牛頓運(yùn)動定律-2019年高考物理之高頻含解析

解密03牛癌送劭系迷

導(dǎo)航叫丁考綱要求

核心考點(diǎn)

牛頓運(yùn)動定律及其應(yīng)用11

超重和失重I

網(wǎng)拾知命不

[■內(nèi)容

‘定義

牛頓第一定律

慣性兩種表現(xiàn)

決定因素:

I質(zhì)量

「內(nèi)容

牛頓第二定律J表達(dá)式：F=ma

'已知受力情況求運(yùn)動情況

動力學(xué)兩類基本問題?

牛頓運(yùn)動定律.已知運(yùn)動情況求受力情況

內(nèi)容

牛頓第三定律?

作用力與反作用力

%至=w(g+o)>G

、響上

4至七型=m(g_a)<G

超重和失重失重值下

完全失重旦產(chǎn)。

4=0且向下

已解密港支凄

考點(diǎn)1劭力當(dāng)中的圖彖問題

名/必備和史

物理公式與物理圖象的結(jié)合是一種重要題型，也是高考的重點(diǎn)及熱點(diǎn)。

1.常見的圖象有：v-f圖象，圖象，尸T圖象，F(xiàn)T圖象，圖象等。

2.圖象間的聯(lián)系：加速度是聯(lián)系A(chǔ)f圖象與FT圖象的橋梁。

3.圖象的應(yīng)用

(1)已知物體在一過程中所受的某個(gè)力隨時(shí)間變化的圖線，要求分析物體的運(yùn)動情況。

(2)已知物體在一運(yùn)動過程中速度、加速度隨時(shí)間變化的圖線，要求分析物體的受力情況。

(3)通過圖象對物體的受力與運(yùn)動情況進(jìn)行分析。

4.解題策略

(1)弄清圖象斜率、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)的物理意義。

(2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖象對應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖象與公式”、"圖象與物體”間的關(guān)系，

以便對有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷。

5.分析圖象問題時(shí)常見的誤區(qū)

(1)沒有看清縱、橫坐標(biāo)所表示的物理量及單位。

(2)不注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開始。

(3)不清楚圖線的點(diǎn)、斜率、面積等的物理意義。

(4)忽視對物體的受力情況和運(yùn)動情況的分析。

/東鈉

(2018?四川綿陽中學(xué))水平地面上質(zhì)量為加=6kg的物體，在大小為12N的水平拉力產(chǎn)的作用下做

勻速直線運(yùn)動，從戶2.5m位置處拉力逐漸減小，力尸隨位移x變化規(guī)律如圖所示，當(dāng)戶7m時(shí)拉力減為零,

物體也恰好停下，取g=10m/s2,下列結(jié)論正確的是

A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5

B.合外力對物體所做的功為57J

C.物體在減速階段所受合外力的沖量為12N?S

D.物體勻速運(yùn)動時(shí)的速度為3m/s

【參考答案】D

【試題解析】勻速時(shí)應(yīng)有：F=f=Rmg,解得動摩擦因數(shù)〃=0.2,故A錯(cuò)誤；根據(jù)可知，F(xiàn)-s圖象

25+7

與，軸所夾圖形的面積即為產(chǎn)做的功，可求出力產(chǎn)對物體所做的功為FT=Fs==—xl2J=57J,摩擦

2

力做功為=一力=所以合外力做的功為：故錯(cuò)誤；對全

J-12x7J=-84J,SWZ=57-84=-27J,B

過程由動能定理應(yīng)有：耳］=0一弋加￡,解得：％=3m/s,故D正確；根據(jù)動量定理可得物體在減速階

段所受合外力的沖量為/士=0-wvb=-18Nr,故C錯(cuò)誤。

1.如圖1所示，一個(gè)靜止在光滑水平面上的物塊，在U0時(shí)給它施加一個(gè)水平向右的作用力F,尸隨時(shí)間，

變化的關(guān)系如圖2所示，則物塊速度v隨時(shí)間f變化的圖象是

【答案】c

【解析】由圖可以，物體所受合外力先減小后增大，根據(jù)牛頓第二定律a=￡可知，加速度先減小后增

大，速度時(shí)間圖象的斜率表示加速度，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

考點(diǎn)2劭力學(xué)中裳體武易惡離讀的虎用

名/必備加鑰

1.方法概述

(1)整體法是指對物理問題的整個(gè)系統(tǒng)或過程進(jìn)行研究的方法。

(2)隔離法是指從整個(gè)系統(tǒng)中隔離出某一部分物體，進(jìn)行單獨(dú)研究的方法。

2.涉及隔離法與整體法的具體問題類型

(1)涉及滑輪的問題

若要求繩的拉力，一般都必須采用隔離法。例如，繩跨過定滑輪連接的兩個(gè)物體雖然加速度大小相同,

但方向不同，故采用隔離法。

(2)水平面上的連接體問題

①這類問題一般多是連接體(系統(tǒng))中各物體保持相對靜止，即具有相同的加速度。解題時(shí)，一般采

用先整體、后隔離的方法。

②建立坐標(biāo)系時(shí)也要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正交分解加速度。

(3)斜面體與上面物體組成的連接體問題

當(dāng)物體具有沿斜面方向的加速度，而斜面體相對于地面靜止時(shí)，解題時(shí)一般采用隔離法分析。

3.解題思路

(1)分析所研究的問題適合應(yīng)用整體法還是隔離法。

(2)對整體或隔離體進(jìn)行受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律確定整體或隔離體的加速度。

(3)結(jié)合運(yùn)動學(xué)方程解答所求解的未知物理量。

亍東的

（2018?湖南淑浦圣達(dá)學(xué)校）如圖，小球A的質(zhì)量為2%,小球B和C的質(zhì)量均為機(jī)，B、C兩球到結(jié)

點(diǎn)P的輕繩長度相等，滑輪摩擦不計(jì)。開始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顮睿F(xiàn)讓8、C兩球以某角速度“在水平面內(nèi)

做圓錐擺運(yùn)動時(shí)，A球?qū)?/p>

A.向上做加速運(yùn)動

B.向下做加速運(yùn)動

C.保持平衡狀態(tài)

D.做勻速圓周運(yùn)動

【參考答案】C

【試題解析】8球、C球和兩根細(xì)線整體受重力和細(xì)線向上的拉力，設(shè)整體下降的加速度為“，根據(jù)牛

頓第二定律，有：2mg-7=2相?〃；對A球受力分析，受重力和拉力，根據(jù)牛頓第二定律，有：T-2mg=2ma；

聯(lián)立解得：〃=0,即A球?qū)⒈３朱o止，處于平衡狀態(tài)；故選C。

芻圾解秣動

1.如圖所示，傾角為。的斜面體C置于水平面上，8置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與A相連接,

A.B受到C的摩擦力一定不為零

B.C受到水平面的摩擦力一定為零

C.不論8、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對C的摩擦力方向一定向左

D.水平面對C的支持力與8、C的總重力大小相等

【答案】c

【解析】對物體8：當(dāng)小喏rwgsin?時(shí)。BC間摩擦力為0,故A錯(cuò)誤。BC整體受到豎直向下的重力、

豎直向上的支持力和斜向右上方的繩的拉力，而繩的拉力可分解為豎直向上的分力和水平向右的分力，

由于3c靜止。由平衡條件知必有水平面對C的水平向左的摩擦力與拉力的水平分力平衡，所以水平面

對C的摩擦力不可能為0,故B錯(cuò)誤。由對B項(xiàng)的解析知：故C正確。對8。整體而言，由于拉力有豎

直向上的分力，故水平面對C的支持力等于BC的總重力減分力。所以水平面對C的支持力不等于BC

的總重力。故D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)3用牛頓第二爽律解決酸忖加速看冏題

W必備知鑰

i.在分析瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系時(shí)應(yīng)注意區(qū)分動力學(xué)中的幾種模型。

受外力時(shí)的形變量力能否突變產(chǎn)生拉力或壓力

輕繩微小不計(jì)可以只有拉力沒有壓力

輕橡皮繩較大不能只有拉力沒有壓力

輕彈簧較大不能既可有拉力；也可有壓力

輕桿微小不計(jì)可以既可有拉力；也可有壓力

2.分析瞬時(shí)問題的注意要點(diǎn)：

（1）物體的受力情況和運(yùn)動情況是時(shí)刻對應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)

動分析。

（2）分析物體的瞬時(shí)問題，關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的受力情況和運(yùn)動情況，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)

加速度。

（3）分析此類問題應(yīng)特別注意繩或線類、彈簧或橡皮繩類模型的特點(diǎn)。

（4）加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個(gè)過程的積累，不會發(fā)生突變。

/東鈉

如圖所示，吊籃A、物體8、物體C的質(zhì)量均為加，B和C分別固定在豎直彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不

計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)在輕繩懸掛下處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將懸掛吊籃的輕繩剪斷，在輕繩剛斷的瞬間

A.物體B的加速度大小為g

B.物體C的加速度大小為2g

C.吊籃A的加速度大小為3g

D.A、C間的彈力大小為0.5wg

【參考答案】D

【試題解析】在輕繩剛斷的瞬間，彈簧的彈力不能突變，則物體B受力情況不變，故物體B的加速度

大小為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。將C和A看成一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律得，a上="+2"*=%+"謳=1”,

2m2m

即A、C的加速度均為1.5g,故B、C錯(cuò)誤。剪斷細(xì)線的瞬間，A受到重力和C對A的作用力，對A:Fc+mg=m。。

得：Fc=ma-mg=0.5mg,故D正確。

名限蹤秣習(xí)

1.（2018?福建泉州三中）如圖所示，質(zhì)量為例的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定在框架上，下

端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上下振動時(shí)，框架始終沒有跳起，當(dāng)框架對地面壓力為零瞬間，小球

的加速度大小為

igB.C.0D,(M+〃/

mm

【答案】D

【解析】當(dāng)框架對地面壓力為零瞬間，框架受重力和彈警的彈力處于平衡，則有：尸=?應(yīng)，隔離對小球

分析，根據(jù)牛頓第二定律得：聲，咫=淚。，解得：。=三警="產(chǎn)=勺^，方向豎直向下，故

m?1m

D正確。

考14劭力當(dāng)中的臨界冏敗

名必備加丑

1.當(dāng)物體的運(yùn)動從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時(shí)必然有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對應(yīng)的狀態(tài)叫做臨

界狀態(tài)；在臨界狀態(tài)時(shí)必須滿足的條件叫做臨界條件。用變化的觀點(diǎn)正確分析物體的受力情況、運(yùn)動狀態(tài)

變化情況，同時(shí)抓住滿足臨界值的條件是求解此類問題的關(guān)鍵。

2.臨界或極值條件的標(biāo)志

(1)有些題目中有“剛好”、“恰好”、"正好”等字眼，表明題述的過程存在著臨界點(diǎn)；

(2)若題目中有“取值范圍”、“多長時(shí)間”、“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在著“起止點(diǎn)”，而

這些起止點(diǎn)往往就是臨界狀態(tài)；

(3)若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個(gè)極值點(diǎn)

往往是臨界點(diǎn)；

(4)若題目要求“最終加速度”、“穩(wěn)定加速度''等，即是要求收尾加速度或收尾速度。

3.產(chǎn)生臨界問題的條件

(1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是：彈力FN=O。

(2)相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時(shí)，常存在著靜摩擦力，則相對滑動的臨界

條件是：靜摩擦力達(dá)到最大值。

(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張

力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛的臨界條件是Fr=O。

(4)加速度最大與速度最大的臨界條件：當(dāng)物體在受到變化的外力作用下運(yùn)動時(shí)，其加速度和速度都

會不斷變化，當(dāng)所受合外力最大時(shí)，具有最大加速度；合外力最小時(shí)，具有最小加速度。當(dāng)出現(xiàn)速度有最

大值或最小值的臨界條件時(shí)，物體處于臨界狀態(tài)，所對應(yīng)的速度便會出現(xiàn)最大值或最小值。

一--Z東鈉

如圖所示，質(zhì)量均為，"的4、8兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止，用大小等于機(jī)g的恒力/向上拉

B,運(yùn)動距離〃時(shí);B與A分離，下列說法正確的是

r

B

A.8和A剛分離時(shí)，彈簧長度等于原長

B.B和A剛分離時(shí)，它們的加速度為g

C.彈簧的勁度系數(shù)等于等

h

D.在B和A分離前，它們做勻加速直線運(yùn)動

【參考答案】C

【試題解析】4、B分離前，A、B共同做加速運(yùn)動，由于尸是恒力，而彈力是變力，故A、B做變加速

直線運(yùn)動，當(dāng)兩物體要分離時(shí)，尸.=0

對B：F-mg=ma

對A:kx-mg=ma

即尸=丘時(shí)，A、B分離,此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)

由尸=/ng,拉B前設(shè)彈簧壓縮量為沏，則

2mg=kx。,h=x(j-x

解以上各式得

k=鱉

h

綜上所述，只有C項(xiàng)正確

名限豚棟可

1.如圖所示，左右?guī)в泄潭〒醢宓拈L木板放在水平桌面上，物體M放于長木板上靜止，此時(shí)彈簧對物體的

壓力為3N,物體的質(zhì)量為0.5kg,物體與木板之間無摩擦，現(xiàn)使木板與物體M一起以6m/s2的加速度

向左沿水平方向做勻加速運(yùn)動時(shí)

A.物體對左側(cè)擋板的壓力等于零

B.物體對左側(cè)擋板的壓力等于3N

C.物體受到4個(gè)力的作用

D.彈簧對物體的壓力等于6N

【答案】A

【解析】物體靜止時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力戶3No當(dāng)物體向左加速運(yùn)動時(shí)，若物體對左擋板的壓

力為零，由牛頓第二定律知：/=解得：a=6m/s：,當(dāng)加速度大于a=6m/s：,物體離開左擋

板，彈箸長度變矩，當(dāng)加速度小于a=6m/s：時(shí)，物體對左擋板產(chǎn)生壓力，彈箸長度不變，所以可知選

項(xiàng)A正確BD錯(cuò)誤；當(dāng)加速度a=6m/s：時(shí)，物體受重力、支持力和彈力，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

考-5傳送帶模型冏題

名我備笈鋼

i.建模指導(dǎo)

傳送帶模型問題包括水平傳送帶問題和傾斜傳送帶問題。

(1)水平傳送帶問題：求解的關(guān)鍵在于對物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷。判斷摩擦力時(shí)要注

意比較物體的運(yùn)動速度與傳送帶的速度，也就是分析物體在運(yùn)動位移x(對地)的過程中速度是否和傳送帶

速度相等。物體的速度與傳送帶速度相等的時(shí)刻就是物體所受摩擦力發(fā)生突變的時(shí)刻。

(2)傾斜傳送帶問題：求解的關(guān)鍵在于認(rèn)真分析物體與傳送帶的相對運(yùn)動情況，從而確定其是否受到

滑動摩擦力作用。如果受到滑動摩擦力作用應(yīng)進(jìn)一步確定其大小和方向，然后根據(jù)物體的受力情況確定物

體的運(yùn)動情況。當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時(shí)，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變。

2.模型特征

(1)水平傳送帶模型

項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動情況

(1)可能一直加速

情景1fa)

(2)可能先加速后勻速

(1)WX時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速

情景2

(2)為。時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速

(1)傳送帶較短時(shí)，滑塊一直減速達(dá)到左端

情景3(2)傳送帶足夠長時(shí)，滑塊還要被傳送帶傳回右端。其中v>v

(T--------0

返回時(shí)速度為V,當(dāng)v0<v返回時(shí)速度為V0

(2)傾斜傳送帶模型

項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動情況

(1)可能一直加速

情景1

(2)可能先加速后勻速

(1)可能一直加速

情景2產(chǎn)(2)可能先加速后勻速

(3)可能先以0加速后以。2加速

3.思維模板

4.分析傳送帶問題的關(guān)鍵是判斷摩擦力的方向。

要注意抓住兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻:一是初始時(shí)刻，根據(jù)物體速度v物和傳送帶速度v傳的關(guān)系確定摩擦力的方向,

二是當(dāng)v物』傳時(shí)，判斷物體能否與傳送帶保持相對靜止。

名/希市示例

(2018?山西臨汾一中)傾角。=37。的斜面底端與水平傳送帶平滑接觸，傳送帶5c長L=6m,始終

以％=6m/s的速度順時(shí)針運(yùn)動。一個(gè)質(zhì)量m=lkg的物塊從距斜面底端高度々=5.4m的A點(diǎn)由靜止滑下,

物塊通過2點(diǎn)時(shí)速度的大小不變。物塊與斜面、物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)分別為4=0.5、趣=0-2,傳

送帶上表面在距地面一定高度處，g取lOm/s?。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

（1）求物塊由4點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的時(shí)間；

（2）求物塊距斜面底端高度滿足什么條件時(shí)，將物塊靜止釋放均落到地面上的同一點(diǎn)

【參考答案】（1）4s（2）1.8m</?<9m

【試題解析】（1）A到3,由動能定理得：-/^mgcos6-=1mvf

sin^2

得以=6m/s

由牛頓第二定律得：於gsin夕一"17Mgeos，="4

得q=2m/s?

根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得：r1=%=3s

a\

L?

3到C,由題可知，物塊做勻速直線運(yùn)動，則有，2=—=lS

VB

A至UC總時(shí)間：f=4-q=4s

（2）要使物塊落在地面上同一點(diǎn)，物塊在。點(diǎn)速度/=%=6ms

①當(dāng)距傳送帶底端高度為h2時(shí)，物塊滑上傳送帶后一直做句加速運(yùn)動

2

A到C,由動能定理得：mgh,-^mgeosd-i+^mgL=-mv0

snp2

得%=1.8m

②當(dāng)距傳送帶底端高度為為時(shí)，物塊滑上傳送帶后一直做勻減速運(yùn)動

A到C,由動能定理得：mgh,-從mgeosH--^―-%mgL=1mv^

snp'2

得h3=9m

故1.8m4力49m

芻砥解林司

1.（2018?江西師大附中）如圖是工廠流水生產(chǎn)線包裝線示意圖，質(zhì)量均為m=2.5kg、長度均為/=0.36m

的產(chǎn)品在光滑水平工作臺AB上緊靠在一起排列成直線（不粘連），以均=0.6m/s的速度向水平傳送帶

運(yùn)動，設(shè)當(dāng)每個(gè)產(chǎn)品有一半長度滑上傳送帶時(shí)，該產(chǎn)品即刻受到恒定摩擦力Frnmg而做勻加速運(yùn)動，

當(dāng)產(chǎn)品與傳送帶間沒有相對滑動時(shí)，相鄰產(chǎn)品首尾間距離保持2/（如圖）被依次送入自動包裝機(jī)C進(jìn)行

包裝。觀察到前一個(gè)產(chǎn)品速度達(dá)到傳送帶速度時(shí)，下一個(gè)產(chǎn)品剛好有一半滑上傳送帶而開始做勻加速運(yùn)

動。^=10m/s2o試求：

C

,4,,,1____，1____

A''1-1，~

(1)傳送帶的運(yùn)行速度I，；

(2)產(chǎn)品與傳送帶間的動摩擦因數(shù)小

(3)滿載工作時(shí)與空載時(shí)相比，傳送帶驅(qū)動電動機(jī)增加的功率△「；

(4)為提高工作效率，工作人員把傳送帶速度調(diào)成d=2.4m/s,已知產(chǎn)品送入自動包裝機(jī)前已勻速運(yùn)動，

求第(3)問中的AP?第(3)問中在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)的等效AP”?

【答案】(1)1.8m/s(2)〃=0.2(3)9W(4)18W

【解析】(1)產(chǎn)品在平臺和傳送帶上不積壓、不斷流，則產(chǎn)品在平臺上運(yùn)動/與在傳送帶上最終

運(yùn)動3/距離所用時(shí)間相等設(shè)為匕則片(=9

解得他送帶速度3vo=L8m/s,r=0.6s

(2懈法一：產(chǎn)品滑上傳送帶后做初速度為M的勻加速運(yùn)動，設(shè)加速時(shí)間為h依題意，

前一個(gè)產(chǎn)品加速結(jié)束時(shí)下一個(gè)產(chǎn)品剛好開始加速，因此r'=M).6s

由速度公式得v=vo+M

由牛頓第二定律Ft=ma

聯(lián)立代入Fj=.umS

解得W=0.2

解法二：產(chǎn)品滑上傳送帶后做初速度為優(yōu)的勻加速運(yùn)動，設(shè)加速時(shí)間為匕則從前一個(gè)產(chǎn)品加速開始,

到下一個(gè)產(chǎn)品達(dá)到傳送帶速皮所用時(shí)間為2人

對前一個(gè)產(chǎn)品占=-V?丁

對下一個(gè)產(chǎn)品4

且X|-X2=3/

解停f=0.6s

由速度公式得v=vo+出

由牛頓第二定律可知E-ma

聯(lián)立代入Ff=umg

解得右0.2

(3)由r=0fs=r可知，傳送帶上始終只有一個(gè)產(chǎn)品正在加速，

所以傳送帶驅(qū)動電動機(jī)增加的功率0F”

聯(lián)立解得AP=9W

(4)兩種情況，若是兩個(gè)產(chǎn)品正在加速AP=E=24\V,若是一個(gè)產(chǎn)品正在加速AP=4v=12W

時(shí)間足夠長，兩個(gè)產(chǎn)品加速和一個(gè)產(chǎn)品加速的時(shí)間近似相等，等效的AP=(24-12)&=18W

考點(diǎn)6滑塊一木板模型

名/於備勤鶴

i.建模指導(dǎo)

解此類題的基本思路：(1)分析滑塊和木板的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加

速度；(2)對滑塊和木板進(jìn)行運(yùn)動情況分析，找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系，建立方程。特

別注意滑塊和木板的位移都是相對地面的位移。

2.模型特征

上、下疊放兩個(gè)物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動。

3.思維模板

/物理一確定滑塊一木板模叔

'選研身］

對滑塊、木板分別受力分析

醯潞森果！判斷是否存在速度相等的“簿界點(diǎn)“

無臨界而塊與木二定相同時(shí)間內(nèi)的位|

移關(guān)系,列?求解

滑塊,孑由隔離法

由

使

木板沒體

法求滑塊與假體列式

分離.求

系木板間摩

統(tǒng)

假設(shè)速加擦力丐及

『跪立

速

度相等度出大靜摩

后加速

擦力

度也相7分別的式

等

4.分析滑塊一木板模型問題時(shí)應(yīng)掌握的技巧

(1)分析題中滑塊、木板的受力情況，求出各自的加速度。

(2)畫好運(yùn)動草圖，找出位移、速度、時(shí)間等物理量間的關(guān)系。

(3)知道每一過程的末速度是下一過程的初速度。

(4)兩者發(fā)生相對滑動的條件：①摩擦力為滑動摩擦力。②二者加速度不相等。

5.滑塊一木板模型臨界問題的求解思路

，東鈉

一質(zhì)量為M的物體尸靜止與粗糙水平地面，其截面如圖所示。圖中而為粗糙的水平面，長度為乙，

兒為一光滑斜面，斜面傾角為優(yōu)斜面和水平面通過與質(zhì)和比均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接?，F(xiàn)有

一質(zhì)量為，”的木塊以一定的水平初速度從〃點(diǎn)向左運(yùn)動，在斜面上上升最大高度后下滑，返回后恰好停在

。點(diǎn)，此過程中物體P運(yùn)動狀態(tài)始終不變。已知水平地面與物體P之間動摩擦因數(shù)為小，物體戶的水平面

必與木塊之間動摩擦因數(shù)為償，重力加速度為g。求：

(1)木塊在成段運(yùn)動時(shí)，物體P受到地面的摩擦力/；

(2)木塊在斜面上運(yùn)動的加速度”；

(3)木塊在曲水平面上運(yùn)動的總時(shí)間。

【參考答案】(1)f=%mg

【試題解析】⑴f=^mg

,、mgsin，.八

(2)a=-....=gsin，

mg

(3)設(shè)木塊以速度w由“i減速運(yùn)動到從到達(dá)匕時(shí)速度為％用時(shí)外；由6返回”用時(shí)打

f

4=一=%g

m

rd1「

v=vQ-altl

T1「

Z=vr:一彳碇

Q=v-alt2

"L…恁

名/砥豚林動

1.（2018?四川南充高中）長為1.5m的長木板B靜止放在水平冰面上，小物塊A以某一初速度從木板B

的左端沖上長木板8,直到4、8的速度達(dá)到相同，此時(shí)A、8的速度為0.4m/s,然后A、8又一起在水

平冰面上滑行了8.0cm。若小物塊4可視為質(zhì)點(diǎn)，它與長木板B的質(zhì)量相同,A、B間的動摩擦因數(shù)出=0.25。

求：（取gUOm/s?）

（1）木板與冰面的動摩擦因數(shù)。

（2）小物塊相對長木板滑行的距離。

（3）為了保證小物塊不從木板的右端滑落，小物塊滑上長木板時(shí)的初速度應(yīng)滿足什么條件。

【答案】(1)010(2)0.96m(3)3.0m/s

1解析】（D48一起運(yùn)動時(shí)，受冰面對它的滑動摩擦力，做勻減速運(yùn)動，加速度&=唐:“唯=出?

上m

口V21

且a=—=1ms*；

2s

解得木板與冰面的動摩擦因數(shù)例=01。

<2）小物塊A在長木板上受木板對它的滑動摩擦力，做勻減速運(yùn)動，加速度4==2.5ms:

小物塊/在木板上滑動時(shí)，木板3受小物塊乂的滑動摩擦力和冰面的滑動摩擦力，做勻加速運(yùn)動，有

,a1mg-%（2m）g=mai

解得加速為4=050ms：

設(shè)小物塊沖上木板時(shí)的初速度為”o,經(jīng)時(shí)間/后45的速度相同為v

由長木板的運(yùn)動得v=生工

V

解得滑行時(shí)間r=—=0-8s

a：

小物塊沖上木板的初速度％=-寄=2一4ms

小物塊A在長木板B上滑動的距離為As=外一與=4"-;1a2r=0.96m

（3）小物塊乂的初速度越大，它在長木板B上滑動的距離越大，當(dāng)滑動距離達(dá)到木板5的最右端時(shí)，

兩者的速度相等（設(shè)為V）,這種情況下4的初速度為保證不從木板上滑落的最大初速度，設(shè)為V。

有引廣_|與廠=Z

/一M=4

v'=a2t

由上三式解得，為了保證小物塊不從木板的右端滑落，小物塊沖上長木板的初速度不大于最大初速度

VQ=《2（ai+a2、L=3.0ms

:映射方考不

.（2018?新課標(biāo)I卷）如圖，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，

現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運(yùn)動，以x表示P離開靜止位置的位移，在

彈簧恢復(fù)原長前，下列表示尸和x之間關(guān)系的圖象可能正確的是

【解析】本題考查牛頓運(yùn)動定律、勻變速直線運(yùn)動規(guī)律'力隨位移變化的圖線及其相關(guān)的知識點(diǎn)。

由牛頓運(yùn)動定律，F(xiàn)-mg+F^=ma,F=&xj-x）m0=1咫，聯(lián)立解得對比題給的四個(gè)圖象，可能

正確的是Ao

2.（2018?浙江新高考）如圖所示，小芳在體重計(jì)上完成下蹲動作，下列FT圖象能反應(yīng)體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)

間變化的是

【答案】C

【解析】對人的運(yùn)動過程分析可知，人下蹲的過程可以分成兩段：人在加速下蹲的過程中，有向下的加

速度，處于失重狀態(tài)，此時(shí)人對傳感器的壓力小于人的重力的大??；在減速下蹲的過程中，加速度方向

向上，處于超重狀態(tài)，此時(shí)人對傳感器的壓力大于人的重力的大小，故c正確，A.B、D錯(cuò)誤。

3.（2018?江蘇卷）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，。點(diǎn)為彈簧在原長時(shí)物塊的位

置。物塊由A點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動，最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)。在從A到8的過程中，

物塊

一一

AOB

A.加速度先減小后增大

B.經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度最大

C.所受彈簧彈力始終做正功

D.所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功

【答案】AD

【解析】本題考查力與運(yùn)動的關(guān)系和功能關(guān)系，意在考查學(xué)生的綜合分析能力。物體從A點(diǎn)到。點(diǎn)過程，

彈力逐漸減為零，剛開始彈簧彈力大于摩擦力，故可分為彈力大于摩擦力過程和彈力小于摩擦力過程：

彈力大于摩擦力過程，合力向右，加速度也向右，由于彈力減小，摩擦力不變，小球所受合力減小加速

度減小，彈力等于摩擦力時(shí)速度最大，此位置在A點(diǎn)與。點(diǎn)之間；彈力小于摩擦力過程，合力方向與運(yùn)

動方向相反，彈力減小，摩擦力大小不變，物體所受合力增大，物體的加速度隨彈簧形變量的減小而增

力口，物體作減速運(yùn)動；從。點(diǎn)到8點(diǎn)的過程彈力增大，合力向左，加速度繼續(xù)增大，選項(xiàng)A正確、選

項(xiàng)B錯(cuò)誤；從A點(diǎn)到。點(diǎn)過程，彈簧由壓縮恢復(fù)原長彈力做正功，從。點(diǎn)到8點(diǎn)的過程，彈簧伸長，

彈力做負(fù)功，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從A到8的過程中根據(jù)動能定理彈簧彈力做的功等于物體克服摩擦力做的

功，故選項(xiàng)D正確。

4.（2016?新課標(biāo)全國I卷）一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動，現(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)

生改變，則

A.質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同

B.質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直

C.質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同

D.質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變

【答案】BC

【解析】因?yàn)樵瓉碣|(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動，合外力為0,現(xiàn)在施加一恒力，質(zhì)點(diǎn)所受的合力就是這個(gè)恒力,

所以質(zhì)點(diǎn)可能做勻變速直線運(yùn)動，也有可能做勻變速曲線運(yùn)動，這個(gè)過程中加速度不變，速度的變化率

不變。但若做勻變速曲線運(yùn)動，單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量是變化的。故c正確，D錯(cuò)誤。若做勻變速曲

線運(yùn)動，則質(zhì)點(diǎn)速度的方向不會總是與該恒力的方向相同，故A錯(cuò)誤；不管做勻變速直線運(yùn)動，還是做

勻變速曲線運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直，故B正確。

5.（2016?海南卷）沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度-時(shí)間圖

線如圖所示。已知物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)，在0~5s、5~10s、10~15s內(nèi)尸的大小分別為

吊、尸2和尸3，則

C.F|>F3D.FI=F3

【答案】A

【解析】由v-r圖象可知,0~5s內(nèi)加速度0=0.2m/s\沿斜面向下，根據(jù)牛頓第：定律有mgsin0-f-F\=ma\,

0-f-O.2nu5~10s內(nèi)加速度“2=0，根據(jù)牛頓第二定律有"zgsin仇戶戶2=，"。2，F(xiàn)2=mgsin%f；10-15

s內(nèi)力口速度“3D.2m/s\沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律有mgsin出人尸3=〃?的，F(xiàn)3=/7^sin0-f+0.2m,,故

可得：尸3>B>Q，選項(xiàng)A正確。學(xué)……％&科網(wǎng)

6.（2016?上海卷）如圖，頂端固定著小球的直桿固定在小車上，當(dāng)小車向右做勻加速運(yùn)動時(shí)，球所受合

外力的方向沿圖中的

A.04方向B.OB方向

C.OC方向D.0。方向

【答案】D

【解析】據(jù)題意可知，小車向右做勻加速直線運(yùn)動，由于球固定在桿上，而桿固定在小車上，則三者屬

于同一整體，根據(jù)整體法和隔離法的關(guān)系分析可知，球和小車的加速度相同，所以球的加速度也應(yīng)該向

右，故選D。

7.（2016?海南卷）沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度-時(shí)間圖

線如圖所示。已知物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)，在0~5s、5~10s、1075s內(nèi)尸的大小分別為

尸1、6和尸3,則

C.Fi>&D.尸尸尸3

【答案】A

【解析】由I圖象可知，O~5s內(nèi)物體的加速度大小為a：=0.2mF,方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定

律有mgsin0-^-Fi=mai,可得Fi=?Mgsin叼。2冊；5-10s內(nèi)物體的加速度ai=0,有zngsind-^f-F^mai,

可得F2=mgsinQ-f-,10-15s內(nèi)物體的加速度大小為H=~0.2ms-,方向沿斜面向上，有mgsin仔尸產(chǎn)

可得用=wsinW02沈。故有儂B>Fi,A正確，BCD錯(cuò)誤。

8.（2016?全國新課標(biāo)m卷）某物理課外小組利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間

的關(guān)系。圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在

木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

圖（a）2

（1）將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物快，使小車（和鉤碼）可以在

木板上勻速下滑。

（2）將〃（依次取〃=1,2,3,4,5）個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按

住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻r相對于其起始位置的位

移6,繪制s-f圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到