第三章 本章学科素养提升

1、.纵观全国近几年的高考试题，以图象的方式考察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象所给予的信息和破译图象信息的才能，图象的形式以vt、at、Ft图象居多，考察最多的是vt图象，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象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图象在考题中出现率极高.对于图象求解相关物理量的问题，往往是结合物理过程分析图象的横、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问题本质图象类问题的本质是力与运动的关系问题，以牛顿第二定律Fma为纽带，理解图象的种类，图象的轴、点、线、截距

2、、斜率、面积所表示的意义.运用图象解决问题一般包括两个角度：用给定图象解答问题；根据题意作图，用图象解答问题.在实际的应用中要建立物理情景与函数、图象的互相转换关系.3解题关键解决这类问题的核心是分析图象，我们应特别关注vt图象中的斜率加速度和力的图线与运动的对应关系.例1多项选择2019·课标全国卷·20如图1a，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.假设重力加速度及图中的v0、v1、t1均为量，那么可求出图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图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为

3、a，根据牛顿第二定律得mgsin mgcos ma，即gsin gcos .同理向下滑行时gsin gcos ，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，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间隔 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xsin t1·，选项D正确；仅根据vt图象无法求出物块的质量，选项B错误.答案ACD例2多项选择2019年11月，“歼15舰载机在“辽宁号航空母舰上着舰成功.图2甲为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停顿的原理示意图.飞机着舰并

4、成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短间隔 滑行后停顿，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停顿的速度时间图线如图乙所示.假设无阻拦索，飞机从着舰到停顿需要的滑行间隔 约为1 000 m.航母始终静止，重力加速度的大小为g，不计空气阻力.那么图2A.从着舰到停顿，飞机在甲板上滑行的间隔 约为无阻拦索时的B.在0.4 s2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C.在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD.在0.4 s2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变思维导

5、引能正确识图，并从图象中提取所需的信息，是解答此类问题的关键，此题的分析思路具有一定的代表性，逻辑流程如下：解析由vt图象中图线与t轴围成的面积，可估算出飞机在甲板上滑行的间隔 约为103 m，即大约是无阻拦索时的，A正确；由题图的斜率可知飞机钩住阻拦索后加速度大约保持在a27.1 m/s22.5g，故C正确；由vt图象斜率知，飞机与阻拦索作用过程中0.4 s2.5 s时，其F合恒定，在此过程中阻拦索两段间的夹角变小，而合力恒定，那么阻拦索的张力要减小，B错误；由PFv知，阻拦索对飞机做功的功率逐渐减小，故D错误.答案AC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

6、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，开场滑块和木板一起做变加速运动，当滑块加速度到达其最大值g时，滑块、木板开场发生相对滑动，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程度地面上1.假设木板足够长，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.假设木板不够长，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.别离前滑块加速度ag，木板的加速度a.角度3木板有初速度v0，两者都不受拉力且叠放在光滑程度面上1.假设木板足够

7、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.假设木板不够长，那么木板会一直减速到滑块滑下，滑块会一直加速到滑下木板.别离前滑块的加速度ag，木板的加速度a.例32019·全国卷·25一长木板置于粗糙程度地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的间隔 为4.5 m，如图3甲所示.t0时刻开场，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t1 s时木板与墙壁碰撞碰撞时间极短.碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未分开木板.碰撞后1 s时间内小物块的vt图线如图乙所示.木板的质量是小物块质量

8、的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2.求：图31木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2；2木板的最小长度；3木板右端离墙壁的最终间隔 .思维流程解析1根据题图乙可以断定碰撞前小物块与木板共同速度为v4 m/s碰撞后木板速度程度向左，大小也是v4 m/s小物块受到滑动摩擦力而向右做匀减速直线运动，加速度大小a2 m/s24 m/s2.根据牛顿第二定律有2mgma2，解得20.4木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间t1 s，位移x4.5 m，末速度v4 m/s其运动可看做反向匀加速直线运动可得xvta1t2解得a11 m/s2小物块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，由牛

9、顿第二定律得：1m15mgm15ma1，即1ga1解得10.12碰撞后，木板向左做匀减速运动，根据牛顿第二定律有115mmg2mg15ma3可得a3 m/s2对滑块，加速度大小为a24 m/s2由于a2a3，所以滑块速度先减小到0，所用时间为t11 s过程中，木板向左运动的位移为x1vt1a3t12 m，末速度v1 m/s滑块向右运动的位移x2t12 m此后，小物块开场向左加速，加速度大小仍为a24 m/s2木板继续减速，加速度大小仍为a3 m/s2设又经历t2二者速度相等，那么有a2t2v1a3t2解得t20.5 s此过程中，木板向左运动的位移x3v1t2a3t22 m，末速度v3v1a3t22 m/s滑块向左运动的位移x4a2t220.5 m此时二者的相对位移最大，xx1x2x