廣東省2022屆高考物理二輪專題總復(fù)習(xí)專題2勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律在力學(xué)

專題二恒力作用下的直線運(yùn)動(dòng)

第1講勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律在力學(xué)中的應(yīng)用三、初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)比例式1．1s末、2s末、3s末…速度之比

v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n

.

四、牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1．牛頓第一定律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)，除非有力迫使它改變這種狀態(tài)．

2．牛頓第二定律物體的加速度a跟物體所受的合外力F合成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比．1．牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用的兩種基本類型(1)已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動(dòng)情況．解決這類題目，一般是應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出物體的加速度，再根據(jù)物體的初始條件，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出物體運(yùn)動(dòng)的情況，即求出物體在任意時(shí)刻的位置、速度及運(yùn)動(dòng)軌跡．

(2)已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求解物體的受力情況解決這類題目，一般是應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度,再應(yīng)用牛頓第二定律求出物體所受的合外力，進(jìn)而求出物體所受的其他外力．流程圖如下：

【例1】在黑龍江的大興安嶺原始森林，冬季狗拉雪橇仍然是當(dāng)?shù)鼐用褚环N重要的運(yùn)輸工具，阿翔和小莉同學(xué)同乘一輛雪橇去上學(xué)，已知雪橇及人的總質(zhì)量為200kg，與水平冰面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.05.若一只狗沿與水平方向成37°傾角斜向上拉雪橇，使雪橇加速啟動(dòng)后的第3s內(nèi)位移為2.0m.若雪橇啟動(dòng)時(shí)加速度恒定，則狗的拉力有多大？【評(píng)析】本題是已知運(yùn)動(dòng)求受力的典型例題，在求解相關(guān)問(wèn)題時(shí)要注意加速度是連接力與運(yùn)動(dòng)的橋梁，要求出加速度才能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算．

【變式練習(xí)】航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m=2kg，動(dòng)力系統(tǒng)提供的恒定升力F=28N.試飛時(shí)，飛行器從地面由靜止開(kāi)始豎直上升．設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的阻力大小不變，g取10m/s2.(1)第一次試飛，飛行器飛行t1=8s時(shí)到達(dá)高度H=64m.求飛行器所受阻力f的大?。?2)第二次試飛，飛行器飛行t2=6s時(shí)遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力．求飛行器能達(dá)到的最大高度h；(3)為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開(kāi)始下落到恢復(fù)升力的最長(zhǎng)時(shí)間t3.

【例題2】

(雙選)如圖2-1-1所示，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(

)A．加速下降B．加速上升C．減速上升D．減速下降2．超重和失重【解析】木箱靜止時(shí)物塊對(duì)箱頂有壓力，則物塊受到箱頂向下的壓力，當(dāng)物塊對(duì)箱頂剛好無(wú)壓力時(shí)，表明系統(tǒng)有向上的加速度，是超重，BD項(xiàng)正確．【答案】BD

【同類變式】(2011·茂名模擬)(雙選)一個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)豎直加速度計(jì)，如圖所示．把輕彈簧上端用膠帶固定在一塊紙板上，讓其自然下垂，在彈簧末端處的紙板上刻上水平線A.現(xiàn)把墊圈用膠帶固定在彈簧的下端，在墊圈自由垂下處刻上水平線B，在B的下方刻一水平線C，使AB間距等于BC間距．假定當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2，當(dāng)加速度器在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，若彈簧末端的墊圈(

)A．在A處，則表示此時(shí)的加速度為零B．在A處，則表示此時(shí)的加速度大小為g，且方向向下C．在C處，則質(zhì)量為50g的墊圈對(duì)彈簧的拉力為1ND．在BC之間某處，則此時(shí)加速度計(jì)一定是在加速上升【解析】彈簧末端的墊圈在B處，墊圈處于平衡狀態(tài)，有kx=mg.當(dāng)墊圈在A處時(shí)，墊圈受到向下的重力，加速度為g，方向向下，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在C處，墊圈受到重力和向上的彈力，若墊圈質(zhì)量為50g，則受到彈簧的拉力為2G，所以C項(xiàng)正確；在BC之間某處，合外力向上，加速度計(jì)可能是在加速上升，也可能是減速下降，D項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】BC3．巧用整體法和隔離法處理連接體問(wèn)題

【例3】(雙選)如圖所示，兩個(gè)物體中間用一根不計(jì)質(zhì)量的輕桿相連，A、B兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，它們和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，當(dāng)它們?cè)谛泵嫔霞铀傧禄瑫r(shí)，關(guān)于桿的受力情況，以下說(shuō)法正確的是(

)A．若μ1＞μ2，則桿一定受到壓力作用

B．若μ1=μ2，m1<m2，則桿受到壓力作用

C．若μ1=μ2，m1>m2，則桿受到壓力作用

D．只要μ1=μ2，則桿的兩端既不受拉力也不受壓力【同類變式】如圖所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一個(gè)質(zhì)量為m0的平盤(pán)，盤(pán)中有一質(zhì)量為m的物體，當(dāng)盤(pán)靜止時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度比其自然長(zhǎng)度伸長(zhǎng)了l.今向下拉盤(pán)使彈簧再伸長(zhǎng)Dl后停止，然后松手放開(kāi)，設(shè)彈簧總處在彈性限度之內(nèi)，則剛松手時(shí)盤(pán)對(duì)物體的支持力等于()

【答案】A4．臨界問(wèn)題【例4】如圖所示，有A、B兩個(gè)楔形木塊，質(zhì)量均為m，靠在一起放于水平面上，它們與接觸面的傾角為θ.現(xiàn)對(duì)木塊A施一水平推力F，若不計(jì)一切摩擦，要使A、B一起運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，求水平推力F不得超過(guò)的最大值．【解析】AB一起運(yùn)動(dòng)，則以AB整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：F=2ma當(dāng)A推著B(niǎo)向前加速時(shí)，B對(duì)A的反作用力FBA會(huì)將A向上抬升而與B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)．以A為研究對(duì)象，其受力情況如下圖所示．由圖可知，A、B一起運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是：N=0豎直方向FBAcosq=mg水平方向F-FBAsinq=ma聯(lián)立上式可得F=2mgtanq即水平推力的最大值為2mgtanq.【評(píng)析】此題的關(guān)鍵是要根據(jù)物體受力特征來(lái)分析AB為何可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，從而找出臨界條件．【同類變式】如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球，當(dāng)滑塊至少以加速度a=

向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零，當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力T=

.【解析】本題是考查應(yīng)用牛頓定律處理臨界問(wèn)題．

當(dāng)小球?qū)瑝K的壓力恰等于零時(shí)，小球僅受重力和線的拉力，細(xì)線平行斜面，滑塊臨界加速度a0=gtan45°=g.

當(dāng)a=2g時(shí)，由于a>a0，小球脫離斜面，線與水平方向的夾角小于45°，【例5】傳送帶與水平面夾角為37°，皮帶以10m/s的速率沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示．今在傳送帶上端A處無(wú)初速地放上一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的小物塊，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，若傳送帶A到B的長(zhǎng)度為16m，g取10m/s2，則物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為多少？(sin37°=0.6，cos37°=0.8)5．傳送帶問(wèn)題【解析】本題考查對(duì)物體在傾斜皮帶上的運(yùn)動(dòng)情況的分析．

由于μ=0.5<tanq=0.75，物體一定沿傳送帶對(duì)地下移，且不會(huì)與傳送帶相對(duì)靜止．

設(shè)物塊從剛放上皮帶到速度達(dá)10m/s，物體位移為s1，加速度為a1，時(shí)間為t1，因物塊速率小于皮帶速率，根據(jù)牛頓第二定律，【評(píng)析】本題易錯(cuò)的地方是學(xué)生一般都會(huì)誤認(rèn)為當(dāng)兩者速度相同時(shí)將會(huì)保持靜止．對(duì)于這一點(diǎn)，我們?cè)谇蠼鈺r(shí)應(yīng)首先進(jìn)行μ與tanq大小的判斷．【同類變式】(2011·湛江模擬)(雙選)如圖所示，在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下，皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶以速度v向右水平運(yùn)行，現(xiàn)將一塊磚正對(duì)皮帶上的A點(diǎn)輕輕地放在皮帶上，此后()A．一段時(shí)間內(nèi)，磚塊將在滑動(dòng)摩擦力的作用下，對(duì)地做加速運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)磚塊的速率等于v時(shí)，磚塊與皮帶間摩擦力變?yōu)殪o摩擦力C．當(dāng)磚塊與皮帶相對(duì)靜止時(shí)，磚塊位于皮帶上A點(diǎn)的右側(cè)的某一點(diǎn)BD．磚塊在皮帶上有可能不存在磚塊與皮帶相對(duì)靜止的狀態(tài)【解析】當(dāng)磚塊放在皮帶