江蘇省東臺市三倉中學(xué)2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 力和直線運動

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1、2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí)教學(xué)案 專題二、力和直線運動 【典型例題】 【例題1】（勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用）物體以速度v勻速通過直線上的A、B兩點需要的時間為t?，F(xiàn)在物體由A點靜止出發(fā)，先做加速度大小為a1的勻加速直線運動到某一最大速度vm后立即做加速度大小為a2的勻減速直線運動至B點停下，歷時仍為t，則物體的 A. 最大速度vm只能為2v，無論a1、 a2為何值 B. 最大速度vm可以為許多值，與a1、 a2的大小有關(guān) C. a1、 a2的值必須是一定的，且a1、 a2的值與最大速度vm有關(guān) D.a1、 a2必須滿足 【例題2】（v-t圖像的應(yīng)用）某學(xué)習(xí)小組對一輛自制小遙控

2、汽車的性能進行研究。他們讓這輛汽車在水平地面上由靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖，已知小車在0~ts內(nèi)做勻加速直線運動，ts~10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，且7s~10s為勻速直線運動；在10s末停止遙控，讓小車自由滑行，小車質(zhì)量m=1kg，整個過程小車受到的阻力Ff大小不變。求 ⑴小車受到阻力Ff的大小。 ⑵在ts~10s內(nèi)小車牽引力功率P ⑶小車在加速運動過程中的總位移x。 【例題3】（動力學(xué)兩類基本問題）如圖（a）所示質(zhì)量m＝1kg的物體沿傾角q＝37°的固定粗糙斜面由靜止開始向下運動，風(fēng)對物體的作

3、用力沿水平方向向右，其大小與風(fēng)速v成正比，比例系數(shù)用k表示，物體加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖(b)。求： （1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)m；（2）比例系數(shù)k。（sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2） 【例題4】（運動學(xué)中的臨界和極值問題）在水平長直的軌道上，有一長度為L的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運動某時刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點，滑塊與車面間的動摩擦因數(shù)為μ． （1）證明：若滑塊最終停在小車上，滑塊和車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與動摩擦因數(shù)μ無關(guān)，是一個定值． v0 （2）已知滑塊與車面間動摩擦因數(shù)μ=0.

4、2，滑塊質(zhì)量m=1kg，車長L=2m，車速v0=4m/s，取g=10m/s2，當(dāng)滑塊放到車面中點的同時對該滑塊施加一個與車運動方向相同的恒力F，要保證滑塊不能從車的左端掉下，恒力F大小應(yīng)該滿足什么條件？ 【例題5】（運動學(xué)中的連接體問題）如圖所示，長為L、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30°角固定放置．將一質(zhì)量為m的小球固定在管底，用一輕質(zhì)光滑細線將小球與質(zhì)量為M＝km的小物塊相連，小物塊懸掛于管口?，F(xiàn)將小球釋放，一段時間后，小物塊落地靜止不動，小球繼續(xù)向上運動，通過管口的轉(zhuǎn)向裝置后做平拋運動，小球在轉(zhuǎn)向過程中速率不變。(重力加速度為g

5、)． (1)求小物塊下落過程中的加速度大?。? (2)求小球從管口拋出時的速度大??； (3)試證明小球平拋運動的水平位移總小于L. 【例題6】(應(yīng)用動力學(xué)方法分析傳送帶問題) 如圖所示，豎直固定的光滑圓弧軌道AB半徑R＝1.25 m，BC為水平傳送帶與a、b兩驅(qū)動輪的切點，AB與BC水平相切于B點(未連接，圓弧軌道不影響傳送帶運動)．一質(zhì)量為m＝3 kg的小滑塊，從A點由靜止滑下，當(dāng)傳送帶靜止時，滑塊恰好能滑到C點．已知a、b兩輪半徑均為r＝0.4 m且兩輪與傳送帶間不打滑，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，取g＝10 m/s2.問

6、： (1)BC兩點間的距離是多少？ (2)當(dāng)a、b順時針勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω0時，將滑塊從A點由靜止釋放，滑塊恰好能由C點水平飛出傳送帶．求ω0的大小以及這一過程中滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的內(nèi)能． 【例題7】（混合場內(nèi)直線運動問題的分析）帶負電的小物體A放在傾角為的足夠長的絕緣斜面上，整個斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強電場中，如圖物體A的質(zhì)量為m，電荷量為-q，與斜面間的動摩擦因數(shù)為，它在電場中受到的電場力大小等于重力的一半。物體A在斜面上由靜止開始下滑，經(jīng)過時間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強度大

7、小為B，此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開斜面。求： ⑴物體A在斜面上的運動情況如何？說明理由 ⑵物體A在斜面上運動的過程中有多少能量轉(zhuǎn)化成內(nèi)能？ 2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí)專題二提升練習(xí) 1.（單）(2020·浙江·17)如圖甲所示，水平木板上有質(zhì)量m＝1.0 kg的物塊，受到隨時間t變化的水平拉力F的作用，用力傳感器測出相應(yīng)時刻物塊所受摩擦力Ff的大?。≈亓铀俣萭＝10 m/s2，下列判斷正確的是（ ） A．5 s內(nèi)拉力對物塊做功為零 B．4 s末物塊所受合力大小為4.0 N C．物塊與木板之間的動摩擦

8、因數(shù)為0.4 D．6 s～9 s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0 m/s2 2.（多）壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了判斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖（a）所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運動過程中，電流表示數(shù)如圖（b）所示，下列判斷正確的是 ( ) A．從0到t1時間內(nèi)，小車可能做勻速直線運動 B．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動 C．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻速直線運動 D．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動 F1 F2 3.（多）如圖，在光滑水平面上，放著兩塊長

9、度相同，質(zhì)量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端各放一個大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊。開始時，各物均靜止，今在兩物體上各作用一水平恒力F1、F2，當(dāng)物塊和木板分離時，兩木板的速度分別為v1和v2，物體和木板間的動摩擦因數(shù)相同，下列說法正確的是( ) A．若F1＝F2，M1＞M2，則v1＞v2 B．若F1＝F2，M1＜M2，則v1＞v2 C．若F1＞F2，M1＝M2，則v1＞v2 D．若F1＞F2，M1＝M2，則v1

10、磁感應(yīng)強度B=0.5T. 一質(zhì)量為m=0.1kg的金屬直桿垂直放置的導(dǎo)軌上，并以v0=2m/s的初速度進入磁場，在安培力和一垂直于直桿的水平外力F的共同作用下做勻變速直線運動，加速度在小為a=2m/s2方向與初速度方向相反. 設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且連接良好.求： （1）電流為零時金屬桿所處的位置； （2）電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力F的大小和方向. 5.航模興趣小組設(shè)計出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m =2㎏，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F =28 N。試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升。設(shè)飛行器飛行時所受的阻力大小不變，g取10m/

11、s2。 （1）第一次試飛，飛行器飛行t1 = 8 s 時到達高度H = 64 m。求飛行器所阻力f的大?。? （2）第二次試飛，飛行器飛行t2 = 6 s 時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力。求飛行器能達到的最大高度h； （3）為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間t3 。 6.如圖所示，質(zhì)量M = 8kg的小車放在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平恒力F，F(xiàn) = 8N，當(dāng)小車向右運動的速度達到1.5m/s時，在小車前端輕輕地放上一個大小不計，質(zhì)量為m = 2kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ = 0.2，小車足夠

12、長．求從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t = 1.5s小物塊通過的位移大小為多少？（取g = 10m/s2）． 7.如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，有一足夠長的絕緣細棒OO′在豎直面內(nèi)垂直于磁場方向放置，細棒與水平面夾角為α.一質(zhì)量為m帶電荷量為—q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ

13、粗糙且絕緣的，AB長為L，C為AB的中點，在A、C之間加一方向垂直斜面向上的勻強電場，與斜面垂直的虛線CD為電場的邊界?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小物塊(可視為質(zhì)點)，從B點開始在B、C間以速度υ0沿斜面向下做勻速運動，經(jīng)過C后沿斜面勻加速下滑，到達斜面底端A時的速度大小為υ。試求： (1)小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ； (2)勻強電場場強E的大小 10.如圖所示為倉庫中常用的皮帶傳輸裝置示意圖，它由兩臺皮帶傳送機組成，一臺水平，A、B兩端相距3 m，另一臺傾斜，傳送帶與地面的傾角θ＝37°，C、D兩端相距4.45 m

14、，B、C相距很近．水平部分AB以v0＝5 m/s的速率順時針轉(zhuǎn)動．將質(zhì)量為10 kg 的一袋大米無初速度放在A端，到達B端后，速度大小不變地傳到傾斜的CD部分，米袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5.已知g＝10 m/s2，sin θ＝0.6，cos 37°＝0.8，試求： (1)若CD部分傳送帶不運轉(zhuǎn)，求米袋沿傳送帶所能上升的最大距離． (2)若要米袋能被傳送到D端，求CD部分順時針運轉(zhuǎn)的最小速度，以及米袋從C端到D端所用的最長時間． 專題二答案 例1. AD 例2. 例2解析：⑴在10s末撤去牽引力后，小車只在阻力的作用下做勻減速運動，由圖像可得減速

15、時的加速度的值為 （2分） （1分） ⑵小車在7s~10s內(nèi)做勻速直線運動，設(shè)牽引力為F， 則（1分） 由圖像可知vm=6m/s④（1分） （1分） 在ts~10s內(nèi)小車的功率保持不變，為12w。 ⑶小車的加速運動過程可分為0~ts和ts~7s兩段，由于ts是功率為12W，所以此次牽引力為，（2分） 所以0~ts內(nèi)加速度大小為 ，（2分） （1分） 在0~7s內(nèi)由動能定理得：，（2分） 得x=28.5m⑩（1分） 例3（1）對初始時刻：mgsinθ－μmgcosθ＝ma0 μ＝＝0.25 （2）對末時刻：mgsinθ－μN－kvcosθ＝0，N＝mgcosθ＋

16、kvsinθ k＝＝0.84kg/s 例4.解析：（1）根據(jù)牛頓第二定律，滑塊相對車滑動時的加速度 （1分） 滑塊相對車滑動的時間 （1分） 滑塊相對車滑動的距離 （1分） 滑塊與車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能 （1分） 由上述各式解得 （與動摩擦因數(shù)μ無關(guān)的定值） （1分） （2）設(shè)恒力F取最小值為F1，滑塊加速度為a1，此時滑塊恰好到達車的左端，則 滑塊運動到車左端的時間 ① 由幾何關(guān)系有 ② （1分） 由牛頓定律有 ③ （1分） 由①②③式代入數(shù)據(jù)解得 ， （2分）

17、則恒力F大小應(yīng)該滿足條件是 例5.解：(1)設(shè)細線中的張力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有：? Mg-T=Ma，T-mgsin30°=ma? 且M=km? 解得：? (2)設(shè)M落地時的速度大小為v，m射出管口時速度大小為v0，M 落地后m的加速度為a0。根據(jù)牛頓第二定律有：-mgsin30°=ma0 勻變速直線運動，有：v2=2aLsin30°，? 解得：? (3)平拋運動x=v0t，? 解得 則， 例題6解析　(1)滑塊從A到B，由動能定理有 mgR＝mv (1分) vB＝＝5 m/s (1分) 由B到C：a＝－

18、μg＝－1 m/s2 (1分) 由0－v＝2axBC (1分) 得xBC＝12.5 m (1分) (2)滑塊恰能在C點水平飛出傳送帶，則有 mg＝m (2分) 解得：vC＝2 m/s (1分) ω0＝ (1分) 解得：ω0＝5 rad/s (1分) 由vB>vC知滑塊在傳送帶上受到向左的滑動摩擦力作用，即滑塊要減速到C點(1分) －μmg＝ma′ (1分) 滑塊減速

19、時間t＝ (1分) 滑塊位移x1＝vBt＋a′t2 (1分) 傳送帶運動的距離x2＝vCt 產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝μmg(x1－x2) (1分) 解得：Q＝13.5 J 例7解析：⑴物體A在斜面上受重力、電場力、支持力、滑動摩擦力的作用，如圖所示。由此可知： i. 小物體A在恒力作用下，先在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動； ②加上勻強磁場后，還受到方向垂直于斜面向上的洛倫茲力的作用，方可使A離開斜面，故磁感應(yīng)強度應(yīng)該垂直紙面向里，隨著速度的增加，洛倫茲力增大，斜面的支持力減小，滑動摩擦力減小，物體繼續(xù)做加速度增大的加速

20、直線運動直到斜面的支持力為零，此后物體A將離開斜面。 ⑵加磁場之前，物體A做勻加速直線運動，由牛頓第二定律，有 ， 由以上三式得： A在斜面上運動的距離為加上磁場后，受洛倫茲力的作用，隨速度的增大支持力在減小，直到支持力為零時物體A離開斜面。有 解得： 物體A在斜面上運動的過程中，重力和電場力做正功，滑動摩擦力做負功，洛倫茲力不做功，由動能定理得： 物體A克服摩擦力做功，機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí)專題二提升練習(xí) 1. D 2. AD 3. BD 4.（1）感應(yīng)電動勢E=Blv ① （2分） ②

21、 （1分） 所以I=0時，v=0 ③ （1分） 則： ④ （2）最大電流 ⑤ （1分） 安培力=0.02N ⑥ （1分） 向右運動時F+f=ma ⑦ 方向與x正向相反 ⑧ （1分） 向左運動時F－f=ma 方向與x正向相反 ⑨ （1分） 5. 解：（1）第一次飛行中，設(shè)加速度為 勻加速運動：???????????????????（1分） 由牛頓第二定律：???????????????（1分） 解得：??

22、????????????????????????????????（1分） （2）第二次飛行中，設(shè)失去升力時的速度為，上升的高度為 勻加速運動：???????????????????????（1分） 設(shè)失去升力后的速度為，上升的高度為 由牛頓第二定律：?????????????????（1分） ???????????????????????????????（1分） ??????????????????????（1分） 解得：?????????????????????（1分） （3）設(shè)失去升力下降階段加速度為；恢復(fù)升力后加速度為，恢復(fù)升力時速度為 由牛頓第二定律?????????

23、????????（1分） F+f-mg＝ma4??????? ?????????????????????????????（1分） 且?????????????????????????????????（1分） V3＝a3t3??????????????????????????????????（1分） 解得t3＝（s）（或2．1s）??????????????????????????????????（1分） 6.解：開始一段時間，物塊相對小車滑動，兩者間相互作用的滑動摩擦力的大小為Ff=μmg=4N．物塊在Ff的作用下加速，加速度為am= Ff m =2m/s2． 小車在推力F和

24、f的作用下加速，加速度為aM= F?Ff M =0.5m/s2． 初速度為υ0=1.5m/s，設(shè)經(jīng)過時間t1，兩者達到共同速度υ，則有：υ=amt1=υ0+aMt1 代入數(shù)據(jù)可得：t1=1s，υ=2m/s 在這t1時間內(nèi)物塊向前運動的位移為s1= 1 2 amt2=1m．以后兩者相對靜止，相互作用的摩擦力變?yōu)殪o摩擦力將兩者作為一個整體， 在F的作用下運動的加速度為a，則F=（M+m）a??得a=0.8m/s2． 在剩下的時間t2=t-t1=0.5s時間內(nèi)，物塊運動的位移為s2=υt2+ 1 2 at2，得s2=1.1m． 可見小物塊在總共1.5s時間內(nèi)通過的位

25、移大小為s=s1+s2=2.1m． 答：經(jīng)過t=1.5s小物塊通過的位移大小為2.1m． 7.解：(1)由于μ＜tanα，所以環(huán)將由靜止開始沿棒下滑。環(huán)A沿棒運動的速度為v1時，受重力mg、洛倫茲力qv1B、桿的彈力FN1和摩擦力Ff1=μFN1，根據(jù)牛頓第二定律，對圓環(huán)A有? 沿棒的方向：mgsinα-Ff1=ma? 垂直棒的方向：FN1+qv1B=mgcosα? 所以當(dāng)Ff1=0（即FN1=0）時，a有最大值am，且am=gsinα? 此時qv1B=mgcosα 解得? (2)設(shè)當(dāng)環(huán)A的速度達到最大值vm時，環(huán)受桿的彈力為FN2，摩擦力為Ff2=μFN2 此時應(yīng)有a=0，

26、即mgsinα=Ff2? 在垂直桿方向上：FN2+mgcosα=qvmB? 解得 8.解析：(1)小物塊在BC上勻速運動，由受力平衡得 ①(1分) ②(1分) 而 ???③(1分) 由①②③解得 ④(1分) (2)小物塊在CA上做勻加速直線運動，受力情況如圖所示。則 ⑤(1分) ⑥(1分) 根據(jù)牛頓第二定律得 ⑦(1分) ⑧(1分) 由③⑤⑥⑦⑧解得 ⑨(2分) 9.（1）米袋在AB上加速運動的加速度為?? 米袋速度達到時滑過的距離???????????????????????? 故米袋先加速一段時間后再與傳送帶一起勻速運動， 到達才C端速度為 設(shè)米袋在CD上傳送的加速度大小為，據(jù)牛頓第二定律 得?? 能沿CD上滑的最大距離?? （2）（8分）CD順時針轉(zhuǎn)動時，米袋速度減為之前的加速度為 此時上滑的距離?? 米袋速度達到后，由于，米袋繼續(xù)減速上滑 其加速度為? 減速到零時上滑的距離?? ，即速度為零時剛好到D端 由減速為所用時間?? 由減速為0所用時間?? 故米袋從C到D的總時間?