专题：力与直线运动

1 11 专题专题 2 力与直线运动 力与直线运动 一 匀变速直线运动的规律一 匀变速直线运动的规律 1 基本公式 基本公式 2 匀变速直线运动的几个推论匀变速直线运动的几个推论 1 v v 2as 不涉及时间的首选公式 不涉及时间的首选公式 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 2 t2 0 2 x aT2 即任意相邻相等时间内的位移之差相等 可以推广到 即任意相邻相等时间内的位移之差相等 可以推广到 sm sn m n aT2 3 v 某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度 某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度 文档来源网络及个人整理 勿 t 2 v0 vt 2 s t 用作商业用途精品文档收集整理汇总 4 v 某段位移中间位置的瞬时速度公式 某段位移中间位置的瞬时速度公式 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整 s 2 v2 0 v2 t 2 理汇总 可以证明 无论匀加速还是匀减速 都有 v v t 2 s 2 题型一 图像问题题型一 图像问题 例例 1 将地面上静止的货物竖直向上吊起 货物由地面运动至最高点的过程中 将地面上静止的货物竖直向上吊起 货物由地面运动至最高点的过程中 图像如图所示 图像如图所示 以下判断正确的是以下判断正确的是文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 A 前 前 3s 内货物处于超重状态内货物处于超重状态 B 最后 最后 2s 内货物只受重力作用内货物只受重力作用 C 前 前 3s 内与最后内与最后 2s 内货物的平均速度相同内货物的平均速度相同 D 第 第 3s 末至第末至第 5s 末的过程中 货物的机械能守恒末的过程中 货物的机械能守恒 变式练习 某物体做直线运动的 v t 图象如图所示 据此判断下列 F 表示物体所受合力 x 表示 物体的位移 四个选项中正确的是 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 2 11 A B C D文档来源网络及 个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 题型二 追及相遇问题题型二 追及相遇问题 例 2 一辆值勤的警车停在公路边 当警员发现从他旁边以 10 m s 的速度匀速行驶的货车严重超 载时 决定前去追赶 经过 5 5 s 后警车发动起来 并以 2 5 m s2的加速度做匀加速运动 但警车的行驶 速度必须控制在 90 km h 以内 问 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 1 警车在追赶货车的过程中 两车间的最大距离是多少 2 警车发动后要多长时间才能追上货车 题型三 动力学问题题型三 动力学问题 动力学问题的方法动力学问题的方法 1 思路框图思路框图 2 当物体为连接体时 若它们有相同加速度时 应先把该连接体当成一个整体 分析受力或运动情 况求加速度 若求连接体内各物体间相互作用时 则把物体隔离出来 对某个物体单独进行受力分析 再利用牛顿第二定律对该物体列式求解 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 例 3 空间探测器从某一星球表面竖直升空 已知探测器质量为 1500Kg 发动机推动力为恒力 探测 器升空后发动机因故障突然关闭 如图是探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线 则由 图象可判断该探测器在星球表面达到的最大高度 Hm 为多少 m 发动机的推动力 F 为多少 N 文档来源网络及 个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 3 11 例 4 11 分 一小轿车从高为 10m 倾角为 37 的斜坡顶端从静止开始向下行驶 当小轿车到达底端 时进入一水平面 在距斜坡底端 115m 的地方有一池塘 发动机在斜坡上产生的牵引力为 2 103N 在水平 地面上调节油门后 发动机产生的牵引力为 1 4 104N 小轿车的质量为 2 吨 小轿车与斜坡及水平地面 间的动文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 摩擦因数均为 0 5 求 g 取 10m s2 1 小轿车行驶至斜坡底端时的速度 2 为使小轿车在水平地面上行驶时不掉 入池塘 关闭油门时小轿车速度不得超过多大 3 小轿车在水平地面上加速的时间不能超过多少 sin370 0 6 cos370 0 8 变式 14 分 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器 其质量 m 2 动力系统提供的恒定升力 F 28 N 试飞时 飞行器从地面由静止开始竖直上升 设飞行器飞行时所受的阻力大小不变 g 取 10m s2 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 1 第一次试飞 飞行器飞行 t1 8 s 时到达高度 H 64 m 求飞行器所阻力 f 的大小 4 11 2 第二次试飞 飞行器飞行 t2 6 s 时遥控器出现故障 飞行器立即失去升力 求飞行器能达到的最 大高度 h 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 3 为了使飞行器不致坠落到地面 求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 t3 题型题型 四 整体法和隔离法四 整体法和隔离法 例 5 2012 全国高考江苏物理卷 如图所示 一夹子夹住木块 在力 F 作用下向上提升 夹子和木 块的质量分别为 m M 夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为 f 若木块不滑动 力 F 的最大值是 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 A B C m M g D m M g 变式 1 一人在井下站在吊台上 用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来 图中跨过滑 轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦 吊台的质量 m 15kg 人的质量为 M 55kg 起动时吊台向上的加速 度是 a 0 2m s2 求这时人对吊台的压力 g 9 8m s2 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 变式 2 如图所示 光滑水平面上放置质量分别为 m 2m 的 A B 两个物体 A B 间的最大静摩擦力 为 mg 现用水平拉力 F 拉 B 使 A B 以同一加速度运动 则拉力 F 的最大值为 文档来源网络及个人 整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 A mg 5 11 B 2 mg C 3 mg D 4 mg 例例 6 如图所示 竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为如图所示 竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为 1kg 的物体的物体 A 处于静止状态 若将一 处于静止状态 若将一 个质量为个质量为 2kg 的物体的物体 B 竖直向下轻放在竖直向下轻放在 A 上的一瞬间 则上的一瞬间 则 B 对对 A 的压力大小为的压力大小为 取取 g 10m s2 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 题型五题型五 传送带问题传送带问题 例 7 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站 用于对旅客的行李进行安全检查 如图为一水平传 送带装置示意图 绷紧的传送带 AB 始终保持 v 1m s 的恒定速率运行 一质量为 m 4kg 的行李静止地 放在 A 处 传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动 随后行李又以与传送带相等的 速率做匀速直线运动 设行李与传送带间的动摩擦因数 0 1 AB 间的距 离l 2 m g 取 10 m s2 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 求行李刚开始运行时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小 求行李在传送带上的运动时间 如果提高传送带的运行速率 行李就能被较快地传送到 B 处 求行李从 A 处传送到 B 处的最短时间 和传送带对应的最小运行速率 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 例 8 如图所示 足够长的传送带与水平面夹角为 以速度v0逆时针匀速转动 在传送带的上端轻 轻放置一个质量为m的小木块 小木块与传送带间的动摩擦因数 tan 则下图中能客观地反映小木 块的速度随时间变化关系的是 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 变式 如图 3 110 所示为上 下两端相距 L 5m 倾角 30 始终以 v 3m s 的速率顺时针转动 的传送带 传送带始终绷紧 将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下 经过 t 2s 到达下端 重力加 速度 g 取 10m s2 求 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 1 传送带与物体间的动摩擦因数多大 6 11 2 如果将传送带逆时针转动 速率至少多大时 物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端 巩固练习 1 2011 新课标全国高考 如图 1 2 11 在光滑水平面上有一质量为 m1的足够长的木板 其上叠放一 质量为 m2的木块 假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等 现给木块施加一随时间 t 增 大的水平力 F kt k 是常数 木板和木块加速度的大小分别为 a1和 a2 下列反映 a1和 a2变化的图线中正 确的是 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 2 压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小 一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置 如图甲所示 将压敏电阻平放在升降机内 受压面朝上 在上面放一物体 m 升降机静止时电流表示数 为 I0 某过程中电流表的示数如图乙所示 则在此过程中 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文 档收集整理汇总 A 物体处于失重状态 B 升降机一定向下做匀加速运动 C 升降机一定向上做匀加速运动 D 升降机可能向下做匀减速运动 江苏省南通 泰州 扬州苏中三市 江苏省南通 泰州 扬州苏中三市 20122012 届高三届高三 5 5 月第二次调研测试 月第二次调研测试 7 甲 乙两物体从地面同时竖 直向上运动 甲做竖直上抛运动 乙做加速度大小逐渐减小的减速运动 它们同时到达同一最大高 度 则在开始运动时文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 A 甲的加速度大于乙的加速度 B 乙的加速度大于甲的加速度 C 甲的速度大于乙的速度 7 11 D 乙的速度大于甲的速度 7 答案 BD 江苏省苏北四市 徐 淮 连 宿 江苏省苏北四市 徐 淮 连 宿 2012 届高三届高三 5 5 月第三次质量检测 月第三次质量检测 如图所示为一质点从静止开始运动的加速度 时间变化的图像 关 于该质点的运动 下列说法中正确的是 A 质点在起点附近往复运动 B 质点始终在起点一侧往复运动 C 质点在第 6s 末的速度大小是 4m s D 质点在前 4s 内的位移为 0 6 答案 CD 南京师大附中 南京师大附中2012届届5月高三模拟冲刺物理月高三模拟冲刺物理试题 试题 5 蹦 极 就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处 从几十米高处跳下的一种极限运动 某人做蹦极运动 所 受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示 将蹦极 过程近似为在竖直方向的运动 重力加速度为g 据图可 知 此人在蹦极过程中t0时刻加速度约为文档 来源网络及个人整 理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 A B C D g 8 3 g 5 3 g 8 5 g 5 答案 B 江苏省苏 锡 常 镇 江苏省苏 锡 常 镇 2012 届高三教学调研测试 二 届高三教学调研测试 二 14 16 分 如图所示 足够大的光滑水平面 上的 A 点固定有质量为 M 的甲滑块 B 点放有质量为 m 的乙滑块 A B 两点间的距离为 l0 乙两滑 块间存在相互作用的斥力 F 方向在两滑块的连线上 大小与两滑块的质量的乘积成正比 与它们之 间距离的二次方成反比 比例系数为 k 现将 B 点的乙滑块由静止释放 释放时的乙滑块即刻又受到 一个大小为 F 方向沿两滑块的连线并指向甲滑块的水平恒力作用 两滑块均可视为质 2 0 4 Mm k l 点 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 1 求乙滑块在释放时的加速度 2 求当乙滑块速度达到最大为 vm的过程中 斥力所做的功 3 请定性地描述乙滑块在释放后的运动情况 只要求说明速度的大小变化及运动方向的情况 14 答案 t0 F 2F0 F0 Ont0 t 8 11 2 2011 年浙江温州调研 如图所示 运动员 10 m 跳板跳水 运动的过程可简化为 运动员走 上跳板 将跳板从水平位置 B 压到最低点 C 跳板又将运动员竖直向上弹到最高点 A 然后运 动员做自由落体运动 竖直落入水中 跳板自身重力忽略不计 则下列说法正确的是 文档 来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 A 运动员向下运动 B C 的过程中 先失重后超重 对板的压力先减小后增大 B 运动员向下运动 B C 的过程中 先失重后超重 对板的压力一直增大 C 运动员向上运动 C B 的过程中 先超重后失重 对板的压力先增大后减小 D 运动员向上运动 C B 的过程中 先超重后失重 对板的压力一直减小 江苏省南通 泰州 扬州苏中三市 江苏省南通 泰州 扬州苏中三市 20122012 届高三届高三 5 5 月第二次调研测试 月第二次调研测试 4 如图所示 一木块在水平拉 力 F1作用下沿水平地面做匀速直线运动 受到的摩擦力为 f1 在移动距离 l 的过程中 拉力 F1做的功 为 W1 若改用另一斜向上的拉力 F2 使木块沿地面也做 匀速直线运动 受到的摩擦力为 f1 在移动距离l 的过程 中 拉力 F2做的功为 W2 则文档来源网络及个人整 理 勿用作商 业用途精品文档收集整理汇总 A f1W2 D W1 W2 4 答案 C 江苏省苏北四市 徐 淮 连 宿 江苏省苏北四市 徐 淮 连 宿 2012 届高三届高三 5 5 月第三次质量检测 月第三次质量检测 牛顿的三大运动定律构成了 物理学和工程学的基础 它的推出 地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去一千多年中最杰 出的科学巨人之一 下列说法中正确的是文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 A 牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例 B 牛顿第二定律在非惯性系中不成立 C 两物体之间的作用力和反作用力是一对平衡力 D 为纪念牛顿 人们把 力 定为基本物理量 其基本单位为 牛顿 1 答案 B 江苏省苏中三市 南通泰州扬州 江苏省苏中三市 南通泰州扬州 2012 届高三届高三 3 月第一次调研测试 月第一次调研测试 8 如图所示 长木板放置在水平 面上 一小物块置于长木板的中央 长木板和物块的的质量均为 m 物块与木板间的动摩擦因数为 木板与水平面间动摩擦因数为 3 已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 重力加速度为 g 现对物 块施加一水平向右的拉力 F 则木板加速度大小 a 可能是文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇 总 F1 F2 第 4 题图 9 11 答案 CD 苏北四市 苏北四市 20122012 届高三第三次调研测试 届高三第三次调研测试 5 蹦极 是一项刺激的极限运动 运动员将一端固定的长弹 性绳绑在踝关节处 从几十米高处跳下 在某次蹦极中 弹性绳弹力 F 的大小随时间 t 的变化图象如图 所示 其中 t2 t4时刻图线的斜率最大 将蹦极过程近似为在竖直方向的运动 弹性绳中弹力与伸长量 的关系遵循胡克定律 空气阻力不计 下列说法正确的是文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整 理汇总 A t1 t2时间内运动员处于超重状态 B t2 t4时间内运动员的机械能先减少后增大 C t3时刻运动员的加速度为零 D t4时刻运动员具有向下的最大速度 答案 B 4 苏 锡 常 镇四市 苏 锡 常 镇四市 20122012 届高三教学调研测试 一 届高三教学调研测试 一 如图所示 靠在竖直粗糙墙壁 上的物块在 t 0 时被无初速释放 此时开始受到一随时间变化规律为ktF 的水平力作 用 f a v和 p E 分别表示物块所受的摩擦力 物块的加速度 速度和重力势能变化 量 下列图像能正确描述上述物理量随时间变化规律的是文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途 精品文档收集整理汇总 答案 C 14 电动车被认为是新型节能环保的交通工具 在检测某款电动车性能的某次实验中 质量为 8 102 kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶 达到的最大速度为 15m s 利用传感器测得此过程中不同时刻电动 车的牵引力 F 与对应的速度 v 并描绘出 F 图象 图中 AB BO 均为直线 假设电动车行驶中所受 1 v 的阻力恒定 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 1 根据图象定性描述汽车的运动过程 2 求电动车的额定功率 3 电动车由静止开始运动 经过多长时间 速度达到 2m s 4 如图甲所示 放在光滑水平面上的木块受到两个水平力 F1 与 F2 的作用 静止不动 现保持力 F1 不 变 使力 F2 逐渐减小到零 再逐渐恢复到原来的大小 在这个过程中 能正确描述木块运动情况的图象 F O t t1 t2t3t4 t p E 0 D t v 0 B F t a 0 C t f 0 A 10 11 37 A B F 是图乙中的 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 29 力电转换器的主要元件是压敏电阻 假设该压敏电阻的特点是其阻值 R 与承受的压力 F 之间满足 FR K K 为确定的常数 下图 a 是某同学设计的用来测定小车运动状态的原理图 R0为定值电阻 把压敏电阻固定在上表面光滑的小车上 绝缘重球紧靠压敏电阻放置 小车向右运动时 压敏电阻承 受的压力通过电压表的示数反映出来 电压表示数与时间的关系如图 b 所示 关于小车的运动状 态下列说法中正确的是 文档来源网络及个人整理 勿用作商业用途精品文档收集整理汇总 A 0 t1时间内小车做匀加速直线运动 B t1 t2时间内小车做匀速直线运动 C t1 t2时间内小车做匀减速直线运动 D t2 t3时间内小车做匀速直线运动 12 12 分 某运动员做跳伞