第2課時(shí) 力和直線運(yùn)動(dòng)

1、創(chuàng)新設(shè)計(jì)第2課時(shí)力和直線運(yùn)動(dòng)備考知能網(wǎng)1研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)備考知能網(wǎng)2研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用1. 必須領(lǐng)會(huì)的兩種物理思想：逆向思維、極限思想。2. 必須辨明的“兩個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)”(1) 物體做加速或減速運(yùn)動(dòng)取決于速度與加速度方向間的關(guān)系； (2)“剎車”問題要先判斷剎車時(shí)間，再分析計(jì)算。備考知能網(wǎng)3研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)命題角度一勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用【例 1】 (2019全國(guó)卷，18)如圖 1，籃球架下的運(yùn)動(dòng)員原地垂直起跳扣籃，離地后重心上升的最大高度為 H。上升第一個(gè)H所用的時(shí)間為Ht1，第四個(gè)4 所用的4t2時(shí)間為 t 。不計(jì)空氣阻力，則 滿足( )2t 1A.1t22B

2、.2t23 t1t1C.3t24D.4t25 t1t1圖1備考知能網(wǎng)4研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析本題應(yīng)用逆向思維求解，即運(yùn)動(dòng)員的豎直上拋運(yùn)動(dòng)可等同于從一定高度處2H 4gHH開始的自由落體運(yùn)動(dòng)，所以第四個(gè)4 所用的時(shí)間為 t2，第一個(gè)4 所用的234H2Hgt2 1t2時(shí)間為t1，因此有t 2323，即3t 4，選項(xiàng)Cg11正確。答案C備考知能網(wǎng)5研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)命題角度二追及相遇問題【例2】現(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直大街同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，它們行駛的速度均為10m/s。當(dāng)兩車快要到一十字路口時(shí)，甲車司機(jī)看到綠燈已轉(zhuǎn)換成了黃燈，于是緊急剎車(反應(yīng)時(shí)間忽略不計(jì))，乙車司機(jī)為了避免與

3、甲車相撞也緊急剎車，但乙車司機(jī)反應(yīng)較慢(反應(yīng)時(shí)間為t00.5s)。已知甲車緊急剎車時(shí)制動(dòng)力為車重的0.4倍，乙車緊急剎車時(shí)制動(dòng)力為車重的0.6倍，g10車可看做質(zhì)點(diǎn)。m/s2，假設(shè)汽(1) 若甲車司機(jī)看到黃燈時(shí)車頭距警戒線15 m，他采取上述措施能否避免闖紅燈？(2) 為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，甲、乙兩車在正常行駛過程中應(yīng)至少保 持多大距離？備考知能網(wǎng)6研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析(1)根據(jù)牛頓第二定律，甲車緊急剎車的加速度大小為f0.4m g112a 4 m/s 。1m1m1甲車停下來所需時(shí)間為v010t1a1 4s2.5 s，v0 2102滑行距離 x2a124m12.5 m，由于x12

4、.5 m15 m，可見甲車司機(jī)剎車后能避免闖紅燈。備考知能網(wǎng)7研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)f0.6m g222(2)乙車緊急剎車的加速度大小為 a 6 m/s ，兩車速度相等時(shí)處于同2m2m2一位置，即為恰好不相撞的條件。 設(shè)甲、乙兩車行駛過程中至少應(yīng)保持距離x0，在乙車剎車t2時(shí)間后兩車的速度相等，其運(yùn)動(dòng)關(guān)系如圖所示，則有速度關(guān)系v0a1(t2t0)v0a2t2，vv0a2t2備考知能網(wǎng)8研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)v2v2v2v200位移關(guān)系 v t x 0 002a22a1解得t21.0 s，x01.5 m。答案(1)能(2)1.5 m備考知能網(wǎng)9研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)典例拓展在【例2】中，如果兩車剎車時(shí)的加速

5、度交換，為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，那么兩車在正常行駛過程中又應(yīng)至少保持多大距離？解析如果剎車時(shí)兩車的加速度交換，這時(shí)由于甲車的加速度大小為a26 m/s2， 乙車的加速度大小為a14 m/s2，說明運(yùn)動(dòng)過程中甲車要比乙車先停下來，所以兩車的位移大小關(guān)系應(yīng)滿足v0 2v0 2v0t02a1x02a2，代入數(shù)據(jù)解得 x 55m9.17 m。06答案9.17 m10備考知能網(wǎng)研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)備考知能網(wǎng)11研透命題點(diǎn)(1) 求解勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的思路(2) 全程法：全過程中若加速度不變，雖然有往返運(yùn)動(dòng)，但可以全程列式， 此時(shí)要注意各矢量的方向(即正負(fù)號(hào))。創(chuàng)新設(shè)計(jì)1.如圖2所示，物體自O(shè)點(diǎn)

6、由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，途經(jīng)A、B、C三點(diǎn)，其中A、B之間的距離l12.5m，B、C之間的距離l23.5m。若物體通過l1、l2這兩段位移的時(shí)間相等，則O、A之間的距離l等于()圖2A.0.5 mC.1.5 mB.1.0 mD.2.0 m備考知能網(wǎng)12研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)l1l2解析設(shè)物體的加速度為 a，通過 l 、l兩段位移所用的時(shí)間均為 T，則有 v12B2T6 m2T 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得ll2l1aT21 mvB 2所以 l 2a l12.0 m，故 D 正確。答案D備考知能網(wǎng)13研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.(多選)如圖3所示，在一個(gè)桌面上方有三個(gè)金屬小球a、b、c，離桌面高度之比為

7、h1h2h3321。若先后順次釋放a、b、c，三球剛好同時(shí)落到桌面上，不計(jì)空氣阻力，則()A. 三者到達(dá)桌面時(shí)的速度大小之比是B. 三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為 321321C. b 與 a 開始下落的時(shí)間差小于 c 與 b 開始下落的時(shí)間差D. 三個(gè)小球運(yùn)動(dòng)的加速度與小球受到的重力成正比，與質(zhì)量成反比 圖3備考知能網(wǎng)14研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析由 v22gh， 得 v2gh， 故 v1v2v3321，選項(xiàng) A 正確；由 t2h得三者運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比 t t t 321，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；b 與 a 開始123g2h2h33下落的時(shí)間差 t (32)c 與 b 開始下落的時(shí)間差 t (21)，12gg選項(xiàng) C

8、 正確；三個(gè)小球的加速度與重力及質(zhì)量無關(guān)，都等于重力加速度，選項(xiàng)錯(cuò)誤。 D答案AC備考知能網(wǎng)15研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)3.(2019南京市鼓樓區(qū)模擬)如圖4所示，一輛轎車和一輛卡車在同一平直的公路上相向勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小均為30 m/s。為了會(huì)車安全，兩車車頭距離為100 m時(shí)，同時(shí)開始減速，轎車和卡車的加速度大小分別為5m/s2和10m/s2，兩車減到速度為20m/s時(shí)，又保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，轎車車身全長(zhǎng)5m，卡車車身全長(zhǎng)15m，則兩車的錯(cuò)車時(shí)間為()圖4C.0.5 sA.0.3 sB.0.4 sD.0.6 s備考知能網(wǎng)16研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)v0v解析設(shè)轎車減速到 v20 m/s 所需時(shí)間為

9、t ，運(yùn)動(dòng)的位移為 x ，則有 t111a1v v30205302002 m50 m，設(shè)卡車減速到 vs2 s，x t 20 m/s 所 需1122v0vv0v3020103020時(shí)間為 t ，運(yùn)動(dòng)的位移為 x ，則有 t2s1 s，xt2222a2221 m25 m，故在 2 s 末，兩車車頭的間距 xLx1x2v(t1t2)5 m，2 s1后，兩車車頭相遇還需要的時(shí)間為 t，則有 x2vt，解得 t8s，兩車車尾相遇還需要的時(shí)間為 t，則有 x5 m15 m2vt，解得 t5s，故錯(cuò)車時(shí)間 t8tt0.5 s，故 C 正確，A、B、D 錯(cuò)誤。 答案C17備考知能網(wǎng)研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)牛頓運(yùn)動(dòng)

10、定律的綜合應(yīng)用命題角度一連接體問題1. 必須掌握的兩個(gè)物理方法(1) 整體法和隔離法； (2)合成法和分解法。2. 必須區(qū)分清楚的幾個(gè)易混易錯(cuò)問題(1) 力可以發(fā)生突變，但速度不能發(fā)生突變。(2) 輕繩、輕桿、輕彈簧兩端有重物或固定時(shí)，在外界條件變化時(shí)，輕繩、輕桿的 彈力可能發(fā)生突變，但輕彈簧的彈力不突變。(3) 輕繩、輕桿、輕彈簧某端突然無重物連接或不固定，三者彈力均突變?yōu)榱?。備考知能網(wǎng)18研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)【例 1】 如圖 5 所示，質(zhì)量為 M 的滑塊 A 放置在光滑水平地面上，左側(cè)是圓心為O、半徑為 R 的光滑四分之一圓弧面，當(dāng)用一水平恒力 F 作用在滑塊 A 上時(shí)， 一質(zhì)量為 m 的小

11、球 B(可視為質(zhì)點(diǎn))在圓弧面上與 A 保持相對(duì)靜止，此時(shí)小球 B距軌道末端 Q 的豎直高度為 HR重力加速度為 g，則 F 的大小為( ， )3圖5 5A. 5 5 53 MgB. 2 MgC. 3 (Mm)gD. 2 (Mm)g備考知能網(wǎng)19研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析由于小球 B 在圓弧面上與 A 保持相對(duì)靜止，整體受力分析，有 F(Mm)a隔離小球 B 受力分析，有 mgtan ma，其中 是 OB 與 OQ 間的夾角，由幾何關(guān)系得 tan 5聯(lián)立解得 F 5 Mm)g，選項(xiàng) D 正確。，(22 答案D備考知能網(wǎng)20研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)命題角度二動(dòng)力學(xué)中的兩類基本問題【例2】2018年6月22日

12、，兩架國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919同時(shí)在上海和西安兩地開展試飛。若試飛中，某架C919在平直跑道上由靜止開始勻加速滑行，經(jīng)t120 s達(dá)到最大速度vm288總距離x310 m/s2 。km/h，之后勻速滑行一段時(shí)間，再勻減速滑行，最后停下來。若滑行200m，且減速過程的加速度大小與加速過程的加速度大小相等，取g圖6備考知能網(wǎng)21研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)(1)若C919的質(zhì)量m8104kg，加速過程中飛機(jī)受到的阻力恒為自身重力的0.1倍，求飛機(jī)加速過程中發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力大?。?2)求C919在整個(gè)滑行過程中的平均速度大小。(結(jié)果保留1位小數(shù))解析(1)由題意可知在加速過程中vm80 m/s，t120 s由vma

13、t1得a4 m/s2根據(jù)牛頓第二定律，有Fkmgma解得F4105 N。備考知能網(wǎng)22研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)112at1 2800 m(2)加速過程位移 x1減速過程位移 x at2800 m222xx x12勻速過程 t 20 s3vm故全程的平均速度大小 v x53.3 m/s。t1t2t3(2)53.3 m/s答案(1)4105N備考知能網(wǎng)23研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)命題角度三傳送帶與板塊模型1. 必須掌握的兩個(gè)模型：傳送帶、板塊模型。2. 必須掌握的三個(gè)物理量(1) 傳送帶上物體的受力、加速度與位移；(2) 板塊模型中的物塊和木板的受力、加速度與位移。備考知能網(wǎng)24研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)3. 必須弄

14、清楚的四個(gè)易錯(cuò)易混的問題(1) 傳送帶上物體的位移是以地面為參考系，與傳送帶是否轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)； (2)注意區(qū)分傳送帶上物體的位移、相對(duì)路程和痕跡長(zhǎng)度三個(gè)物理量； (3)板塊模型中的長(zhǎng)木板下表面若受摩擦力，則摩擦力的計(jì)算易錯(cuò)；(4)傳送帶中物體與傳送帶共速、板塊模型中物塊與木板共速時(shí)是關(guān)鍵點(diǎn)，接下來能否繼續(xù)共速要從受力角度分析。備考知能網(wǎng)25研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)【例3】(2019江蘇卷，15)如圖7所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對(duì)齊。A與B、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動(dòng)距離L后停下。接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度， A、B都向

15、右運(yùn)動(dòng)，左邊緣再次對(duì)齊時(shí)恰好相對(duì)靜止，此后兩者一起運(yùn)動(dòng)至停下。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g。求：圖7(1) A被敲擊后獲得的初速度大小vA；(2) 在左邊緣再次對(duì)齊的前、后，B運(yùn)動(dòng)加速度的大小aB、aB； (3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB。備考知能網(wǎng)26研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析A、B的運(yùn)動(dòng)過程如圖所示(1)由牛頓運(yùn)動(dòng)定律知，A加速度的大小aAg勻變速直線運(yùn)動(dòng) vA22aAL解得 vA2gL。備考知能網(wǎng)27研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)(2) 設(shè)A、B的質(zhì)量均為m對(duì)齊前，B所受合外力大小F3mg 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律FmaB，得aB3g對(duì)齊后，A、B整體所受合外力大小F2mg 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F2m

16、aB，得aBg。(3) 設(shè)經(jīng)過時(shí)間t，A、B達(dá)到共同速度v，位移分別為xA、xB，A加速度的大小等于aA則vaAt，vvBaBt備考知能網(wǎng)28研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)x1t2，xvt1a22aBtAABB2且xBxAL解得 vB22gL。答案(1)2gL (2)3g g (3)22gL備考知能網(wǎng)29研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)1.(多選)如圖8所示，有四個(gè)完全相同的彈簧，彈簧的左右兩端連接由相同材料制成的物塊A、B，物塊A受到大小皆為F的拉力作用而沿力F方向加速運(yùn)動(dòng)，接觸面的情況各不相同：(1)光滑水平面；(2)粗糙水平面；(3)傾角為的光滑斜面；(4)傾 角為的粗糙斜面。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以l1、l2

17、、l3、l4表示彈簧的伸長(zhǎng)量，則有()圖8備考知能網(wǎng)30研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)A.l2l1C.l1l3B.l4l3D.l2l4解析現(xiàn)以情景(4)為例來研究，以物塊A、B和彈簧整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有 F(mAmB)gsin (mAmB)gcos (mAmB)a；再以物塊 B 為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有kxmBgsinmBgcosmBa。聯(lián)立解得xmBF，可見彈簧的形變量與接觸面是否粗糙、接觸面是否傾斜無關(guān)，因（mAmB）k而有 l1l2l3l4，選項(xiàng) C、D 正確。答案CD備考知能網(wǎng)31研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.根據(jù)磁場(chǎng)會(huì)對(duì)載流導(dǎo)體產(chǎn)生作用力的原理，人們研究出一種新型的發(fā)射炮彈的裝置電磁

18、炮，其原理簡(jiǎn)化為：水平放置的兩個(gè)導(dǎo)軌相互平行，相距d1 m，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m2kg的金屬棒垂直放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，當(dāng)金屬棒中的電流為I1410 m/s2。求：A時(shí)，金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)，取g圖9備考知能網(wǎng)32研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)(1) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2) 當(dāng)金屬棒的電流I26 A時(shí)，金屬棒的加速度大小；(3)保持金屬棒中的電流I26的速度大小。A不變，若導(dǎo)軌的長(zhǎng)度L16m，金屬棒滑離導(dǎo)軌解析(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的安培力和摩擦力平衡，有F安Ff，即BI1dmg， 代入數(shù)據(jù)解得B0.5 T。(2)由牛頓第二定律有F安Ffma， 即BI2dm

19、gma，代入數(shù)據(jù)解得a0.5 m/s2。備考知能網(wǎng)33研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)(3)設(shè)棒離開導(dǎo)軌時(shí)速度為v，有v22aL代入數(shù)據(jù)解得v4 m/s。答案(1)0.5 T(2)0.5 m/s2(3)4 m/s備考知能網(wǎng)34研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)3.如圖10所示為傳送帶傳輸裝置示意圖的一部分，傳送帶與水平地面的傾角37，A、B兩端相距L5.0 m，質(zhì)量M10kg的物體以v06.0 m/s的速度沿AB方向從A端滑上傳送帶，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，均為0.5。傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度v4.0m/s。(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：圖10(1) 物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)所需的時(shí)間；(

20、2) 若傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度可以調(diào)節(jié)，物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的最短時(shí)間是多少？備考知能網(wǎng)35研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)(1)設(shè)物體速度大于傳送帶速度時(shí)加速度大小為a1 ，由牛頓第二定律得解析Mgsin Mgcos Ma1v0v設(shè)經(jīng)過時(shí)間 t物體的速度與傳送帶速度相同，則 t11a1v2v20通過的位移大小 x 12a1設(shè)物體速度小于傳送帶速度時(shí)物體的加速度大小為a2Mgsin Mgcos Ma2物體繼續(xù)減速，設(shè)經(jīng)時(shí)間t2物體到達(dá)傳送帶B點(diǎn)Lx vt 122a2t212備考知能網(wǎng)36研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)聯(lián)立式可得tt1t22.2 s。(2)若傳送帶的速度較大，物體沿AB上滑時(shí)所受摩擦力一直沿傳送帶向上，則所

21、用時(shí)間最短，此種情況物體一直為減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a3，則Mgsin Mgcos Ma312Lv t2a t03t1 s(t5 s舍去)。答案(1)2.2 s(2)1 s備考知能網(wǎng)37研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)動(dòng)力學(xué)中的STSE問題命題角度一交通安全【例1】校車交通安全問題已成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，發(fā)布的校車安全管理km/h的速度行駛，司機(jī)發(fā)條例將校車安全問題納入法制軌道。若校車以v072現(xiàn)在x33m遠(yuǎn)處有人開始橫穿馬路，立即采取剎車措施。已知司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間t10.75 s，剎車的加速度大小為4 m/s2。(1)從司機(jī)發(fā)現(xiàn)情況至汽車走完33 m距離，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間？此時(shí)車速多大？ (2)如果行人橫穿20

22、 m寬的馬路，橫穿速度為5 m/s，行人是否可能有危險(xiǎn)？備考知能網(wǎng)38研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)(3)校車安全管理?xiàng)l例規(guī)定：校車運(yùn)行中，如遇到意外情況，駕駛員按下安全按鈕，校車車速會(huì)迅速降至v07.2橫穿馬路是否有危險(xiǎn)？km/h以下，如果按(2)中條件，此時(shí)行人解析(1)由題可知v072km/h20m/s，在t10.75距離x1v0t115 m開始剎車后校車勻減速行駛，加速度大小a4 m/s2設(shè)勻減速行駛的時(shí)間為t2，則有s的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，校車行駛xx v t 122at210 2備考知能網(wǎng)39研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)解得t21 s此時(shí)校車速度v2v0at216 m/s 校車走完33 m距離，總共所用時(shí)間tt

23、1t21.75 s。(2) 校車行駛33 m正好到達(dá)路口時(shí)，行人橫穿馬路走過的距離Lv人t51.75 m8.75 m此時(shí)行人接近馬路中心，車以16 m/s的速度行至路口，可能有危險(xiǎn)。(3) 校車在0.75 s的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離x115 m備考知能網(wǎng)40研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)之后速度迅速降為v07.2過程校車行駛的距離km/h2m/s后做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度減到零，該v02x3 2a 0.5 m校車前進(jìn)的總位移xx1x315.5人沒有危險(xiǎn)。m，由于校車前進(jìn)的總位移小于33m，故行答案(1)1.75 s16 m/s(2)可能有危險(xiǎn)(3)沒有危險(xiǎn)備考知能網(wǎng)41研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)命題角度二滑雪運(yùn)動(dòng)【例

24、2】一滑雪運(yùn)動(dòng)員以滑雪板和滑雪杖為工具在平直雪道上進(jìn)行滑雪訓(xùn)練。如圖11所示，某次訓(xùn)練中，他站在雪道上第一次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得水平推力F60N而向前滑行，其作用時(shí)間t11s，撤除水平推力F后經(jīng)過t22s，他第二次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得同樣的水平推力且其作用時(shí)間仍為1s。已知該運(yùn)動(dòng)員連同裝備的總質(zhì)量m50kg，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中受到的滑動(dòng)摩擦力大小恒為Ff10 N，求該運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。圖11備考知能網(wǎng)42研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)員站在雪道上第一次利用滑雪杖對(duì)雪面作用時(shí)，加速度為a1解析解法一 FFf1 m/s2mt11 s時(shí)的速度為v1a1t11

25、m/s第一次撤除水平推力F后，F(xiàn)f2加速度為 a 0.2 m/s2m撤除水平推力F后經(jīng)過t22 s，速度為v1v1a2t20.6 m/s 第二次剛撤除水平推力F時(shí)， 速度為v2v1a1t11.6 m/s43備考知能網(wǎng)研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)0v2 2此后運(yùn)動(dòng)員在水平方向僅受摩擦力作用做勻減速運(yùn)動(dòng)，滑行的最大距離為 s解得s6.4 m。2a2解法二從第一次作用到第二次撤除水平推力時(shí)的運(yùn)動(dòng)過程，以向前運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量定理F2t1Ff(2t1t2)mv2設(shè)運(yùn)動(dòng)員第二次撤除水平推力后滑行的最大距離為s，根據(jù)動(dòng)能定理Fs1vm2f22聯(lián)立以上兩式解得s6.4 m。答案6.4 m備考知能網(wǎng)44研透命題

26、點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)命題角度三高速列車【例3】武廣高鐵的開通，給出行的人們帶來了全新的感受。高鐵每列車均由七節(jié)車廂組成，除第四節(jié)車廂為無動(dòng)力車廂外，其余六節(jié)車廂均具有動(dòng)力系統(tǒng)。設(shè)每節(jié)車廂的質(zhì)量均為m，各動(dòng)力車廂產(chǎn)生的動(dòng)力相同，經(jīng)測(cè)試，該列車啟動(dòng) 時(shí)能在時(shí)間t內(nèi)將速度提升到v，已知運(yùn)動(dòng)阻力是車重的k倍。(1) 求列車在啟動(dòng)過程中，第五節(jié)車廂對(duì)第六節(jié)車廂的作用力；(2) 列車在勻速行駛時(shí)，第六節(jié)車廂失去了動(dòng)力，若仍要保持列車的勻速行駛狀 態(tài)，則第五節(jié)車廂對(duì)第六節(jié)車廂的作用力改變了多少？備考知能網(wǎng)45研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析(1)列車啟動(dòng)時(shí)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)的加速度 avt對(duì)整個(gè)列車分析，設(shè)整個(gè)列車受到的牽引力為F，由牛頓第二定律有Fk7mg7ma以第六、七節(jié)車廂作為一個(gè)整體，畫出第六、七兩節(jié)車廂水平方向受力圖，如圖所示。設(shè)第五節(jié)車廂對(duì)第六節(jié)車廂的作用力為T，兩節(jié)車廂所受阻力大小為F阻，由牛頓第二定律有備考知能網(wǎng)46研透命題點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)2F6 TF 阻2ma，其中 F 阻2kmgv1解得 T3m t kg，負(fù)號(hào)表示方向與列車運(yùn)動(dòng)方向相反。(2)設(shè)列車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)列車受到的牽引力大小為F。對(duì)列車整體分析，由平衡條件有Fk7mg0設(shè)六節(jié)車廂都有動(dòng)力時(shí)，第五、六兩節(jié)車廂間的作用力為T1，對(duì)第六、七兩節(jié)車廂分析，由平衡條件有2FT k