2020版高考物理复习第三章本章学科素养提升讲义（含解析）教科版.docx

本章学科素养提升纵观全国近几年的高考试题，以图像的方式考查牛顿第二定律是一类很重要的题目，此类问题要求考生具备理解图像所给予的信息和破译图像信息的能力，图像的形式以vt、at、Ft图像居多，考查最多的是vt图像，题型既有选择题也有计算题，难度中等(1)题型特点物理公式与物理图像的结合是中学物理的重要题型，也是近年高考的热点，特别是vt图像在考题中出现率极高对于已知图像求解相关物理量的问题，往往是从结合物理过程分析图像的横、纵轴所对应的物理量的函数入手，分析图线的斜率、截距所代表的物理意义得出所求结果(2)问题实质图像类问题的实质是力与运动的关系问题，以牛顿第二定律Fma为纽带，理解图像的种类，图像的轴、点、线、截距、斜率、面积所表示的意义运用图像解决问题一般包括两个角度：用给定图像解答问题；根据题意作图，用图像解答问题在实际的应用中要建立物理情景与函数、图像的相互转换关系(3)解题关键解决这类问题的核心是分析图像，我们应特别关注vt图像中的斜率(加速度)和力的图线与运动的对应关系例1(多选)(2015全国卷20)如图1(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图(b)所示若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()图1A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度解析由vt图像可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得mgsinmgcosma，即gsingcos.同理向下滑行时gsingcos，两式联立得sin，可见能计算出斜面的倾角以及动摩擦因数，选项A、C正确；物块滑上斜面时的初速度v0已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为0，那么平均速度为，所以沿斜面向上滑行的最远距离为xt1，根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为xsint1，选项D正确；仅根据vt图像无法求出物块的质量，选项B错误答案ACD例2(2018广东省深圳市三校模拟)如图2所示是水平面上的甲、乙两物体在同一地点从同一时刻开始分别受到沿同一直线的水平拉力作用时的vt图像已知两物体的质量分别为m甲2m，m乙3m，两物体与水平面之间的动摩擦因数均为0.2，重力加速度g10 m/s2.图2(1)通过分析，判断甲、乙所受水平拉力的方向是否相同？求出甲、乙所受水平拉力大小之比(2)从t0开始经过多长时间甲、乙再次相遇？甲与乙再次相遇时通过的位移多大？甲与乙再次相遇前的最远距离为多少？解析(1)设甲、乙两物体所受的拉力分别为F甲和F乙，且均沿运动方向，则根据牛顿第二定律有F甲m甲gm甲a甲；F乙m乙gm乙a乙；根据vt图像的斜率等于加速度可知，a甲 m/s20.8 m/s2，a乙 m/s21.2 m/s2，联立解得F甲2.4m，F乙9.6m由于F甲0，F乙0，所以甲、乙所受的拉力同向，且F甲F乙14(2)甲、乙两物体再次相遇时，有x甲x乙即v0t1a甲t12a乙t12解得t110s，即经过10s甲、乙再次相遇相遇时，x甲x乙a乙t121.2102m60m当甲、乙速度相等时，两者相距最远，则有v0a甲t2a乙t2解得t25s最远距离为x(v0t2a甲t22)a乙t22解得x25m.答案见解析“滑块木板”模型是力学中最常见的模型之一，是历年高考的热点内容该类试题有如下几种命题角度角度1滑块不受力而木板受拉力木板受逐渐增大的拉力而滑块不受力，这种情况下，开始滑块和木板一起做变加速运动，当滑块加速度达到其最大值g时，滑块、木板开始发生相对滑动，此后滑块加速度保持不变，木板加速度逐渐增大角度2给滑块一初速度v0，两者都不受拉力且叠放在光滑水平地面上1若木板足够长，这种情况下，滑块减速、木板加速，直至两者速度相等将一起匀速运动下去，其速度关系为v0a滑ta板t.2若木板不够长，这种情况下，滑块会一直减速到滑下木板，木板会一直加速到滑块滑下分离前滑块加速度大小ag，木板的加速度大小a.角度3木板有初速度v0，两者都不受拉力且叠放在光滑水平面上1若木板足够长，木板减速、滑块加速，直至两者速度相等将一起匀速运动下去，其速度关系为v0a板ta滑t；2若木板不够长，则木板会一直减速到滑块滑下，滑块会一直加速到滑下木板分离前滑块的加速度大小ag，木板的加速度大小a.例3(2018福建省四地六校月考)如图3甲，质量M1kg的木板静止在水平面上，质量m1kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知木板与地面间的动摩擦因数10.1，铁块与木板之间的动摩擦因数20.4，取g10m/s2.现给木板施加一个水平向右的力F.图3(1)若力F恒为12N，经2s铁块恰好位于木板的左端，求木板的长度L；(2)若力F从零开始逐渐增加，且木板足够长试通过分析与计算，在图乙中作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图像解析(1)对铁块，由牛顿第二定律得：2mgma2对木板，由牛顿第二定律得：F2mg1(Mm)gMa1设木板的长度为L，经时间t铁块运动到木板的左端，则：x木a1t2x铁a2t2又：x木x铁L联立得：L4m(2)当F1(Mm)g2N时，系统没有被拉动，铁块受到的摩擦力f0当F1(Mm)g2N时，如果M、m相对静止