重難點03 牛頓運動定律大綜合（學生版）-高考物理專練(新高考專用)

高考物理【熱點·重點·難點】專練(新高考專用)重難點03牛頓運動定律大綜合【知識梳理】考點一超重與失重1．物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)取決于加速度的方向，與速度的大小和方向沒有關系．下表列出了加速度方向與物體所處狀態(tài)的關系.加速度超重、失重視重Fa＝0不超重、不失重F＝mga的方向豎直向上超重F＝m(g＋a)a的方向豎直向下失重F＝m(g－a)a＝g，豎直向下完全失重F＝0特別提醒:不論是超重、失重、完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”改變．2.超重和失重現(xiàn)象的判斷“三”技巧(1)從受力的角度判斷，當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)．(2)從加速度的角度判斷，當物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài)．(3)從速度變化角度判斷①物體向上加速或向下減速時，超重；②物體向下加速或向上減速時，失重．考點二動力學中的臨界極值問題分析1．當物體的運動從一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時必然有一個轉折點，這個轉折點所對應的狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)；在臨界狀態(tài)時必須滿足的條件叫做臨界條件．用變化的觀點正確分析物體的受力情況、運動狀態(tài)變化情況，同時抓住滿足臨界值的條件是求解此類問題的關鍵．2．臨界或極值條件的標志(1)有些題目中有“剛好”、“恰好”、“正好”等字眼，明顯表明題述的過程存在著臨界點；(2)若題目中有“取值范圍”、“多長時間”、“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在著“起止點”，而這些起止點往往就是臨界狀態(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，這個極值點往往是臨界點；(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．【重點歸納】動力學中的典型臨界條件(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＝0.(2)相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對滑動的臨界條件是：靜摩擦力達到最大值．(3)繩子斷裂與松馳的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限度的，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，繩子松馳的臨界條件是：FT＝0.(4)加速度變化時，速度達到最大的臨界條件：當加速度變化為a＝0時．考點三傳送帶模型和滑塊—木板模型1.“傳送帶模型”問題的分析思路(1)模型特征一個物體以速度v0(v0≥0)在另一個勻速運動的物體上開始運動的力學系統(tǒng)可看做“傳送帶”模型，如圖(a)、(b)、(c)所示．(2)建模指導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：求解的關鍵在于對物體所受的摩擦力進行正確的分析判斷．判斷摩擦力時要注意比較物體的運動速度與傳送帶的速度，也就是分析物體在運動位移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刻就是物體所受摩擦力發(fā)生突變的時刻．②傾斜傳送帶問題：求解的關鍵在于認真分析物體與傳送帶的相對運動情況，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進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動情況．當物體速度與傳送帶速度相等時，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變．2.“滑塊—木板模型”問題的分析思路(1)模型特點：上、下疊放兩個物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動．(2)建模指導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)對滑塊和木板進行運動情況分析，找出滑塊和木板之間的位移關系或速度關系，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.【重點歸納】1．傳送帶模型分析處理傳送帶問題時需要特別注意兩點：一是對物體在初態(tài)時所受滑動摩擦力的方向的分析；二是對物體在達到傳送帶的速度時摩擦力的有無及方向的分析．(1)水平傳送帶模型項目圖示滑塊可能的運動情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)v0>v時，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0<v時，可能一直加速，也可能先加速再勻速情景3(1)傳送帶較短時，滑塊一直減速達到左端(2)傳送帶較長時，滑塊還要被傳送帶傳回右端．其中v0>v返回時速度為v，當v0<v返回時速度為v0(2)傾斜傳送帶模型項目圖示滑塊可能的運動情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能一直勻速(4)可能先以a1加速后以a2加速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速對于傳送帶問題，一定要全面掌握上面提到的幾類傳送帶模型，尤其注意要根據(jù)具體情況適時進行討論，看一看有沒有轉折點、突變點，做好運動階段的劃分及相應動力學分析．2.滑板—滑塊模型(1)模型特點涉及兩個物體，并且物體間存在相對滑動．(2)兩種位移關系滑塊由滑板的一端運動到另一端的過程中，若滑塊和滑板同向運動，位移之差等于板長；反向運動時，位移之和等于板長．(3)解題思路(4)易失分點①不清楚滑塊、滑板的受力情況，求不出各自的加速度．②不清楚物體間發(fā)生相對滑動的條件．【限時檢測】(建議用時：30分鐘)一、單項選擇題：本題共4小題。1．如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在斜面上，在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運動的過程中，物體始終靜止在斜面上，物體受到斜面的摩擦力f和斜面的支持力N分別為(重力加速度為g)()A．B．C．D．2．體育課上某同學做引體向上。他兩手握緊單杠，雙臂豎直，身體懸垂；接著用力上拉使下顎超過單杠(身體無擺動)；然后使身體下降，最終懸垂在單杠上。下列說法正確的是()A．在上升過程中單杠對人的作用力始終大于人的重力B．在下降過程中單杠對人的作用力始終小于人的重力C．若增大兩手間的距離，最終懸垂時單臂的拉力不變D．若增大兩手間的距離，最終懸垂時單臂的拉力變大3．如圖所示，用水平力F拉著三個相同的物塊，先在光滑水平面上一起以加速度運動。A、B間和B、C間兩段繩的拉力分別為和。后在摩擦系數(shù)μ相同的粗糙水平面上一起以加速度運動。A、B間和B、C間兩段繩的拉力分別為和。則加速度、拉力之間的關系正確的是()A． B．C． D．4．如圖所示，輕質(zhì)板放在光滑的水平地面上，物體A、B與輕質(zhì)板的動摩擦因數(shù)(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)已知，，g取。當作用在A上的水平力時，物體A的加速度為()A． B． C． D．二、多項選擇題：本題共2小題。5．如圖所示，質(zhì)量M=1kg足夠長的木板B放在水平地面上，其上放有質(zhì)量m=1kg煤塊A，A、B間的動摩擦因數(shù)=0.1，B與地面之間的動摩擦因數(shù)=0.2，現(xiàn)對B施加水平向右的拉力F=8N持續(xù)作用2s然后撤去，則在A、B運動的整個過程中，g=10m/s2，設滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，則()A．A比B先相對地面靜止B．A的位移為4mC．A在B上留下的劃痕長D．系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的總熱量48J6．如圖甲所示，足夠長的傾斜傳送帶與水平面間的夾角為，在傳送帶上某位置輕輕放置一個質(zhì)量為m的小滑塊，小滑塊的速度隨時間變化關系如圖乙所示，vo、t0均已知，則()A．傳送帶的速度可能大于v0B．t0后小滑塊受到的摩擦力為mgsinθC．傳送帶一定沿順時針轉動D．小滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)可能為三、解答題：本題共2小題。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。7．如圖，粗糙斜面與光滑水平面通過光滑小圓弧平滑連接，斜面傾角=37°。小滑塊(可看作質(zhì)點)A的質(zhì)量為mA=1kg，小滑塊B的質(zhì)量為mB=3kg，其左端連接一水平輕質(zhì)彈簧。若滑塊A在斜面上受到大小為4N，方向垂直斜面向下的恒力F作用時，恰能沿斜面勻速下滑。現(xiàn)撤去F，讓滑塊A從距斜面底端L=4m處，由靜止開始下滑。取，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)滑塊A與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)撤去F后，滑塊A到達斜面底端時的速度大??；(3)滑塊A與彈簧接觸后的運動過程中