江蘇省高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律專(zhuān)題強(qiáng)化三應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決“四類(lèi)”熱點(diǎn)問(wèn)題物理

專(zhuān)題加強(qiáng)三應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決“四類(lèi)”熱門(mén)問(wèn)題專(zhuān)題解讀1.本專(zhuān)題是應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法剖析動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題、連結(jié)體問(wèn)題、臨界和極值問(wèn)題以及多運(yùn)動(dòng)過(guò)程問(wèn)題．在高考取主要以選擇題形式考察，且每年都有命題．2．學(xué)好本專(zhuān)題能夠培育同學(xué)們的剖析推理能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法解決物理問(wèn)題的能力．3．本專(zhuān)題用到的規(guī)律和方法有：整體法和隔絕法、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、臨界條件和有關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)．1．常有圖象v－t圖象、a－t圖象、F－t圖象、F－a圖象等．2．題型分類(lèi)已知物體遇到的力隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)，要求剖析物體的運(yùn)動(dòng)情況．已知物體的速度、加快度隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)，要求剖析物體的受力狀況．由已知條件確立某物理量的變化圖象．3．解題策略分清圖象的類(lèi)型：即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖象所反應(yīng)的物理過(guò)程，會(huì)剖析臨界點(diǎn)．注企圖線(xiàn)中的一些特別點(diǎn)所表示的物理意義：圖線(xiàn)與橫、縱坐標(biāo)的交點(diǎn)，圖線(xiàn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)等．明確能從圖象中獲取哪些信息：把圖象與詳細(xì)的題意、情形聯(lián)合起來(lái)，應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)方程式，從而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關(guān)系，以便對(duì)有關(guān)物理問(wèn)題作出正確判斷．例1(多項(xiàng)選擇)(2019·全國(guó)卷Ⅲ·20)如圖1(a)，物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，物塊用一不行伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連，細(xì)繩水平．t＝0時(shí)，木板開(kāi)始遇到水平外力F的作用，在t＝4s時(shí)撤去外力．細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示，木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖(c)所示．木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦能夠忽視．重力加快度取10m/s2.由題給數(shù)據(jù)能夠得出( )圖1A．木板的質(zhì)量為1kgB．2～4s內(nèi)，力F的大小為0.4NC．0～2s內(nèi)，力F的大小保持不變D．物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2答案AB分析由題圖(c)可知木板在0～2s內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，再聯(lián)合題圖中細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f在0～2s內(nèi)漸漸增大，可知物塊遇到木板的摩擦力漸漸增大，故能夠判斷木板遇到的水平外力F也漸漸增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由題圖(c)可知木板在2～4s內(nèi)做勻加快運(yùn)動(dòng)，0.4－022其加快度大小為a1＝4－2m/s＝0.2m/s，對(duì)木板進(jìn)行受力剖析，由牛頓第二定律可得F－Ff＝ma，在4～5s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，其加1速度大小為a2＝0.4－0.22＝0.2m/s2m/s，F(xiàn)f＝ma，此外因?yàn)槲飰K5－42靜止不動(dòng)，同時(shí)聯(lián)合題圖(b)可知物塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力Ff＝0.2N，解得m＝1kg、F＝0.4N，選項(xiàng)A、B正確；因?yàn)椴恢牢飰K的質(zhì)量，所以不可以求出物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．變式1(多項(xiàng)選擇)(2015·江蘇卷·6)一人乘電梯上樓，在豎直上漲過(guò)程中加快度a隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)如圖2所示，以豎直向上為a的正方向，則人對(duì)地板的壓力( )圖

2A．t＝2s

時(shí)最大

B．t

＝2s

時(shí)最小C．t＝8.5s

時(shí)最大

D．t

＝8.5s

時(shí)最小答案

AD分析由題圖知，在上漲過(guò)程中，0～4s內(nèi)，加快度方向向上，F(xiàn)N－mg＝ma，所以向上的加快度越大，電梯對(duì)人的支持力就越大，由牛頓第三定律可知，人對(duì)電梯的壓力就越大，故A正確，B錯(cuò)誤；由題圖知，7～10s內(nèi)加快度方向向下，由mg－FN＝ma知，向下的加快度越大，電梯對(duì)人的支持力就越小，由牛頓第三定律可知，人對(duì)電梯的壓力就越小，故C錯(cuò)誤，D正確．1．連結(jié)體的種類(lèi)彈簧連結(jié)體物物疊放連結(jié)體輕繩連結(jié)體輕桿連結(jié)體2．連結(jié)體的運(yùn)動(dòng)特色輕繩——輕繩在挺直狀態(tài)下，兩頭的連結(jié)體沿繩方向的速度老是相等．輕桿——輕桿平動(dòng)時(shí)，連結(jié)體擁有同樣的平動(dòng)速度；輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連結(jié)體擁有同樣的角速度，而線(xiàn)速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成正比．輕彈簧——在彈簧發(fā)生形變的過(guò)程中，兩頭連結(jié)體的速度不必定相等；在彈簧形變最大時(shí)，兩頭連結(jié)體的速率相等．3．辦理連結(jié)體問(wèn)題的方法若連結(jié)體內(nèi)各物體擁有同樣的加快度，且不需要求物體之間的作使勁，可整體法的以把它們當(dāng)作一個(gè)整體，剖析整體遇到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加選用原則速度或其余未知量隔絕法的若連結(jié)體內(nèi)各物體的加快度不同樣，或許要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用選用原則力時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔絕出來(lái)，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解整體法、隔若連結(jié)體內(nèi)各物體擁有同樣的加快度，且要求物體之間的作使勁時(shí)，能夠離法的交先用整體法求出加快度，而后再用隔絕法選用適合的研究對(duì)象，應(yīng)用牛頓替運(yùn)用第二定律求作使勁．即“先整體求加快度，后隔絕求內(nèi)力”例2(2019·福建漳州市第二次教課質(zhì)量監(jiān)測(cè))如圖3所示，質(zhì)量分別為2m和3m的兩個(gè)小球靜止于圓滑水平面上，且固定在勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的兩頭．今在質(zhì)量為2m的小球上沿彈簧軸線(xiàn)方向施加大小為F的水平拉力，使兩球一同做勻加快直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則穩(wěn)定后彈簧的伸長(zhǎng)量為( )圖32F3FFA.5kB.5kC.5kD.k答案CF分析對(duì)整體剖析，整體的加快度a＝，對(duì)證量為3m的小球分5m3F析，依據(jù)牛頓第二定律有：F彈＝kx＝3ma，可得x＝5k，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．變式2(多項(xiàng)選擇)如圖4所示，傾角為θ的斜面體放在粗拙的水平地面上，現(xiàn)有一帶固定支架的滑塊m正沿斜面加快下滑．支架上用細(xì)線(xiàn)懸掛的小球達(dá)到穩(wěn)固(與滑塊相對(duì)靜止)后，懸線(xiàn)的方向與豎直方向的夾角也為θ，斜面體一直保持靜止，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )圖4A．斜面圓滑B．斜面粗拙C．達(dá)到穩(wěn)固狀態(tài)后，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向左D．達(dá)到穩(wěn)固狀態(tài)后，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向右答案AC分析隔絕小球，可知小球的加快度方向沿斜面向下，大小為gsinθ，小球穩(wěn)固后，支架系統(tǒng)的加快度與小球的加快度同樣，對(duì)支架系統(tǒng)進(jìn)行剖析，只有斜面圓滑，支架系統(tǒng)的加快度才是gsinθ，所以A正確，B錯(cuò)誤．隔絕斜面體，斜面體遇到的力有自己重力、地面的支持力、支架系統(tǒng)對(duì)它垂直斜面向下的壓力，因斜面體一直保持靜止，則斜面體還應(yīng)遇到地面對(duì)它水平向左的摩擦力，C正確，錯(cuò)誤．1．臨界或極值條件的標(biāo)記題目中“恰巧”“恰巧”“正好”等重點(diǎn)詞句，顯然表示題述的過(guò)程存在著臨界點(diǎn)．題目中“取值范圍”“多長(zhǎng)時(shí)間”“多大距離”等詞句，表示題述過(guò)程存在著“起止點(diǎn)”，而這些“起止點(diǎn)”一般對(duì)應(yīng)著臨界狀態(tài)．題目中“最大”“最小”“至多”“起碼”等詞句，表示題述的過(guò)程存在著極值，這個(gè)極值點(diǎn)常常是臨界點(diǎn)．2．常有臨界問(wèn)題的條件接觸與離開(kāi)的臨界條件：兩物體相接觸或離開(kāi)，臨界條件是彈力FN＝0.相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大值．繩索斷裂與廢弛的臨界條件：繩索斷裂的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力；繩索廢弛的臨界條件是FT＝0.最后速度(掃尾速度)的臨界條件：物體所受合外力為零．3．解題基本思路(1)仔細(xì)審題，詳細(xì)剖析問(wèn)題中變化的過(guò)程(包含剖析整體過(guò)程中有幾個(gè)階段)；找尋過(guò)程中變化的物理量；探究物理量的變化規(guī)律；確立臨界狀態(tài)，剖析臨界條件，找出臨界關(guān)系．4．解題技巧方法把物理問(wèn)題(或過(guò)程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))裸露出來(lái)，以達(dá)到極限法正確解決問(wèn)題的目的臨界問(wèn)題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時(shí)，或變化過(guò)程中可能出假定法現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí)，常常用假定法解決問(wèn)題數(shù)學(xué)法將物理過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)表達(dá)式，依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件例3(2019·江蘇揚(yáng)州中學(xué)下學(xué)期開(kāi)學(xué)考)如圖5所示，小球A質(zhì)量為m，木塊B質(zhì)量為2m，A、B兩物體經(jīng)過(guò)豎直輕彈簧連結(jié)放置在水平面上靜止．現(xiàn)對(duì)小球A施加一個(gè)豎直向上的恒力F，使小球A在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球A速度恰巧最大，已知重力加快度為g.則在木塊B對(duì)地面壓力為零時(shí)，小球A的加快度大小為( )圖5A．3gB．2.5gC．2gD．1.5g答案C分析彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球A速度恰巧最大，此時(shí)小球加快度為零，則恒力F＝mg；木塊B對(duì)地面壓力為零時(shí)，由均衡條件知彈簧的彈力為2mg，對(duì)小球A，由牛頓第二定律得：F－mg－2mg＝ma，解得小球A的加快度a＝－2g，則加快度大小為2g，方向向下，故C正確．變式3如圖6，滑塊A置于水平川面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰巧不滑動(dòng)，B恰巧不下滑．已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．A與B的質(zhì)量之比為( )圖611－μ1μ2A.μ1μ2B.μ1μ21＋μ1μ22＋μ1μ2C.μ1μ2D.μ1μ2答案B分析對(duì)滑塊A、B整體在水平方向上有F＝μ2(mA＋mB)g，對(duì)滑塊m1－μ1μ2B在豎直方向上有μ1F＝mBg，聯(lián)立解得：A，選項(xiàng)B正＝mBμ1μ2確．1．基本思路將“多過(guò)程”分解為很多“子過(guò)程”，各“子過(guò)程”間由“連接點(diǎn)”連結(jié)．對(duì)各“連接點(diǎn)”進(jìn)行受力剖析和運(yùn)動(dòng)剖析，必需時(shí)畫(huà)出受力爭(zhēng)和過(guò)程表示圖．依據(jù)“子過(guò)程”“連接點(diǎn)”的模型特色選擇適合的物理規(guī)律列方程．剖析“連接點(diǎn)”速度、加快度等的關(guān)系，確立各段間的時(shí)間關(guān)系，并列出有關(guān)的協(xié)助方程．聯(lián)立方程組，剖析求解，對(duì)結(jié)果進(jìn)行必需的考證或議論．2．解題重點(diǎn)注意應(yīng)用v－t圖象和情形表示圖幫助剖析運(yùn)動(dòng)過(guò)程．抓住兩個(gè)剖析：正確受力剖析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程剖析．例4(2020·河南鄭州市模擬)某次新能源汽車(chē)性能測(cè)試中，如圖甲顯示的是牽引力傳感器傳回的及時(shí)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的關(guān)系，但因?yàn)闄C(jī)械故障，速度傳感器只傳回了第25s此后的數(shù)據(jù)，如圖乙所示．已知汽車(chē)質(zhì)量為1500kg，若測(cè)試平臺(tái)是水平的，且汽車(chē)由靜止開(kāi)始做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)汽車(chē)所受阻力恒定．求：圖7(1)18s末汽車(chē)的速度是多少？前25s內(nèi)的汽車(chē)的位移是多少？答案

(1)26m/s

(2)608m分析

(1)0

～6s

內(nèi)由牛頓第二定律得：

F1－Ff＝ma16s

末車(chē)速為：

v1＝a1t

1在6～18s

內(nèi)，由牛頓第二定律得：

F2－Ff＝ma2第

18s

末車(chē)速為：

v2＝v1＋a2t2由題圖知18s后汽車(chē)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，故有：Ff＝F＝1500N，解得：v1＝30m/s，v2＝26m/s；v1(2)汽車(chē)在0～6s內(nèi)的位移為：x1＝2t1＝90m，v＋v212＝336m，汽車(chē)在6～18s內(nèi)的位移為：x2＝t2汽車(chē)在18～25s內(nèi)的位移為：x3＝v2t3＝182m故汽車(chē)在前25s內(nèi)的位移為：x＝x1＋x2＋x3＝608m.變式4哈利法塔是當(dāng)前生界最高的建筑(圖8)．旅客乘坐參觀(guān)電梯從地面開(kāi)始經(jīng)歷加快、勻速、減速的過(guò)程恰巧抵達(dá)觀(guān)景臺(tái)只要50秒，運(yùn)轉(zhuǎn)的最大速度為15m/s.觀(guān)景臺(tái)上能夠俯視整個(gè)迪拜全景，可將棕櫚島、風(fēng)帆酒店等一覽無(wú)余，

很是壯觀(guān)．一位旅客用便攜式拉力傳感器測(cè)得在加快階段質(zhì)量為

1kg

的物體遇到的豎直向上拉力為

11N，若電梯加快、減速過(guò)程視為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

(g

取

10m/s2)，求：圖8電梯加快階段的加快度大小及加快運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；若減速階段與加快階段的加快度大小相等，求觀(guān)景臺(tái)的高度；若電梯設(shè)計(jì)安裝有協(xié)助牽引系統(tǒng)，電梯出現(xiàn)故障，繩索牽引力忽然消逝，電梯從觀(guān)景臺(tái)處自由落體，為防備電梯落地引起人員傷亡，電梯啟動(dòng)協(xié)助牽引裝置使其減速到速度為零，牽引力為重力的倍，著落過(guò)程全部阻力不計(jì)，則電梯自由著落最長(zhǎng)多少時(shí)間一定啟動(dòng)協(xié)助牽引裝置？答案

(1)1m/s

2

15s

(2)525m

(3)70s分析

(1)設(shè)電梯加快階段的加快度大小為

a，由牛頓第二定律得：FT－mg＝ma解得a＝1m/s2由v＝v0＋at解得t＝15s.1212(2)勻加快階段位移x1＝2at＝2×1×15m＝112.5m勻速階段位移x2＝v(50s－2t)＝15×(50－2×15)m＝300mv2勻減速階段位移x3＝2a＝112.5m所以觀(guān)景臺(tái)的高度x＝x1＋x2＋x3＝525m.(3)由題意知，電梯到地面速度恰巧為0.自由落體加快度大小a1＝gF－mg3mg－mg啟動(dòng)協(xié)助牽引裝置后加快度大小a2＝m＝m＝2g，方向向上vm2vm2則＋＝x2a12a2解得：vm＝1070m/svm則tm＝g＝70s即電梯自由著落最長(zhǎng)70s時(shí)間一定啟動(dòng)協(xié)助牽引裝置．1．(動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題)(2018·全國(guó)卷Ⅰ·15)如圖9，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加快直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．以x表示

P走開(kāi)靜止地點(diǎn)的位移，在彈簧恢還原長(zhǎng)前，以下表示

F和

x之間關(guān)系的圖象可能正確的選項(xiàng)是

(

)圖9答案A分析設(shè)物塊P靜止時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為x0，原長(zhǎng)為l，則有k(l－x0)＝mg，物塊P向上做勻加快直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)受重力mg、彈簧彈力k(l－x0－x)及力F，依據(jù)牛頓第二定律，得F＋k(l－x0－x)－mg＝ma故F＝kx＋ma.依據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)知F－x圖象是縱軸截距為ma、斜率為k的一次函數(shù)圖象，故可能正確的選項(xiàng)是A.2.(連結(jié)體問(wèn)題)(2019·江蘇鹽城市第三次模擬)如圖10所示，質(zhì)量同樣的甲、乙兩個(gè)木塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均同樣．在水平向右的恒力F作用下做加快度為a的勻加快直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)去掉乙木塊，其余不變，則加快度的大小a′是( )圖10A．a(chǎn)′>2aB．a(chǎn)′＝2aC．a(chǎn)′＝aD．a(chǎn)′<2a答案A分析依據(jù)牛頓第二定律，對(duì)甲、乙的整體有：F－2μmg＝2ma；去掉乙木塊：F－μmg＝ma′；兩式相減解得ma′－2ma＝μmg＞0，即a′>2a，應(yīng)選A.3.(連結(jié)體問(wèn)題)如圖11所示，傾斜索道與水平線(xiàn)夾角θ＝37°，當(dāng)載人車(chē)廂以加快度a斜向上加快運(yùn)動(dòng)時(shí)，人對(duì)車(chē)廂的壓力大小為體重的1.25倍，此時(shí)人與車(chē)廂相對(duì)靜止，設(shè)車(chē)廂對(duì)人的摩擦力為Ff，人的體重為G，重力加快度為g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )圖11ggA．a(chǎn)＝4B．a(chǎn)＝2GGC．Ff＝3D．Ff＝4答案C分析對(duì)人進(jìn)行受力剖析，如下圖．由牛頓第二定律可知Ff＝max①FN－mg＝may②而ax＝acos37°③ay＝asin37°④由①②③④式聯(lián)合FN＝1.25mg，5

G解得：

a＝12g，F(xiàn)f＝3，故只有

C正確．4．(多過(guò)程問(wèn)題

)(

多項(xiàng)選擇)(2020·河南駐馬店市調(diào)研

)如圖

12甲所示，一質(zhì)量

m＝1kg

的物體置于水平面上，在水平外力

F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，

F隨時(shí)間

t

的變化狀況如圖乙所示，物體運(yùn)動(dòng)的速度v

隨時(shí)間

t

的變化狀況如圖丙所示

(4s

后的圖線(xiàn)沒(méi)有畫(huà)出

)．已知重力加快度

g

取

10m/s2，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是

(

)圖

12A．物體在第

3s

末的加快度大小是

2m/s2B．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4C．物體在前6s內(nèi)的位移為10mD．物體在前6s內(nèi)的位移為12m答案

BD分析

由v－t

圖象可知，物體在前

4s

內(nèi)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以物體在第3s末的加快度a等于前4s內(nèi)的加快度，依據(jù)v－t圖象1和加快度定義式：a1＝v422t＝4m/s＝1m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在0～4s內(nèi)，在水平方向：F1－μmg＝ma1，解得：μ＝0.4，選項(xiàng)B正確；121設(shè)前4s內(nèi)的位移為x1，由位移公式有：x1＝2a1t1＝2×1×16m＝8m；設(shè)4s后物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的加快度為a2，則：F2－μmg＝ma2，解得a2＝－2m/s2；物體在4s末時(shí)的速度為v′＝4m/s，設(shè)物體從4s末運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2后速度減為0，則：0＝v′＋a2t2，解得：t2＝2s，所以12物體在6s末速度恰巧減為0，故后2s內(nèi)的位移：x2＝v′t2＋2a2t2，代入數(shù)據(jù)解得，x2＝4m；所以物體在前6s內(nèi)的位移x＝x1＋x2＝8m＋4m＝12m，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．5．(臨界極值問(wèn)題)如圖13所示，斜面體的質(zhì)量為M＝2kg，質(zhì)量為m＝1kg的物體放在斜面上，斜面傾角θ＝37°，斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，地面圓滑．現(xiàn)對(duì)斜面體施加一水平推力F，要使物體相對(duì)斜面體靜止不動(dòng)，力F應(yīng)為多大？(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)圖13答案14.3N≤F≤33.6N分析設(shè)物體處于相對(duì)斜面下滑的臨界狀態(tài)．推力為F，此時(shí)物體的受力狀況如圖甲所示，則對(duì)物體：FNsinθ－μFNcosθ＝ma，F(xiàn)Ncosθ＋μFNsinθ－mg＝0對(duì)物體和斜面體構(gòu)成的系統(tǒng)：F＝(M＋m)a聯(lián)立解得：a≈4.78m/s2，F(xiàn)≈14.3N.設(shè)物體處于相對(duì)斜面上滑的臨界狀態(tài)，推力為F′，此時(shí)物體的受力如圖乙所示，則：FN′sinθ＋μFN′cosθ＝ma′，F(xiàn)N′cosθ－μFN′sinθ－mg＝0對(duì)物體和斜面體構(gòu)成的系統(tǒng)：F′＝(M＋m)a′聯(lián)立解得：a′≈11.2m/s2，F(xiàn)′＝33.6N.所以推力的范圍是：14.3N≤F≤33.6N.1.(多項(xiàng)選擇)(2020·福建三明市質(zhì)檢)水平川面上質(zhì)量為1kg的物塊遇到水平拉力F1、F2的作用，F(xiàn)1、F2隨時(shí)間的變化如圖1所示，已知物塊在前2s內(nèi)以4m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，取g＝10m/s2，則()圖1A．物塊與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B．3s末物塊遇到的摩擦力大小為3NC．4s末物塊遇到的摩擦力大小為1ND．5s末物塊的加快度大小為3m/s2答案BC分析在0～2s內(nèi)物塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則摩擦力Ff＝3N，則μFf3＝＝＝0.3，mg10F合6－5－3選項(xiàng)A錯(cuò)誤；2s后物塊做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加快度a＝m＝1220－vm/s＝－2m/s，則經(jīng)過(guò)t＝a＝2s，即4s末速度減為零，則3s末物塊遇到的摩擦力大小為3N,4s末物塊遇到的摩擦力為靜摩擦力，大小為6N－5N＝1N，選項(xiàng)B、C正確；物塊停止后，因兩個(gè)力的差值小于最大靜摩擦力，則物塊不再運(yùn)動(dòng)，則5s末物塊的加快度為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．沿固定斜面下滑的物體遇到與斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度—時(shí)間圖線(xiàn)如圖2所示．已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)，在

0～5s,5

～10s,10

～15s

內(nèi)

F

的大小分別為

F1、F2和F3，則

(

)圖

2A．F1<F2

B．F2>F3C．F1>F3

D．F1＝F3答案

A(2019·云南昆明市4月教課質(zhì)量檢測(cè))如圖3所示，質(zhì)量為M的滑塊A擱置在圓滑水平川面上，左邊面是圓心為O、半徑為R的光滑四分之一圓弧面，當(dāng)用一水平恒力F作用在滑塊A上時(shí)，一質(zhì)量為m的小球B(可視為質(zhì)點(diǎn))在圓弧面上與A保持相對(duì)靜止，此時(shí)小R球B距軌道尾端Q的豎直高度為H＝3，重力加快度為g，則F的大小為( )圖355A.3MgB.2Mg55C.3(M＋m)gD.2(M＋m)g答案D分析連結(jié)OB，設(shè)OB連線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ，如下圖，由幾何關(guān)系得：R－H2cosθ＝R＝325sinθ＝1－cosθ＝3則tanθ＝

525此時(shí)小球遇到的合外力F合＝mgtanθ＝2mgF合5由牛頓第二定律可得：a＝m＝2g5以整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可得F＝(M＋m)a＝2(M＋m)g，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．4.(2019·河南頂級(jí)名校第四次聯(lián)測(cè))如圖4所示，在水平川面上擱置一個(gè)質(zhì)量為1kg的物塊A，在A(yíng)的上邊擱置另一個(gè)質(zhì)量也為1kg的物塊B，已知A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.5，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.2.若給物塊A施加一個(gè)與水平方向夾角為θ＝37°、斜向右上方、大小恒為10N的力F，則物塊B所受的摩擦力(重力加快度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)( )圖4A．大小為0.5N，方向水平向右B．大小為2N，方向水平向右C．大小為0.5N，方向水平向左D．大小為2N，方向水平向左答案A分析假定A、B一同運(yùn)動(dòng)，以A、B整體為研究對(duì)象，依據(jù)牛頓第二定律有Fcosθ－μ1(mAg＋mBg－Fsinθ)＝(mA＋mB)a，解得a＝0.5m/s2；以B為研究對(duì)象，依據(jù)牛頓第二定律有FfAB＝mBa＝0.5N<μ2mBg＝2N，假定建立，所以物塊B所受的摩擦力為靜摩擦力，大小為FfAB＝0.5N，方向水平向右，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．5．(多項(xiàng)選擇)(2020·廣東深圳市調(diào)研)高鐵已成為重要的“中國(guó)名片”，領(lǐng)跑世界．一輛由8節(jié)車(chē)廂編組的列車(chē)，從車(chē)頭開(kāi)始的第2、3、6和7共四節(jié)為動(dòng)力車(chē)廂，其余為非動(dòng)力車(chē)廂．列車(chē)在平直軌道上勻加快啟動(dòng)時(shí)，若每節(jié)動(dòng)力車(chē)廂牽引力大小均為F，每節(jié)車(chē)廂質(zhì)量都為m，每節(jié)車(chē)廂所受阻力均為車(chē)廂重力的k倍，重力加快度為g.則( )A．啟動(dòng)時(shí)車(chē)廂對(duì)乘客作使勁的方向豎直向上B．整個(gè)列車(chē)的加快度大小為F－2kmg2mC．第2節(jié)車(chē)廂對(duì)第F1節(jié)車(chē)廂的作使勁大小為2D．第2節(jié)車(chē)廂對(duì)第F＋kmg3節(jié)車(chē)廂的作使勁大小為2答案BC分析啟動(dòng)時(shí)車(chē)廂對(duì)乘客豎直方向有豎直向上的支持力，水平方向有沿列車(chē)運(yùn)動(dòng)方向的力，兩個(gè)力的協(xié)力方向斜向上方，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)整個(gè)列車(chē)，依據(jù)牛頓第二定律：4F－8kmg＝8ma，解得a＝F－2kmg2m，選項(xiàng)B正確；對(duì)第1節(jié)車(chē)廂，依據(jù)牛頓第二定律：F21－kmg＝ma，F(xiàn)解得F21＝2，選項(xiàng)C正確；對(duì)第1、2節(jié)車(chē)廂的整體，依據(jù)牛頓第二定律：F32＋F－2kmg＝2ma，解得F32＝0，依據(jù)牛頓第三定律可知，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6.如圖5所示，水平川面上的矩形箱子內(nèi)有一傾角為θ的固定斜面，斜面上放一質(zhì)量為m的圓滑球，靜止時(shí)，箱子頂部與球接觸但無(wú)壓力．箱子由靜止開(kāi)始先向右做勻加快直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而后改做加快度大小為a的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)直至靜止，經(jīng)過(guò)的總位移為x，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為v，重力加快度為g.圖5求箱子加快階段的加快度大??；若a>gtanθ，求減速階段球遇到箱子左壁和頂部的作使勁大?。產(chǎn)v2a答案(1)2ax－v2(2)0mtanθ－g分析(1)設(shè)箱子加快階段的加快度大小為a′，經(jīng)過(guò)的位移為x1，減速階段經(jīng)過(guò)的