2023高考物理二輪總復(fù)習(xí) 專題微課1-2 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用

專題微課1.2牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用因“命題情境分析不透徹”而漏選或多選1．(2022·湖南高考)(多選)球形飛行器安裝了可提供任意方向推力的矢量發(fā)動機(jī)，總質(zhì)量為M。飛行器飛行時(shí)受到的空氣阻力大小與其速率平方成正比(即F阻＝kv2，k為常量)。當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉時(shí)，飛行器豎直下落，經(jīng)過一段時(shí)間后，其勻速下落的速率為10m/s；當(dāng)發(fā)動機(jī)以最大推力推動飛行器豎直向上運(yùn)動，經(jīng)過一段時(shí)間后，飛行器勻速向上的速率為5m/s。重力加速度大小為g，不考慮空氣相對于地面的流動及飛行器質(zhì)量的變化，下列說法正確的是

(

)防誤點(diǎn)：本題不僅題干描述的情境較為復(fù)雜，而且每個(gè)選項(xiàng)中也涉及了不同的情境，很容易造成漏選或錯(cuò)選。答案：BC

因“沒有看清題設(shè)條件”而導(dǎo)致解題失誤2．(2021·全國甲卷)如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座

上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，

使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交

點(diǎn)Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點(diǎn)滑至P點(diǎn)所用的時(shí)間t與夾角θ的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時(shí)間t將

(

)A．逐漸增大

B．逐漸減小C．先增大后減小

D．先減小后增大防誤點(diǎn)：小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)Q處由靜止釋放，夾角θ改變時(shí)，Q與P點(diǎn)間距是改變的，但Q與P間的水平距離不變，不注意該條件易錯(cuò)選B選項(xiàng)。答案：D因“不能由圖像判斷超重、失重”導(dǎo)致解題失誤3．(2020·山東等級考)一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是

(

)A．0～t1時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N＞mgB．t1～t2時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N＜mgC．t2～t3時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N＜mgD．t2～t3時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N＞mg防誤點(diǎn)：s-t圖線的斜率表示電梯的速度，斜率增加時(shí)，速度增大，電梯向下加速，處于失重狀態(tài)，而不是向上加速，處于超重狀態(tài)。解析：根據(jù)位移—時(shí)間圖像的斜率表示速度可知，0～t1時(shí)間內(nèi)，圖像斜率增大，速度v增大，加速度方向向下，由牛頓運(yùn)動定律可知乘客處于失重狀態(tài)，所受的支持力FN＜mg，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t1～t2時(shí)間內(nèi)，圖像斜率不變，速度v不變，加速度為零，乘客所受的支持力FN＝mg，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t2～t3時(shí)間內(nèi)，圖像斜率減小，速度v減小，加速度方向向上，由牛頓運(yùn)動定律可知乘客處于超重狀態(tài)，所受的支持力FN＞mg，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案：D

答案：A

加強(qiáng)點(diǎn)(一)動力學(xué)的兩類基本問題

[科學(xué)思維]1．貫徹一個(gè)解題思路2．理順兩類基本問題3．把握三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)加速度是連接運(yùn)動情況和受力情況的橋梁。(2)速度是不同運(yùn)動過程聯(lián)系的紐帶。(3)不同運(yùn)動過程物體受力情況不同，加速度往往也不同。由因推果——已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動情況首先根據(jù)物體的受力確定物體的加速度，再根據(jù)加速度特點(diǎn)及加速度與速度的方向關(guān)系確定速度變化的規(guī)律由果溯因——已知物體的運(yùn)動情況，確定物體的受力情況由物體的運(yùn)動情況，確定物體的加速度及其變化規(guī)律，再結(jié)合牛頓第二定律確定受力情況

[素養(yǎng)訓(xùn)練]1．(2022·廣東河源模擬)無動力翼裝飛行是極限運(yùn)動之一，也稱飛鼠裝滑翔運(yùn)動。圖示為無動力翼裝飛行員穿越天門洞的情境。若質(zhì)量為80kg的飛行員在某次無動力翼裝飛行中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，最大速度達(dá)194.4km/h，翼裝飛行方向與水平方向的夾角的正切值為0.75，飛行員受到空氣的作用力F的方向與飛行方向垂直，取g＝10m/s2，則此過程中

(

)A．F＝480N

B．加速度大小為8m/s2C．用時(shí)9s D．下降高度為243m答案：C

答案：C解析：(1)根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin24°－μmgcos24°＝ma1代入數(shù)據(jù)解得a1＝2m/s2。(2)根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式2a1l1＝v2解得v＝4m/s。(3)根據(jù)牛頓第二定律μmg＝ma2根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式－2a2l2＝v末max2－v2代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得l2＝2.7m。答案：(1)2m/s2

(2)4m/s

(3)2.7m加強(qiáng)點(diǎn)(二)動力學(xué)中的圖像問題

[析題建模][典例]

(多選)如圖甲所示，一足夠長的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面的傾角θ＝37°，現(xiàn)有質(zhì)量m＝2.2kg的物體在水平向左的外力F作用下，由靜止開始沿斜面向下運(yùn)動，經(jīng)過2s撤去外力F，物體在0～4s內(nèi)運(yùn)動的速度與時(shí)間的關(guān)系圖線如圖乙所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，則

(

)A．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5B．水平外力F＝5.5NC．水平外力F＝4ND．物體在0～4s內(nèi)的位移為24m[關(guān)鍵點(diǎn)撥]切入點(diǎn)由v-t圖像確定物體在前2s和后2s內(nèi)的加速度，v-t圖像與t軸所圍面積表示物體的位移疑難點(diǎn)拉力F水平作用時(shí)，物體所受滑動摩擦力不等于μmgcosθ反思點(diǎn)(1)由v-t圖像可確定各時(shí)間段內(nèi)加速度的大小和方向(2)做好物體在各時(shí)間段內(nèi)的受力分析[答案]

AC[思維建模]常見四類動力學(xué)圖像及解題方法v-t圖像根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向，進(jìn)而根據(jù)牛頓第二定律求解合外力F-a圖像首先要根據(jù)具體的物理情境，對物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出兩個(gè)量間的函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像，明確圖像的斜率、截距或轉(zhuǎn)折點(diǎn)的意義，從而由圖像給出的信息求出未知量a-t圖像要注意加速度的正負(fù)，正確分析每一段的運(yùn)動情況，然后結(jié)合物體受力情況根據(jù)牛頓第二定律列方程F-t圖像要結(jié)合物體受到的力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，分析每一時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動性質(zhì)[素養(yǎng)訓(xùn)練]題點(diǎn)1

動力學(xué)中的a-t圖像問題1．(多選)小明用手機(jī)軟件測量了電梯運(yùn)行過程中的加速度，得到圖甲所示圖線(規(guī)定豎直向上為正方向)，為簡化問題，將圖線簡化為圖乙。已知t＝0時(shí)電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)，則以下判斷正確的是

(

)A．t＝9s時(shí)電梯處于失重狀態(tài)

B．8～9s內(nèi)電梯在做加速運(yùn)動C．10～15s內(nèi)電梯在上行

D．16～17s內(nèi)電梯在下行解析：當(dāng)電梯具有向上的加速度時(shí)，處于超重狀態(tài)，當(dāng)電梯具有向下的加速度時(shí)，處于失重狀態(tài)，題圖乙為加速度隨時(shí)間變化的圖像，t＝9s時(shí)，加速度為零，電梯不處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，電梯先做加速度增大的加速運(yùn)動，再做加速度減小的加速運(yùn)動，然后勻速，之后做加速度增大的減速運(yùn)動，再做加速度減小的減速運(yùn)動，8～9s電梯在做加速運(yùn)動，由a-t圖像與時(shí)間軸所圍圖形的面積表示速度變化量可知，電梯的末速度為零，整個(gè)過程電梯一直向上運(yùn)動，故B、C正確，D錯(cuò)誤。答案：BC

題點(diǎn)2

動力學(xué)中的F-t圖像問題2．(2022·青島名校聯(lián)考)如圖甲所示，一傾角θ＝37°的足夠長斜面，將一質(zhì)量為m＝1kg的物體在斜面上由靜止釋放，同時(shí)施加一沿斜面向上的拉力，拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，則下列說法正確的是

(

)A．2s末物體的速度是2.5m/s B．2s末物體的速度是10m/sC．前16s內(nèi)物體發(fā)生的位移是15m D．前16s內(nèi)物體發(fā)生的位移是30m解析：由牛頓第二定律可得mgsinθ－F1－μmgcosθ＝ma1，代入數(shù)據(jù)得：

a1＝2.5m/s2，又v1＝a1t1，代入數(shù)據(jù)可得v1＝5m/s，故A、B錯(cuò)誤；物體在前2s內(nèi)發(fā)生的位移為x1，則x1＝5m，當(dāng)拉力為F2＝4.5N時(shí)，由牛頓第二定律可得F2＋μmgcosθ－mgsinθ＝ma2，代入數(shù)據(jù)可得a2＝0.5m/s2，物體經(jīng)過t2時(shí)間速度減為0，則v1＝a2t2，解得t2＝10s，t2時(shí)間發(fā)生的位移為x2，則