物理專題一 力與運動 第2講 牛頓運動定律與直線運動

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1、第2講牛頓運動定律與直線運動第一篇 專題一 力與運動熱點精練1勻變速直線運動規(guī)律的應用熱點精練2運動圖像問題欄目索引熱點精練3牛頓運動定律的應用熱點精練4連接體問題熱點精練1勻變速直線運動規(guī)律的應用知識方法鏈接1.解題思路解題思路(1)分析運動過程，畫出過程示意圖.(2)標出已知量、未知量.(3)選擇合適公式，列方程求解.注意：注意：(1)多過程問題中兩過程間的連接點的速度是連接兩運動的紐帶，是解題的關(guān)鍵，要先設出.(2)多過程問題用vt圖象輔助分析會更形象、簡捷.(3)v、x、a等物理量是矢量，注意規(guī)定正方向，尤其是在一個過程中速度方向發(fā)生變化的情況.2.牢記解決勻變速直線運動問題的四種常用

2、方法牢記解決勻變速直線運動問題的四種常用方法3.處理剎車類問題的思路：處理剎車類問題的思路：先判斷剎車時間，再進行分析計算.真題模擬精練答案解析1.(2015江蘇單科5)如圖1所示，某“闖關(guān)游戲”的筆直通道上每隔8 m設有一個關(guān)卡，各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉，放行和關(guān)閉的時間分別為5 s和2 s.關(guān)卡剛放行時，一同學立即在關(guān)卡1處以加速度2 m/s2由靜止加速到2 m/s，然后勻速向前，則最先擋住他前進的關(guān)卡是A.關(guān)卡2 B.關(guān)卡3 C.關(guān)卡4 D.關(guān)卡5231圖1231解析解析由題意可知，該同學先加速后勻速，速度增大到2 m/s用時t11 s，在加速時間內(nèi)通過的位移x 1 m，t24 s，x2vt

3、28 m，已過關(guān)卡2，t32 s時間內(nèi)x34 m，關(guān)卡打開，t45 s，x4vt410 m，此時關(guān)卡關(guān)閉，距離關(guān)卡4還有1 m，到達關(guān)卡4還需t50.5 s，小于2 s，所以最先擋在面前的是關(guān)卡4，故C正確.2.(2017泰州中學期中)汽車在水平地面上因故剎車，可以看做是勻減速直線運動，其位移與時間的關(guān)系是：x16t2t2(m)，則它在停止運動前最后1 s內(nèi)的平均速度為A.6 m/s B.4 m/s C.2 m/s D.1 m/s231解析解析根據(jù)位移與時間的關(guān)系式：x16t2t2(m)，可知汽車剎車時的初速度v016 m/s，加速度a4 m/s2，根據(jù)速度與時間關(guān)系vv0at可得：汽車剎車用

4、時t4 s；則剎車后3 s末的速度為v3v0at316 m/s(4)3 m/s4 m/s，則最后1 s內(nèi)的平均速度為：答案解析3.(2017揚州中學模擬)四個小球在離地面不同高度同時從靜止釋放，不計空氣阻力，從開始運動時刻起，每隔相等的時間間隔小球依次碰到地面.如圖所示，其中能反映出剛開始運動時各小球相對地面的位置的是答案解析231解析解析每隔相等的時間間隔小球依次碰到地面，可以知道第一個球經(jīng)過T時間落地，第二球落地的時間為2T，依次3T、4T.逆過來看，相當于一個小球每經(jīng)過相等時間所到達的位置，可以知道相等時間間隔內(nèi)的位移越來越大，所以從下而上，相鄰兩個小球之間的豎直位移越來越大.故B正確，

5、A、C、D錯誤.231熱點精練2運動圖像問題知識方法鏈接圖象問題要圖象問題要“四看四看”“”“一注意一注意”(1)看坐標軸：看清坐標軸所表示的物理量，明確因變量(縱軸表示的量)與自變量(橫軸表示的量)之間的制約關(guān)系.(2)看圖象：識別兩個相關(guān)量的變化趨勢，從而分析具體的物理過程.(3)看縱坐標、“斜率”和“面積”：vt圖象中根據(jù)坐標值、“斜率”和“面積”可分析速度、加速度和位移的大小、方向特點.xt圖象中根據(jù)坐標值、“斜率”可分析位移、速度的大小、方向特點.(4)看交點：明確圖線與圖線的交點、圖線與坐標軸的交點的物理意義.(5)一注意：利用vt圖象分析兩個物體的運動時，要注意兩個物體的出發(fā)點，

6、即注意它們是從同一位置出發(fā)，還是從不同位置出發(fā).若從不同位置出發(fā)，要注意出發(fā)時兩者的距離.真題模擬精練答案解析4.(2016江蘇單科5)小球從一定高度處由靜止下落，與地面碰撞后回到原高度再次下落，重復上述運動，取小球的落地點為原點建立坐標系，豎直向上為正方向.下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中，能描述該過程的是5645645.(2017南京市、鹽城市一模)如圖2所示，E為斜面的中點，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一個小物體由頂端靜止釋放，沿斜面下滑到底端時速度為零.小物體下滑過程中位移x、速度v、合力F、加速度a與時間t的關(guān)系如圖所示.以沿斜面向下為正方向，則下列圖象中可能正確的是答案解析564圖2

7、解析解析物體在光滑的斜面上做勻加速直線運動，位移時間圖線的開口向上，然后做勻減速直線運動，故A錯誤.物體在前半段做勻加速直線運動，后半段做勻減速直線運動，由于到達底端的速度為零，則前半段和后半段的平均速度相等，由于位移相等，則在前半段和后半段的運動時間相等，故B正確.由B選項知，前半段和后半段的運動時間相等，勻加速直線運動的末速度等于勻減速直線運動的初速度，則勻加速和勻減速直線運動的加速度大小相等，方向相反，則合力大小相等，方向相反，故C、D錯誤.5646.(2017儀征中學模擬)一個質(zhì)點沿x軸做勻加速直線運動.其位置時間圖象如圖3所示，則下列說法正確的是A.該質(zhì)點在t0時速度為零B.該質(zhì)點在

8、t1 s時的速度大小為2 m/sC.該質(zhì)點在t0到t2 s時間內(nèi)的位移大小為6 mD.該質(zhì)點的加速度大小為2 m/s2答案解析564圖3該質(zhì)點在t1 s時的速度大小為vat41 m/s4 m/s，故B錯誤.564熱點精練3牛頓運動定律的應用知識方法鏈接1.分析動力學問題的流程注意：注意：(1)抓好兩個分析：受力分析與運動過程分析，特別是多過程問題，一定要明確各過程受力的變化、運動性質(zhì)的變化、速度方向的變化等.(2)求解加速度是解決問題的關(guān)鍵.2.陌生的圖象(非vt、xt等圖象)要先找圖象的函數(shù)關(guān)系式(根據(jù)動力學規(guī)律對運動過程列方程，找出兩物理量在運動過程中任一位置的關(guān)系，分離出因變量即可)，由

9、函數(shù)關(guān)系式確定截距、斜率等的物理意義.真題模擬精練答案7.(多選)(2015江蘇單科 6)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖4所示，以豎直向上為a的正方向，則人對電梯的壓力A.t2 s時最大 B.t2 s時最小C.t8.5 s時最大 D.t8.5 s時最小897圖4解析897解析解析由題圖知，在上升過程中，在04 s內(nèi)，加速度方向向上，F(xiàn)Nmgma，所以向上的加速度越大，電梯對人的支持力就越大，由牛頓第三定律可知，人對電梯的壓力就越大，故A正確，B錯誤；由題圖知，在710 s內(nèi)加速度方向向下，由mgFNma知，向下的加速度越大，人對電梯的壓力就越小，故C錯誤，D正確

10、.8.小明想抓獲池塘中的一條大魚，結(jié)果魚受驚后使出洪荒之力斜向右下方勻加速游向池塘深處而逃脫，如圖5所示，這時魚所受水的作用力方向可能是A.水平向左 B.水平向右C.豎直向上 D.豎直向下答案897圖59.為提高冰球運動員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1s0)處分別設置一個擋板和一面小旗，如圖6所示.訓練時，讓運動員和冰球都位于起跑線上，教練員將冰球以速度v0擊出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板；冰球被擊出的同時，運動員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗.答案圖6訓練要求當冰球到達擋板時，運動員至少到達小旗處.假定運動員在滑行過程中做勻加速運動，冰球到達擋板時的速

11、度為v1.重力加速度為g.求：(1)冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù)；897解析897解析解析設冰球的質(zhì)量為m，冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù)為，加速度大小為a，由牛頓第二定律得mgma由運動學公式有v12v022as0 (2)滿足訓練要求的運動員的最小加速度.答案897解析解析解析冰球到達擋板時，滿足訓練要求的運動員中，剛好到達小旗處的運動員的加速度最小.設這種情況下，冰球和運動員的加速度大小分別為a1和a2，所用的時間為t.由運動學公式得v02v122a1s0 897熱點精練4連接體問題知識方法鏈接1.分析分析“滑塊滑塊滑板滑板”模型時要抓住一個轉(zhuǎn)折和兩個關(guān)聯(lián)模型時要抓住一個轉(zhuǎn)折和兩個關(guān)聯(lián)(1)一個

12、轉(zhuǎn)折滑塊與滑板達到相同速度或者滑塊從滑板上滑下是受力和運動狀態(tài)變化的轉(zhuǎn)折點.(2)兩個關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)折前、后受力情況之間的關(guān)聯(lián)和滑塊、滑板位移和板長之間的關(guān)聯(lián).(3)兩物體發(fā)生相對運動的臨界條件加速度相同且兩物體間的摩擦力為最大靜摩擦力，分析此臨界條件前后物體的運動狀態(tài)是解題的關(guān)鍵.2.靈活應用整體法與隔離法靈活應用整體法與隔離法(1)整體法：在連接體問題中，如果不需要求物體之間的相互作用力，且連接體的各部分具有相同的加速度，一般采用整體法列牛頓第二定律方程.(2)隔離法：如果需要求物體之間的相互作用力或?qū)τ诩铀俣炔煌倪B接體，一般采用隔離法列牛頓第二定律方程.真題模擬精練答案解析10.(多選)(20

13、16江蘇單科9)如圖7所示，一只貓在桌邊猛地將桌布從魚缸下拉出，魚缸最終沒有滑出桌面，若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動摩擦因數(shù)均相等，則在上述過程中A.桌布對魚缸摩擦力的方向向左B.魚缸在桌布上的滑動時間和在桌面上的相等C.若貓增大拉力，魚缸受到的摩擦力將增大D.若貓減小拉力，魚缸有可能滑出桌面111210圖7解析解析桌布對魚缸摩擦力的方向向右，A項錯誤；設各接觸面間的動摩擦因數(shù)為，魚缸的質(zhì)量為m，由牛頓第二定律可得魚缸在桌布和桌面上滑動的加速度大小相同，均為ag，魚缸離開桌布時的速度為v，則魚缸在桌布上和在桌面上滑動時間均為t ，B項正確；貓增大拉力時，魚缸受到的摩擦為Ffmg不變，C項錯誤；

14、若貓減小拉力，魚缸在桌布上加速運動的時間變長，離開桌布時的速度vgt增大，加速運動的位移x1 增大，且魚缸在桌面上減速滑行的位移x2 也增大，則魚缸有可能滑出桌面，D項對.11121011.(多選)如圖8甲所示，一質(zhì)量為M的長木板靜置于光滑水平面上，其上放置一質(zhì)量為m的小滑塊.木板受到水平拉力F作用時，用傳感器測出長木板的加速度a與水平拉力F的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g10 m/s2，下列說法正確的是A.小滑塊的質(zhì)量m2 kgB.小滑塊與長木板之間的動摩擦因 數(shù)為0.1C.當水平拉力F7 N時，長木板的 加速度大小為3 m/s2D.當水平拉力F增大時，小滑塊的加速度一定增大圖8答案解析111

15、210由上可知：F大于6 N時 aF20，由F4，a0，即得：0.2，所以aF4，當F7 N時，長木板的加速度為：a3 m/s2.故B錯誤，C正確.11121012.(2017揚州中學高三開學考試)如圖9所示，有1、2、3三個質(zhì)量均為m1 kg的物體，物體2與物體3通過不可伸長輕繩連接，跨過光滑的定滑輪，設長板2到定滑輪足夠遠，物體3離地面高H5.75 m，物體1與長板2之間答案解析的動摩擦因數(shù)0.2.長板2在光滑的桌面上從靜止開始釋放，同時物體1(可視為質(zhì)點)在長板2的左端以v4 m/s的初速度開始運動，運動過程中恰好沒有從長板2的右端掉下，g取10 m/s2.求：(1)長板2開始運動時的加

16、速度大小；111210圖9答案答案6 m/s2解析解析設向右為正方向物體1：mgma1a1g2 m/s2物體2：FTmgma2物體3：mgFTma3且a2a3111210解析解析設經(jīng)過時間t1物體1和長板2速度相等v1va1t1a2t1，代入數(shù)據(jù)解得t10.5 s，v13 m/s所以長板2的長度L0 x1x21 m111210(2)長板2的長度L0;答案答案1 m答案解析(3)當物體3落地時，物體1在長板2上的位置.解析111210答案答案答案物體1在長板2的最左端111210解析解析此后，假設物體1、2、3相對靜止一起加速FT12mamgFT1ma，即mg3ma對物體1分析：Ff靜ma3.3 NFfmg2 N，故假設不成立，物體1和長板2相對滑動物體1：a4g2 m/s2物體2：FT2mgma5物體3：mgFT2ma6且a5a6得111210整體下落高度hHx25 m解得t21 shx31 m物體1在長板2的最左端.