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Page2025年高考物理解密之運動和力的關系一.選擇題(共10小題)1.(2024?北京)水平傳送帶勻速運動,將一物體無初速度地放置在傳送帶上,最終物體隨傳送帶一起勻速運動。下列說法正確的是A.剛開始物體相對傳送帶向前運動 B.物體勻速運動過程中,受到靜摩擦力 C.物體加速運動過程中,摩擦力對物體做負功 D.傳送帶運動速度越大,物體加速運動的時間越長2.(2024?宜興市校級三模)如圖甲所示,傾斜的傳送帶正以恒定速率沿順時針方向轉動,傳送帶的傾角為,一煤塊以初速度從傳送帶的底部沖上傳送帶并沿傳送帶向上運動,其運動的圖像如圖乙所示,煤塊到傳送帶頂端時速度恰好為零,,,取,則A.煤塊在傳送帶上的劃痕為8米 B.物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5 C.摩擦力方向一直與物塊運動的方向相反 D.傳送帶轉動的速率越大,物塊到達傳送帶頂端時的速度就會越大3.(2024?雨花區(qū)校級一模)如圖所示,斜面靜止于粗糙水平面上,質量為的小物塊恰好能沿斜面勻速下滑,該過程斜面保持靜止。現(xiàn)給施加一沿斜面向下的推力,使沿斜面勻加速下滑。施加后,下列說法不正確的是A.斜面對的支持力和摩擦力都不變 B.對斜面的作用力方向豎直向下 C.水平面對斜面的支持力增大 D.小物塊的加速度為4.(2024?蘭州模擬)在東漢王充所著的《論衡狀留篇》中提到“是故湍瀨之流,沙石轉而大石不移。何者?大石重而沙石輕也?!睆奈锢韺W的角度對文中所描述現(xiàn)象的解釋,下列說法正確的是A.水沖沙石,沙石才能運動,因為力是產(chǎn)生運動的原因 B.“沙石轉而大石不移”是因為物體運動狀態(tài)改變的難易程度與質量有關 C.只有在水的持續(xù)沖力作用下沙石才能一直運動,是因為運動需要力來維持 D.“大石不移”是因為大石受到的阻力大于水的沖力5.(2024?西城區(qū)校級模擬)近10年來我國大力發(fā)展空軍和海軍,新增艦船是除美國外其他國家的總和。無論是飛機還是戰(zhàn)艦設計,都需要復雜的流體力學知識。當流體流動時,根據(jù)流動特征可以分成湍流和層流:如果流體質點的軌跡(一般說隨初始空間坐標、、隨時間而變)是有規(guī)則的光滑曲線(最簡單的情形是直線),這種流動叫層流,此時流體分層流動,各層互不混合,沒有這種性質的流動叫湍流。不同狀態(tài)的流體動力學方程不一樣。流體力學中用一個無量綱的數(shù)雷諾數(shù),來表征流體的這一特征,一般情況下,雷諾數(shù)小的時候是層流,雷諾數(shù)大的時候是湍流。已知雷諾數(shù)由四個變量決定,流體的流速、流體的密度、特征長度,黏性系數(shù).請根據(jù)所學知識對雷諾數(shù)的表達式做出判斷,以下表達式中可能正確的是:(已知黏性系數(shù)為流體中相距的兩平行液層,由于內(nèi)摩擦,使垂直于流動方向的液層間存在速度梯度,當速度梯度為1個單位,相鄰層“單位”接觸面上所產(chǎn)生的黏滯力(亦稱內(nèi)摩擦力)即黏性系數(shù),以表示:它的單位是A. B. C. D.6.(2024?山東模擬)《天工開物》中記載有:“凡試弓力,以足踏弦就地,秤鉤搭掛弓腰則知多少”,圖1所示是古代某次測量弓力時的情境。圖2為某同學制作的弓的簡化圖,弓弦掛在固定點上,弓下端掛一重物,已知弓弦可看成遵循胡克定律的彈性繩,弓腰和重物的總質量為時與豎直方向的夾角為,不計弓弦的質量和一切摩擦,未拉動弓弦時弓弦恰處于原長,重力加速度取,,忽略弓腰的形變。如圖3所示,當弓水平在弦上搭質量為的箭,拉動弓弦,兩側弓弦夾角為時,釋放弓弦,弓弦對箭的作用力產(chǎn)生的最大加速度大小為A. B. C. D.7.(2024?福建模擬)2021年12月9日,航天員王亞平在時隔8年后再次進行太空授課,在其中一個環(huán)節(jié),王亞平通過向水膜注水形成了一個小水球,視頻中可以清晰地看到小水球在不斷地進行周期性振動(即小水球形狀在不斷發(fā)生周期性變化),研究表明,小水球振動的頻率。其中的單位為牛頓每米,為小水球質量,下列關于的說法正確的是A.是無單位的物理量 B.與時間的單位相同 C.與頻率的單位相同 D.與的單位相同8.(2024?安徽)傾角為的傳送帶以恒定速率順時針轉動。時在傳送帶底端無初速輕放一小物塊,如圖所示。時刻物塊運動到傳送帶中間某位置,速度達到。傳送帶各處的粗糙程度相同,不計空氣阻力,則物塊從傳送帶底端運動到頂端的過程中,加速度、速度隨時間變化的關系圖線可能正確的是A. B. C. D.9.(2024?如皋市校級模擬)如圖所示,底板光滑的小車上用兩個量程均為的彈簧測力計甲和乙系住一個質量為的物體.當小車沿水平地面做勻速直線運動時,兩彈簧測力計的示數(shù)均為;當小車做勻加速直線運動時,彈簧測力計甲的示數(shù)為,這時小車運動的加速度大小是A. B. C. D.10.(2024?龍鳳區(qū)校級模擬)某國宇航局發(fā)射行星探測衛(wèi)星,由于沒有把部分資料中實際使用的單位制轉換為國際單位制,造成重大損失。國際單位制中力學有三個基本單位,用這三個基本單位導出功率單位—瓦特的表達形式為A. B. C. D.二.多選題(共5小題)11.(2024?開福區(qū)校級模擬)如圖,快遞員工通過傾斜傳送帶將包裹從處運往較低的處,傳送帶與水平面的夾角,且始終以一定速度逆時針轉動。在某時刻將小包裹(看作質點)輕放在傳送帶的處,小包裹與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則關于小包裹從運動到的說法正確的是A.若,則可能一直加速 B.若,則可能先加速再勻速 C.若,則可能先加速再勻速 D.若,則可能先加速再減速12.(2024?成都模擬)如圖所示為教師辦公室中抽屜使用過程的簡圖:抽屜底部安有滾輪,當抽屜在柜中滑動時可認為不受抽屜柜的摩擦力,抽屜柜右側裝有固定擋板,當抽屜拉至最右端與擋板相碰時速度立刻變?yōu)?。現(xiàn)在抽屜完全未抽出,在中間位置放了一個手機,手機長度,質量,其右端離抽屜右側的距離也為,手機與抽屜接觸面之間的動摩擦因數(shù),抽屜總長,質量。不計抽屜左右兩側及擋板的厚度,重力加速度。現(xiàn)對把手施加水平向右的恒力,則A.當水平恒力的大小時,手機與抽屜有相對運動 B.當水平恒力的大小時,手機不與抽屜右側發(fā)生磕碰 C.為使手機不與抽屜右側發(fā)生磕碰,水平恒力的大小應滿足 D.為使手機不與抽屜左側發(fā)生磕碰,水平恒力的大小必定滿足13.(2024?觀山湖區(qū)校級模擬)勁度系數(shù)的輕彈簧一端固定在傾角的固定光滑斜面底部,另一端和質量的小物塊相連,質量的小物塊緊靠靜止在斜面上,輕質細線一端連在物塊上,另一端跨過定滑輪與質量的物體相連,對施加外力,使處于靜止狀態(tài),細線剛好伸直,且線中沒有張力,如圖所示。從某時刻開始,撤掉外力,使豎直向下運動,取,彈簧和斜面上的那部分細線均平行于斜面。以下說法中正確的是A.初始時彈簧的壓縮量是 B.撤掉外力瞬間,的加速度大小為 C.當、恰好分離時,彈簧恢復原長 D.從撤去外力到、恰好分離整個過程,沿斜面移動的位移大小為14.(2024?天心區(qū)校級模擬)如圖,質量為的三角形木塊靜止在水平地面上,其左右兩斜面光滑,一質量為的物塊沿傾角的右側斜面加速下滑時,三角形木塊剛好保持靜止,則當物塊沿傾角的左側斜面下滑時,下列說法中正確的是A.仍然靜止不動,地面對的摩擦力兩種情況下等大 B.仍然靜止不動,對地面的壓力比沿右側斜面下滑時對地面的壓力小 C.將向右滑動,若使仍然靜止需對其施加向左的作用力 D.若,將滑動15.(2024?石家莊模擬)如圖所示,傾角為的斜面固定在水平地面上,質量為的箱子靜止在斜面上,質量為的小球通過細繩懸掛在箱子頂面的點?,F(xiàn)給箱子一沿斜面向下的力,箱子沿斜面向下運動,穩(wěn)定后細繩與豎直方向成角。已知重力加速度取,下列說法正確的是A.穩(wěn)定時細繩上的拉力為 B.穩(wěn)定時細繩上的拉力為 C.改變大小系統(tǒng)再次穩(wěn)定后細繩處于豎直方向,此時力為 D.改變大小系統(tǒng)再次穩(wěn)定后細繩處于豎直方向,此時力為三.填空題(共5小題)16.(2024?福建模擬)一位質量為的同學從8樓乘電梯下降到1樓,在此過程中利用手機內(nèi)置的加速度傳感器測得電梯運行的加速度隨時間的變化關系如圖所示(重力加速度取。當時,該同學處于狀態(tài)(填“超重”或“失重”,此時他對電梯地板的壓力大小約,整個過程中電梯運行的最大速率約為。17.(2024?碑林區(qū)校級二模)一細繩跨過懸掛的定滑輪,兩端分別系有小球和,如圖所示。一實驗小組用此裝置測量小球運動的加速度。令兩小球靜止,細繩拉緊,然后釋放小球,測得小球釋放時的高度,下降一段距離后的高度;由下降至所用的時間。由此求得小球加速度的大小為(保留3位有效數(shù)字)。從實驗室提供的數(shù)據(jù)得知,小球、的質量分別為和,當?shù)刂亓铀俣却笮?。根?jù)牛頓第二定律計算可得小球加速度的大小為(保留3位有效數(shù)字),可以看出,與有明顯差異,除實驗中的偶然誤差外,寫出一條可能產(chǎn)生這一結果的原因:。18.(2023?福建模擬)如圖所示,在高速公路的連續(xù)下坡路段通常會設置避險車道,供發(fā)生緊急情況的車輛避險使用,本題中避險車道是主車道旁的一段上坡路面。一輛貨車在行駛過程中剎車失靈,以的速度駛入避險車道。設貨車進入避險車道后牽引力為零,貨車與路面間的動摩擦因數(shù),若避險車道路面傾角為,取重力加速度大小。則貨車在避險車道上行駛的加速度為,行駛的最大距離為。結果均保留2位有效數(shù)字。19.(2023?浦東新區(qū)二模)圖為采用動力學方法測量空間站質量的示意圖,若已知飛船質量為,其推進器的平均推力為,在飛船與空間站對接后,推進器工作內(nèi),測出飛船和空間站的速度變化量是,則對接后,飛船的加速度大小,空間站的質量為。20.(2023?雁塔區(qū)校級模擬)如圖所示,某同學用量程為、分度為的刻度尺和輕質彈簧、重物等制作了一個“豎直加速度測量儀”。該同學將刻度尺豎直放置在裝置一側,0刻線在最下端。彈簧上端固定在裝置上方,下端懸掛重為的物體達平衡時,彈簧下端指針指向刻度;逐步改變懸掛重物的質量,當懸掛重為的物體達平衡時,彈簧下端指針正好指向刻度,并標記此處為加速度的零點,此后就將物體固定在彈簧下端。將裝置置于電梯里,可以測出電梯運行時的加速度。?。?)所用彈簧的勁度系數(shù)為。(2)刻度尺上刻度為處的刻線,對應的加速度大小是,方向為。(本問計算結果保留3位有效數(shù)字)(3)若該同學在原先的基礎上換用了質量更大的重物,并改變刻度尺的位置,仍使懸掛重物時的平衡位置位于刻線處(使加速度零點不變),其他條件均不變。則與原先相比,此時加速度測量儀的量程和分度值會發(fā)生怎樣的變化?更適宜測量更大的加速度還是更小的加速度?。(設刻度尺所在范圍均在彈簧的彈性限度之內(nèi))四.解答題(共5小題)21.(2024?福建模擬)在傾角、足夠長的斜面底端有一個質量為的物體(可看成質點),物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為0.5。物體先在沿斜面的拉力作用下,以的速度勻速上升,再撤銷拉力,取,則:(1)拉力有多大?(2)物體沿斜面上升的最大距離有多少?(3)物體返回斜面底端時的速度有多大?22.(2024?閬中市校級一模)如圖,某同學設計的幼兒園安全斜直滑梯由長和的兩段不同材料和制成,滑梯與水平地面夾角。一小朋友從點由靜止滑下,經(jīng)到達點速度恰好為零。重力加速度取,,。求:(1)小朋友滑行過程中的最大速度;(2)小朋友與和材料間的動摩擦因數(shù)和。23.(2024?朝陽區(qū)校級模擬)如圖所示,一傾角為、足夠長的傳送帶始終以的速度逆時針勻速運轉,足夠長的木板上放一可視為質點的物塊始終在上),兩者同時由靜止開始釋放,釋放時木板距傳送帶底端的距離,傳送帶底端有一固定擋板,木板與擋板碰撞后立即以等大的速度反彈。木板的質量為,物塊的質量為,且,木板與傳送帶間的動摩擦因數(shù),物塊與木板間的動摩擦因數(shù),設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取重力加速度,不計其它阻力。求:(1)物塊和木板開始運動時加速度的大小和;(2)木板從釋放至第一次與擋板相碰的時間;(3)木板從釋放到第一次沿傳送帶上升到最高點過程中物塊相對于木板滑行的路程。24.(2024?長春一模)如圖,質量的一只長方體形空箱子在水平拉力作用下沿水平面向右勻加速直線運動,箱子與水平面間的動摩擦因數(shù)。這時箱子內(nèi)一個質量的物塊恰好能靜止在后壁上。物塊與箱子內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度取。求:(1)箱子對物塊彈力的大??;(2)水平拉力的大小。25.(2024?五華區(qū)校級模擬)潛艇從海水高密度區(qū)域駛入低密度區(qū)域,浮力突然減小,潛艇如同汽車那樣掉下懸崖,稱之為“掉深”,曾有一些潛艇因此沉沒。某潛艇總質量為,在高密度海水區(qū)域海平面下沿水平方向緩慢潛航,如圖所示。當該潛艇駛入海水低密度區(qū)域時,浮力突然降為;后,潛艇官兵迅速對潛艇減重(排水),此后潛艇以的加速度勻減速下沉,速度減為零后開始上浮。若潛艇減重的時間不計,水的粘滯阻力可忽略,潛艇減重前后受到的浮力保持不變。取重力加速度大小,求:(1)潛艇為阻止“掉深”減重后的質量;(2)潛艇“掉深”達到距海平面的最大深度。
2025年高考物理解密之運動和力的關系參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.(2024?北京)水平傳送帶勻速運動,將一物體無初速度地放置在傳送帶上,最終物體隨傳送帶一起勻速運動。下列說法正確的是A.剛開始物體相對傳送帶向前運動 B.物體勻速運動過程中,受到靜摩擦力 C.物體加速運動過程中,摩擦力對物體做負功 D.傳送帶運動速度越大,物體加速運動的時間越長【答案】【考點】牛頓第二定律的簡單應用;水平傳送帶模型【專題】摩擦力專題;推理法;定性思想;推理能力【分析】根據(jù)初始時刻物塊速度和傳送帶速度大小關系判斷;根據(jù)勻速運動的條件判斷摩擦力的有無;根據(jù)物塊做加速運動判斷摩擦力做功的問題;根據(jù)加速度公式結合勻變速直線運動的公式分析解答?!窘獯稹拷猓簞傞_始時,物體速度小于傳送帶速度,則物體相對傳送帶向后運動,故錯誤;勻速運動過程中,物體與傳送帶之間無相對運動趨勢,則物體不受摩擦力作用,故錯誤;物體加速,由動能定理可知,摩擦力充當合外力對物體做正功,故錯誤;設物體與傳送帶間動摩擦因數(shù)為,物體相對傳送帶運動時,,做勻加速運動時,物體速度小于傳送帶速度則一直加速,由可知,傳速帶速度越大,物體加速運動的時間越長,故正確。故選:?!军c評】考查傳送帶的相關問題,會根據(jù)題意進行相應的分析和解答。2.(2024?宜興市校級三模)如圖甲所示,傾斜的傳送帶正以恒定速率沿順時針方向轉動,傳送帶的傾角為,一煤塊以初速度從傳送帶的底部沖上傳送帶并沿傳送帶向上運動,其運動的圖像如圖乙所示,煤塊到傳送帶頂端時速度恰好為零,,,取,則A.煤塊在傳送帶上的劃痕為8米 B.物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5 C.摩擦力方向一直與物塊運動的方向相反 D.傳送帶轉動的速率越大,物塊到達傳送帶頂端時的速度就會越大【答案】【考點】水平傳送帶模型【專題】牛頓運動定律綜合專題;定量思想;運動學中的圖象專題;推理法;推理能力【分析】由圖乙確定傳送帶的速度,根據(jù)圖像與時間軸圍成的面積表示位移的大小,求解煤塊相對傳送帶向上和向下運動的位移大小,從而可得煤塊在傳送帶上的劃痕長度;根據(jù)煤塊相對傳送帶運動的方向分析傳送帶對物塊的摩擦力方向。根據(jù)牛頓第二定律和圖像的斜率的物理意義求解動摩擦因數(shù);根據(jù)煤塊在傳送帶上相對運動過程是否會與傳送帶共速,分析物塊到達傳送帶頂端時的速度情況。【解答】解:、由圖乙可知傳送帶的速度為,根據(jù)圖像與時間軸圍成的面積表示位移的大小,可得:在時間內(nèi)煤塊相對傳送帶向上運動的位移大小為:△在時間內(nèi)煤塊相對傳送帶向下運動的位移大小為:△因△△,故煤塊在傳送帶上的劃痕等于△米,故正確;在時間內(nèi)物塊的速度大于傳送帶速度,傳送帶對物塊的摩擦力沿傳送帶向下,方向與運動方向相反,根據(jù)牛頓第二定律得:,根據(jù)圖像的斜率絕對值等于加速度大小,可得:在時間內(nèi)傳送帶的速度大于物塊的速度,傳送帶對物塊的摩擦力沿傳送帶向上,方向與運動方向相同,同理可得:,聯(lián)立解得:,故錯誤;如果傳送帶轉動的速率增加到足夠大之后,使煤塊在傳送帶上一直做加速度為的勻減速直線運動,而不能和傳送帶共速,那么物塊到達傳送帶頂端時的速度是一定的,與傳送帶轉動的速率就無關了,故錯誤。故選:?!军c評】本題考查了牛頓運動定律應用的傳送帶模型與圖像的應用。掌握圖像的物理意義。傳送帶模型要判斷是否可以共速,以及共速后物體運動形式,要注意摩擦力的方向。結合運動學公式和牛頓第二定律綜合求解。3.(2024?雨花區(qū)校級一模)如圖所示,斜面靜止于粗糙水平面上,質量為的小物塊恰好能沿斜面勻速下滑,該過程斜面保持靜止。現(xiàn)給施加一沿斜面向下的推力,使沿斜面勻加速下滑。施加后,下列說法不正確的是A.斜面對的支持力和摩擦力都不變 B.對斜面的作用力方向豎直向下 C.水平面對斜面的支持力增大 D.小物塊的加速度為【答案】【考點】滑動摩擦力的產(chǎn)生條件;物體在粗糙斜面上的運動【專題】定性思想;推理法;共點力作用下物體平衡專題【分析】沒有施加外力時物體能夠勻速下滑,施加后物體和斜面的正壓力和摩擦力不變,根據(jù)牛頓第二定律可求解加速度大小?!窘獯稹拷猓?、施加后,不改變物體與斜面間的正壓力,因此也不改變物體與斜面簡單滑動摩擦力,即物塊和斜面的相互作用力沒有任何改變,故正確,錯誤;、根據(jù)牛頓第二定律可得,解得小物塊的加速度為,故正確。本題選錯誤的,故選:。【點評】本題主要是考查了共點力的平衡問題,解答此類問題的一般步驟是:確定研究對象、進行受力分析、利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解,然后在坐標軸上建立平衡方程進行解答。4.(2024?蘭州模擬)在東漢王充所著的《論衡狀留篇》中提到“是故湍瀨之流,沙石轉而大石不移。何者?大石重而沙石輕也。”從物理學的角度對文中所描述現(xiàn)象的解釋,下列說法正確的是A.水沖沙石,沙石才能運動,因為力是產(chǎn)生運動的原因 B.“沙石轉而大石不移”是因為物體運動狀態(tài)改變的難易程度與質量有關 C.只有在水的持續(xù)沖力作用下沙石才能一直運動,是因為運動需要力來維持 D.“大石不移”是因為大石受到的阻力大于水的沖力【答案】【考點】牛頓第一定律的內(nèi)容與應用【專題】定性思想;推理法;牛頓運動定律綜合專題;理解能力【分析】根據(jù)牛頓第一定律進行判斷求解。【解答】解:、水沖沙石,沙石才能運動,因為水的沖擊力克服了阻力,故力是改變運動狀態(tài)的原因,故錯誤;、物體總有保持原有運動狀態(tài)的性質即為慣性,其大小只與質量有關,質量越大慣性越大,力是改變物體運動狀態(tài)的原因,重的大石由于質量太大,慣性太大,所以運動狀態(tài)不容易被水流改變,故正確;、物體的運動不需要力來維持,如沙石不受力的作用時,可以做勻速直線運動狀態(tài),故錯誤;、“大石不移”是因為水的沖力等于大石受到的阻力,大石所受的合外力為零,故錯誤。故選:。【點評】本題主要考查對牛頓第一定律的理解,解題關鍵是知道力是改變運動狀態(tài)的原因,物體的運動不需要力來維持,物體的慣性與質量有關。5.(2024?西城區(qū)校級模擬)近10年來我國大力發(fā)展空軍和海軍,新增艦船是除美國外其他國家的總和。無論是飛機還是戰(zhàn)艦設計,都需要復雜的流體力學知識。當流體流動時,根據(jù)流動特征可以分成湍流和層流:如果流體質點的軌跡(一般說隨初始空間坐標、、隨時間而變)是有規(guī)則的光滑曲線(最簡單的情形是直線),這種流動叫層流,此時流體分層流動,各層互不混合,沒有這種性質的流動叫湍流。不同狀態(tài)的流體動力學方程不一樣。流體力學中用一個無量綱的數(shù)雷諾數(shù),來表征流體的這一特征,一般情況下,雷諾數(shù)小的時候是層流,雷諾數(shù)大的時候是湍流。已知雷諾數(shù)由四個變量決定,流體的流速、流體的密度、特征長度,黏性系數(shù).請根據(jù)所學知識對雷諾數(shù)的表達式做出判斷,以下表達式中可能正確的是:(已知黏性系數(shù)為流體中相距的兩平行液層,由于內(nèi)摩擦,使垂直于流動方向的液層間存在速度梯度,當速度梯度為1個單位,相鄰層“單位”接觸面上所產(chǎn)生的黏滯力(亦稱內(nèi)摩擦力)即黏性系數(shù),以表示:它的單位是A. B. C. D.【答案】【考點】力學單位制【專題】直線運動規(guī)律專題;定性思想;推理法;理解能力【分析】根據(jù)各物理量間的關系式與各物理量的單位推導出的單位,然后分析答題?!窘獯稹拷猓?、如果,其單位是,由于雷諾數(shù)是無量綱的量,故錯誤;、如果,其單位是,由于雷諾數(shù)是無量綱的量,故正確;、如果,由可知,的單位是,如果,則由于雷諾數(shù)是無量綱的量,故錯誤;、如果,則其單位是,由于雷諾數(shù)是無量綱的量,故錯誤。故選:?!军c評】本題考查了判斷雷諾數(shù)表達式問題,可以從雷諾數(shù)的量綱分析答題,熟悉各物理量的單位是解題的前提,根據(jù)表達式與各物理量的單位即可解題。6.(2024?山東模擬)《天工開物》中記載有:“凡試弓力,以足踏弦就地,秤鉤搭掛弓腰則知多少”,圖1所示是古代某次測量弓力時的情境。圖2為某同學制作的弓的簡化圖,弓弦掛在固定點上,弓下端掛一重物,已知弓弦可看成遵循胡克定律的彈性繩,弓腰和重物的總質量為時與豎直方向的夾角為,不計弓弦的質量和一切摩擦,未拉動弓弦時弓弦恰處于原長,重力加速度取,,忽略弓腰的形變。如圖3所示,當弓水平在弦上搭質量為的箭,拉動弓弦,兩側弓弦夾角為時,釋放弓弦,弓弦對箭的作用力產(chǎn)生的最大加速度大小為A. B. C. D.【答案】【考點】力的合成與分解的應用;牛頓第二定律的簡單應用【專題】定量思想;推理法;牛頓運動定律綜合專題;分析綜合能力【分析】根據(jù)圖2中的弓箭的形態(tài),利用受力平衡和胡克定律求出勁度系數(shù),在對圖3分析,利用胡克定律以及力的合成與分解,結合牛頓第二定律,可求出加速度?!窘獯稹拷猓涸O長度為,則對于圖2中,有,在圖2中根據(jù)受力平衡有,解得根據(jù)胡克定律有,解得在圖3中有,一側弦的長度為,弦的形變量為△,則一側弦上力的大小為△對箭產(chǎn)生的合力大小為,根據(jù)牛頓第二定律有,解得,故正確,錯誤。故選:。【點評】學生在解答本題時,應注意對于受力分析問題,要熟練利用運動的合成與分解作答。7.(2024?福建模擬)2021年12月9日,航天員王亞平在時隔8年后再次進行太空授課,在其中一個環(huán)節(jié),王亞平通過向水膜注水形成了一個小水球,視頻中可以清晰地看到小水球在不斷地進行周期性振動(即小水球形狀在不斷發(fā)生周期性變化),研究表明,小水球振動的頻率。其中的單位為牛頓每米,為小水球質量,下列關于的說法正確的是A.是無單位的物理量 B.與時間的單位相同 C.與頻率的單位相同 D.與的單位相同【答案】【考點】力學單位制與單位制【專題】定性思想;推理法;簡諧運動專題;推理論證能力【分析】根據(jù)物理學公式及各物理量的單位進行推導,即可得出結論?!窘獯稹拷猓旱膯挝粸?,為質量單位為,為頻率單位為,根據(jù)小球振動的頻率,可知,則有:,所以是無單位的物理量,故正確,錯誤。故選:?!军c評】本題考查了各單位與各物理量單位間的關系,熟悉各物理量的單位,熟練掌握各物理學公式是正確解題的關鍵。8.(2024?安徽)傾角為的傳送帶以恒定速率順時針轉動。時在傳送帶底端無初速輕放一小物塊,如圖所示。時刻物塊運動到傳送帶中間某位置,速度達到。傳送帶各處的粗糙程度相同,不計空氣阻力,則物塊從傳送帶底端運動到頂端的過程中,加速度、速度隨時間變化的關系圖線可能正確的是A. B. C. D.【答案】【考點】復雜的運動學圖像問題;牛頓第二定律的簡單應用;傾斜傳送帶模型【專題】信息給予題;定量思想;推理法;運動學中的圖象專題;牛頓運動定律綜合專題;理解能力【分析】在傳送帶底端無初速輕放一小物塊,小物塊先在傳送帶上做勻加速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律求加速度,結合圖像和圖像進行分析;經(jīng)過時間,小物塊與傳送帶共速,根據(jù)滑動摩擦力的大小與重力沿斜面向下的分力大小,判斷共速后小物塊的運動狀態(tài),再結合圖像和圖像進行分析作答?!窘獯稹拷猓涸趥魉蛶У锥藷o初速輕放一小物塊,小物塊先在傳送帶上做勻加速直線運動,其圖像為過原點的傾斜直線;設動摩擦因數(shù)為,根據(jù)牛頓第二定律解得加速度保持不變,圖像為平行于軸的直線;經(jīng)過時間,小物塊與傳送帶共速,由于最大靜摩擦力大于重力沿斜面向下的分力,滑動摩擦力發(fā)生突變靜摩擦力,此時,小物塊受平衡力作用,加速度,小物塊隨傳送帶一起以速度做勻速直線運動,其圖像為平行于軸的直線。綜上分析,故錯誤,正確。故選:?!军c評】本題主要考查了傳送帶問題,能夠對物塊進行正確的受力分析,知道小物塊所受的滑動摩擦力在小物塊與傳送帶共速時會發(fā)生突變,這是兩者能否保持相對靜止的依據(jù)。9.(2024?如皋市校級模擬)如圖所示,底板光滑的小車上用兩個量程均為的彈簧測力計甲和乙系住一個質量為的物體.當小車沿水平地面做勻速直線運動時,兩彈簧測力計的示數(shù)均為;當小車做勻加速直線運動時,彈簧測力計甲的示數(shù)為,這時小車運動的加速度大小是A. B. C. D.【答案】【考點】力的合成與分解的應用;牛頓第二定律的簡單應用【專題】信息給予題;定量思想;牛頓運動定律綜合專題;推理能力【分析】根據(jù)牛頓第二定律,結合題意求出物體的加速度,進而求出小車的加速度大小。【解答】解:開始時甲和乙的彈力均為,合力為零;小車加速時,彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)椋捎谛≤囬L度不變,則甲彈簧的形變的變化量與乙必相等,故乙彈簧的示數(shù)應為,故物體受到的合力為,對物體根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得這時小車運動的加速度大小與物體加速度大小相等,為;故錯誤,正確。故選:?!军c評】本題的關鍵是能分析物體受力的變化,再結合牛頓第二定律即可求出加速度大小。10.(2024?龍鳳區(qū)校級模擬)某國宇航局發(fā)射行星探測衛(wèi)星,由于沒有把部分資料中實際使用的單位制轉換為國際單位制,造成重大損失。國際單位制中力學有三個基本單位,用這三個基本單位導出功率單位—瓦特的表達形式為A. B. C. D.【答案】【考點】力學單位制與單位制【專題】推理法;功率的計算專題;推理能力;比較思想【分析】根據(jù)功率的定義式推導出功率的單位與國際單位制中力學基本單位的關系?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)功率的定義式得功率的單位為:,故正確,錯誤。故選:?!军c評】本題根據(jù)功率的定義式、功的計算公式、牛頓第二定律相結合推導出功率的單位與國際單位制中力學基本單位的關系。二.多選題(共5小題)11.(2024?開福區(qū)校級模擬)如圖,快遞員工通過傾斜傳送帶將包裹從處運往較低的處,傳送帶與水平面的夾角,且始終以一定速度逆時針轉動。在某時刻將小包裹(看作質點)輕放在傳送帶的處,小包裹與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則關于小包裹從運動到的說法正確的是A.若,則可能一直加速 B.若,則可能先加速再勻速 C.若,則可能先加速再勻速 D.若,則可能先加速再減速【答案】【考點】傾斜傳送帶模型【專題】推理論證能力;推理法;定量思想;牛頓運動定律綜合專題【分析】對、受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,關鍵是兩者共速后摩擦力方向突變,確定加速度的方向,從而確定運動狀態(tài);若,可以確定共速后,由于最大靜摩擦力大于重力的下滑分力,兩者一起勻速到達下端?!窘獯稹拷猓?、若,化簡有:,則有:。即最大靜摩擦力小于重力的下滑分力。剛開始,根據(jù)牛頓第二定律則有:小包裹可能以加速度:,一直加速到。也可能先以加速度:,加速達到速度后,摩擦力方向突變,再以加速度:,繼續(xù)加速到,故正確,錯誤;、同理,若,則小包裹可能以加速度:一直加速到,也可能先以:,加速達到速度后,再勻速運動到,故正確,錯誤。故選:?!军c評】本題考查了傳送帶問題,解決本題的關鍵是熟練掌握牛頓第二定律求加速度以及運動學規(guī)律,而此題更要理解的是與動摩擦因數(shù)的大小關系的代表的意義。12.(2024?成都模擬)如圖所示為教師辦公室中抽屜使用過程的簡圖:抽屜底部安有滾輪,當抽屜在柜中滑動時可認為不受抽屜柜的摩擦力,抽屜柜右側裝有固定擋板,當抽屜拉至最右端與擋板相碰時速度立刻變?yōu)??,F(xiàn)在抽屜完全未抽出,在中間位置放了一個手機,手機長度,質量,其右端離抽屜右側的距離也為,手機與抽屜接觸面之間的動摩擦因數(shù),抽屜總長,質量。不計抽屜左右兩側及擋板的厚度,重力加速度?,F(xiàn)對把手施加水平向右的恒力,則A.當水平恒力的大小時,手機與抽屜有相對運動 B.當水平恒力的大小時,手機不與抽屜右側發(fā)生磕碰 C.為使手機不與抽屜右側發(fā)生磕碰,水平恒力的大小應滿足 D.為使手機不與抽屜左側發(fā)生磕碰,水平恒力的大小必定滿足【答案】【考點】牛頓第二定律求解多過程問題【專題】定量思想;臨界法;牛頓運動定律綜合專題;分析綜合能力【分析】利用牛頓第二定律可求出手機的最大加速度,利用整體法再結合牛頓第二定律求出一起加速運動的最大拉力,利用牛頓第二定律求出的加速度,然后結合運動學公式可求出恒力的范圍;利用牛頓第二定律,結合運動學公式,可求出手機不與抽屜右側和左側磕碰,恒力應滿足的范圍。【解答】解:、手機的最大加速度為:手機與抽屜一起做加速運動的最大拉力為:所以當水平恒力的大小時,手機與抽屜一起加速運動,當水平恒力的大小時,抽屜和手機一起加速運動的加速度大小為:當抽屜拉至最右端與擋板相碰時,有:解得:。抽屜停止運動后,手機向右滑動,則有:解得手機向右滑動的位移大小為:手機恰好不與抽屜右側發(fā)生磕碰,當水平恒力的大小時,手機不與抽屜右側發(fā)生磕碰,故錯誤,正確;、當時手機與抽屜相對滑動,水平恒力的大小時,對抽屜由牛頓第二定律得:解得:當抽屜拉至最右端與擋板相碰時,有:解得:,(舍去)手機的速度為:解得:手機的位移為:解得:抽屜停止運動后手機向右滑動的位移為:,則有:所以手機恰好與抽屜右側不磕碰,故為使手機不與抽屜右側發(fā)生磕碰,水平恒力的大小可滿足,故正確;、水平恒力的大小時,對抽由牛頓第二定律得:解得:當抽屜拉至最右端與擋板相碰時,有:解得:手機向右運動的位移大小為:解得:則,手機恰好不與抽屜左側發(fā)生磕碰,所以為使手機不與抽屜左側發(fā)生磕碰,水平恒力的大小必定滿足,故錯誤。故選:?!军c評】在解決本題時,要分析清楚手機的運動過程,注意找到發(fā)生磕碰的臨界條件是解決本題的關鍵。13.(2024?觀山湖區(qū)校級模擬)勁度系數(shù)的輕彈簧一端固定在傾角的固定光滑斜面底部,另一端和質量的小物塊相連,質量的小物塊緊靠靜止在斜面上,輕質細線一端連在物塊上,另一端跨過定滑輪與質量的物體相連,對施加外力,使處于靜止狀態(tài),細線剛好伸直,且線中沒有張力,如圖所示。從某時刻開始,撤掉外力,使豎直向下運動,取,彈簧和斜面上的那部分細線均平行于斜面。以下說法中正確的是A.初始時彈簧的壓縮量是 B.撤掉外力瞬間,的加速度大小為 C.當、恰好分離時,彈簧恢復原長 D.從撤去外力到、恰好分離整個過程,沿斜面移動的位移大小為【答案】【考點】牛頓第二定律求解瞬時問題【專題】牛頓運動定律綜合專題;定量思想;分析綜合能力;推理法【分析】初始時,對、整體受力分析,根據(jù)共點力平衡條件解答;撤掉外力瞬間,取系統(tǒng),利用牛頓第二定律計算加速度;恰好分離時,以整體為研究對象,利用牛頓第二定律計算系統(tǒng)此時的加速度,判斷此時彈簧的狀態(tài);根據(jù)恰好分離的條件分析解得?!窘獯稹拷猓海跏紩r,對、整體受力分析,設此時彈簧壓縮量為,根據(jù)共點力平衡條件有解得故正確;.撤掉外力瞬間,取系統(tǒng),則有彈簧彈力不發(fā)生突變,則解得故錯誤;.恰好分離時,間彈力為零,以整體為研究對象,有解得則的加速度大小也為0,此時彈簧處于壓縮狀態(tài),故錯誤;.恰好分離時,以為研究對象,有設此時彈簧的壓縮量為,由胡克定律有解得所以從撤去外力到、恰好分離整個過程,沿斜面移動的位移△故正確。故選:?!军c評】本題考查學生對彈簧連接體模型的分析能力,其中利用模型特點,運用隔離法與整體法結合牛頓第二定律、胡克定律表示運動規(guī)律為解決本題的關鍵。14.(2024?天心區(qū)校級模擬)如圖,質量為的三角形木塊靜止在水平地面上,其左右兩斜面光滑,一質量為的物塊沿傾角的右側斜面加速下滑時,三角形木塊剛好保持靜止,則當物塊沿傾角的左側斜面下滑時,下列說法中正確的是A.仍然靜止不動,地面對的摩擦力兩種情況下等大 B.仍然靜止不動,對地面的壓力比沿右側斜面下滑時對地面的壓力小 C.將向右滑動,若使仍然靜止需對其施加向左的作用力 D.若,將滑動【答案】【考點】作用力與反作用力【專題】定量思想;推理法;推理能力;受力分析方法專題【分析】本題對三角形木塊在物塊沿傾角的右側斜面加速下滑時以及物塊沿左側下滑分別受力分析,結合平衡方程以及角度關系分析求解?!窘獯稹拷猓海飰K沿傾角的右側斜面加速下滑時,對三角形木塊受力分析,如圖所示,木塊恰好不滑動,說明靜摩擦力達到最大值,等于滑動摩擦力,由平衡條件,在方向滿足:在方向滿足:聯(lián)立解得動摩擦因數(shù):物塊沿左側下滑,先假設木塊靜止不動,對受力分析,如圖所示,由平衡條件,在方向滿足:故最大靜摩擦力滿足:壓力的水平分力滿足:可知地面對的摩擦力兩種情況下不等大;將向右滑動,由牛頓第三定律可知,沿右側斜面下滑時對地面的壓力大小為,沿左側斜面下滑時對地面的壓力大小為,即對地面的壓力比沿右側斜面下滑時對地面的壓力小;將向右滑動,若使仍然靜止需對其施加向左的作用力;故錯誤,正確;.若,物塊沿右側下滑,先假設木塊靜止不動,則對的壓力大小為,該壓力的水平分力滿足,豎直分力滿足,與時相比,對壓力的水平分力變大,則對壓力的豎直分力變小,即最大靜摩擦力變小,故一定滑動,故正確。故選:?!军c評】本題考查了受力分析,準確對物體受力分析,在需要的坐標系中分解以及合成力,并建立平衡方程是解決此類問題的關鍵。15.(2024?石家莊模擬)如圖所示,傾角為的斜面固定在水平地面上,質量為的箱子靜止在斜面上,質量為的小球通過細繩懸掛在箱子頂面的點?,F(xiàn)給箱子一沿斜面向下的力,箱子沿斜面向下運動,穩(wěn)定后細繩與豎直方向成角。已知重力加速度取,下列說法正確的是A.穩(wěn)定時細繩上的拉力為 B.穩(wěn)定時細繩上的拉力為 C.改變大小系統(tǒng)再次穩(wěn)定后細繩處于豎直方向,此時力為 D.改變大小系統(tǒng)再次穩(wěn)定后細繩處于豎直方向,此時力為【答案】【考點】力的合成與分解的應用;牛頓第二定律的簡單應用【專題】應用題;學科綜合題;整體法和隔離法;合成分解法;牛頓運動定律綜合專題;方程法;推理能力;定量思想【分析】先以箱子和小球整體為研究對象,沿斜面方向根據(jù)牛頓第二定律列方程求出共同的加速度,再以小球為研究對象,由牛頓第二定律求出穩(wěn)定時細繩上的拉力的大小和箱子受到的摩擦力的大小;穩(wěn)定后細繩處于豎直方向時,則小球的加速度為零,箱子和小球整體處于平衡狀態(tài),由平衡條件求出力的大小?!窘獯稹拷猓骸π∏蚴芰Ψ治鋈鐖D所示:設小球質量為,箱子質量為,穩(wěn)定時具有共同的沿斜面向下的加速度,設繩子的拉力為,此時對小球垂直斜面方向有:沿斜面方向有:代入數(shù)據(jù)解得:,對整體分析得:解得箱子受到斜面的滑動摩擦力大小為:,故正確,錯誤;、穩(wěn)定后當細繩處于豎直方向時,可知此時小球加速度為零,故整體加速度為零,處于平衡狀態(tài),由于此時箱子處于勻速運動狀態(tài),受到沿斜面向上的滑動摩擦力,對整體根據(jù)平衡條件可得:解得:,故正確,錯誤。故選:?!军c評】本題主要是考查了牛頓第二定律的知識;利用牛頓第二定律答題時的一般步驟是:確定研究對象、進行受力分析、進行正交分解、在坐標軸上利用牛頓第二定律建立方程進行解答;注意整體法和隔離法的應用。三.填空題(共5小題)16.(2024?福建模擬)一位質量為的同學從8樓乘電梯下降到1樓,在此過程中利用手機內(nèi)置的加速度傳感器測得電梯運行的加速度隨時間的變化關系如圖所示(重力加速度取。當時,該同學處于超重狀態(tài)(填“超重”或“失重”,此時他對電梯地板的壓力大小約,整個過程中電梯運行的最大速率約為。【答案】超重;;。【考點】超重與失重的概念、特點和判斷【專題】圖析法;牛頓運動定律綜合專題;定性思想;推理能力【分析】該同學向下減速運動,加速度豎直向上,此時所受支持力大于重力,處于超重狀態(tài);可根據(jù)牛頓第二定律計算此時所受支持力大小,再根據(jù)牛頓第三定律得出電梯受到人的壓力大小等于人所受電梯的支持力大??;利用速度與時間公式可知,加速度與時間圖像與時間軸圍成的面積表示速度變化量,故可根據(jù)圖像得出最大速率?!窘獯稹拷猓寒敃r,該同學向下減速運動,加速度豎直向上處于超重狀態(tài)。時,又根據(jù)牛頓第二定律代入數(shù)據(jù)解得根據(jù)牛頓第三定律可得對電梯底的壓力大小約為。加速度與時間圖像與時間軸圍成的面積表示速度變化量,加速度向下時處于加速狀態(tài),根據(jù)圖線在該段時間內(nèi)與橫軸圍成面積格數(shù)有十九個小格得△代入數(shù)據(jù)解得則該同學的最大速率約為。故答案為:超重;;。【點評】本題考查了對超重、失重狀態(tài)的理解,已經(jīng)應用牛頓第二定律計算所受支持力的能力,進一步考查了對牛頓第三定律的應用,以及運用運動學公式綜合分析加速度與時間圖像的能力。17.(2024?碑林區(qū)校級二模)一細繩跨過懸掛的定滑輪,兩端分別系有小球和,如圖所示。一實驗小組用此裝置測量小球運動的加速度。令兩小球靜止,細繩拉緊,然后釋放小球,測得小球釋放時的高度,下降一段距離后的高度;由下降至所用的時間。由此求得小球加速度的大小為1.84(保留3位有效數(shù)字)。從實驗室提供的數(shù)據(jù)得知,小球、的質量分別為和,當?shù)刂亓铀俣却笮?。根?jù)牛頓第二定律計算可得小球加速度的大小為(保留3位有效數(shù)字),可以看出,與有明顯差異,除實驗中的偶然誤差外,寫出一條可能產(chǎn)生這一結果的原因:?!敬鸢浮?.84;1.96;滑輪不光滑(或滑輪有質量)?!究键c】牛頓第二定律的簡單應用【專題】實驗分析法;實驗能力;牛頓運動定律綜合專題;定量思想【分析】根據(jù)運動學公式得出小球加速度的大??;根據(jù)牛頓第二定律聯(lián)立等式得出小球加速度的大?。桓鶕?jù)實驗原理分析出對應的實驗誤差的產(chǎn)生原因。【解答】解:釋放后小球做初速度為零的勻加速直線運動,在時間內(nèi)的位移為△根據(jù)勻變速直線運動位移與時間的關系可得代入數(shù)據(jù)解得對、小球整體分析,由牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得理論上與有應該相等,但由于滑輪有質量,以及滑輪轉動過程中與繩子、輪軸之間都存在摩擦,這些都不可忽略,因此造成了明顯的差異。故答案為:1.84;1.96;滑輪不光滑(或滑輪有質量)?!军c評】本題主要考查了牛頓第二定律的驗證實驗,根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作,結合運動學公式和牛頓第二定律即可完成分析。18.(2023?福建模擬)如圖所示,在高速公路的連續(xù)下坡路段通常會設置避險車道,供發(fā)生緊急情況的車輛避險使用,本題中避險車道是主車道旁的一段上坡路面。一輛貨車在行駛過程中剎車失靈,以的速度駛入避險車道。設貨車進入避險車道后牽引力為零,貨車與路面間的動摩擦因數(shù),若避險車道路面傾角為,取重力加速度大小。則貨車在避險車道上行駛的加速度為10,行駛的最大距離為。結果均保留2位有效數(shù)字。【答案】10;31?!究键c】牛頓第二定律的簡單應用;牛頓運動定律的應用—從受力確定運動情況【專題】牛頓運動定律綜合專題;推理法;定性思想;理解能力【分析】(1)對貨車受力分析,求出其合力,再根據(jù)牛頓第二定律列式求解貨車的加速度;(2)將貨車的運動反向視為勻加速直線運動,根據(jù)勻變速直線運動的速度—位移公式求解避險坡道的長度?!窘獯稹拷猓贺涇囀苤亓?、支持力和摩擦力的作用,由牛頓第二定律可得,解得貨車在避險車道上行駛的加速度,方向與運動方向相反;貨車的初速度,,根據(jù)速度—位移的關系式可得,行駛的最大距離為。故答案為:10;31。【點評】本題考查勻變速直線運動規(guī)律的應用,關鍵是知道牛頓第二定律以及運動學公式中速度—位移公式的應用,注意公式的矢量性。19.(2023?浦東新區(qū)二模)圖為采用動力學方法測量空間站質量的示意圖,若已知飛船質量為,其推進器的平均推力為,在飛船與空間站對接后,推進器工作內(nèi),測出飛船和空間站的速度變化量是,則對接后,飛船的加速度大小0.01,空間站的質量為?!敬鸢浮?.01;。【考點】連接體模型【專題】分析綜合能力;牛頓運動定律綜合專題;直線運動規(guī)律專題;整體思想;推理能力【分析】根據(jù)本題的已知條件,由加速度的定義式可直接得出,將空間站與飛船視為一個整體,可由牛頓第二定律可求出質量?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)加速度的公式又:;將空間站與飛船視為一個整體,對其用牛頓第二定律有:得:空間站的質量為:。故答案為:0.01;?!军c評】本題是牛頓第二定律的簡單應用問題,其間涉及到了整體法的思想。20.(2023?雁塔區(qū)校級模擬)如圖所示,某同學用量程為、分度為的刻度尺和輕質彈簧、重物等制作了一個“豎直加速度測量儀”。該同學將刻度尺豎直放置在裝置一側,0刻線在最下端。彈簧上端固定在裝置上方,下端懸掛重為的物體達平衡時,彈簧下端指針指向刻度;逐步改變懸掛重物的質量,當懸掛重為的物體達平衡時,彈簧下端指針正好指向刻度,并標記此處為加速度的零點,此后就將物體固定在彈簧下端。將裝置置于電梯里,可以測出電梯運行時的加速度。?。?)所用彈簧的勁度系數(shù)為。(2)刻度尺上刻度為處的刻線,對應的加速度大小是,方向為。(本問計算結果保留3位有效數(shù)字)(3)若該同學在原先的基礎上換用了質量更大的重物,并改變刻度尺的位置,仍使懸掛重物時的平衡位置位于刻線處(使加速度零點不變),其他條件均不變。則與原先相比,此時加速度測量儀的量程和分度值會發(fā)生怎樣的變化?更適宜測量更大的加速度還是更小的加速度?。(設刻度尺所在范圍均在彈簧的彈性限度之內(nèi))【答案】(1);(2),豎直向上;(3)測量的量程會減少,分度值會變小。更適合測更小的加速度?!究键c】胡克定律及其應用;牛頓第二定律的簡單應用【專題】力學知識在生產(chǎn)和生活中的應用;實驗能力;牛頓運動定律綜合專題;實驗題;分析綜合能力【分析】根據(jù)胡克定律,即可求得勁度系數(shù),分析出物體受到的合外力,利用牛頓第二定律,即可求出加速度。根據(jù)加速度合外力的關系,就可分析出量程的變化情況?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù),則;(2)刻度尺上刻度為處的刻線,根據(jù)牛頓第二定律可得:①②聯(lián)立可解得,方向豎直向上;(3)在形變量的改變量相同的情況下,有,故測量的量程會減少,分度值會變小。更適合測更小的加速度。故答案為:(1);(2),豎直向上;(3)測量的量程會減少,分度值會變小。更適合測更小的加速度?!军c評】本題重點是對胡克定律的考查,要弄清形變量,變形量的改變與彈力的關系,再結合牛頓第二定律,就可得出結果。四.解答題(共5小題)21.(2024?福建模擬)在傾角、足夠長的斜面底端有一個質量為的物體(可看成質點),物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為0.5。物體先在沿斜面的拉力作用下,以的速度勻速上升,再撤銷拉力,取,則:(1)拉力有多大?(2)物體沿斜面上升的最大距離有多少?(3)物體返回斜面底端時的速度有多大?【答案】(1)拉力為;(2)物體沿斜面上升的最大距離為;(3)物體返回斜面底端時的速度為。【考點】勻變速直線運動位移與時間的關系;牛頓第二定律的簡單應用【專題】計算題;信息給予題;定性思想;合成分解法;直線運動規(guī)律專題;推理論證能力【分析】(1)對物體進行受力分析,根據(jù)平衡條件判斷物體受到的拉力;(2)根據(jù)牛頓第二定律求出撤去拉力后的加速度,結合速度—位移公式求出勻減速運動的位移,從而得出物體距斜面底端的最大位移.(3)根據(jù)牛頓第二定律求出物體沿斜面下降過程中的加速度,結合速度—位移公式求出末速度?!窘獯稹拷猓海?)對物體進行受力分析如圖,根據(jù)平衡條件可知拉力;(2)勻速直線運動的位移;撤去拉力后的加速度大小,則勻減速直線運動的位移,物體沿斜面上升的最大距離;(3)物體沿斜面下降過程中,加速度,物體返回斜面底端時的速度答:(1)拉力為;(2)物體沿斜面上升的最大距離為;(3)物體返回斜面底端時的速度為?!军c評】本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的綜合運用,知道加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁,要注意上升和下降過程摩擦力方向的變化。22.(2024?閬中市校級一模)如圖,某同學設計的幼兒園安全斜直滑梯由長和的兩段不同材料和制成,滑梯與水平地面夾角。一小朋友從點由靜止滑下,經(jīng)到達點速度恰好為零。重力加速度取,,。求:(1)小朋友滑行過程中的最大速度;(2)小朋友與和材料間的動摩擦因數(shù)和。【答案】(1)小朋友滑行過程中的最大速度為;(2)小朋友與和材料間的動摩擦因數(shù)分別為0.5和?!究键c】牛頓運動定律的應用—從受力確定運動情況;勻變速直線運動位移與時間的關系;牛頓第二定律的簡單應用【專題】方程法;定量思想;牛頓運動定律綜合專題;學科綜合題;應用題;合成分解法;推理能力【分析】(1)小朋友滑至點速度最大,依據(jù)勻變速直線運動規(guī)律得解;(2)根據(jù)運動學公式和牛頓第二定律聯(lián)立求解兩段的動摩擦因數(shù)?!窘獯稹拷猓海?)小朋友滑至點速度最大,由勻變速直線運動規(guī)律可得:代入數(shù)據(jù)解得:;(2)設小朋友在、段的加速度大小分別為和,在段,小朋友做勻加速運動,則有:代入數(shù)據(jù)解得:對小朋友,由牛頓第二定律可得:代入數(shù)據(jù)解得:在段,小朋友做勻減速運動,由運動學公式可得:代入數(shù)據(jù)得:由牛頓第二定律可得:代入數(shù)據(jù)解得:。答:(1)小朋友滑行過程中的最大速度為;(2)小朋友與和材料間的動摩擦因數(shù)分別為0.5和?!军c評】本題以小朋友滑滑梯為背景,考查牛揚第二定律及運動學知識,意在考查學生的分析推理能力和科學思維。23.(2024?朝陽區(qū)校級模擬)如圖所示,一傾角為、足夠長的傳送帶始終以的速度逆時針勻速運轉,足夠長的木板上放一可視為質點的物塊始終在上),兩者同時由靜止開始釋放,釋放時木板距傳送帶底端的距離,傳送帶底端有一固定擋板,木板與擋板碰撞后立即以等大的速度反彈。木板的質量為,物塊的質量為,且,木板與傳送帶間的動摩擦因數(shù),物塊與木板間的動摩擦因數(shù),設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取重力加速度,不計其它阻力。求:(1)物塊和木板開始運動時加速度的大小和;(2)木板從釋放至第一次與擋板相碰的時間;(3)木板從釋放到第一次沿傳送帶上升到最高點過程中物塊相對于木板滑行的路程?!敬鸢浮浚?)物塊和木板開始運動時加速度的大小為和為;(2)木板從釋放至第一次與擋板相碰的時間為;(3)木板從釋放到第一次沿傳送帶上升到最高點過程中物塊相對于木板滑行的路程為。【考點】勻變速直線運動位移與時間的關系;牛頓第二定律的簡單應用【專題】直線運動規(guī)律專題;推理法;定量思想;推理能力【分析】(1)分別對和受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度;(2)先算木板與傳送帶共速時間,判斷木板、物塊與傳送帶各自的運動狀態(tài),再計算物塊與及傳送帶速度相同的時間,同速后會相對于下滑,木板仍勻速至與擋板相碰,再計算出木板勻速的時間即可求解;(3)計算出木板第一次沿傳送帶上升到最高點每個運動過程中和的各自的位移,再計算出位移差,求出相對于滑行的路程?!窘獯稹拷猓海?)設和開始運動時加速度大小分別為和,釋放后,受傳送帶的滑動摩擦力,由于,相對于上滑,對對代入數(shù)據(jù)解得:,;(2)設經(jīng)時間木板與傳送帶速度相同,則:,解得:同速后由于,故木板與傳送帶相對靜止一起勻速,物塊繼續(xù)加速,設再經(jīng)時間物塊與及傳送帶速度相同,則,解得同速后會相對于下滑,解得,木板仍勻速至與擋板相碰從釋放到與傳送帶同速,加速位移:勻速運動的位移:勻速運動的時間(3)時間內(nèi)向下加速位移大小為:在時間內(nèi)向下勻速運動的位移大小為:時間內(nèi)相對于向上運動的路程:時間內(nèi)向下勻速運動的位移的大小為:時間內(nèi)向下加速運動的位移的大小為:時間內(nèi)相對于向下運動的路程:第一次碰后向上減速運動的加速度大小為,則有:解得:碰后上升到最高點所用的時間:碰后上升到最高點向上運動的位移的大小為:碰撞時的速度大小為:時間內(nèi)向下運動的位移的大小為:時間內(nèi)相對于向下運動的路程:答:(1)物塊和木板開始運動時加速度的大小為和為;(2)木板從釋放至第一次與擋板相碰的時間為;(3)木板從釋放到第一次沿傳送帶上升到最高點過程中物塊相對于木板滑行的路程為?!军c評】本題考查了傳送帶的多過程問題,分析物體在傳送帶上的運動,可能加速也可能減速,但最終與傳送帶共速,再結合牛頓第二定律與進行求解即可。24.(2024?長春一模)如圖,質量的一只長方體形空箱子在水平拉力作用下沿水平面向右勻加速直線運動,箱子與水平面間的動摩擦因數(shù)。這時箱子內(nèi)一個質量的物塊恰好能靜止在后壁上。物塊與箱子內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度取。求:(1)箱子對物塊彈力的大小;(2)水平拉力的大小?!敬鸢浮浚?)箱子對物塊彈力的大小為;(2)水平拉力的大小為。【考點】力的合成與分解的應用;牛頓第二定律的簡單應用【專題】計算題;定量思想;推理法;牛頓運動定律綜合專題;摩擦力專題;推理能力【分析】(1)根據(jù)平衡條件和摩擦力公式計算;(2)對物塊和箱子分別列牛頓第二定律計算?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)題意可知,物塊恰不下滑,物塊在豎直方向平衡,則由平衡條件可得物塊隨箱子向右做勻加速運動,則可知物塊與箱子的加速度相同,設為,箱子對物塊的支持力為,則解得,箱子對物塊的支持力為(2)對物塊由牛頓第二定律可得解得對箱子,由牛頓第二定律可得解得答:(1)箱子對物塊彈力的大小為;(2)水平拉力的大小為?!军c評】本題關鍵掌握整體法和隔離法的使用。25.(2024?五華區(qū)校級模擬)潛艇從海水高密度區(qū)域駛入低密度區(qū)域,浮力突然減小,潛艇如同汽車那樣掉下懸崖,稱之為“掉深”,曾有一些潛艇因此沉沒。某潛艇總質量為,在高密度海水區(qū)域海平面下沿水平方向緩慢潛航,如圖所示。當該潛艇駛入海水低密度區(qū)域時,浮力突然降為;后,潛艇官兵迅速對潛艇減重(排水),此后潛艇以的加速度勻減速下沉,速度減為零后開始上浮。若潛艇減重的時間不計,水的粘滯阻力可忽略,潛艇減重前后受到的浮力保持不變。取重力加速度大小,求:(1)潛艇為阻止“掉深”減重后的質量;(2)潛艇“掉深”達到距海平面的最大深度?!敬鸢浮浚?)潛艇為阻止“掉深”減重后的質量為;(2)潛艇“掉深”達到距海平面的最大深度為?!究键c】牛頓運動定律的應用—從運動情況確定受力【專題】牛頓運動定律綜合專題;定量思想;推理法;推理能力【分析】(1)根據(jù)牛頓第二定律分析;(2)先計算出潛艇“掉深”時的加速度,然后根據(jù)運動學公式分別計算向下加速和減速的深度,進而可計算總深度?!窘獯稹拷猓海?)設減重后的質量為,潛艇在減重后減速下降過程中,由牛頓第二定律有解得(2)由牛頓第二定律,潛艇剛“掉深”時加速度,滿足:,代入數(shù)據(jù)解得:,方向豎直向下“掉深”歷時時,潛艇下落高度為此時潛艇速度為減重后,潛艇以加速度勻減速下落,直至其速度為零潛艇下落的距離為潛艇“掉深”達到的最大深度為答:(1)潛艇為阻止“掉深”減重后的質量為;(2)潛艇“掉深”達到距海平面的最大深度為?!军c評】熟練掌握牛頓第二定律,分清潛艇下落過程所遵守的規(guī)律是解題的基礎。
考點卡片1.勻變速直線運動位移與時間的關系【知識點的認識】(1)勻變速直線運動的位移與時間的關系式:x=v0t+at2。(2)公式的推導①利用微積分思想進行推導:在勻變速直線運動中,雖然速度時刻變化,但只要時間足夠小,速度的變化就非常小,在這段時間內(nèi)近似應用我們熟悉的勻速運動的公式計算位移,其誤差也非常小,如圖所示。②利用公式推導:勻變速直線運動中,速度是均勻改變的,它在時間t內(nèi)的平均速度就等于時間t內(nèi)的初速度v0和末速度v的平均值,即=.結合公式x=vt和v=vt+at可導出位移公式:x=v0t+at2(3)勻變速直線運動中的平均速度在勻變速直線運動中,對于某一段時間t,其中間時刻的瞬時速度vt/2=v0+a×t=,該段時間的末速度v=vt+at,由平均速度的定義式和勻變速直線運動的位移公式整理加工可得===v0+at====vt/2。即有:==vt/2。所以在勻變速直線運動中,某一段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度,又等于這段時間內(nèi)初速度和末速度的算術平均值。(4)勻變速直線運動推論公式:任意兩個連續(xù)相等時間間隔T內(nèi),位移之差是常數(shù),即△x=x2﹣x1=aT2.拓展:△xMN=xM﹣xN=(M﹣N)aT2。推導:如圖所示,x1、x2為連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移,加速度為a?!久}方向】例1:對基本公式的理解汽車在平直的公路上以30m/s的速度行駛,當汽車遇到交通事故時就以7.5m/s2的加速度剎車,剎車2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移之比()A.1:1B.5:9C.5:8D.3:4分析:求出汽車剎車到停止所需的時間,汽車剎車停止后不再運動,然后根據(jù)位移時間公式求出2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移。解:汽車剎車到停止所需的時間>2s所以剎車2s內(nèi)的位移=45m。t0<6s,所以剎車在6s內(nèi)的位移等于在4s內(nèi)的位移。=60m。所以剎車2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移之比為3:4.故D正確,A、B、C錯誤。故選:D。點評:解決本題的關鍵知道汽車剎車停下來后不再運動,所以汽車在6s內(nèi)的位移等于4s內(nèi)的位移。此類試題都需注意物體停止運動的時間。例2:對推導公式==vt/2的應用物體做勻變速直線運動,某時刻速度大小是3m?s﹣1,1s以后速度大小是9m?s﹣1,在這1s內(nèi)該物體的()A.位移大小可能小于5mB.位移大小可能小于3mC.加速度大小可能小于11m?s﹣2D.加速度大小可能小于6m?s﹣2分析:1s后的速度大小為9m/s,方向可能與初速度方向相同,也有可能與初速度方向相反。根據(jù)a=,求出加速度,根據(jù)平均速度公式x=求位移。解:A、規(guī)定初速度的方向為正方向,若1s末的速度與初速方向相同,1s內(nèi)的位移x==.若1s末的速度與初速度方向相反,1s內(nèi)的位移x==.負號表示方向。所以位移的大小可能小于5m,但不可能小于3m。故A正確,B錯誤。C、規(guī)定初速度的方向為正方向,若1s末的速度與初速方向相同,則加速度.若1s末的速度與初速度方向相反,則加速度a=.所以加速度的大小可能小于11m/s2,不可能小于6m/s2.故C正確,D錯誤。故選:AC。點評:解決本題的關鍵注意速度的方向問題,以及掌握勻變速直線運動的平均速度公式,此公式在考試中經(jīng)常用到?!窘忸}思路點撥】(1)應用位移公式的解題步驟:①選擇研究對象,分析運動是否為變速直線運動,并選擇研究過程。②分析運動過程的初速度v0以及加速度a和時間t、位移x,若有三個已知量,就可用x=v0t+at2求第四個物理量。③規(guī)定正方向(一般以v0方向為正方向),判斷各矢量正負代入公式計算。(2)利用v﹣t圖象處理勻變速直線運動的方法:①明確研究過程。②搞清v、a的正負及變化情況。③利用圖象求解a時,須注意其矢量性。④利用圖象求解位移時,須注意位移的正負:t軸上方位移為正,t軸下方位移為負。⑤在用v﹣t圖象來求解物體的位移和路程的問題中,要注意以下兩點:a.速度圖象和t軸所圍成的面積數(shù)值等于物體位移的大小;b.速度圖象和t軸所圍面積的絕對值的和等于物體的路程。2.復雜的運動學圖像問題【知識點的認知】1.除了常見的x﹣t圖像,v﹣t圖像與a﹣t圖像外,還有一些少見的運動學圖像如﹣t圖像,v﹣x圖像、v2﹣x圖像等。2.這些圖像往往都與運動學的公式有關聯(lián)。3.解題步驟一般如下:①根據(jù)圖像的縱橫坐標找出圖像應用了那個運動學公式;②根據(jù)圖像推出具體的表達式;③分析斜率、截距、面積等因素的物理意義。【命題方向】在平直公路上有甲、乙兩輛汽車同時從同一位置沿著同一方向做勻加速直線運動,它們速度的平方隨位移變化的圖象如圖所示,則()A、甲車的加速度比乙車的加速度小B、在x=0.5m處甲、乙兩車相遇C、在x=1m處甲、乙兩車相遇D、在t=2s末甲、乙兩車相遇分析:根據(jù)勻變速直線運動的速度—位移關系公式:=2ax,可以知道圖象斜率是兩倍的加速度,由圖象可以直接得到速度相等時的位移,從同一位置出發(fā),兩車相遇時的位移相等,根據(jù)勻變速直線運動特征判斷位移相等時的位移和時間.解答:A、根據(jù)勻變速直線運動速度—位移關系=2ax,得v2=2ax+,可知圖象的斜率k=2a。由圖可知甲的斜率大于乙的斜率,故甲車的加速度大于乙車的加速度,故A錯誤;BCD、由圖象可知x=0.5m時,兩車速度的平方相等,速度相等。由圖可知,對于甲車做初速度為0加速度為2m/s2的勻加速直線運動,乙做初速度為1m/s,加速度為1m/s2的勻加速直線運動,兩車相遇時,位移相等,則有:=代入得:2×t2=1×t+1×t2解得,t=2s相遇處兩車的位移為x==m=4m,故BC錯誤,D正確。故選:D。點評:讀懂圖象的坐標,并能根據(jù)勻變速直線運動的位移—速度關系求出描述勻變速直線運動的相關物理量,并再由勻變速直線運動的規(guī)律求出未知量.【解題思路點撥】非常規(guī)的運動學圖像一般都是從某一個表達式得來的,要先從橫縱坐標及圖像出發(fā)確定表達式,求解出關鍵物理量,再分析物體的運動問題。3.胡克定律及其應用【知識點的認識】1.彈力(1)定義:發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復原狀,對跟它接觸的物體產(chǎn)生的力叫彈力.(2)彈力的產(chǎn)生條件:①彈力的產(chǎn)生條件是兩個物體直接接觸,②并發(fā)生彈性形變.(3)彈力的方向:力垂直于兩物體的接觸面.①支撐面的彈力:支持力的方向總是垂直于支撐面,指向被支持的物體;壓力總是垂直于支撐面指向被壓的物體.點與面接觸時彈力的方向:過接觸點垂直于接觸面.球與面接觸時彈力的方向:在接觸點與球心的連線上.球與球相接觸的彈力方向:垂直于過接觸點的公切面.②彈簧兩端的彈力方向:與彈簧中心軸線重合,指向彈簧恢復原狀的方向.其彈力可為拉力,可為壓力.③輕繩對物體的彈力方向:沿繩指向繩收縮的方向,即只為拉力.2.胡克定律彈簧受到外力作用發(fā)生彈性形變,從而產(chǎn)生彈力.在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比.即F=kx,其中,勁度系數(shù)k的意義是彈簧每伸長(或縮短)單位長度產(chǎn)生的彈力,其單位為N/m.它的大小由制作彈簧的材料、彈簧的長短和彈簧絲的粗細決定.x則是指形變量,應為形變(包括拉伸形變和壓縮形變)后彈簧的長度與彈簧原長的差值.注意:胡克定律在彈簧的彈性限度內(nèi)適用.3.胡克定律的應用(1)胡克定律推論在彈性限度內(nèi),由F=kx,得F1=kx1,F(xiàn)2=kx2,即F2﹣F1=k(x2﹣x1),即:△F=k△x即:彈簧彈力的變化量與彈簧形變量的變化量(即長度的變化量)成正比.(2)確定彈簧狀態(tài)對于彈簧問題首先應明確彈簧處于“拉伸”、“壓縮”還是“原長”狀態(tài),并且確定形變量的大小,從而確定彈簧彈力的方向和大?。绻桓嬖V彈簧彈力的大小,必須全面分析問題,可能是拉伸產(chǎn)生的,也可能是壓縮產(chǎn)生的,通常有兩個解.(3)利用胡克定律的推論確定彈簧的長度變化和物體位移的關系如果涉及彈簧由拉伸(壓縮)形變到壓縮(拉伸)形變的轉化,運用胡克定律的推論△F=k△x可直接求出彈簧長度的改變量△x的大小,從而確定物體的位移,再由運動學公式和動力學公式求相關量.【命題方向】(1)第一類??碱}型是考查胡克定律:一個彈簧掛30N的重物時,彈簧伸長1.2cm,若改掛100N的重物時,彈簧總長為20cm,則彈簧的原長為()A.12cmB.14cmC.15cmD.16cm分析:根據(jù)胡克定律兩次列式后聯(lián)立求解即可.解:一個彈簧掛30N的重物時,彈簧伸長1.2cm,根據(jù)胡克定律,有:F1=kx1;若改掛100N的重物時,根據(jù)胡克定律,有:F2=kx2;聯(lián)立解得:k=;x2=;故彈簧的原長為:x0=x﹣x2=20cm﹣4cm=16cm;故選D.點評:本題關鍵是根據(jù)胡克定律列式后聯(lián)立求解,要記住胡克定律公式中F=k?△x的△x為行變量.(2)第二類??碱}型是考查胡克定律與其他知識點的結合:如圖所示,一根輕質彈簧上端固定,下端掛一個質量為m0的平盤,盤中有一物體,質量為m,當盤靜止時,彈簧的長度比其自然長度伸長了l,今向下拉盤,使彈簧再伸長△l后停止,然后松手,設彈簧總處在彈性限度內(nèi),則剛松手時盤對物體的支持力等于()A.B.C.D.分析:根據(jù)胡克定律求出剛松手時手的拉力,確定盤和物體所受的合力,根據(jù)牛頓第二定律求出剛松手時,整體的加速度.再隔離物體研究,用牛頓第二定律求解盤對物體的支持力.解:當盤靜止時,由胡克定律得(m+m0)g=kl①設使彈簧再伸長△l時手的拉力大小為F再由胡克定律得F=k△l②由①②聯(lián)立得F=剛松手瞬時彈簧的彈力沒有變化,則以盤和物體整體為研究對象,所受合力大小等于F,方向豎直向上.設剛松手時,加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律得a==對物體研究:FN﹣mg=ma解得FN=(1+)mg故選A.點評:點評:本題考查應用牛頓第二定律分析和解決瞬時問題的能力,這類問題往往先分析平衡狀態(tài)時物體的受力情況,再分析非平衡狀態(tài)時物體的受力情況,根據(jù)牛頓第二定律求解瞬時加速度.【解題方法點撥】這部分知識難度中等、也有難題,在平時的練習中、階段性考試中會單獨出現(xiàn),選擇、填空、計算等等出題形式多種多樣,在高考中不會以綜合題的形式考查的,但是會做為題目的一個隱含條件考查.彈力的有無及方向判斷比較復雜,因此在確定其大小和方向時,不能想當然,應根據(jù)具體的條件或計算來確定.4.滑動摩擦力的產(chǎn)生條件【知識點的認識】1.定義:一個物體在另一個物體表面上相對于另一個物體滑動的時候,要受到另一個物體阻礙它相對滑動的力,這種力叫做滑動摩擦力。2.產(chǎn)生條件:①接觸面粗糙;②有彈力;③有相對運動。【命題方向】關于產(chǎn)生摩擦力的條件,下列說法中正確的是()A.相互壓緊的粗糙物體之間總有摩擦力存在B.相對運動的物體間一定有滑動摩擦力存在C.只有相互擠壓和有相對運動的物體之間才有摩擦力的作用D.只有相互擠壓和發(fā)生相對運動或有相對運動趨勢的粗糙物體之間才有摩擦力的作用分析:摩擦力產(chǎn)生的條件:接觸面粗糙;相互接觸擠壓;有相對運動或相對運動趨勢。解答:A、相互壓緊的粗糙物體之間,不一定有摩擦力,要看它們有無相對運動或相對運動的趨勢。故A錯誤。B、相對運動的物體間若無相互擠壓,就沒有滑動摩擦力。故B錯誤。C、接觸面光滑,相互擠壓和有相對運動的物體之間沒有摩擦力。故C錯誤。D、只有相互擠壓和發(fā)生相對運動或有相對運動趨勢的粗糙物體之間才有摩擦力的作用。故D正確。故選D。點評:解決本題的關鍵掌握摩擦力產(chǎn)生的條件:接觸面粗糙;相互接觸擠壓;有相對運動或相對運動趨勢?!窘忸}思路點撥】1.這部分知識難度中等、也有難題,在平時的練習中、階段性考試中會單獨出現(xiàn),選擇、填空、計算等等出題形式多種多樣,在高考中不會以綜合題的形式考查的,但是會作為題目的一個隱含條件考查。對滑動摩擦力問題的分析與考查趨向于與其他知識的綜合,這類題中一般具有多體、多力的特點,要運用整體法與隔離法解題,解決這類問題的關鍵是要選取合適的研究對象,進行正確的受力分析,建立正確的方程,然后進行解題。2.摩擦力的本質摩擦力的本質,人們至今對它還沒有弄得很清楚,多數(shù)學者認為摩擦力是兩物體接觸面上的分子間的內(nèi)聚引力引起的。事實上,在表面間比較凸起的地方才互相接觸,而大多數(shù)的地方是不接觸的,實際接觸的微觀面積遠小于視宏觀面積。摩擦阻力與實際接觸面積成正比(不是與視宏觀面積成正比)。在一般情況下,實際接觸面積又與表面上的正壓力成正比,所以,摩擦力與正壓力成正比,這正是中學物理課本中的摩擦力公式f=μN,物理學中把比例因子μ定義為兩種材料間的動摩擦因數(shù)的緣故。在一定速度下,動摩擦因數(shù)是一個常量。5.力的合成與分解的應用【知識點的認識】本考點針對比較復雜的題目,題目涉及到力的合成與分解的綜合應用?!久}方向】假期里,一位同學在廚房里協(xié)助媽媽做菜,對菜刀發(fā)生了興趣.他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部的頂角小,后部的頂角大(如圖所示),下列有關刀刃的說法合理的是()A、刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了打造方便,外形美觀,跟使用功能無關B、在刀背上加上同樣的壓力時,分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關C、在刀背上加上同樣的壓力時,頂角越大,分開其他物體的力越大D、在刀背上加上同樣的壓力時,頂角越小,分開其他物體的力越大分析:根據(jù)力的平行四邊形定則可知,相同的壓力下,頂角越小,分力越大;相同的頂角下,壓力越大,分力越大.解答:把刀刃部分抽象后,可簡化成一個等腰三角劈,設頂角為2θ,背寬為d,側面長為l,如圖乙所示當在劈背施加壓力F后,產(chǎn)生垂直側面的兩個分力F1、F2,使用中依靠著這兩個分力分開被加工的其他物體。由對稱性知,這兩個分力大小相等(F1=F2),因此畫出力分解的平行四邊形,實為菱形,如圖丙所示。在這個力的平行四邊形中,取其四分之一考慮(圖中陰影部分),根據(jù)它跟半個劈的直角三角形的相似關系,由關系式,得F1=F2由此可見,刀背上加上一定的壓力F時,側面分開其他物體的力跟頂角的大小有關,頂角越小,sinθ的值越小,F(xiàn)1和F2越大。但是,刀刃的頂角越小時,刀刃的強度會減小,碰到較硬的物體刀刃會卷口甚至碎裂,實際制造過程中為了適應加工不同物體的需要,所以做成前部較薄,后部較厚。使用時,用前部切一些軟的物品(如魚、肉、蔬菜、水果等),用后部斬劈堅硬的骨頭之類的物品,俗話說:“前切后劈”,指的就是這個意思。故D正確。故選:D。點評:考查力的平行四邊形定則,體現(xiàn)了控制變量法,同時學會用三角函數(shù)來表示力與力的關系.【解題思路點撥】對力的合成與力的分解的綜合應用問題,要首先熟練掌握力的合成和力的分解的相關內(nèi)容,再選擇合適的合成和分解方法進行解題。6.牛頓第一定律的內(nèi)容與應用【知識點的認識】1.內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到
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