第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

第2節(jié) 牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題-2-基礎(chǔ)夯實(shí)

自我診斷一、牛頓第二定律1.內(nèi)容:物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比相同,加速度的方向跟作用力的方向

。表達(dá)式:F=ma。適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系,即相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系。(2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對(duì)于分子、原子等)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況。二、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1.已知物體的受力情況,求物體的運(yùn)動(dòng)情況。2.已知物體的運(yùn)動(dòng)情況,求物體的受力情況。-3-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷特別提醒利用牛頓第二定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵是利用加速度的“橋梁”作用,將運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物體受力相結(jié)合。尋找加速度和未知量的關(guān)系,是解決這類問(wèn)題的思考方向。-4-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷三、力學(xué)單位制1.單位制:由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。2.基本單位:基本物理量的單位。基本物理量共七個(gè),其中力學(xué)有長(zhǎng)度米三個(gè),是 、質(zhì)量

、時(shí)間

,單位分別是 、千克

、秒。物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理3.導(dǎo)出單位:由基本物理量根據(jù)量的單位。-5-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷如圖所示,小強(qiáng)自己拉車子時(shí),無(wú)論怎么用力也難以拉動(dòng),最后在小紅的幫助下,他們才將車子拉著前進(jìn)。(1)根據(jù)牛頓第二定律,有力作用就產(chǎn)生加速度,為什么小強(qiáng)用力拉車時(shí)車子不動(dòng)呢?小強(qiáng)的拉力不產(chǎn)生加速度嗎?(2)小強(qiáng)和小紅一起用力的瞬間,車子是否馬上獲得加速度?是否馬上獲得速度?提示(1)小強(qiáng)的拉力產(chǎn)生加速度。因?yàn)檐囎邮艿降暮贤饬榱?合加速度為零,所以車子不動(dòng)。(2)車子立即獲得加速度但不能立即獲得速度。-6-基礎(chǔ)夯實(shí)

自我診斷1.根據(jù)牛頓第二定律,下列敘述正確的是(

)A.物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比

B.物體所受合力必須達(dá)到一定值時(shí),才能使物體產(chǎn)生加速度C.物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個(gè)的大小成正比

D.當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時(shí),物體水平方向加速度大小與其質(zhì)量成反比關(guān)閉有力就立即產(chǎn)生加速度,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第二定律的分析可知,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確;有力作用就產(chǎn)生加速度,但物體的加速度大小還要看所受的合外力的大小,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉D-7-基礎(chǔ)夯實(shí)

自我診斷2.(多選)如圖所示,總質(zhì)量為460kg的熱氣球,從地面剛開(kāi)始豎直上升時(shí)的加速度為0.5m/s2,當(dāng)熱氣球上升到180

m后,以5

m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)。若離開(kāi)地面后熱氣球所受浮力保持不變,上升過(guò)程中熱氣球總質(zhì)量不變,重力加速度g取10m/s2。關(guān)于熱氣球,下列說(shuō)法正確的是(

)A.所受浮力大小為4

830

NB.加速上升過(guò)程中所受空氣阻力保持不變

C.從地面開(kāi)始上升10

s后的速度大小為5

m/sD.以5m/s勻速上升時(shí)所受空氣阻力大小為230

N小為230

N,選項(xiàng)D正確。答案解析關(guān)閉熱氣球剛開(kāi)始豎直上升時(shí),只受到重力和空氣的浮力作用,由牛頓第二定律F-mg=ma得,受到的浮力F=4

830

N,選項(xiàng)A正確;氣球在上升的過(guò)程中受到的浮力和重力保持不變,如果空氣阻力也保持不變,氣球?qū)⒁恢眲蚣铀偕仙?不可能勻速運(yùn)動(dòng),所以氣球受到的阻力是變化的,而且在勻速運(yùn)動(dòng)前,所受的阻力是隨著速度的增大而增大的,氣球在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度逐漸減小,所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;當(dāng)氣球勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),F=Ff+mg,得空氣阻力大AD關(guān)閉-8-基礎(chǔ)夯實(shí)

自我診斷3.在國(guó)際單位制(簡(jiǎn)稱SI)中,力學(xué)和電學(xué)的基本單位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培),則導(dǎo)出單位V(伏特)用上述基本單位可表示為(

)A.m2·kg·s-4·A-1B.m2·kg·s-3·A-1C.m2·kg·s-2·A-1D.m2·kg·s-1·A-1答案解析由公式W=UIt和W=Fs進(jìn)行推導(dǎo)可得U=??????????,則選項(xiàng)B正確。關(guān)閉B關(guān)閉-9-基礎(chǔ)夯實(shí)

自我診斷4.如圖所示,質(zhì)量m=10kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng),物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,與此同時(shí)物體受到一個(gè)水平向右的推力F=20

N的作用,則物體產(chǎn)生的加速度是(g取10

m/s2)()A.0B.4

m/s2,水平向右C.2

m/s2,水平向左D.2

m/s2,水平向右N=40

N,所以

a=

=

m/s

=4

m/s

,方向水平向右。選項(xiàng)

B

正確。??

10答案解析對(duì)物體受力分析可知F??

40合=F+Ff,Ff=μmg,所以2

2F關(guān)閉合=20

N+0.2×10×10B關(guān)閉-10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四考點(diǎn)一對(duì)牛頓第二定律的理解(自主悟透)瞬時(shí)性a

與F

對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻因果性F是產(chǎn)生a的原因,物體具有加速度是因?yàn)槲矬w受到了力同一性加速度a

相對(duì)于同一慣性系(一般指地面)a=

F

中,F、m、a

對(duì)應(yīng)同一物體或同一系統(tǒng)ma=

F

中,各量統(tǒng)一使用國(guó)際單位m獨(dú)立性作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律物體的實(shí)際加速度等于每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和力和加速度在各個(gè)方向上的分量也遵循牛頓第二定律,即ax=Fx

,ay=Fym

m-11-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四突破訓(xùn)練1.(多選)下列對(duì)牛頓第二定律的理解,正確的是()如果一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用,則這兩個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度互不影響如果一個(gè)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用,則這個(gè)物體的加速度等于所受各力單獨(dú)作用在物體上時(shí)產(chǎn)生加速度的矢量和平拋運(yùn)動(dòng)中豎直方向的重力不影響水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量與物體所受的合力成正比,與物體的加速度成反比關(guān)閉物體的質(zhì)量是物體的固有屬性,不會(huì)受到外界條件的影響(如受力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、在火星上還是地球上等),故D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉ABC-12-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四2.(多選)下列關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系,正確的是(

)A.物體的速度越大,則加速度越大,所受的合外力也越大

B.物體的速度為0,則加速度為0,所受的合外力也為0C.物體的速度為0,則加速度可能很大,所受的合外力也可能很大

D.物體的速度很大,但加速度可能為0,所受的合外力也可能為0關(guān)閉物體的速度大小和加速度大小沒(méi)有必然聯(lián)系,一個(gè)物理量很大,另一個(gè)物理量可以很小,甚至為0;物體所受合外力的大小決定加速度的大小,同一物體所受合外力越大,加速度一定也越大,故選項(xiàng)C、D對(duì)。答案解析關(guān)閉CD-13-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四3.(多選)如圖所示,一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足夠長(zhǎng)的彈簧,則當(dāng)木塊接觸彈簧后(

)A.木塊立即做減速運(yùn)動(dòng)B.木塊在一段時(shí)間內(nèi)速度仍可增大

C.當(dāng)F等于彈簧彈力時(shí),木塊速度最大

D.彈簧壓縮量最大時(shí),木塊加速度為0關(guān)閉當(dāng)木塊接觸彈簧后,水平方向受到向右的恒力F和彈簧水平向左的彈力,彈簧的彈力先小于恒力F,后大于恒力F,所以木塊所受的合力方向是先向右后向左,則木塊先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)彈力大小等于恒力F時(shí),加速度為0,木塊的速度最大。當(dāng)彈簧壓縮量最大時(shí),彈力大于恒力F,合力向左,加速度大于0,故A、D錯(cuò)誤,B、C正確。答案解析關(guān)閉BC-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四特別提醒1.加速度的大小與速度的大小無(wú)關(guān)。2.合力與速度同向時(shí),物體加速運(yùn)動(dòng);合力與速度反向時(shí),物體減速運(yùn)動(dòng)。??t

m3.a=??v是加速度的定義式,a

與Δv、Δt

無(wú)直接關(guān)系;a=

F

是加速度1的決定式,a∝F,a∝m。-15-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四考點(diǎn)二用牛頓第二定律求解瞬時(shí)加速度(師生共研)想一想(1)如圖甲、乙中小球m1、m2原來(lái)均靜止,現(xiàn)如果均從圖中B處剪斷,則圖甲中的彈簧和圖乙中的下段繩子,它們的拉力將如何變化?如果均從圖中A處剪斷,則圖甲中的彈簧和圖乙中的下段繩子的拉力又將如何變化呢?由(1)(2)的分析可以得出什么結(jié)論?-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四提示：(1)彈簧的彈力不變,下段繩的拉力都變?yōu)?。(2)彈簧的彈力不變,下段繩的拉力變?yōu)?。(3)繩的彈力可以突變而彈簧的彈力不能突變。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四知識(shí)整合牛頓第二定律瞬時(shí)性的“兩類”模型剛性繩(輕桿或接觸面)——不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,其彈力立即消失,不需要形變恢復(fù)時(shí)間。彈簧(或橡皮繩)——兩端同時(shí)連接(或附著)物體的彈簧(或橡皮繩),特點(diǎn)是形變量大,其形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間,在瞬時(shí)性問(wèn)題中,其彈力的大小往往可以看成保持不變。-18-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四例1(2016·河北五校聯(lián)考)如圖,A、B、C三個(gè)小球質(zhì)量均為m,A、B之間用一根沒(méi)有彈性的繩子連在一起,B、C之間用輕彈簧拴接,整個(gè)系統(tǒng)用細(xì)線懸掛在天花板上并且處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將A上面的細(xì)線剪斷,使A的上端失去拉力,則在剪斷細(xì)線的瞬間,A、B、C三個(gè)小球的加速度分別是( )A.1.5g,1.5g,0B.g,2g,0C.g,g,gD.g,g,0關(guān)閉剪斷細(xì)線前,由平衡條件可知,A上端的細(xì)線的拉力為3mg,A、B之間細(xì)線的拉力為2mg,輕彈簧的拉力為mg。在剪斷細(xì)線的瞬間,輕彈簧中拉力不變,小球C所受合外力為零,所以C的加速度為零;A、B小球被細(xì)線拴在一起,整體受到二者重力和輕彈簧向下的拉力,由牛頓第二定律,3mg=2ma,解得a=1.5g,選項(xiàng)A正確。答案解析關(guān)閉A-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四思維點(diǎn)撥剪斷細(xì)繩的瞬間,彈簧的彈力不能突變,A和B之間的細(xì)繩的拉力是否突變?yōu)榱?為什么?提示：此題中A和B之間的細(xì)繩的拉力不能突變?yōu)榱?如果為零,則B球的加速度比A球大,細(xì)繩瞬間又被拉緊。方法歸納求解瞬時(shí)加速度的一般思路-20-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四突破訓(xùn)練4.如圖所示,物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接,物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連,物塊1、3質(zhì)量為m,2、4質(zhì)量為m0,兩個(gè)系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出,設(shè)抽出后的瞬間,物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4。重力加速度大小為g,則有(

)A.a1=a2=a3=a4=0B.a1=a2=a3=a4=gC.a1=a2=g,a3=0,a4=m+m0

gm0D.a1=g,a2=m+m0

g,a3=0,a4=m+m0

gm0

m0關(guān)閉在抽出木板的瞬間,物塊1、2

與輕桿接觸處的形變立即消失,受到的合力均等于各自重力,所以由牛頓第二定律知a1=a2=g;物塊3、4

間的輕彈簧的形變還來(lái)不及改變,此時(shí)彈簧對(duì)物塊3

向上的彈力大小和對(duì)物塊4

向下的彈力大小仍為mg,因此物塊3

滿足F-mg=0,即a4=??+??

0

??

??

0

+??a3=0;由牛頓第二定律得物塊

4

滿足

??

0

=

??

0

g,所以

C

對(duì)。答案解析關(guān)閉C-21-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四5.(多選)(2016·山東臨淄統(tǒng)考)如圖所示,在豎直平面內(nèi),A和B是兩個(gè)相同的輕彈簧,C是橡皮筋,它們?nèi)唛g的夾角均為120°,已知A、B對(duì)小球的作用力均為F,此時(shí)小球平衡,C處于拉直狀態(tài),已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。則剪斷橡皮筋的瞬間,小球的加速度可能為( )A.g-F

,方向豎直向下mB.F

-g,方向豎直向上mC.0D.

F

+g,方向豎直向下m關(guān)閉由于橡皮筋C

只能提供向下的拉力,所以輕彈簧A

和B對(duì)小球的作用力一定是拉力?？赡苡袃煞N情況,(1)橡皮筋可能被拉伸,設(shè)拉力為

FT,由平衡條件可知,2Fcos60°=mg+FT,解得橡皮筋拉力FT=F-mg。剪斷橡皮筋的瞬間,小球所受合外力等于橡皮筋拉力FT=F-mg,方向合??向上,由牛頓第二定律,F

=ma,解得小球的加速度

a=??

-g,選項(xiàng)

B

正確;(2)橡皮筋可能沒(méi)有發(fā)生形變,拉力為零,則剪斷橡皮筋的瞬間,小球的加速度可能為零,選項(xiàng)C

正確。答案解析關(guān)閉BC-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四考點(diǎn)三動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題(多維探究)已知物體的受力情況,求解物體的運(yùn)動(dòng)情況解這類題目,一般是應(yīng)用牛頓第二定律求出物體的加速度,再根據(jù)物體的初始條件,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,求出物體的運(yùn)動(dòng)情況。已知物體的運(yùn)動(dòng)情況,求解物體的受力情況解這類題目,一般是應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度,再應(yīng)用牛頓第二定律求出物體所受的合外力,進(jìn)而求出物體所受的某個(gè)力。-23-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四考向1

已知受力分析運(yùn)動(dòng)例2(2016·河南洛陽(yáng)統(tǒng)考)某電視臺(tái)在娛樂(lè)節(jié)目中曾推出一個(gè)游戲節(jié)目——推礦泉水瓶。選手們從起點(diǎn)開(kāi)始用力推瓶子一段時(shí)間后,放手讓它向前滑動(dòng),若瓶子最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)(不能壓線)視為成功;若瓶子最后沒(méi)有停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過(guò)程中倒下均視為失敗。其簡(jiǎn)化模型如圖所示,AC是長(zhǎng)度L1=5.5

m的水平桌面,選手們將瓶子放在A點(diǎn),從A點(diǎn)開(kāi)始用一恒定不變的水平推力推它,BC為有效區(qū)域。已知BC長(zhǎng)度L2=1.1

m,瓶子質(zhì)量m=0.5

kg,與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10

m/s2。某選手作用在瓶子上的水平推力F=11N,瓶子沿AC做直線運(yùn)動(dòng)。假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn),試求該選手要想游戲獲得成功,在手推瓶子過(guò)程中瓶子位移的取值范圍。(取√5

=2.2)-24-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四考向1

已知受力分析運(yùn)動(dòng)例2(2016·河南洛陽(yáng)統(tǒng)考)某電視臺(tái)在娛樂(lè)節(jié)目中曾推出一個(gè)游戲節(jié)目——推礦泉水瓶。選手們從起點(diǎn)開(kāi)始用力推瓶子一段時(shí)間后,放手讓它向前滑動(dòng),若瓶子最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)(不能壓線)視為成功;若瓶子最后沒(méi)有停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過(guò)程中倒下均視為失敗。其簡(jiǎn)化模型如圖所示,AC是長(zhǎng)度L1=5.5m的水平桌面,選手們將瓶子放在A點(diǎn),從A點(diǎn)開(kāi)始用一恒定不變的水平推力推它,BC為有效區(qū)域。已知BC長(zhǎng)度L2=1.1m,瓶子質(zhì)量m=0.5kg,與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10m/s2。某選手作用在瓶子上的水平推力F=11

N,瓶子沿AC做直線運(yùn)動(dòng)。假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn),試求該選手要想游戲獲得成功,在手推瓶子過(guò)程中瓶子位移的取值范圍。(取√5

=2.2)關(guān)閉要想獲得成功,瓶子滑到B

點(diǎn)時(shí)速度恰好為0,力作用時(shí)間最短,或者滑到C

點(diǎn)時(shí)速度恰好為0,力作用時(shí)間最長(zhǎng)。設(shè)力作用時(shí)的加速度為

a1、位移為x1,撤力時(shí)瓶子的速度為v1,撤力后瓶子的加速度為a2、位移為x2。則F-μmg=ma1-μmg=ma22a1x1=??122a2x2=-??12L1-L2<x1+x2<L1由以上各式聯(lián)立可解得0.4

m<x1<0.5

m。答案解析關(guān)閉0.4~0.5

m-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四思維點(diǎn)撥(1)推瓶子階段,瓶子做

勻加速直線

運(yùn)動(dòng),放開(kāi)手后做

勻減速直線

運(yùn)動(dòng),瓶子前段的末速度

等于

后段的初速度;(2)要獲得成功,兩段的總位移應(yīng)滿足: 4.4

m

<x總< 5.5

m

。-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四考向2

已知運(yùn)動(dòng)分析受力例3(2016·江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示,一個(gè)豎直固定在地面上的透氣圓筒,筒中有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料——ER流體,它對(duì)滑塊的阻力可調(diào)?；瑝K靜止時(shí),ER流體對(duì)其阻力為零,此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)?，F(xiàn)有一質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)點(diǎn))的物體在圓筒正上方距地面2L處自由下落,與滑塊碰撞(碰撞時(shí)間極短)后粘在一起,并以物體碰前瞬間速度的一半向下運(yùn)動(dòng),ER流體對(duì)滑塊的阻力隨滑塊下移而變化,使滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)下移距離為d時(shí),速度減小為物體與滑塊碰撞前瞬間速度的四分之一,取重力加速度為g,忽略空氣阻力,試求:-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四(1)物體與滑塊碰撞前瞬間的速度大小;(2)滑塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度大小;(3)當(dāng)下移距離為d時(shí),ER流體對(duì)滑塊的阻力大小。關(guān)閉答案解析關(guān)閉(1)?2????(2)3????16??8??(3)mg+3??????

-kd-28-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四方法歸納

兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題步驟-29-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四突破訓(xùn)練6.(2016·山東濟(jì)南統(tǒng)考)如圖所示,斜面體ABC放在粗糙的水平地面上。小滑塊在斜面底端以初速度v0=9.6

m/s沿斜面上滑。斜面傾角θ=37°,滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.45。整個(gè)過(guò)程斜面體保持靜止不動(dòng),已知小滑塊的質(zhì)量m=1

kg,sin37°=0.6,cos

37°=0.8,g取10m/s2。試求:小滑塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小。定量畫出斜面與水平地面之間的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖象。(2)滑塊沿斜面上滑過(guò)程用時(shí)t1=??0

=1

s-30-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四解析：(1)滑塊沿斜面上滑過(guò)程,由牛頓第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得a1=9.6

m/s2設(shè)滑塊上滑過(guò)程位移大小為L(zhǎng),則由??02=2a1L,解得L=4.8

m滑塊沿斜面下滑過(guò)程,由牛頓第二定律得mgsin

θ-μmgcos

θ=ma2,解得a2=2.4

m/s2根據(jù)??02=2a2L,解得v=4.8

m/s。??1對(duì)斜面與滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)受力分析可得水平地面給斜面的摩擦力為Ff1=ma1cos

θ=7.68

N,方向水平向左。滑塊沿斜面下滑過(guò)程用時(shí)t2=??

=2

s??2對(duì)斜面與滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)受力分析可得,水平地面給斜面的摩擦力為Ff2=ma2cos

θ=1.92N,方向水平向左。-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四則Ff隨時(shí)間變化如圖所示。答案：(1)v=4.8m/s(2)如解析圖所示-32-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四7.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2

,若要求安全距離仍為120

m,求汽車在雨5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μ0,剎車時(shí)汽車的加速度大小為a0,安全距離為s,反應(yīng)時(shí)間為t0,由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得μ0mg=ma0①0

0s=v

t

+??022??0②-33-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四式中,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μ,依題意有μ=2μ0③5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μmg=ma④0??22??s=vt

+

⑤聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得v=20m/s(72

km/h)。答案：20m/s-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四考點(diǎn)四動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題(師生共研)1.常見(jiàn)的動(dòng)力學(xué)圖象v-t圖象、a-t圖象、F-t圖象、F-a圖象等。2.動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題的類型-35-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四例4(多選)(2016·山東淄博模擬)如圖甲所示,靜止在水平地面上的物塊A,受到水平向右的拉力F作用,F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)物塊與地面的最大靜摩擦力Ffm與滑動(dòng)摩擦力大小相等,則(

)A.0~t1時(shí)間內(nèi)物塊A的加速度逐漸增大B.t2時(shí)刻物塊A的加速度最大

C.t3時(shí)刻物塊A的速度最大D.t2~t4時(shí)間內(nèi)物塊A一直做減速運(yùn)動(dòng)關(guān)閉0~t1時(shí)間內(nèi)物塊A受到的靜摩擦力逐漸增大,但物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t2時(shí)刻物塊A受到的拉力F最大,物塊A的加速度最大,選項(xiàng)B正確;t2~t3時(shí)間內(nèi)物塊A受到的拉力減小到等于滑動(dòng)摩擦力,加速度逐漸減小到零,物塊A的速度最大,選項(xiàng)C正確;t2~t3時(shí)間內(nèi)物塊A做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),t3~t4時(shí)間內(nèi)物塊A做減速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉BC-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四思維點(diǎn)撥1.物塊A從哪個(gè)時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)?2.物塊A在哪段時(shí)間內(nèi)(或哪個(gè)時(shí)刻)加速度為零?提示：1.從t1時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。2.在0至t1時(shí)間內(nèi)和t3時(shí)刻物塊A的加速度為零。-37-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四例5(2016·福建福州質(zhì)檢)如圖甲所示,質(zhì)量為m=1kg的物塊在平行斜面向上的拉力F作用下從靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),t=0.5

s時(shí)撤去拉力,利用速度傳感器得到其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖象(v-t圖象)如圖乙所示,g取10

m/s2。求:2

s內(nèi)物塊的位移大小x和通過(guò)的路程L;0~0.5

s和0.5~1

s兩個(gè)階段加速度大小a1、a2和拉力大小F。-38-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四解析：(1)在2

s內(nèi),由題圖乙知2物塊上升的最大距離x1=1×2×1

m=1

m①1物塊下滑的距離x2=2×1×1

m=0.5

m②所以位移大小x=x1-x2=0.5

m③路程L=x1+x2=1.5

m。④(2)由題圖乙知,所求兩個(gè)階段加速度的大小a1=4

m/s2⑤a2=4

m/s2⑥設(shè)斜面傾角為θ,斜面對(duì)物塊的摩擦力為Ff,如圖所示。根據(jù)牛頓第二定律有0~0.5

s內(nèi),F-Ff-mgsinθ=ma1⑦0.5~1s內(nèi),Ff+mgsin

θ=ma2⑧-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四由⑤⑥⑦⑧式得F=8

N。答案：

(1)0.5m 1.5m(2)4

m/s2

4

m/s2

8

N-40-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四思維點(diǎn)撥分析從0~2s這段時(shí)間內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。提示：0~0.5s物體沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),0.5~1

s物體沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),1~2

s物體沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。特別提醒分析圖象問(wèn)題時(shí)常見(jiàn)的誤區(qū)(1)沒(méi)有看清橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量及單位。

(2)沒(méi)有注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開(kāi)始。(3)不清楚圖線的點(diǎn)、斜率、面積等的物理意義。

(4)忽視對(duì)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析。-41-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四突破訓(xùn)練8.(多選)(2016·江西南昌一模)如圖甲所示,質(zhì)量為m=2

kg的物塊靜止放置在粗糙水平地面O處,物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,在水平拉力F作用下物塊由靜止開(kāi)始沿水平地面向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,物塊回到出發(fā)點(diǎn)O處。取水平向右為速度的正方向,物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其速度v隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示,重力加速度g取10

m/s2。則( )-42-考點(diǎn)一

考點(diǎn)二

考點(diǎn)三

考點(diǎn)四A.物塊經(jīng)過(guò)4

s時(shí)間到出發(fā)點(diǎn)B.物塊運(yùn)動(dòng)到第3

s時(shí)改變水平拉力的方向C.3.5

s時(shí)刻水平力F的大小為4

ND.4.5

s時(shí)刻水平力F的大小為16N關(guān)閉物塊經(jīng)過(guò)4s時(shí)間,速度減小到零,離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤。在0~3s時(shí)間內(nèi),物塊加速度a1=1

m/s2,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,F1-μmg=ma1,解得F1=12

N;在3~4

s時(shí)間內(nèi),物塊加速度a2=-3

m/s2,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,F2-μmg=ma2,解得

F2=4

N。物塊運(yùn)動(dòng)到第3s時(shí)水平拉力由12

N改變?yōu)?

N,但是方向沒(méi)有改變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確。在4~5s時(shí)間內(nèi),速度為負(fù)值,摩擦力方向改變,物塊加速度a3=-3

m/s2,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,-F3+μmg=ma3,解得F3=16

N,選項(xiàng)D正確。答案解析關(guān)閉CD-43-思維激活模型建立典例示范以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)傳送帶模型1.將一物體靜止放在傾斜順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)傳送帶的底端,如圖甲所示,可能出現(xiàn)什么樣的運(yùn)動(dòng)情景?提示：若μ<tan

θ,物體留底端;若μ>tan

θ,物體可能一直加速,也可能先加速到共速,再勻速。-44-思維激活模型建立典例示范以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)2.將一物體靜止放在傾斜逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)傳送帶的頂端,如圖乙所示,可能出現(xiàn)什么樣的運(yùn)動(dòng)情景?提示：可能一直加速到底端,此時(shí)摩擦力的方向沿斜面向下,也可能先加速再共速,此時(shí)μ=tan

θ,也可能先以a1加速再以a2加速,此時(shí)μ<tan

θ。-45-以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)思維激活

模型建立

典例示范1.模型特征(1)水平傳送帶模型-46-思維激活模型建立典例示范以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)(2)傾斜傳送帶模型-47-思維激活模型建立典例示范以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)-48-思維激活模型建立典例示范以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)2.模型功能關(guān)系分析傳送帶問(wèn)題中各力做功情況①傳送帶對(duì)物體做功的實(shí)質(zhì)就是摩擦力對(duì)物體做的功,即Wf=Ff·x物;②外部動(dòng)力對(duì)傳送帶做的功WF=F·x帶;③因相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的熱量Q=Ff·x相對(duì)。功能關(guān)系①水平傳送帶:WF=ΔEk+Q;②傾斜傳送帶:WF=ΔEk+ΔEp+Q。-49-思維激活模型建立典例示范以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)例1(10分)(2016·河南十校聯(lián)考)如圖所示,三角形傳送帶兩側(cè)的傳送帶長(zhǎng)度均為2m,與水平方向的夾角均為37°。若傳送帶以1m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),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(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5,g取10m/s2,sin

37°=0.6,cos

37°=0.8。求物塊A、B在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度之比。-50-思維激活

模型建立

典例示范

以題說(shuō)法

類題過(guò)關(guān)解析：對(duì)于小物塊A,由牛頓第二定律可知mgsin

37°-μmgcos

37°=ma

(1分)小物塊A由傳送帶頂端滑到底端,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x=v0t+1at2

(2

分)2小物塊A

在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度為l1=v0t+1at2-v0t

(2

分)2對(duì)于小物塊B,根據(jù)受力分析可知小物塊B的加速度與小物塊A的加速度大小相等,所以從傳送帶頂端加速到底端所需時(shí)間與小物塊A相同。(2分)2小物塊B在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度為l2=v0t+1at2+v0t

(2

分)??2

3??1

1故物塊

A、B

在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度之比為

=

。

(1

分)答案：13-51-思維激活模型建立典例示范以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)思維點(diǎn)撥1.小物塊A和小物塊B沿傳送帶做什么運(yùn)動(dòng)?2.小物塊B和小物塊A沿傳送帶運(yùn)動(dòng)的加速度大小是否相等?提示：1.小物塊A和小物塊B沿傳送帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

2.加速度大小相等。-52-思維激活

模型建立

典例示范

以題說(shuō)法

類題過(guò)關(guān)例2(14分)(2016·河北唐山一模)如圖所示,水平傳送帶AB逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg的小物塊以某一初速度由傳送帶左端滑上,通過(guò)速度傳感器記錄下物塊速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示(圖中取向左為正方向,以物塊滑上傳送帶時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn))。已知傳送帶的速度保持不變,g取10

m/s2。求:(1)物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)物塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;(3)整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)生成的熱量。-53-思維激活

模型建立

典例示范

以題說(shuō)法

類題過(guò)關(guān)解析：(1)由速度圖象可知,物塊做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度a=Δ??

=

4.0Δ??

2m/s2=2.0

m/s2(2

分)由牛頓第二定律Ff=ma(1分)得到物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=????

=2.0=0.2。(1

分)????

10(2)由速度圖象可知,物塊初速度大小v=4

m/s、傳送帶速度大小v'=2

m/s,物塊在傳送帶上滑動(dòng)t1=3

s后,與傳送帶相對(duì)靜止。2前2

秒內(nèi)物塊的位移大小x1=??t=4

m,向右(1

分)第3

秒的位移大小x2=??'t'=1

m,向左(1

分)2前3

秒內(nèi)位移x=x1-x2=3

m,向右(1

分)所以物塊再向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2=??

=1.5

s(2

分)??'則物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=t1+t2=4.5

s。(1分)-54-思維激活模型建立典例示范以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)(3)物塊在傳送帶上有相對(duì)滑動(dòng)的3

s內(nèi),傳送帶的位移x'=v't1=6

m,向左物塊的位移x=x1-x2=3

m,向右(2分)相對(duì)位移為Δx'=x'+x=9m(1分)所以轉(zhuǎn)化的熱能EQ=Ff×Δx'=18

J。(1分)(其他方法正確同樣得分)答案：

(1)0.2 (2)4.5

s (3)18

J-55-思維激活模型建立典例示范以題說(shuō)法類題過(guò)關(guān)思維點(diǎn)撥(1)試分析小物塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。傳送帶的速度是多大?小物塊相對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多長(zhǎng)?提示：(1)小物塊先向右做勻減速后再向左做勻加速,最后勻速。(2)2

m/s。(3)3

s。-56-思維激活

模型建立

典例示范

以題說(shuō)法

類題過(guò)關(guān)傳送帶問(wèn)題的解題思路-57-思維激活

模型建立

典例示范

以題說(shuō)法