精品必修一第四章運動和力的關(guān)系復習總結(jié) (人教版新教材)高中物理

1、1第四章 運動和力的關(guān)系復習總結(jié)主題 1 連接體問題的受力分析1 整體法和隔離法：求解各部分加速度都相同的連接體問題時，要優(yōu)先考慮整體法， 如果還需要求物體之間的作用力， 再用隔離法。 求解連接體問題時， 隨著研究對象的轉(zhuǎn)移， 往往兩種方法交叉運用。 一般的思路是先用其中一種方法求加速度， 再用另一種方法求物體 間的作用力或系統(tǒng)所受合力。 無論運用整體法還是隔離法， 解題的關(guān)鍵還是在于對研究對象 進行正確的受力分析。2 加速度的正交分解法在正交分解法中， 牛頓第二定律 F合ma 可寫成： FxF1xF2xFnx max (即x 方向的合力提供 x 方向的加速度)；y F1yF2yFny may

2、 (即 y 方向的合力提供 y 方向的加速度)【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，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(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針對訓練1如圖，物塊 A 和 B 的質(zhì)量分別為 4m 和 m，開始時 A 、B 均靜止，細繩拉直，在豎 直向上拉力 F6mg 的作用下，動滑輪豎直向上加速運動。已知動滑輪質(zhì)量忽略不計，動滑 輪半徑很小， 不考慮繩與滑輪之間的摩擦， 細繩足夠長。 在滑輪向上運動過程中， 物塊

3、A 和B 的加速度分別為( )1 1 1A aA 2g，aB5g B aA aB 5g C aA 4g，aB3g D aA0 ，aB2g主題 2 動力學中的臨界極值問題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)鍵詞語在動力學問題中出現(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)，隱含了相應的臨界條件3 常見類型動力學中的常見臨界問題主要有三類：一是彈力發(fā)生突變時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)生突變的滑動與不滑動問

4、題4 解題關(guān)鍵解決此類問題的關(guān)鍵是對物體運動情況的正確描述， 對臨界狀態(tài)的判斷與分析， 找出處 于臨界狀態(tài)時存在的獨特的物理關(guān)系，即臨界條件常見的三類臨界問題的臨界條件：(1)相互接觸的兩個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)，當系統(tǒng)外力大于最大靜摩擦力時，物體間不一定有相對滑動，2相對滑動與相對靜止的臨界條件是：靜摩擦力達到最大值【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 3水平向左加速運動時，繩的拉力多大

5、？(2)劈的加速度至少多大時小球?qū)ε鼰o壓力？加速度方向如何？(3)當劈以加速度 a32g 向左運動時，繩的拉力多大？g針對訓練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，木板右端放著一個小滑塊，小滑塊質(zhì)量 m1 kg，其尺寸遠小于 L，小滑塊 與木板間的動摩擦因數(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 上面滑動的時間是多少

6、？章末練習1 (多選)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a 隨時間 t 變化的圖線如圖所示，以豎直向上為 a 的正方向，則人對地板的壓力( )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32若貨物隨升降機運動的 vt 圖象如圖所示(豎直向上為正)，則貨物受到升降機的支持力 F 與時間 t 關(guān)系的圖象可能是( )A B C D3(多選)如圖(a)，一物塊在 t0 時刻滑上一固定斜面， 其運動的 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物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) D

7、物塊沿斜面向上滑行的最大高度4某同學用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)已知打點計時器 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，圖中標出了 五個連續(xù)點之間的距離圖(a) 圖(b)(1)物塊下滑時的加速度 a_m/s2 ，打 C 點時物塊的速度v _m/s；(2)已知重力加速度大小為 g，為求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是_(填 正確答案標號)A物塊的質(zhì)量 B斜面的高度 C斜面的傾角5公路上行駛的兩汽車之間應保持一定的安全距離當前車突然停止時，后車司機可 以采取剎車措施， 使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰 通常情況下， 人的反應

8、時間 和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為 1 s當汽車在晴天干燥瀝青路面上以 108 km/h 的速度勻速行2駛時，安全距離為 120 m設雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的5.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46 (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，箱子頂部與球接觸但無壓力箱子由靜止開始向右做勻加 速運動，然后改做加速度大小為a 的勻減速運動直至靜止，經(jīng)過的總路程為s，運動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

9、和頂部的作用力7 (2014 山東卷)研究表明，一般人的剎車反應時間(即圖甲中“反應過程”所用時間)t0 0.4 s，但飲酒會導致反應時間延長在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以 v072 km/h 的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離L39 m減速 過程中汽車位移 s 與速度v 的關(guān)系曲線如圖乙所示， 此過程可視為勻變速直線運動 取重力加速度的大小 g10 m/s2 .求：圖甲 圖乙(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時間(2)飲酒使志愿者的反應時間比一般人增加了多少(3)減速過程汽車對志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值58 (多選)小滑塊從 A 處由靜止

10、開始沿斜面下滑，經(jīng)過靜止的粗糙水平傳送帶后以速度v0 離開 C 點。如圖所示，若傳送帶轉(zhuǎn)動而其他條件不變，下列說法正確的是( )A若順時針方向轉(zhuǎn)動，滑塊從 C 點離開傳送帶時的速度仍為v0B若順時針方向轉(zhuǎn)動，滑塊從 C 點離開傳送帶時的速度可能大于v0 C若逆時針方向轉(zhuǎn)動，滑塊從 C 點離開傳送帶時的速度一定為v0 D若逆時針方向轉(zhuǎn)動，滑塊從 C 點離開傳送帶時的速度可能小于v09 (多選)三角形傳送帶以 1 m/s 的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，兩邊的傳送帶長都是2 m，且 與水平方向的夾角均為 37?，F(xiàn)有兩小物塊 A、B，從傳送帶頂端都以 1 m/s 的初速度沿傳送 帶下滑，物塊與傳送帶間的動摩擦

11、因數(shù)均為0.5。(g 取 10 m/s2 ，sin370.6 ，cos370.8)下 列說法中正確的是( )A物塊 A 到達底端時的速度比 B 到達底端時的速度大B A 、B 同時到達傳送帶底端 C物塊 A 先到達傳送帶底端D物塊 A 、B 在傳送帶上的劃痕長度之比為 1 310 (多選)如圖所示，一足夠長的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木 板和物塊間有摩擦。 現(xiàn)用水平力向右拉木板， 當物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運 動時，撤掉拉力，此后木板和物塊相對于水平面的運動情況為( )A物塊先向左運動，再向右運動B物塊向右運動，速度逐漸增大，直到做勻速運動 C木板向右運動，速度逐

12、漸變小，直到做勻速運動 D木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零11如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2 的 A、B 兩小球分別連在彈簧兩端， B 小球用細繩固定在傾角為 30的光滑斜面上， 若不計彈簧質(zhì)量， 在細繩被剪斷的瞬間， A、B 兩小球的加速 度分別為( )A都等于 B 0 和 C和 0 D 和 012如圖所示，一夾子夾住木塊，在力 F 作用下向上提升。夾子和木塊的質(zhì)量分別為m 、M，夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f。若木塊不滑動，力 F 的最大值是( )6A2f(mM)MC M (mM)g2f(mM)B2f(mM)m2f(mM)mD (mM)g13如圖所示，用細線豎直懸掛一質(zhì)量為M的桿

13、，質(zhì)量為 m 的小環(huán)套在桿上，它與桿 間有摩擦，小環(huán)由靜止釋放后沿桿下滑過程中加速度大小為a，則小環(huán)下滑過程中細線對桿的拉力大小為( )A MgC MgmgmaB MgmgD Mgmgma14如圖所示， 質(zhì)量為 M8 kg 的小車停放在光滑水平面上， 在小車右端施加一水平恒 力 F8 N，當小車向右運動速度達到 3 m/s 時， 在小車的右端輕放一質(zhì)量為 m2 kg 的小物 塊，小物塊與小車間的動摩擦因數(shù) 0.2 。g 取 10 m/s2 。求：(1)在小物塊和小車相對運動的過程中，求小物塊的加速度a1 和小車的加速度 a2；(2)如果小車足夠長，經(jīng)過多長時間小物塊停止與小車間的相對運動？(3

14、)為了使小物塊不從小車上掉下來，小車的長度至少為多少？(4)如果小車足夠長，小物塊從放上開始經(jīng)過 3.0 s 所通過的位移是多少？7第四章【例 1】答案： A解析： 以木塊為研究對象受力分析，運動和力的關(guān)系復習總結(jié)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于F 水 平方向的分力，方向向右，故 C 錯誤撤掉拉力 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 錯誤，故選 A.拓展： 若物塊沿斜面向下加速呢？針對訓練1

15、、答案： DF 6mg解析： 對滑輪分析： F2Tm 滑 a，又m 滑0，所以 T2 2 3mg，對 A 分析：由于 T20 N (2)2 s解析： (1)要使m 能從 M 上滑下，則m 與 M 發(fā)生相對滑動，此時對m：mgma1， 對 M：FmgMa2 ，且 a2a1 ，解得 F20 N.(2)當 F22.8 N 時，由(1)知 m 和 M 相對滑動，對 M：FmgMa3設經(jīng)時間 t，m、M 脫離，則1 12a3t2 2a1t2L，解得 t2 s.章末練習1 、答案： AD解析： 人受重力 mg 和支持力 FN 的作用，由牛頓第二定律得 FNmgma. 由牛頓第三 定律得人對地板的壓力FNF

16、N mgma. 當 t2 s 時 a 有最大值， FN 最大； 當 t8.5 s 時， a 有最小值， FN 最小，選項 A 、D 正確2 、答案： B解析： 根據(jù) vt 圖象可知電梯的運動情況：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 B 正確3 、答案： ACD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 a2v1 .物塊在上升和下降過程中，由牛頓第二定律得t1mgsin fma1 ，mgsin fma2，由以上各式可求得 sin 滑動摩擦力

17、f而fFNmgcos ，由以上分析可知，選項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 D 正 確4 、答案： (1)3.25 1.79 (2)C解析： (1)物塊沿斜面下滑做勻加速運動根據(jù)紙帶可得連續(xù)兩段距離之差為 0.13 cm，由 a x2得 a m/s23.25 m/s2，其中 C 點速度 v m/s1.79 m/s.(2)對物塊進行受力分析如圖，則物塊所受合外力為：合F mgsin mgcos ，即 agsin gcos gsin a得 gcos ，所以還需測量的物理量是斜面的傾角 .5 、答案： 20 m/s

18、(72 km/h)解析：設路面干燥時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為0，剎車時汽車的加速度大小為a0， 安全距離為x，反應時間為 t0 ，由牛頓第二定律和運動學公式得： 0mg ma0 x v0t0 0式中， m 和v0 分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度2設在雨天行駛時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為，依題意有： 50設在雨天行駛時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9律和運動學公式得：mg max vt0 2av2聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得：v20 m/s(72 km/h)6 、答案： (1)2asv2 (2)0 m(acot g)av2解析： (1)由勻變速直線運動公式有：

19、 v22as1 、v22as2 ，且 s s1s2，解得： a2asv2.av2(2)假設球不受箱子作用，應滿足： Nsin ma，Ncos mg，解得： a gtan .減速時加速度向左，此加速度由斜面支持力N 與左壁支持力F 共同決定，左左當 agtan ，F(xiàn) 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，在豎直方向有上Ncos F mg，解得： F 上 m(acot g)417 、答案： (1)8 m/s2 2.5 s (2)0.3 s (3) 5解析： 根據(jù)勻速直線運動和勻變速直線運動的規(guī)律、牛頓第二定律解題(1)設減速過程中汽車加速度的大小為a，所用時間為 t，

20、由題可得初速度 v020 m/s， 末速度 vt0，位移 s25 m，由運動學公式得：v2ast av聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得：a8 m/s2t2.5 s(2)設志愿者反應時間為t，反應時間的增加量為 t，由運動學公式得：Lv0tsttt0聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得：t0.3 s (3)設志愿者所受合外力的大小為 F，汽車對志愿者作用力的大小為 F0 ，志愿者質(zhì)量為 m，由牛頓第二定律得：Fma由平行四邊形定則得：FF2(mg)2聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得：F 41 .0mg 58 、答案： BC解析： 傳送帶靜止時，滑塊在傳送帶上做減速運動；若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，如果滑塊在 B 點的速度大于傳送帶的速度， 則滑塊將

21、做減速運動， 如果到達 C 點時速度仍大于傳送帶速 度，從 C 點離開傳送帶時的速度等于 v0 ；如果到達 C 點時的速度等于傳送帶速度，則從 C 點離開傳送帶時的速度一定不小于 v0 ；如果滑塊在 B 點的速度小于傳送帶速度，滑塊將先 做一段加速運動，從 C 點離開傳送帶時的速度大于 v0 ，故 A 錯誤， B 正確。若傳送帶逆時 針轉(zhuǎn)動， 滑塊在傳送帶上將一直做減速運動， 與傳送帶靜止時的運動情況相同， 故滑塊從 C點離開傳送帶時的速度一定為 v0 ，C 正確， D 錯誤。9 、答案： BD10解析： 由于 0.5tan370.75，所以傳送帶對物塊A、B 的摩擦力方向都沿傳送帶向 上，物

22、塊A、B 都沿傳送帶向下做勻加速直線運動，加速度相等，兩物塊的初速度相等，位 移相等，則運動時間和末速度也相等，故B 正確， A 、C 錯誤；物塊A 下滑過程中相對傳送 帶的位移等于物塊 A 的位移與傳送帶勻速運動的位移之差， aA aB gsin37gcos3721m/s2 ，代入公式 x v0t2at2 解得 t1 s，則 xA xvt1 m，物塊 B 下滑過程中相對傳送帶的位移等于物塊 B 的位移與傳送帶勻速運動的位移之和， xBxvt3 m，故 D 正確。10 、答案： BC解析： 物塊相對于木板滑動， 說明物塊的加速度小于木板的加速度， 撤掉拉力后木板向 右的速度大于物塊向右的速度， 所以它們之間存在滑動摩擦力， 使物塊向右加速， 木板向右 減速，直至達到向右相同的速度后做勻速運動，所以B 、C 正確。11、答案： B解析： 在剪斷繩子之前， A 處于平衡狀態(tài)， F 彈=m1gsin30，在剪斷上端的繩子的瞬間， 繩子上的拉力立即減為零，而彈簧的伸長量沒有來得及發(fā)生改變，故彈力仍為 m1gsin30 。 故 A 球的加速度為零； 在剪斷繩子之前， 對 B 球進行受力分析， B 受到重力、 彈簧對它斜向 下的拉力、 支持力及繩子的拉力，在剪斷上端