高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律章末復(fù)習(xí)課檢測 新人教版必修1

1、第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律【知識(shí)體系】 答案填寫理想斜面勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜止?fàn)顟B(tài)質(zhì)量控制變量法成正比成反比合外力F合ma大小相等方向相反同一條直線上靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)Fx合0Fy合0超重失重完全失重主題1共點(diǎn)力作用下的平衡問題的常用方法1矢量三角形法(合成法)物體受三個(gè)力作用而平衡時(shí)，其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反，且這三個(gè)力首尾相接構(gòu)成封閉三角形，可以通過解三角形來求解相應(yīng)力的大小和方向常用的有直角三角形、動(dòng)態(tài)三角形和相似三角形2正交分解法在正交分解法中，平衡條件F合0可寫成：FxF1xF2xFnx0(即x方向合力為零)；Fy F1yF2yFny0(即y方向合力為零)3整體法和隔離

2、法：在選取研究對象時(shí)，為了弄清楚系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個(gè)物體的受力情況，可采用隔離法；若只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的受力時(shí)，可采用整體法【典例1】如圖所示，將傾角為的粗糙斜面體置于水平地面上，斜面體上有一木塊，對木塊施加一斜向上的拉力F，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是()A木塊和斜面體間可能無摩擦B木塊和斜面體間一定有摩擦C斜面體和水平地面間可能無摩擦D撤掉拉力F后，斜面體和水平地面間一定有摩擦解析：以木塊為研究對象受力分析，根據(jù)平衡條件，若：Fcos mgsin ，則木塊與斜面體間無摩擦力，故A正確，B錯(cuò)誤以斜面和木塊整體為研究對象，根據(jù)平衡條件：斜面體和水平地面間的摩擦力等

3、于F水平方向的分力，方向向右，故C錯(cuò)誤撤掉拉力F后，若物塊仍然保持靜止，以斜面和木塊整體為研究對象，根據(jù)平衡條件則斜面不受地面的摩擦力，D錯(cuò)誤，故選A.答案：A針對訓(xùn)練1如圖所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的內(nèi)表面光滑一根輕質(zhì)桿的兩端固定有兩個(gè)小球，質(zhì)量分別是m1，m2.當(dāng)它們靜止時(shí)，m1、m2與球心的連線跟水平面分別成60，30角，則碗對兩小球的彈力大小之比是()A12B1C.1 D.2解析：選取兩小球和桿組成的整體為研究對象，受力分析并正交分解如圖：由平衡條件得：F1在水平方向的分力F和F2在水平方向的分力F大小相等，即：F1cos 60F2cos 30，所以：，故選

4、項(xiàng)C正確答案：C主題2動(dòng)力學(xué)中的臨界極值問題1概念(1)臨界問題：某種物理現(xiàn)象(或物理狀態(tài))剛好要發(fā)生或剛好不發(fā)生的轉(zhuǎn)折狀態(tài)(2)極值問題：在滿足一定的條件下，某物理量出現(xiàn)極大值或極小值的情況2關(guān)鍵詞語在動(dòng)力學(xué)問題中出現(xiàn)的“最大”“最小”“剛好”“恰能”等詞語，一般都暗示了臨界狀態(tài)的出現(xiàn)，隱含了相應(yīng)的臨界條件3常見類型動(dòng)力學(xué)中的常見臨界問題主要有三類：一是彈力發(fā)生突變時(shí)接觸物體間的脫離與不脫離的問題；二是繩子的繃緊與松弛的問題；三是摩擦力發(fā)生突變的滑動(dòng)與不滑動(dòng)問題4解題關(guān)鍵解決此類問題的關(guān)鍵是對物體運(yùn)動(dòng)情況的正確描述，對臨界狀態(tài)的判斷與分析，找出處于臨界狀態(tài)時(shí)存在的獨(dú)特的物理關(guān)系，即臨界條件常

5、見的三類臨界問題的臨界條件：(1)相互接觸的兩個(gè)物體將要脫離的臨界條件是：相互作用的彈力為零(2)繩子松弛的臨界條件是：繩的拉力為零(3)存在靜摩擦的系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)外力大于最大靜摩擦力時(shí)，物體間不一定有相對滑動(dòng)，相對滑動(dòng)與相對靜止的臨界條件是：靜摩擦力達(dá)到最大值【典例2】如圖所示，質(zhì)量為m的光滑小球，用輕繩連接后，掛在三角劈的頂端，繩與斜面平行，劈置于光滑水平面上，斜邊與水平面夾角為30，求：(1)劈以加速度a1水平向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩的拉力多大？(2)劈的加速度至少多大時(shí)小球?qū)ε鼰o壓力？加速度方向如何？(3)當(dāng)劈以加速度a32g向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩的拉力多大？解析：(1)如圖所示，水平方向：FT1co

6、s FN1sin ma1豎直方向：FT1sin FN1cos mg由得：FT1mg.(2)如圖所示，由牛頓第二定律得：FT2cos ma2FT2sin mg由得：a2g，方向水平向左(3)參照上圖，但FT3與水平夾角30，有：FT3mg.答案：(1)mg(2)g，方向水平向左(3)mg針對訓(xùn)練2.如圖所示，有一塊木板靜止在光滑而且足夠長的水平面上，木板的質(zhì)量為M4 kg、長為L1.4 m，木板右端放著一個(gè)小滑塊，小滑塊質(zhì)量m1 kg，其尺寸遠(yuǎn)小于L，小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4(g取10 m/s2)(1)現(xiàn)用恒力F作用在木板M上，為使m能從M上面滑落下來，問：F大小的范圍是多少？(2)其

7、他條件不變，若恒力F22.8 N，且始終作用在M上，最終使得m能從M上滑落下來，問：m在M上面滑動(dòng)的時(shí)間是多少？解析：(1)要使m能從M上滑下，則m與M發(fā)生相對滑動(dòng)，此時(shí)對m：mgma1，對M：FmgMa2，且a2a1，解得F20 N.(2)當(dāng)F22.8 N時(shí)，由(1)知m和M相對滑動(dòng)，對M：FmgMa3設(shè)經(jīng)時(shí)間t，m、M脫離，則a3t2a1t2L，解得t2 s.答案：(1)F20 N(2)2 s統(tǒng)攬考情本章知識(shí)是必修1的核心，是前三章的綜合，也是力學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)在高考中的地位比較高，在高考命題中，既有選擇題，也有計(jì)算題，有時(shí)也出實(shí)驗(yàn)題既有本章的單獨(dú)考查，也有和以后的機(jī)械能、電場、磁場的知識(shí)

8、綜合考查高考命題的熱點(diǎn)主要出現(xiàn)在平衡條件的應(yīng)用，牛頓第二定律的應(yīng)用等方面，分值在20分到30分之間真題例析(2014課標(biāo)全國卷)公路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離當(dāng)前車突然停止時(shí)，后車司機(jī)可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會(huì)與前車相碰通常情況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1 s當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時(shí)，安全距離為120 m設(shè)雨天時(shí)汽車輪胎與瀝青路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為晴天時(shí)的.若要求安全距離仍為120 m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度解析：設(shè)路面干燥時(shí)，汽車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0，剎車時(shí)汽車的加速度大小為a0，安全距離為x，反應(yīng)

9、時(shí)間為t0，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：0mgma0xv0t0式中，m和v0分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度設(shè)在雨天行駛時(shí)，汽車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，依題意有：0設(shè)在雨天行駛時(shí)汽車剎車的加速度大小為a，安全行駛的最大速度為v，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：mgmaxvt0聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得：v20 m/s(72 km/h)答案：20 m/s(72 km/h)針對訓(xùn)練(多選)(2015課標(biāo)全國卷)如圖(a)，一物塊在t0時(shí)刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的vt圖線如圖(b)所示若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出()A斜面的傾角B物塊的質(zhì)量C物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D物塊沿斜面

10、向上滑行的最大高度解析：由題圖(b)可以求出物塊上升過程中的加速度為a1，下降過程中的加速度為a2.物塊在上升和下降過程中，由牛頓第二定律得mgsin fma1，mgsin fma2，由以上各式可求得sin ，滑動(dòng)摩擦力f，而fFNmgcos ，由以上分析可知，選項(xiàng)A、C正確由vt圖象中橫軸上方的面積可求出物塊沿斜面上滑的最大距離，可以求出物塊沿斜面向上滑行的最大高度，選項(xiàng)D正確答案：ACD1(多選)(2016江蘇卷)如圖所示，一只貓?jiān)谧肋吤偷貙⒆啦紡聂~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(dòng)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(dòng)

11、時(shí)間和在桌面上的相等C若貓?jiān)龃罄?，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解析：由題圖可見，魚缸相對桌布向左滑動(dòng)，故桌布對魚缸的滑動(dòng)摩擦力方向向右，A錯(cuò)；因?yàn)轸~缸與桌布、魚缸與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，所以魚缸加速過程與減速過程的加速度大小相等，均為g；由vat可知，魚缸在桌布上加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與在桌面上減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，故B正確；若貓?jiān)龃罄?，魚缸受到的摩擦力仍為滑動(dòng)摩擦力，由Ffmg可知，F(xiàn)f不變，故C錯(cuò)；若貓的拉力減小到使魚缸不會(huì)相對桌布滑動(dòng)，則魚缸就會(huì)滑出桌面，故D正確. 答案：BD2(2015重慶卷)若貨物隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示(豎直向上為正)，則貨物受到升降

12、機(jī)的支持力F與時(shí)間t關(guān)系的圖象可能是()CD解析：根據(jù)v-t圖象可知電梯的運(yùn)動(dòng)情況：加速下降勻速下降減速下降加速上升勻速上升減速上升，根據(jù)牛頓第二定律Fmgma可判斷支持力F的變化情況：失重等于重力超重超重等于重力失重，故選項(xiàng)B正確答案：B3(2015課標(biāo)全國卷)某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離圖(a)圖(b)(1)物塊下滑時(shí)的加速度a_m/s2，打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v_m/s；(2)已知重力加速度大小為g，為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是_

13、(填正確答案標(biāo)號(hào))A物塊的質(zhì)量B斜面的高度C斜面的傾角解析：(1)物塊沿斜面下滑做勻加速運(yùn)動(dòng)根據(jù)紙帶可得連續(xù)兩段距離之差為0.13 cm，由a得a m/s23.25 m/s2，其中C點(diǎn)速度v m/s 1.79 m/s.(2)對物塊進(jìn)行受力分析如圖，則物塊所受合外力為：F合mgsin mgcos ，即agsin gcos 得，所以還需測量的物理量是斜面的傾角.答案：(1)3.251.79(2)C4(2014上海卷)如圖，水平地面上的矩形箱子內(nèi)有一傾角為的固定斜面，斜面上放一質(zhì)量為m的光滑球靜止時(shí)，箱子頂部與球接觸但無壓力箱子由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后改做加速度大小為a的勻減速運(yùn)動(dòng)直至靜止，

14、經(jīng)過的總路程為s，運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為v.(1)求箱子加速階段的加速度大小a.(2)若agtan ，求減速階段球受到箱子左壁和頂部的作用力解析：(1)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式有：v22as1、v22as2，且ss1s2，解得：a.(2)假設(shè)球不受箱子作用，應(yīng)滿足：Nsin ma，Ncos mg，解得：agtan .減速時(shí)加速度向左，此加速度由斜面支持力N與左壁支持力F左共同決定，當(dāng)agtan ，F(xiàn)左0，球受力如圖所示，在水平方向上根據(jù)牛頓第二定律有Nsin ma，在豎直方向有Ncos F上mg，解得：F上m(acot g)答案：(1)(2)0m(acot g)5(2016四川卷)避險(xiǎn)車道是避免惡

15、性交通事故的重要設(shè)施，由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施等組成，如圖豎直平面內(nèi)，制動(dòng)坡床視為與水平面夾角為的斜面一輛長12 m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床，當(dāng)車速為23 m/s時(shí)，車尾位于制動(dòng)坡床的底端，貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動(dòng)，當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)了4 m時(shí)，車頭距制動(dòng)坡床頂端38 m，再過一段時(shí)間，貨車停止已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍，貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4；貨車在制動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取cos 1，sin 0.1，g10 m/s2.求：(1)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向；(2)制動(dòng)坡床的長度解析：(1)設(shè)貨物的質(zhì)量為m，貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)過程中，貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，受摩擦力大小為f，加速度大小為a1，則fmgsin ma1，fmgcos ，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，得a15 m/s2.a1的方向沿制動(dòng)坡床向下(2)設(shè)貨車的質(zhì)量為M，車尾位于制動(dòng)坡床底端時(shí)的車速為v23 m/s.貨物在車廂