第二課時(shí)：力與直線運(yùn)動(dòng)

專題一力與運(yùn)動(dòng)第2課時(shí)力與直線運(yùn)動(dòng)典例1如圖所示，一長為l的長方形木塊在水平面上以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。先后經(jīng)過1、2兩點(diǎn)，1、2之間有一定的距離，木塊通過1、2兩點(diǎn)所用時(shí)間分別為t1和t2。求：(1)木塊經(jīng)過位置1、位置2的平均速度大??；(2)木塊前端P在1、2之間運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間?！咀兪接?xùn)練】一位宇航員在某星球上完成自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：讓一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體從一定的高度自由下落，測得在第5s內(nèi)的位移是18m，則()A.物體在2s末的速度是20m/sB.物體在第5s內(nèi)的平均速度是3.6m/sC.物體在第2s內(nèi)的位移是20mD.物體在前5s內(nèi)的位移是50m【典例2】利用傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合，可以自動(dòng)作出物體運(yùn)動(dòng)的圖像。某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到運(yùn)動(dòng)小車的v-t圖像如圖所示，由此圖像可知()A.18s時(shí)的加速度大于13s時(shí)的加速度B.小車做曲線運(yùn)動(dòng)C.13s末小車距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)D.小車前10s內(nèi)的平均速度比后10s內(nèi)的大【變式訓(xùn)練1】將甲、乙兩小球先后以同樣的速度在距地面不同高度處豎直向上拋出,拋出時(shí)間間隔2s,它們運(yùn)動(dòng)的v-t圖像分別如直線甲、乙所示。則(

)A.t=2s時(shí),兩球高度相差一定為40mB.t=4s時(shí),兩球相對于各自拋出點(diǎn)的位移相等C.兩球從拋出至落到地面所用的時(shí)間間隔相等D.甲球從拋出至達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)間間隔與乙球的相等【變式訓(xùn)練2】滬昆高速公路限速120km/h,一般也要求速度不小于60km/h。冬天大霧天氣的時(shí)候高速公路經(jīng)常封道,否則會(huì)造成非常嚴(yán)重的車禍。如果某人大霧天開車在高速上行駛,設(shè)能見度(觀察者與能看見的最遠(yuǎn)目標(biāo)間的距離)為30m,該人的反應(yīng)時(shí)間為0.5s,汽車剎車時(shí)能產(chǎn)生的最大加速度的大小為5m/s2,為安全行駛,汽車行駛的最大速度是(

)A.10m/s B.15m/sC.10m/sD.20m/s典例3：A、B兩輛汽車在平直的公路上同向行駛。當(dāng)A車的速度為20m/s、B車的速度為4m/s且B車在A車前84m處時(shí)，B車開始以2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過6s后，B車加速度突然變?yōu)榱?，A車一直做勻速運(yùn)動(dòng)，求兩車經(jīng)過多長時(shí)間相遇？【變式訓(xùn)練1】t=0時(shí)，甲、乙兩汽車從相距70km的兩地開始相向行駛，它們的v-t圖像如圖所示。忽略汽車掉頭所需時(shí)間。下列對汽車運(yùn)動(dòng)狀況的描述正確的是()A.在第1小時(shí)末，乙車改變運(yùn)動(dòng)方向B.在第2小時(shí)末，甲、乙兩車相距10kmC.在前4小時(shí)內(nèi)，乙車運(yùn)動(dòng)加速度的大小總比甲車的大D.在第4小時(shí)末，甲、乙兩車相遇【變式訓(xùn)練2】為保障安全駕駛，公安部重新修訂《機(jī)動(dòng)車駕駛證申領(lǐng)和使用規(guī)定》，新規(guī)定于2013年1月1日起正式施行。如圖所示，在合安高速公路某處安裝了一臺(tái)500萬像素的固定雷達(dá)測速儀，可以準(zhǔn)確抓拍超速車輛以及測量運(yùn)動(dòng)車輛的加速度。若B為測速儀，A為汽車，兩者相距355m，此時(shí)刻B發(fā)出超聲波，同時(shí)A由于緊急情況而急剎車(視為勻變速直線運(yùn)動(dòng))，當(dāng)B接收到反射回來的超聲波信號(hào)時(shí)，A恰好停止，且此時(shí)A、B相距335m，已知聲速為340m/s。(1)求汽車剎車過程中的加速度；(2)若該路段汽車正常行駛時(shí)速度要求在60～110km/h，則該汽車剎車前的行駛速度是否合法？【變式訓(xùn)練3】2012年11月25日，中國首艘裝有幫助飛機(jī)起飛彈射系統(tǒng)的航母“遼寧艦”完成了殲-15首次起降飛行訓(xùn)練并獲得成功。已知?dú)?15在跑道上加速時(shí)可能產(chǎn)生的最大加速度為5.0m/s2，當(dāng)殲-15的速度達(dá)到50m/s時(shí)才能離開航空母艦起飛。設(shè)航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：(1)若要求殲-15滑行160m后起飛，彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)至少具有多大的初速度？(2)若“遼寧艦”上不裝彈射系統(tǒng)，要求殲-15仍能從此艦上正常起飛，問該艦身長⑤至少應(yīng)為多長？(3)若“遼寧艦”上不裝彈射系統(tǒng)，設(shè)航空母艦甲板長為L=160m，為使殲-15仍能從此艦上正常起飛，可采用先讓“遼寧艦”沿殲-15起飛方向以某一速度⑥勻速航行，再讓殲-15起飛，則“遼寧艦”的航行速度至少為多少？

【變式訓(xùn)練1】、DIS是由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)組成的信息采集處理系統(tǒng),某課外實(shí)驗(yàn)小組利用DIS系統(tǒng)研究電梯的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,他們在電梯內(nèi)做實(shí)驗(yàn),在電梯天花板上固定一個(gè)力傳感器,傳感器的測量掛鉤向下,在掛鉤上懸掛一個(gè)質(zhì)量為1.0kg的鉤碼,在電梯由靜止開始上升的過程中,計(jì)算機(jī)屏上顯示如圖所示的圖像,則(g取10m/s2)A.t1到t2時(shí)間內(nèi),電梯勻速上升B.t2到t3時(shí)間內(nèi),電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)C.t3到t4時(shí)間內(nèi),電梯處于超重狀態(tài)D.t1到t2時(shí)間內(nèi),電梯的加速度大小為5m/s2【變式訓(xùn)練1】

、如圖所示,質(zhì)量M=0.2kg的長木板靜止在水平地面上,與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1,另一質(zhì)量m=0.1kg的帶正電小滑塊以v0=8m/s初速度滑上長木板,滑塊與長木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5,小滑塊帶電量為q=2×10-3C,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程始終處于水平向右的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度E=1×102N/C,(g=10m/s2)求：(1)剛開始時(shí)小滑塊和長木板的加速度大小各為多少?(2)小滑塊最后停在距長木板左端多遠(yuǎn)的位置。(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量。【變式訓(xùn)練2】如圖所示，在光滑水平面上放著長為L、質(zhì)量為M的長木板，在長木板左端放一質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），開始時(shí)物塊和長木板均處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊和長木板間的接觸面是粗糙的.今對物塊m施加一水平向右的恒力，物塊與木板分離時(shí)木板的速度為v，下列說法正確的是()A.若只增大物塊質(zhì)量m，則相對滑動(dòng)過程木板的加速度不變，但分離時(shí)速度v變大Ｂ.若只增大物塊質(zhì)量m，則相對滑動(dòng)過程木板的加速度變大，但分離時(shí)速度v變小C.若只增大恒力F，則相對滑動(dòng)過程木板的加速度變大，分離時(shí)速度v也變大D.若只增大恒力F，則相對滑動(dòng)過程木板的加速度不變，分離時(shí)速度v變小【變式訓(xùn)練3】如圖所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力.現(xiàn)對木板施加方向水平向左，大小為0.6N的恒力，g取10m/s2則()A．木板和滑塊一直做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)B．滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．最終木板做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)D．最終木板做加速度為3m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)【變式訓(xùn)練1】如圖所示，相距為d的平行金屬板A、B豎直放置，在兩板之間水平放置一絕緣平板.有一質(zhì)量m、電荷量q（q>0）的小物塊在與金屬板A相距l(xiāng)處靜止.若某一時(shí)刻在金屬板A、B間加一電壓UAB=-，小物塊與金屬板只發(fā)生了一次碰撞，碰撞后電荷量變?yōu)?q，并以與碰前大小相等的速度反方向彈回.已知小物塊與絕緣平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，若不計(jì)小物塊電荷量對電場的影響和碰撞時(shí)間.則1）小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是多少？（2）小物塊碰撞后經(jīng)過多長時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)？停在何位置？例6.如圖（a）所示，用一水平外力F拉著一個(gè)靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體，逐漸增大F，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨外力F變化的圖象如圖（b）所示，若重力加速度g取10m/s2.根據(jù)圖（b）中所提供的信息可以計(jì)算出()A．物體的質(zhì)量B．斜面的傾角C．物體能靜止在斜面上所施加的最小外力D．加速度為6m/s2時(shí)物體的速度變式訓(xùn)練：如圖所示，水平地面上有兩塊完全相同的木塊A、B，水平推力F作用在A上，用FAB代表A、B間的相互作用力，下列說法可能正確的是()A．若地面是完全光滑的，則FAB=FB．若地面是完全光滑的，則FAB=F/2C．若地面是有摩擦的，且AB未被推動(dòng)，可能FAB=F/3D．若地面是有摩擦的，且AB被推動(dòng)，則FAB=F/2例7、如圖所示,水平傳送帶AB長L=10m,向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0=4m/s。一質(zhì)量為1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v1=6m/s的初速度從傳送帶右端B點(diǎn)沖上傳送帶,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,重力加速度g取10m/s2。求：(1)物塊相對地面向左運(yùn)動(dòng)的最大距離;(2)物塊從B點(diǎn)沖上傳送帶到再次回到B點(diǎn)所用的時(shí)間。【變式訓(xùn)練1】.如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ，以速度v0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶的上端輕輕放置一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ<tanθ，則下列選項(xiàng)中能客觀地反映小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的是()【變式訓(xùn)練2】一皮帶傳送裝置如圖所示,輕彈簧一端固定,另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊,已知滑塊與皮帶之間存在摩擦?，F(xiàn)將滑塊輕放在皮帶上,彈簧恰好處于自然長度且軸線水平。若在彈簧從自然長度到第一次達(dá)到最長的過程中,滑塊始終未與皮帶達(dá)到共速,則在此過程中滑塊的速度和加速度變化情況是(

)A.速度增大,加速度增大B.速度增大,加速度減小C.速度先增大后減小,加速度先增大后減小D.速度先增大后減小,加速度先減小后增大【變式訓(xùn)練3】.如圖所示，一平直的傳送帶以速率v=2m／s勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶把A處的工件不斷地運(yùn)送到同一水平面上的B處，A、B相距L=30m．從A處把工件輕輕放到傳送帶上，經(jīng)過時(shí)間t=20s能傳送到B處．假設(shè)A處每隔一定時(shí)間放上一工件，每小時(shí)運(yùn)送工件7200個(gè)，每個(gè)工件的質(zhì)量為m=2kg．求：(1)傳送帶上靠近B端的相鄰兩工件的距離．(2)不計(jì)輪軸處的摩擦，求帶動(dòng)傳送帶的電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率．練習(xí)．一傳送帶裝置示意圖如圖所示，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時(shí)是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時(shí)變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經(jīng)過CD區(qū)域時(shí)是傾斜的，AB和CD都與BC相切?，F(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個(gè)一個(gè)在A處放到傳送帶上，放置時(shí)初速為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到D處，D和A的高度差為h。穩(wěn)定工作時(shí)傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L。每個(gè)箱在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑動(dòng)（忽略經(jīng)BC段時(shí)的微小滑動(dòng)）。已知在一段相當(dāng)長的時(shí)間T內(nèi)，共運(yùn)送小貨箱的數(shù)目為N。這個(gè)裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，傳送帶與輪子間無相對滑動(dòng)，不計(jì)輪軸處的摩擦。求電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率P。

例8某同學(xué)利用驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置來測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋撏瑢W(xué)在通過實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上選取6個(gè)點(diǎn)，如圖所示，每兩個(gè)相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔均為T，其中1、2、3點(diǎn)相鄰，4、5、6點(diǎn)相鄰，在第1點(diǎn)之前、3點(diǎn)和4點(diǎn)之間還有若干不清晰的點(diǎn)．若測得:1、3兩點(diǎn)間的距離為s1，4、6兩點(diǎn)間的距離為s2，2、5兩點(diǎn)間的距離為s3，則:①計(jì)算5點(diǎn)速度的表達(dá)式是v5=______；②2點(diǎn)與5點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為______；③計(jì)算重力加速度的表達(dá)式是g=______．例9、如圖所示,一根輕質(zhì)彈簧上端是固定的,下端掛一質(zhì)量為m0的平盤,盤中有一物體,質(zhì)量為m,當(dāng)盤靜止時(shí),彈簧的長度比其自然長度伸長了l,現(xiàn)向下拉盤使彈簧再伸長Δl后停止,然后松手,設(shè)彈簧