【金牌学案 风向标】高考物理大二轮总复习 第一部分 专题一 第2讲 力学、电学中的直线运动与牛顿运动定律课件.ppt

第2讲力学 电学中的直线运动与牛顿运动定律 1 双选 2011年上海卷 受水平外力f作用的物体 在粗糙水平面上做直线运动 其v t图线如图1 2 1所示 则 a 在0 t1秒内 外力f大小不断增大b 在t1时刻 外力f为零c 在t1 t2秒内 外力f大小可能不断减小d 在t1 t2秒内 外力f大小可能先减小后增大 图1 2 1 解析 加速度可以用v t图线的斜率表示 所以在0 t1秒内 加速度为正并不断减小 根据加速度a 所以外力f大小不断减小 a错误 在t1时刻 加速度为零 所以外力f等于摩擦力 不为零 b错误 在t1 t2秒内 加速度为负并且不断变大 根据加速度的大小a 外力f大小可能不断减小 c正确 但如果在f先减小一段后的某时刻 f突然反向 根据加速度的大小a f后增大 因为v t图线后一段的斜率比前一段大 所以外力f大小先减小后增大是可能的 d也正确 答案 cd 2 2011年北京卷 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1 2 2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 此人在蹦极过程中最大加速度约为 a gb 2gc 3gd 4g 图1 2 2 解析 首先跳跃者只受重力作用 做自由落体运动 加速度为g 其次绳子拉直后 跳跃者受重力 拉力作用 且重力大于拉力 做加速度变小的加速运动 直到加速度为0 速度达到最大 再次由于惯性仍向前运动 跳跃者受到的重力小于拉力 做加速度增大的减速运动 直到速度为0时 拉力达到最大 加速度也最大 由图可知 0 6f0 mg 由牛顿第二定律得 当f 1 8f0时 最大加速度约为2g 答案 3 2011年安徽卷 如图1 2 3甲所示 两平行正对的金属板a b间加有如图乙所示的交变电压 一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间p处 若在t0时刻释放该粒子 粒子会时而向a板运动 时而向b板运动 并最终打在a板上 则t0可能属于的时间段是 图1 2 3 答案 4 双选 2010年广东卷 图1 2 4是某质点运动的速度图象 由图象得到的正确结果是 a 0 1s内的平均速度是2m sb 0 2s内的位移大小是3mc 0 1s内的加速度大于2 4s内的加速度d 0 1s内的运动方向与2 4s内的运动方向相反 图1 2 4 答案 5 2010年上海卷 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出 设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变 则物体 a 刚抛出时的速度最大b 在最高点的加速度为零c 上升时间大于下落时间d 上升时的加速度等于下落时的加速度 答案 6 2009年广东卷 某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490n 他将弹簧秤移至电梯内称其体重 t0至t3时间段内弹簧秤的示数如图1 2 5所示 电梯运行的v t图可能是 取电梯向上运动的方向为正 图1 2 5 解析 在t0 t1时间内 弹簧秤的示数小于实际重量 则处于失重状态 此时具有向下的加速度 在t1 t2阶段弹簧秤示数等于实际重量 则既不超重也不失重 在t2 t3阶段 弹簧秤示数大于实际重量 则处于超重状态 具有向上的加速度 若电梯向下运动 则t0 t1时间内向下加速 t1 t2阶段匀速运动 t2 t3阶段减速下降 a正确 b d不能实现人进入电梯由静止开始运动 c项t0 t1时间内超重 不符合题意 答案 从近三年高考物理试题看 直线运动的命题涉及 对图象的理解和应用 求解连接体问题或临界问题 直线运动规律的应用 牛顿运动定律的命题涉及三个考点 一是对牛顿运动定律的理解 二是牛顿第二定律的应用 三是超重和失重 三个考点通常相互联系和相互渗透 既可单独命题 可以与力学 甚至电磁学相联系 构建力电的综合考题 题型有选择题和计算题 考查难度以基础题和中等题为主 难题主要在计算题中出现 运动学和牛顿运动定律相结合的题目是高考的一个热点 难点 今后还会侧重考查 问题情景会更新颖 更巧妙 图象问题 例1 2011年新课标卷 如图1 2 6所示 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 图1 2 6 解析 木块和木板之间相对静止时 所受的摩擦力为静摩擦力 在达到最大静摩擦力前 木块和木板以相同加速度运动 根据牛顿第二定律得a1 a2 木块和木板相对运动时 a1 恒定不变 有a2 g 正确答案是a 叠放在水平面的两物体 一个物体受到水平拉力后 两物体可能以同一加速度运动 也可能以不同的加速度运动 答案 1 2011年台山一中二模 警车a停在路口 一违章货车b恰好经过a车 a车立即加速追赶 它们的v t图象如图1 2 7所示 则0 4s时间内 下列说法正确的是 a a车的加速度为5m s2b 3s末a车速度为7m sc 在2s末a车追上b车d 两车相距最远为5m 图1 2 7 解析 由a车的图线可知 它在4s时间内速度由0增到10m s 于是其加速度a 2 5m s2 故a错 3s末a车速度为v at 7 5m s 因此b错 2s末时a车与b车之间距离最远 4s末时a车与b车位移相等 a车追上b车 所以c错 d对 答案 d 2 双选 一个匀强电场的电场强度随时间变化的图象如图1 2 8所示 在这个匀强电场中有一个带电粒子 在t 0时刻由静止释放 若带电粒子只受电场力的作用 则电场力的作用和带电粒子的运动情况是 a 带电粒子将向一个方向运动b 0 3秒内 电场力做功等于0c 3秒末带电粒子回到原出发点d 0 4秒内电场力做功等于0 图1 2 8 答案 bc 瞬时性问题 例2 双选 2011年执信中学模拟 如图1 2 9所示 a b两物块质量均为m 用一轻弹簧相连 将a用长度适当的轻绳悬挂于天花板上 系统处于静止状态 b物块恰好与水平桌面接触 此时轻弹簧的伸长量为x 现将悬绳剪断 则下列说法正确的是 a 悬绳剪断瞬间 a物块的加速度大小为2gb 悬绳剪断瞬间 a物块的加速度大小为gc 悬绳剪断后 a物块向下运动距离x时速度最大d 悬绳剪断后 a物块向下运动距离2x时速度最大 图1 2 9 解析 选a和b整体为研究对象 整体处于平衡状态 绳子拉力t 2mg 当绳子剪断之前 选a为研究对象 a受到重力g mg 弹簧弹力n mg和绳子拉力t 2mg 合外力为0 当绳子剪断瞬间 a受到g mg和弹簧弹力n mg 合外力为2mg 方向向下 则加速度为2g 绳子剪断后 a物块向下做加速度减小的加速运动 运动距离为2x时 g n 合外力为0 速度最大 答案 ad 本题考查的是瞬间受力问题 对于弹簧而言 弹簧由于恢复形变需要一个过程 可以认为弹簧的形变还没来得及恢复 弹力保持原来的大小不变 而绳子拉力发生突变 由t 2mg突变为0 3 如图1 2 10 轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连 下端与另一质量为m的木块2相连 整个系统置于水平放置的光滑木板上 并处于静止状态 现将木板沿水平方向突然抽出 设抽出后的瞬间 木块1 2的加速度大小分别为a1 a2 重力加速度大小为g 则有 a a1 g a2 gb a1 0 a2 gc a1 0 a2 gd a1 g a2 g 图1 2 10 答案 c 连接体问题 例3 2011年天津卷 如图1 2 11所示 a b两物块叠放在一起 在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动 运动过程中b受到的摩擦力 a 方向向左 大小不变b 方向向左 逐渐减小c 方向向右 大小不变d 方向向右 逐渐减小 图1 2 11 解析 对于多个物体组成的物体系统 若系统内各个物体具有相同的运动状态 应优先选取整体法分析 再采用隔离法求解 取a b系统整体分析有fa ma mb g ma mb a a g b与a具有共同的运动状态 取b为研究对象 水平方向上 b只受摩擦力作用 由牛顿第二定律有 fab mba 物体b做速度方向向右的匀减速运动 故而加速度方向向左 答案 a 4 双选 2011年台山一中二模 如图1 2 12所示 质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上 并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1 与物体1相连接的绳与竖直方向成 角 则 a 车厢的加速度为gsin b 绳对物体1的拉力为m1g cos c 底板对物体2的支持力为 m2 m1 gd 物体2所受底板的摩擦力为m2gtan 图1 2 12 解析 以1为研究对象 有m1gtan m1a 则a gtan 绳子对物体1的拉力f m1g cos 底板对物体2的支持力fn m2g m1g cos 物体2所受底板的摩擦力ff m2a m2gtan 答案 bd 超重和失重问题 例4 双选 如图1 2 13所示 轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上 弹簧下端悬挂一个小铁球 在电梯运行时 乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小 这一现象表明 a 电梯可能是在上升b 电梯一定是在下降c 乘客一定处在失重状态d 电梯的加速度方向一定是向上 解析 静止时f g 运行时f小于g 说明合外力向下 加速度向下 处于失重状态 答案 ac 本题应该正确分析出加速度的方向向下 速度方向可能向上 也可能向下 5 2011年广东四校联考 在探究超重和失重规律时 某体重为g的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作 传感器和计算机相连 经计算机处理后得到压力f随时间t变化的图象 则下列图象中可能正确的是 解析 下蹲之前同学静止g f 下蹲之后 开始一段时间g大于f 同学做加速运动 然后一段时间g小于f 同学做减速运动 最后同学静止 g f 答案 d 力和运动问题 例5 2011年台山一中月考 在水平长直的轨道上 有一长度为l的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动 某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点 滑块与车面间的动摩擦因数为 1 证明 若滑块最终停在小车上 滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数 无关 是一个定值 2 已知滑块与车面间动摩擦因数 0 2 滑块质量m 1kg 车长l 2m 车速v0 4m s 取g 10m s2 当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力f 要保证滑块不能从车的左端掉下 恒力f大小应该满足什么条件 3 在 2 的情况下 力f取最小值 要保证滑块不从车上掉下 力f的作用时间应该在什么范围内 图1 2 14 解决此类问题的关键是正确进行受力分析 分清小车的运动过程 找出位移关系 再由运动学公式列出方程 运动学与牛顿运动定律相结合的试题 是高考必考的试题 加速度是联系的桥梁 纽带 6 质量ma 3 0kg 长度l 0 70m 电量q 4 0 10 5c的导体板a在足够大的绝缘水平面上 质量mb 1 0kg可视为质点的绝缘物块b在导体板a的左端 开始时a b保持相对静止一起向右滑动 当它们的速度减小到v0 3 0m s时 立即施加一个方向水平向左 场强大小e 1 0 105n c的匀强电场 此时a的右端到竖直绝缘挡板的距离为s 2m 此后a b始终处在匀强电场中 如图1 2 15所示 假定a与挡板碰撞时间极短且无机械能损失 a与b之间 动摩擦因数 1 0 25 及a与地面之间 动摩擦因数 2 0 10 的最大静摩擦力均可认为等于其滑动摩擦力 g取10m s2 不计空气的阻力 求 1 刚施加匀强电场时 物块b的加速度的大小 2 导体板a刚离开挡板时 a的速度大小 解 1 设b受到的最大静摩擦力为f1m 则f1m 1mbg 2 5n设a受到地面的滑动摩擦力为f2 则f2 2 ma mb g 4 0n施加电场后 设a b以相同的加速度向右做匀减速运动 加速度大小为a 由牛顿第二定律得qe f2 ma mb a解得 a 2 0m s2 设b受到的摩擦力为f1 由牛顿第二定律得f1 mba 解得 f1 2 0n因为f1 f1m 可知电场作用后 a b仍保持相对静止以相同加速度a向右做匀减速运动 所以刚加上匀强电场时 b的加速度大小a 2 0m s2 2 a与挡板碰前瞬间 设a b向右的共同速度为v1 由v v 2as得v1 1m sa与挡板碰撞无机械能损失 故a刚离开挡板时速度大小为v1 1m s 1 图象问题 建立纵轴物理量与横轴物理量的函数关系 然后用关系式来建立图象 是图象问题的一般思路与方法 2 追及相遇问题 要注意画出过程示意图 找清位移关系 追者和被追者速度相等是能追上 追不上或两者间距离最大 最小的临界条件 被追的物体做匀减速运动时 要判断追上时被追的物体是