物理專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第2講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律與直線運(yùn)動(dòng)

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1、第2講牛頓運(yùn)動(dòng)定律與直線運(yùn)動(dòng)第一篇 專題一 力與運(yùn)動(dòng)熱點(diǎn)精練1勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用熱點(diǎn)精練2運(yùn)動(dòng)圖像問(wèn)題欄目索引熱點(diǎn)精練3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用熱點(diǎn)精練4連接體問(wèn)題熱點(diǎn)精練1勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用知識(shí)方法鏈接1.解題思路解題思路(1)分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程，畫出過(guò)程示意圖.(2)標(biāo)出已知量、未知量.(3)選擇合適公式，列方程求解.注意：注意：(1)多過(guò)程問(wèn)題中兩過(guò)程間的連接點(diǎn)的速度是連接兩運(yùn)動(dòng)的紐帶，是解題的關(guān)鍵，要先設(shè)出.(2)多過(guò)程問(wèn)題用vt圖象輔助分析會(huì)更形象、簡(jiǎn)捷.(3)v、x、a等物理量是矢量，注意規(guī)定正方向，尤其是在一個(gè)過(guò)程中速度方向發(fā)生變化的情況.2.牢記解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的四種常用

2、方法牢記解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的四種常用方法3.處理剎車類問(wèn)題的思路：處理剎車類問(wèn)題的思路：先判斷剎車時(shí)間，再進(jìn)行分析計(jì)算.真題模擬精練答案解析1.(2015江蘇單科5)如圖1所示，某“闖關(guān)游戲”的筆直通道上每隔8 m設(shè)有一個(gè)關(guān)卡，各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉，放行和關(guān)閉的時(shí)間分別為5 s和2 s.關(guān)卡剛放行時(shí)，一同學(xué)立即在關(guān)卡1處以加速度2 m/s2由靜止加速到2 m/s，然后勻速向前，則最先擋住他前進(jìn)的關(guān)卡是A.關(guān)卡2 B.關(guān)卡3 C.關(guān)卡4 D.關(guān)卡5231圖1231解析解析由題意可知，該同學(xué)先加速后勻速，速度增大到2 m/s用時(shí)t11 s，在加速時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移x 1 m，t24 s，x2vt

3、28 m，已過(guò)關(guān)卡2，t32 s時(shí)間內(nèi)x34 m，關(guān)卡打開，t45 s，x4vt410 m，此時(shí)關(guān)卡關(guān)閉，距離關(guān)卡4還有1 m，到達(dá)關(guān)卡4還需t50.5 s，小于2 s，所以最先擋在面前的是關(guān)卡4，故C正確.2.(2017泰州中學(xué)期中)汽車在水平地面上因故剎車，可以看做是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系是：x16t2t2(m)，則它在停止運(yùn)動(dòng)前最后1 s內(nèi)的平均速度為A.6 m/s B.4 m/s C.2 m/s D.1 m/s231解析解析根據(jù)位移與時(shí)間的關(guān)系式：x16t2t2(m)，可知汽車剎車時(shí)的初速度v016 m/s，加速度a4 m/s2，根據(jù)速度與時(shí)間關(guān)系vv0at可得：汽車剎車用

4、時(shí)t4 s；則剎車后3 s末的速度為v3v0at316 m/s(4)3 m/s4 m/s，則最后1 s內(nèi)的平均速度為：答案解析3.(2017揚(yáng)州中學(xué)模擬)四個(gè)小球在離地面不同高度同時(shí)從靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，從開始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻起，每隔相等的時(shí)間間隔小球依次碰到地面.如圖所示，其中能反映出剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)各小球相對(duì)地面的位置的是答案解析231解析解析每隔相等的時(shí)間間隔小球依次碰到地面，可以知道第一個(gè)球經(jīng)過(guò)T時(shí)間落地，第二球落地的時(shí)間為2T，依次3T、4T.逆過(guò)來(lái)看，相當(dāng)于一個(gè)小球每經(jīng)過(guò)相等時(shí)間所到達(dá)的位置，可以知道相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移越來(lái)越大，所以從下而上，相鄰兩個(gè)小球之間的豎直位移越來(lái)越大.故B正確，

5、A、C、D錯(cuò)誤.231熱點(diǎn)精練2運(yùn)動(dòng)圖像問(wèn)題知識(shí)方法鏈接圖象問(wèn)題要圖象問(wèn)題要“四看四看”“”“一注意一注意”(1)看坐標(biāo)軸：看清坐標(biāo)軸所表示的物理量，明確因變量(縱軸表示的量)與自變量(橫軸表示的量)之間的制約關(guān)系.(2)看圖象：識(shí)別兩個(gè)相關(guān)量的變化趨勢(shì)，從而分析具體的物理過(guò)程.(3)看縱坐標(biāo)、“斜率”和“面積”：vt圖象中根據(jù)坐標(biāo)值、“斜率”和“面積”可分析速度、加速度和位移的大小、方向特點(diǎn).xt圖象中根據(jù)坐標(biāo)值、“斜率”可分析位移、速度的大小、方向特點(diǎn).(4)看交點(diǎn)：明確圖線與圖線的交點(diǎn)、圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)的物理意義.(5)一注意：利用vt圖象分析兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，要注意兩個(gè)物體的出發(fā)點(diǎn)，

6、即注意它們是從同一位置出發(fā)，還是從不同位置出發(fā).若從不同位置出發(fā)，要注意出發(fā)時(shí)兩者的距離.真題模擬精練答案解析4.(2016江蘇單科5)小球從一定高度處由靜止下落，與地面碰撞后回到原高度再次下落，重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，取小球的落地點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，豎直向上為正方向.下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中，能描述該過(guò)程的是5645645.(2017南京市、鹽城市一模)如圖2所示，E為斜面的中點(diǎn)，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一個(gè)小物體由頂端靜止釋放，沿斜面下滑到底端時(shí)速度為零.小物體下滑過(guò)程中位移x、速度v、合力F、加速度a與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示.以沿斜面向下為正方向，則下列圖象中可能正確的是答案解析564圖2

7、解析解析物體在光滑的斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移時(shí)間圖線的開口向上，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤.物體在前半段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后半段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由于到達(dá)底端的速度為零，則前半段和后半段的平均速度相等，由于位移相等，則在前半段和后半段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，故B正確.由B選項(xiàng)知，前半段和后半段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度等于勻減速直線運(yùn)動(dòng)的初速度，則勻加速和勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等，方向相反，則合力大小相等，方向相反，故C、D錯(cuò)誤.5646.(2017儀征中學(xué)模擬)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng).其位置時(shí)間圖象如圖3所示，則下列說(shuō)法正確的是A.該質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)速度為零B.該質(zhì)點(diǎn)在

8、t1 s時(shí)的速度大小為2 m/sC.該質(zhì)點(diǎn)在t0到t2 s時(shí)間內(nèi)的位移大小為6 mD.該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為2 m/s2答案解析564圖3該質(zhì)點(diǎn)在t1 s時(shí)的速度大小為vat41 m/s4 m/s，故B錯(cuò)誤.564熱點(diǎn)精練3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用知識(shí)方法鏈接1.分析動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的流程注意：注意：(1)抓好兩個(gè)分析：受力分析與運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，特別是多過(guò)程問(wèn)題，一定要明確各過(guò)程受力的變化、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的變化、速度方向的變化等.(2)求解加速度是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.2.陌生的圖象(非vt、xt等圖象)要先找圖象的函數(shù)關(guān)系式(根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程列方程，找出兩物理量在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中任一位置的關(guān)系，分離出因變量即可)，由

9、函數(shù)關(guān)系式確定截距、斜率等的物理意義.真題模擬精練答案7.(多選)(2015江蘇單科 6)一人乘電梯上樓，在豎直上升過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖線如圖4所示，以豎直向上為a的正方向，則人對(duì)電梯的壓力A.t2 s時(shí)最大 B.t2 s時(shí)最小C.t8.5 s時(shí)最大 D.t8.5 s時(shí)最小897圖4解析897解析解析由題圖知，在上升過(guò)程中，在04 s內(nèi)，加速度方向向上，F(xiàn)Nmgma，所以向上的加速度越大，電梯對(duì)人的支持力就越大，由牛頓第三定律可知，人對(duì)電梯的壓力就越大，故A正確，B錯(cuò)誤；由題圖知，在710 s內(nèi)加速度方向向下，由mgFNma知，向下的加速度越大，人對(duì)電梯的壓力就越小，故C錯(cuò)誤，D正確

10、.8.小明想抓獲池塘中的一條大魚，結(jié)果魚受驚后使出洪荒之力斜向右下方勻加速游向池塘深處而逃脫，如圖5所示，這時(shí)魚所受水的作用力方向可能是A.水平向左 B.水平向右C.豎直向上 D.豎直向下答案897圖59.為提高冰球運(yùn)動(dòng)員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1s0)處分別設(shè)置一個(gè)擋板和一面小旗，如圖6所示.訓(xùn)練時(shí)，讓運(yùn)動(dòng)員和冰球都位于起跑線上，教練員將冰球以速度v0擊出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板；冰球被擊出的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗.答案圖6訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達(dá)擋板時(shí)，運(yùn)動(dòng)員至少到達(dá)小旗處.假定運(yùn)動(dòng)員在滑行過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)，冰球到達(dá)擋板時(shí)的速

11、度為v1.重力加速度為g.求：(1)冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；897解析897解析解析設(shè)冰球的質(zhì)量為m，冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，加速度大小為a，由牛頓第二定律得mgma由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v12v022as0 (2)滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員的最小加速度.答案897解析解析解析冰球到達(dá)擋板時(shí)，滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員中，剛好到達(dá)小旗處的運(yùn)動(dòng)員的加速度最小.設(shè)這種情況下，冰球和運(yùn)動(dòng)員的加速度大小分別為a1和a2，所用的時(shí)間為t.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v02v122a1s0 897熱點(diǎn)精練4連接體問(wèn)題知識(shí)方法鏈接1.分析分析“滑塊滑塊滑板滑板”模型時(shí)要抓住一個(gè)轉(zhuǎn)折和兩個(gè)關(guān)聯(lián)模型時(shí)要抓住一個(gè)轉(zhuǎn)折和兩個(gè)關(guān)聯(lián)(1)一個(gè)

12、轉(zhuǎn)折滑塊與滑板達(dá)到相同速度或者滑塊從滑板上滑下是受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn).(2)兩個(gè)關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)折前、后受力情況之間的關(guān)聯(lián)和滑塊、滑板位移和板長(zhǎng)之間的關(guān)聯(lián).(3)兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的臨界條件加速度相同且兩物體間的摩擦力為最大靜摩擦力，分析此臨界條件前后物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是解題的關(guān)鍵.2.靈活應(yīng)用整體法與隔離法靈活應(yīng)用整體法與隔離法(1)整體法：在連接體問(wèn)題中，如果不需要求物體之間的相互作用力，且連接體的各部分具有相同的加速度，一般采用整體法列牛頓第二定律方程.(2)隔離法：如果需要求物體之間的相互作用力或?qū)τ诩铀俣炔煌倪B接體，一般采用隔離法列牛頓第二定律方程.真題模擬精練答案解析10.(多選)(20

13、16江蘇單科9)如圖7所示，一只貓?jiān)谧肋吤偷貙⒆啦紡聂~缸下拉出，魚缸最終沒(méi)有滑出桌面，若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，則在上述過(guò)程中A.桌布對(duì)魚缸摩擦力的方向向左B.魚缸在桌布上的滑動(dòng)時(shí)間和在桌面上的相等C.若貓?jiān)龃罄Γ~缸受到的摩擦力將增大D.若貓減小拉力，魚缸有可能滑出桌面111210圖7解析解析桌布對(duì)魚缸摩擦力的方向向右，A項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，魚缸的質(zhì)量為m，由牛頓第二定律可得魚缸在桌布和桌面上滑動(dòng)的加速度大小相同，均為ag，魚缸離開桌布時(shí)的速度為v，則魚缸在桌布上和在桌面上滑動(dòng)時(shí)間均為t ，B項(xiàng)正確；貓?jiān)龃罄r(shí)，魚缸受到的摩擦為Ffmg不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

14、若貓減小拉力，魚缸在桌布上加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng)，離開桌布時(shí)的速度vgt增大，加速運(yùn)動(dòng)的位移x1 增大，且魚缸在桌面上減速滑行的位移x2 也增大，則魚缸有可能滑出桌面，D項(xiàng)對(duì).11121011.(多選)如圖8甲所示，一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板靜置于光滑水平面上，其上放置一質(zhì)量為m的小滑塊.木板受到水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測(cè)出長(zhǎng)木板的加速度a與水平拉力F的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是A.小滑塊的質(zhì)量m2 kgB.小滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因 數(shù)為0.1C.當(dāng)水平拉力F7 N時(shí)，長(zhǎng)木板的 加速度大小為3 m/s2D.當(dāng)水平拉力F增大時(shí)，小滑塊的加速度一定增大圖8答案解析111

15、210由上可知：F大于6 N時(shí) aF20，由F4，a0，即得：0.2，所以aF4，當(dāng)F7 N時(shí)，長(zhǎng)木板的加速度為：a3 m/s2.故B錯(cuò)誤，C正確.11121012.(2017揚(yáng)州中學(xué)高三開學(xué)考試)如圖9所示，有1、2、3三個(gè)質(zhì)量均為m1 kg的物體，物體2與物體3通過(guò)不可伸長(zhǎng)輕繩連接，跨過(guò)光滑的定滑輪，設(shè)長(zhǎng)板2到定滑輪足夠遠(yuǎn)，物體3離地面高H5.75 m，物體1與長(zhǎng)板2之間答案解析的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2.長(zhǎng)板2在光滑的桌面上從靜止開始釋放，同時(shí)物體1(可視為質(zhì)點(diǎn))在長(zhǎng)板2的左端以v4 m/s的初速度開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好沒(méi)有從長(zhǎng)板2的右端掉下，g取10 m/s2.求：(1)長(zhǎng)板2開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加

16、速度大?。?11210圖9答案答案6 m/s2解析解析設(shè)向右為正方向物體1：mgma1a1g2 m/s2物體2：FTmgma2物體3：mgFTma3且a2a3111210解析解析設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1物體1和長(zhǎng)板2速度相等v1va1t1a2t1，代入數(shù)據(jù)解得t10.5 s，v13 m/s所以長(zhǎng)板2的長(zhǎng)度L0 x1x21 m111210(2)長(zhǎng)板2的長(zhǎng)度L0;答案答案1 m答案解析(3)當(dāng)物體3落地時(shí)，物體1在長(zhǎng)板2上的位置.解析111210答案答案答案物體1在長(zhǎng)板2的最左端111210解析解析此后，假設(shè)物體1、2、3相對(duì)靜止一起加速FT12mamgFT1ma，即mg3ma對(duì)物體1分析：Ff靜ma3.3 NFfmg2 N，故假設(shè)不成立，物體1和長(zhǎng)板2相對(duì)滑動(dòng)物體1：a4g2 m/s2物體2：FT2mgma5物體3：mgFT2ma6且a5a6得111210整體下落高度hHx25 m解得t21 shx31 m物體1在長(zhǎng)板2的最左端.