(dòng)員在跳離弧形過(guò)渡區(qū)至著陸區(qū)之前的過(guò)程中處于完全失重狀態(tài)C.運(yùn)動(dòng)員在弧形過(guò)渡區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中處于失重狀態(tài)D.運(yùn)動(dòng)員在減速區(qū)減速過(guò)程中處于失重狀態(tài)【答案】B【解析】:運(yùn)動(dòng)員在助滑區(qū)加速下滑時(shí),加速度沿斜面向下,加速度在豎直方向的分加速度為豎直向下,處于失重狀態(tài),A錯(cuò)誤;忽略空氣阻力,運(yùn)動(dòng)員在跳離弧形過(guò)渡區(qū)至著陸區(qū)之前,在空中只受到豎直向下的重力作用,加速度為豎直向下的重力加速度,處于完全失重狀態(tài),B正確;運(yùn)動(dòng)員在弧形過(guò)渡區(qū)做圓周運(yùn)動(dòng),加速度有豎直向上的分量,處于超重狀態(tài),C錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員在減速區(qū)減速過(guò)程中,減速下降,豎直方向的分加速度豎直向上,處于超重狀態(tài),D錯(cuò)誤??枷?.根據(jù)超重、失重判斷運(yùn)動(dòng)情況3.在豎直方向運(yùn)動(dòng)的電梯地板上放置一臺(tái)秤,將物體放在臺(tái)秤上。電梯靜止時(shí)臺(tái)秤示數(shù)為FN,在電梯運(yùn)動(dòng)的某段過(guò)程中,臺(tái)秤示數(shù)大于FN。在此過(guò)程中()A.物體受到的重力增大B.物體處于失重狀態(tài)C.電梯可能正在加速下降D.電梯可能正在加速上升【答案】D【解析】:物體的視重變大,但是受到的重力沒(méi)變,A錯(cuò)誤;物體對(duì)臺(tái)秤的壓力變大,可知物體處于超重狀態(tài),B錯(cuò)誤;物體處于超重狀態(tài),則加速度向上,電梯可能正在加速上升或者減速下降,C錯(cuò)誤,D正確。考向3.超重、失重現(xiàn)象的應(yīng)用3.如圖所示,臺(tái)秤上放一個(gè)木箱,木箱內(nèi)有質(zhì)量分別為m1和m2的兩物體P、Q,用細(xì)繩通過(guò)光滑定滑輪相連,m1>m2?,F(xiàn)剪斷Q下端的細(xì)繩,在P下落但還沒(méi)有到達(dá)箱底的過(guò)程中,臺(tái)秤的示數(shù)與未剪斷Q下端的細(xì)繩前的示數(shù)相比將()A.變大 B.變小C.不變 D.先變小后變大【答案】B【解析】:剪斷Q下端的細(xì)繩后,因m1>m2,P加速下降,Q加速上升,但對(duì)P、Q以及滑輪和箱子組成的系統(tǒng),整體有向下的加速度,處于失重狀態(tài),故臺(tái)秤的示數(shù)與未剪斷細(xì)繩前的示數(shù)相比減小了,B正確??枷?.超重、失重現(xiàn)象的圖像問(wèn)題4.小明站在裝有力傳感器的臺(tái)秤上,完成下蹲、起立動(dòng)作。計(jì)算機(jī)采集到的力傳感器示數(shù)隨時(shí)間變化情況如圖所示。下列判斷正確的是()A.a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻,小明向下的速度最大B.a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻,小明向下的加速度最大C.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻,小明處于超重狀態(tài)D.圖示時(shí)間內(nèi),小明完成了兩次下蹲和兩次起立【答案】A【解析】:小明在下蹲過(guò)程經(jīng)歷先向下加速再向下減速,即先失重后超重;起立過(guò)程經(jīng)歷先向上加速再向上減速,即先超重后失重,所以由題圖可知,小明先下蹲后起立,圖示時(shí)間內(nèi)小明完成了1次下蹲和1次起立,且a點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻F=mg,小明的加速度為0,向下的速度達(dá)到最大,故A正確,B、D錯(cuò)誤;b點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻,小明正在起立減速上升的過(guò)程,所以小明處于失重狀態(tài),故C錯(cuò)誤。1.(2024·廣東·高考真題)如圖所示,輕質(zhì)彈簧豎直放置,下端固定。木塊從彈簧正上方H高度處由靜止釋放。以木塊釋放點(diǎn)為原點(diǎn),取豎直向下為正方向。木塊的位移為y。所受合外力為F,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t。忽略空氣阻力,彈簧在彈性限度內(nèi)。關(guān)于木塊從釋放到第一次回到原點(diǎn)的過(guò)程中。其圖像或圖像可能正確的是() B.C. D.【答案】B【詳解】AB.在木塊下落高度之前,木塊所受合外力為木塊的重力保持不變,即當(dāng)木塊接觸彈簧后到合力為零前,根據(jù)牛頓第二定律隨著增大減??;當(dāng)彈簧彈力大于木塊的重力后到最低點(diǎn)過(guò)程中木塊所受合外力向上,隨著增大增大;圖像如圖所示故B正確,A錯(cuò)誤;CD.同理,在木塊下落高度之前,木塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度逐漸增大,所以圖像斜率逐漸增大,當(dāng)木塊接觸彈簧后到合力為零前,根據(jù)牛頓第二定律木塊的速度繼續(xù)增大,做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),所以圖像斜率繼續(xù)增大,當(dāng)彈簧彈力大于木塊的重力后到最低點(diǎn)過(guò)程中木塊所受合外力向上,木塊做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),所以圖斜率減小,到達(dá)最低點(diǎn)后,木塊向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)以上分析可知,木塊先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),再做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),再做勻減速直線運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),圖像大致為故CD錯(cuò)誤。故選B。2.(2024·安徽·高考真題)傾角為的傳送帶以恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。時(shí)在傳送帶底端無(wú)初速輕放一小物塊,如圖所示。時(shí)刻物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶中間某位置,速度達(dá)到。不計(jì)空氣阻力,則物塊從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到頂端的過(guò)程中,加速度a、速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線可能正確的是(
) B. C. D.【答案】C【詳解】時(shí)間內(nèi):物體輕放在傳送帶上,做加速運(yùn)動(dòng)。受力分析可知,物體受重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力大于重力的下滑分力,合力不變,故做勻加速運(yùn)動(dòng)。之后:當(dāng)物塊速度與傳送帶相同時(shí),靜摩擦力與重力的下滑分力相等,加速度突變?yōu)榱?,物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。C正確,ABD錯(cuò)誤。故選C。3.(2024·全國(guó)·高考真題)學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象,將彈簧測(cè)力計(jì)掛在電梯內(nèi),測(cè)力計(jì)下端掛一物體。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮椤?1)電梯靜止時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為N(結(jié)果保留1位小數(shù));(2)電梯上行時(shí),一段時(shí)間內(nèi)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為,則此段時(shí)間內(nèi)物體處于(填“超重”或“失重”)狀態(tài),電梯加速度大小為(結(jié)果保留1位小數(shù))?!敬鸢浮?1)5.0(2)失重1.0【詳解】(1)由圖可知彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.5N,則讀數(shù)為5.0N。(2)[1]電梯上行時(shí),一段時(shí)間內(nèi)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為,小于物體的重力可知此段時(shí)間內(nèi)物體處于失重狀態(tài);[2]根據(jù)根據(jù)牛頓第二定律代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得電梯加速度大小4.(2023·全國(guó)·高考真題)一同學(xué)將排球自O(shè)點(diǎn)墊起,排球豎直向上運(yùn)動(dòng),隨后下落回到O點(diǎn)。設(shè)排球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力大小和速度大小成正比。則該排球(
)A.上升時(shí)間等于下落時(shí)間 B.被墊起后瞬間的速度最大C.達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)加速度為零 D.下落過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)【答案】B【詳解】A.上升過(guò)程和下降過(guò)程的位移大小相同,上升過(guò)程的末狀態(tài)和下降過(guò)程的初狀態(tài)速度均為零。對(duì)排球受力分析,上升過(guò)程的重力和阻力方向相同,下降過(guò)程中重力和阻力方向相反,根據(jù)牛頓第二定律可知,上升過(guò)程中任意位置的加速度比下降過(guò)程中對(duì)應(yīng)位置的加速度大,則上升過(guò)程的平均加速度較大。由位移與時(shí)間關(guān)系可知,上升時(shí)間比下落時(shí)間短,A錯(cuò)誤;B.上升過(guò)程排球做減速運(yùn)動(dòng),下降過(guò)程排球做加速運(yùn)動(dòng)。在整個(gè)過(guò)程中空氣阻力一直做負(fù)功,小球機(jī)械能一直在減小,下降過(guò)程中的最低點(diǎn)的速度小于上升過(guò)程的最低點(diǎn)的速度,故排球被墊起時(shí)的速度最大,B正確;C.達(dá)到最高點(diǎn)速度為零,空氣阻力為零,此刻排球重力提供加速度不為零,C錯(cuò)誤;D.下落過(guò)程中,排球速度在變,所受空氣阻力在變,故排球所受的合外力在變化,排球在下落過(guò)程中做變加速運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。故選B。5.(2023·浙江·高考真題)如圖所示,在考慮空氣阻力的情況下,一小石子從O點(diǎn)拋出沿軌跡運(yùn)動(dòng),其中P是最高點(diǎn)。若空氣阻力大小與瞬時(shí)速度大小成正比,則小石子豎直方向分運(yùn)動(dòng)的加速度大?。ǎ〢.O點(diǎn)最大 B.P點(diǎn)最大C.Q點(diǎn)最大 D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程保持不變【答案】A【詳解】由于空氣阻力大小與瞬時(shí)速度大小成正比,小石子在O點(diǎn)時(shí)速度斜向上方,此時(shí)速度最大,空氣阻力斜向下方最大,上升過(guò)程與豎直方向夾角最小,故此時(shí)空氣阻力分解在豎直方向最大,根據(jù)牛頓第二定律可知此時(shí)豎直方向分運(yùn)動(dòng)的加速度最大。故選A。6.(2023·浙江·高考真題)一位游客正在體驗(yàn)蹦極,綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺(tái)縱身而下。游客從跳臺(tái)下落直到最低點(diǎn)過(guò)程中()A.彈性勢(shì)能減小 B.重力勢(shì)能減小C.機(jī)械能保持不變 D.繩一繃緊動(dòng)能就開(kāi)始減小【答案】B【詳解】游客從跳臺(tái)下落,開(kāi)始階段橡皮繩未拉直,只受重力作用做勻加速運(yùn)動(dòng),下落到一定高度時(shí)橡皮繩開(kāi)始繃緊,游客受重力和向上的彈力作用,彈力從零逐漸增大,游客所受合力先向下減小后向上增大,速度先增大后減小,到最低點(diǎn)時(shí)速度減小到零,彈力達(dá)到最大值。A.橡皮繩繃緊后彈性勢(shì)能一直增大,A錯(cuò)誤;B.游客高度一直降低,重力一直做正功,重力勢(shì)能一直減小,B正確;C.下落階段橡皮繩對(duì)游客做負(fù)功,游客機(jī)械能減少,轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,C錯(cuò)誤;D.繩剛繃緊開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi),彈力小于重力,合力向下做正功,游客動(dòng)能在增加;當(dāng)彈力大于重力后,合力向上對(duì)游客做負(fù)功,游客動(dòng)能逐漸減小,D錯(cuò)誤。故選B。7.(多選)(2023·全國(guó)·高考真題)使甲、乙兩條形磁鐵隔開(kāi)一段距離,靜止于水平桌面上,甲的N極正對(duì)著乙的S極,甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,兩者與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等。現(xiàn)同時(shí)釋放甲和乙,在它們相互接近過(guò)程中的任一時(shí)刻()
A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的動(dòng)量大小比乙的小C.甲的動(dòng)量大小與乙的相等 D.甲和乙的動(dòng)量之和不為零【答案】BD【詳解】對(duì)甲、乙兩條形磁鐵分別做受力分析,如圖所示
A.根據(jù)牛頓第二定律有由于m甲>m乙所以a甲<a乙由于兩物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,且同時(shí)由靜止釋放,可得v甲<v乙A錯(cuò)誤;BCD.對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言,由于μm甲g>μm乙g,合力方向向左,合沖量方向向左,所以合動(dòng)量方向向左,顯然甲的動(dòng)量大小比乙的小,BD正確、C錯(cuò)誤。故選BD。8.(2023·遼寧·高考真題)某大型水陸兩棲飛機(jī)具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演練中,該飛機(jī)在水面上由靜止開(kāi)始勻加速直線滑行并汲水,速度達(dá)到v?=80m/s時(shí)離開(kāi)水面,該過(guò)程滑行距離L=1600m、汲水質(zhì)量m=1.0×10?kg。離開(kāi)水面后,飛機(jī)攀升高度h=100m時(shí)速度達(dá)到v?=100m/s,之后保持水平勻速飛行,待接近目標(biāo)時(shí)開(kāi)始空中投水。取重力加速度g=10m/s2。求:(1)飛機(jī)在水面滑行階段的加速度a的大小及滑行時(shí)間t;(2)整個(gè)攀升階段,飛機(jī)汲取的水的機(jī)械能增加量ΔE?!敬鸢浮浚?),;(2)【詳解】(1)飛機(jī)做從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),平均速度為,則解得飛機(jī)滑行的時(shí)間為飛機(jī)滑行的加速度為(2)飛機(jī)從水面至處,水的機(jī)械能包含水的動(dòng)能和重力勢(shì)能,則機(jī)械能變化量為9.(2022·天津·高考真題)冰壺是冬季奧運(yùn)會(huì)上非常受歡迎的體育項(xiàng)目。如圖所示,運(yùn)動(dòng)員在水平冰面上將冰壺A推到M點(diǎn)放手,此時(shí)A的速度,勻減速滑行到達(dá)N點(diǎn)時(shí),隊(duì)友用毛刷開(kāi)始擦A運(yùn)動(dòng)前方的冰面,使A與間冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)減小,A繼續(xù)勻減速滑行,與靜止在P點(diǎn)的冰壺B發(fā)生正碰,碰后瞬間A、B的速度分別為和。已知A、B質(zhì)量相同,A與間冰面的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度取,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩冰壺均視為質(zhì)點(diǎn),A、B碰撞時(shí)間極短。求冰壺A(1)在N點(diǎn)的速度的大??;(2)與間冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)?!敬鸢浮浚?);(2)【詳解】(1)設(shè)冰壺質(zhì)量為,A受到冰面的支持力為,由豎直方向受力平衡,有設(shè)A在間受到的滑動(dòng)摩擦力為,則有設(shè)A在間的加速度大小為,由牛頓第二定律可得聯(lián)立解得由速度與位移的關(guān)系式,有代入數(shù)據(jù)解得(2)設(shè)碰撞前瞬間A的速度為,由動(dòng)量守恒定律可得解得設(shè)A在間受到的滑動(dòng)摩擦力為,則有由動(dòng)能定理可得聯(lián)立解得10.(2022·廣東·高考真題)圖是滑雪道的示意圖。可視為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)員從斜坡上的M點(diǎn)由靜止自由滑下,經(jīng)過(guò)水平NP段后飛入空中,在Q點(diǎn)落地。不計(jì)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的機(jī)械能損失,不計(jì)摩擦力和空氣阻力。下列能表示該過(guò)程運(yùn)動(dòng)員速度大小v或加速度大小a隨時(shí)間t變化的圖像是()A. B.C. D.【答案】C【詳解】設(shè)斜坡傾角為,運(yùn)動(dòng)員在斜坡MN段做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可得運(yùn)動(dòng)員在水平段做勻速直線運(yùn)動(dòng),加速度運(yùn)動(dòng)員從點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),加速度為重力加速度設(shè)在點(diǎn)的速度為,則從點(diǎn)飛出后速度大小的表達(dá)式為由分析可知從點(diǎn)飛出后速度大小與時(shí)間的圖像不可能為
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