高考物理學案第3單元牛頓運動定律

第三單元牛頓運動定律高考熱點統(tǒng)計要求2014年2015年2016年2017年高考基礎要求及冷點統(tǒng)計ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅢⅠⅡⅢ牛頓運動定律及其應用Ⅱ17、2417、2420、2520、25181620、24252425超重和失重(Ⅰ)高考對于牛頓第一、第三定律的考查屬于基本要求,一般不單獨出題.超重與失重屬于高考冷點,通常結(jié)合圖像、圓周運動等知識綜合考查.實驗:驗證牛頓運動定律2222考情分析1.牛頓運動定律是經(jīng)典物理學最基本、最重要的規(guī)律,高考著重考查的知識點有:牛頓運動定律的理解,用牛頓運動定律分析物理過程,結(jié)合牛頓運動定律與運動規(guī)律綜合考查運動問題(含圖像問題),尤其是單體多過程問題在近幾年高考中出現(xiàn)頻率很高.2.高考對本單元基礎知識的考查(選擇題)一般涉及物理思想方法、受力分析、牛頓運動定律等,如理想斜面實驗、牛頓第一定律、運動和力的關系、超重與失重問題;綜合考查(計算題)則涉及牛頓運動定律與運動規(guī)律結(jié)合問題,如運用整體法和隔離法處理連接體問題、多物體運動和多過程運動問題、將實際問題理想化和模型化等.“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗的考查是近幾年高考命題的重點和熱點.第6講牛頓運動定律的理解一、牛頓第一定律1.內(nèi)容:一切物體總保持運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).

2.慣性(1)定義:一切物體都有保持原來運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì).

(2)量度:是物體慣性大小的唯一量度,大的物體慣性大,小的物體慣性小.

二、牛頓第二定律1.內(nèi)容:物體的加速度的大小跟它受到的成正比、跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向.

2.公式:.

3.適用范圍(1)只適用于參考系(相對地面靜止或勻速直線運動的參考系).

(2)只適用于物體(相對于分子、原子)、低速運動(遠小于光速)的情況.

三、牛頓第三定律1.內(nèi)容:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小,方向,作用在同一條直線上.

2.表達式:F甲對乙=F乙對甲,負號表示.

四、國際單位制力學中的基本量是質(zhì)量、、長度,對應的基本單位分別是、、.

【思維辨析】(1)牛頓第一定律是實驗定律. ()(2)牛頓第一定律指出,當物體受到的合外力為零時,物體將處于靜止狀態(tài). ()(3)物體運動必須有力的作用,沒有力的作用,物體將靜止. ()(4)力的單位是牛頓,1N=1kg·m/s2.((5)外力(不為零)作用于靜止物體的瞬間,物體立刻獲得加速度. ()(6)慣性是物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì). ()(7)作用力與反作用力的效果相互抵消. ()(8)作用力與反作用力的關系不隨運動狀態(tài)的變化而變化. ()考點一牛頓第一定律(1)牛頓第一定律是在可靠的實驗事實(如伽利略斜面實驗)基礎上采用科學的邏輯推理得出的結(jié)論,物體不受外力是牛頓第一定律的理想條件,所以,牛頓第一定律不是實驗定律.(2)慣性是物體保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì),與物體是否受力、是否運動及所處的位置無關,物體的慣性只與其質(zhì)量有關,物體的質(zhì)量越大其慣性越大;牛頓第一定律揭示了力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運動狀態(tài)的原因.1(多選)如圖61所示,高為h的車廂在平直軌道上勻減速向右行駛,加速度大小為a,車廂頂部A點有油滴滴落在車廂地板上,車廂地板O點位于A點的正下方,重力加速度為g,則油滴 ()圖61A.落在O點的左側(cè)B.落在O點的右側(cè)C.落點與O點距離為aD.落點與O點距離為式題[2017·浙江臺州模擬]伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設和邏輯推理相結(jié)合的科學方法,有力地促進了人類科學認識的發(fā)展.利用如圖62所示的裝置做如下實驗:小球從左側(cè)斜面上的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動,并沿右側(cè)斜面上升.斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時,小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比,可以得到的最直接的結(jié)論是 ()圖62A.如果斜面光滑,小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置B.如果小球不受力,它將一直保持勻速運動或靜止狀態(tài)C.如果小球受到力的作用,它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變D.小球受到的力一定時,質(zhì)量越大,它的加速度越小■要點總結(jié)(1)對牛頓第一定律的理解包含兩方面:其一,定義了“慣性”和“力”;其二,指出了“慣性”和“力”對運動的影響.(2)慣性不是力,慣性和力是兩個截然不同的概念.物體受到外力時,慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易程度,慣性越大,物體運動狀態(tài)越難以改變.但要判斷物體下一時刻的運動狀態(tài),必須掌握物體的受力情況和初始狀態(tài).考點二牛頓第二定律對牛頓第二定律的理解矢量性公式F=ma是矢量式,任一時刻,F與a總同向瞬時性a與F對應同一時刻,即a為某時刻的加速度時,F為該時刻物體所受的合外力因果性F是產(chǎn)生加速度a的原因,加速度a是F作用的結(jié)果同一性(1)加速度a是相對同一個慣性參考系的(一般指地面);(2)F=ma中,F、m、a對應同一個物體或同一個系統(tǒng);(3)F=ma中,各量統(tǒng)一使用國際單位獨立性(1)作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都滿足F=ma;(2)物體的實際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和;(3)力和加速度在各個方向上的分量也滿足F=ma,即Fx=max,Fy=may2[2017·浙江海鹽高級中學模擬]用一水平力F拉靜止在水平面上的物體,在F從零開始逐漸增大的過程中,加速度a隨外力F變化的圖像如圖63所示,g取10m/s2,水平面各處粗糙程度相同,則由此不能計算出 ()圖63A.物體與水平面間的滑動摩擦力B.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)C.外力F為12N時物體的速度D.物體的質(zhì)量式題1如圖64所示,在質(zhì)量為m的物體上加一個豎直向上的拉力F,使物體以加速度a豎直向上做勻加速運動,若不計阻力,下面說法正確的是 ()圖64A.若拉力改為2F,物體加速度為B.若質(zhì)量改為,物體加速度為2aC.若質(zhì)量改為2m,物體加速度為D.若質(zhì)量改為,拉力改為,物體加速度不變式題2如圖65所示,物體P以一定的初速度v沿光滑水平面向右運動,與一個右端固定的輕質(zhì)彈簧相撞,并被彈簧反向彈回,若彈簧在被壓縮過程中始終遵循胡克定律,那么在P與彈簧發(fā)生相互作用的整個過程中 ()圖65A.P的加速度大小不斷變化,方向也不斷變化B.P的加速度大小不斷變化,但方向只改變一次C.P的加速度大小不斷改變,當加速度最大時,速度最小D.有一段過程,P的加速度逐漸增大,速度也逐漸增大式題3[2017·山東大學附中檢測]如圖66所示,A、B兩小球分別連在輕線兩端,B球另一端與彈簧相連,彈簧固定在傾角為30°的光滑斜面頂端.A、B兩小球的質(zhì)量分別為mA、mB,重力加速度為g,若不計彈簧質(zhì)量,在線被剪斷瞬間,A、B兩球的加速度大小分別為 ()圖66A.都等于B.和0C.D.式題4為了節(jié)省能量,某商場安裝了如圖67所示的智能化電動扶梯,扶梯與水平面的夾角為θ.無人乘行時,扶梯運行得很慢;當有人站上扶梯時,先以加速度a勻加速運轉(zhuǎn),再以速度v勻速運轉(zhuǎn).一質(zhì)量為m的顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個過程,那么下列說法中正確的是(重力加速度為g) ()圖67A.顧客始終受到三個力的作用B.扶梯對顧客的支持力始終等于mgC.加速階段扶梯對顧客的摩擦力大小為macosθ,方向水平向右D.顧客對扶梯作用力的方向先沿扶梯向上,再豎直向下■要點總結(jié)(1)作用在物體上的每一個力都將獨立地產(chǎn)生各自的加速度,合外力產(chǎn)生的加速度是這些加速度的矢量和;(2)關于牛頓第二定律的瞬時性,主要考查輕繩和輕彈簧中力的突變對比;(3)牛頓第一定律和牛頓第二定律是相互獨立的,牛頓第一定律是在物體不受外力的理想情況下經(jīng)過科學抽象、歸納推理而總結(jié)出來的,而牛頓第二定律是一條實驗定律,牛頓第二定律的意義在于力是如何改變物體運動狀態(tài)的.考點三牛頓第三定律對相互作用力的理解(與平衡力對比)比較相互作用力平衡力方向方向相反、作用在同一條直線上方向相反、作用在同一條直線上大小大小相等大小相等受力物體兩個相互作用的物體上同一物體上力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不一定相同同時性一定同時產(chǎn)生、同時消失不一定同時產(chǎn)生、同時消失疊加性兩力作用效果不可求合力兩力作用效果可以求合力3沼澤地的下面蘊藏著豐富的泥炭,泥炭是沼澤地積累的植物殘體,它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導致人在其上面行走時容易下陷(設在下陷過程中,泥炭對人的阻力不計).如果整個下陷的過程是先加速再減速最后勻速運動,那么,下列說法中正確的是 ()A.在加速向下運動時,人對沼澤地的壓力大于人的重力B.在減速向下運動時,人對沼澤地的壓力小于人的重力C.在整個運動過程中,人對沼澤地的壓力是先大于后等于沼澤地對人的支持力D.在整個運動過程中,人對沼澤地的壓力大小總是等于沼澤地對人的支持力大小式題[2017·浙江新昌中學模擬]如圖68所示,用水平外力F將木塊壓在豎直墻面上使其保持靜止狀態(tài),下列說法正確的是 ()圖68A.木塊所受重力與墻對木塊的靜摩擦力是一對平衡力B.木塊所受重力與墻對木塊的靜摩擦力是一對作用力與反作用力C.木塊對墻的壓力與水平力F是平衡力D.水平力F與墻對木塊的支持力是一對作用力和反作用力■要點總結(jié)區(qū)分一對相互作用力與一對平衡力是牛頓第三定律問題的重點,平衡力是同一物體受到的一對力,其作用效果可以抵消,相互作用力是兩個不同物體受到的一對力,二力分別作用在不同物體上,其作用效果不能抵消;牛頓第三定律的重要作用之一是轉(zhuǎn)換研究對象,當根據(jù)已知條件無法直接求得物體受到的某作用力時,可以根據(jù)牛頓第三定律,先求得該力的反作用力.第7講牛頓第二定律的應用(1)一、動力學的兩類基本問題1.由物體的受力情況求解運動情況的基本思路:先求出幾個力的合力,由牛頓第二定律(F合=ma)求出,再由運動學的有關公式求出速度或位移.

2.由物體的運動情況求解受力情況的基本思路:已知加速度或根據(jù)運動規(guī)律求出,再由牛頓第二定律求出合力,從而確定未知力.

說明:牛頓第二定律是聯(lián)系運動問題與受力問題的橋梁,加速度是解題的關鍵.二、超重和失重1.超重與失重物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象,物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象.

2.完全失重物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)的情況稱為完全失重現(xiàn)象.

【思維辨析】(1)運動物體的加速度可根據(jù)運動速度、位移、時間等信息求解,所以加速度由運動情況決定. ()(2)質(zhì)量為m的物體處于超重狀態(tài)時,物體的重力大于mg(g為重力加速度). ()(3)物體處于完全失重狀態(tài)時其重力消失. ()(4)物體處于超重還是失重狀態(tài),由加速度的方向決定,與速度方向無關. ()考點一動力學的兩類基本問題1.解決動力學兩類基本問題的思路2.解決動力學兩類基本問題應把握的關鍵(1)兩種分析——物體的受力分析和物體的運動過程分析;(2)一個“橋梁”——物體運動的加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁.考向一已知受力求運動問題1[2017·晉中質(zhì)檢]一個質(zhì)量為4kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.從t=0開始,物體受到一個大小和方向呈周期性變化的水平力F作用,力F隨時間t變化的規(guī)律如圖71所示.g取10m/s2(1)在2~4s時間內(nèi),物體運動的時間;(2)6s內(nèi)物體的位移大小.圖71式題1[2017·湖南株洲質(zhì)檢]如圖72所示,某次滑雪訓練,運動員站在水平雪道上第一次利用滑雪杖對雪面的作用獲得水平推力F=84N而從靜止向前滑行,其作用時間為t1=1.0s,撤除水平推力F后經(jīng)過t2=2.0s,他第二次利用滑雪杖對雪面的作用獲得同樣的水平推力,作用距離與第一次相同.已知該運動員連同裝備的總質(zhì)量為m=60kg,在整個運動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為f=12N,求(1)第一次利用滑雪杖對雪面作用獲得的速度大小及這段時間內(nèi)的位移;(2)第二次撤除水平推力后該運動員(可視為質(zhì)點)滑行的最大距離.圖72式題2[2017·合肥質(zhì)檢]如圖73所示,有一半圓,其直徑水平且與另一圓的底部相切于O點,O點恰好是下半圓的圓心,它們處在同一豎直平面內(nèi).現(xiàn)有三條光滑軌道AOB、COD、EOF,它們的兩端分別位于上、下兩圓的圓周上,軌道與豎直直徑的夾角關系為α>β>θ,現(xiàn)讓一小物塊先后從三條軌道頂端由靜止下滑至底端,則小物塊在每一條傾斜軌道上滑動所經(jīng)歷的時間關系為 ()圖73A.tAB=tCD=tEF B.tAB>tCD>tEFC.tAB<tCD<tEF D.tAB=tCD<tEF考向二已知運動求受力問題2[2017·山東德州模擬]一質(zhì)量為m=2kg的滑塊能在傾角為θ=30°的足夠長的斜面上以a=2.5m/s2勻加速下滑.如圖74所示,若將一水平向右的恒力F作用于滑塊,使之由靜止開始在t=2s內(nèi)能沿斜面運動位移x=4m.g(1)滑塊和斜面之間的動摩擦因數(shù)μ;(2)恒力F的大小.圖74式題[2017·廣東潮州朝安區(qū)模擬]如圖75所示,粗糙的地面上放著一個質(zhì)量M=1.5kg的斜面體,斜面光滑,底面與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,傾角θ=37°,在固定在斜面上的擋板上用輕質(zhì)彈簧連接一質(zhì)量m=0.5kg的小球,彈簧的勁度系數(shù)k=200N/m,現(xiàn)給斜面體施加一水平向右的恒力F,使整體向右以加速度a=1m/s2做勻加速運動.已知sin37°=0.6,cos37°=0.(1)F的大小;(2)彈簧的形變量及斜面對小球的支持力大小.圖75■要點總結(jié)1.解決動力學基本問題時對力的處理方法(1)合成法:在物體受力個數(shù)較少(2個或3個)時一般采用“合成法”.(2)正交分解法:若物體的受力個數(shù)較多(3個或3個以上),則采用“正交分解法”.2.解答動力學兩類問題的基本程序(1)明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過程的特點.(2)根據(jù)問題的要求和計算方法,確定研究對象,進行分析,并畫出示意圖.(3)應用牛頓運動定律和運動學公式求解.考點二超重與失重問題3(多選)某同學用臺秤研究電梯中的超重、失重現(xiàn)象.地面上其體重為500N,再將臺秤移至電梯內(nèi)測其體重.電梯從t=0時由靜止開始運動,到t=11s時停止,得到臺秤的示數(shù)F隨時間t變化的情況如圖76所示,重力加速度g取10m/s2,則 (圖76A.電梯為下降過程B.在10~11s內(nèi)電梯的加速度大小為2mC.F3的示數(shù)為550ND.電梯運行的總位移為19■題根分析本題通過受力分析和牛頓第二定律,考查運動過程中的超重、失重問題.對超重、失重問題的分析應注意:(1)超重、失重現(xiàn)象的實質(zhì)是物體的重力的效果發(fā)生了變化,重力的效果增大,則物體處于超重狀態(tài);重力的效果減小,則物體處于失重狀態(tài).重力的作用效果體現(xiàn)在物體對水平面的壓力、物體對豎直懸線的拉力等方面,在超重、失重現(xiàn)象中物體的重力并沒有發(fā)生變化.(2)物體是處于超重狀態(tài),還是失重狀態(tài),取決于加速度的方向,而不是速度的方向.只要加速度有豎直向上的分量,物體就處于超重狀態(tài);只要加速度有豎直向下的分量,物體就處于失重狀態(tài),當物體的加速度等于重力加速度時(豎直向下),物體就處于完全失重狀態(tài).(3)在完全失重的狀態(tài)下,一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如天平不能測量物體的質(zhì)量、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強等.■變式網(wǎng)絡式題1(多選)[2017·南京、鹽城模擬]如圖77所示,蹦床運動員從空中落到床面上,運動員從接觸床面到下降到最低點為第一過程,從最低點到上升到離開床面為第二過程,運動員 ()圖77A.在第一過程中始終處于失重狀態(tài)B.在第二過程中始終處于超重狀態(tài)C.在第一過程中先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)D.在第二過程中先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)式題2如圖78所示,重為4N的物體A被平行于斜面的細線拴在斜面的上端,整個裝置保持靜止狀態(tài),傾角為30°的斜面被固定在測力計上,物塊與斜面間無摩擦.裝置穩(wěn)定后,燒斷細線,物塊沿斜面下滑,與靜止時比較,此時測力計的示數(shù)(g取10m/s2) ()圖78A.增加4N B.減少3N C.減少1N D.不變式題3(多選)飛船繞地球做勻速圓周運動,宇航員處于完全失重狀態(tài)時,下列說法正確的是 ()A.宇航員不受任何力作用B.宇航員處于平衡狀態(tài)C.地球?qū)τ詈絾T的引力全部用來提供向心力D.正立和倒立時宇航員感覺一樣考點三牛頓第二定律與圖像綜合問題1.常見的動力學圖像vt圖像、at圖像、Ft圖像、Fa圖像等.2.解題策略(1)動力學圖像問題實質(zhì)是力與運動的關系,解題的關鍵在于弄清圖像斜率、截距、交點、拐點、面積的物理意義.(2)應用物理規(guī)律列出與圖像對應的函數(shù)方程式,進而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關系,以便對有關物理問題進行準確判斷.4[2017·河南中原名校聯(lián)考]如圖79甲所示,光滑水平面上的O處有一質(zhì)量為m=2kg的物體.物體同時受到兩個水平力的作用,F1=4N,方向向右,F2的方向向左,物體從靜止開始運動,此時開始計時,F2的大小隨時間變化的關系圖像如圖乙所示(1)當t=0.5s時,求物體的加速度大小;(2)在t=0至t=2s內(nèi),何時物體的加速度最大?最大值為多少?(3)在t=0至t=2s內(nèi),何時物體的速度最大?最大值為多少?圖79式題1[2017·福建漳州八校聯(lián)考]如圖710甲所示,一個質(zhì)量為3kg的物體放在粗糙水平地面上,從零時刻起,物體在水平力F作用下由靜止開始做直線運動.在0~3s時間內(nèi)物體的加速度a隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示.則 (圖710A.F的最大值為12NB.0~1s和2~3s內(nèi)物體加速度的方向相反C.3s末物體的速度最大,最大速度為8D.在0~1s內(nèi)物體做勻加速運動,2~3s內(nèi)物體做勻減速運動式題2將一個質(zhì)量為1kg的小球豎直向上拋出,最終落回拋出點,運動過程中所受阻力大小恒定,方向與運動方向相反.該過程的vt圖像如圖711所示,g取10m/s2.下列說法中正確的是圖711A.小球重力和阻力之比為6∶1B.小球上升與下落所用時間之比為2∶3C.小球落回到拋出點的速度大小為8D.小球下落過程,受到向上的空氣阻力,處于超重狀態(tài)■方法技巧解決圖像綜合問題的關鍵(1)分清圖像的類別:即分清橫、縱坐標所代表的物理量,明確其物理意義,掌握物理圖像所反映的物理過程,會分析臨界點.(2)明確能從圖像中獲得哪些信息:把圖像與具體的題意、情境結(jié)合起來,再結(jié)合斜率、特殊點、面積等的物理意義,確定從圖像中反饋出來的有用信息,這些信息往往是解題的突破口或關鍵點.第8講牛頓第二定律的應用(2)考點一連接體問題應用牛頓第二定律解決連接體問題時,正確地選取研究對象是解題的關鍵.若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且不需要求物體之間的作用力,則可以把它們看成一個整體,分析整體受到的合外力,應用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量);若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同,或者需要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力,則需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來,應用牛頓第二定律列方程求解;若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且需要求物體之間的作用力,則可以先用整體法求出加速度,然后再用隔離法選取合適的研究對象,應用牛頓第二定律求作用力,即“先整體求加速度,后隔離求內(nèi)力”.1[2017·無錫測試]如圖81所示的裝置叫作阿特伍德機,是阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學實驗裝置,用來研究勻變速直線運動的規(guī)律.繩子兩端的物體下落(上升)的加速度總是小于自由落體的加速度g,同自由落體相比,下落相同的高度,所花費的時間要長,這使得實驗者有足夠的時間從容地觀測、研究.已知物體A、B的質(zhì)量均為M,物體C的質(zhì)量為m,輕繩與輕滑輪間的摩擦不計,繩子不可伸長,如果m=M,求:(1)物體B從靜止開始下落一段距離的時間與自由落體下落同樣的距離所用時間的比值;(2)系統(tǒng)由靜止釋放后運動過程中物體C對B的拉力大小.圖81式題1如圖82所示,質(zhì)量為m=1kg的物塊放在傾角為θ=37°的斜面體上,斜面體質(zhì)量為M=2kg,斜面與物塊間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,地面光滑.現(xiàn)對斜面體施加一水平推力F,要使物塊相對斜面體靜止,試確定推力F的取值范圍.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°圖82式題2(多選)[2017·哈爾濱三中模擬]如圖83所示,光滑水平面上放置著四個相同的木塊,其中木塊B與C之間用一輕彈簧相連,輕彈簧始終在彈性限度內(nèi).現(xiàn)用水平拉力F拉B木塊,使四個木塊以相同的加速度一起加速運動,則以下說法正確的是 ()圖83A.一起加速過程中,C木塊受到四個力的作用B.一起加速過程中,D所受到的靜摩擦力大小為C.一起加速過程中,A、D木塊所受摩擦力大小和方向相同D.當F撤去瞬間,A、D木塊所受靜摩擦力的大小和方向都不變■方法技巧求解連接體內(nèi)部物體之間的作用力時,一般選受力較少的隔離體為研究對象;求解具有相同的加速度的連接體外部對物體的作用力或加速度時,一般選取系統(tǒng)整體為研究對象.大多數(shù)連接體問題中需要整體法和隔離法交替使用.考點二動力學中的臨界與極值問題臨界或極值條件的標志(1)題目中“剛好”“恰好”“正好”等關鍵詞句,明顯表明題述的過程存在著臨界點.(2)題目中“取值范圍”“多長時間”“多大距離”等詞句,表明題述過程存在著起止點,而這些起止點一般對應著臨界狀態(tài).(3)題目中“最大”“最小”“至多”“至少”等詞句,表明題述的過程存在著極值點,這些極值點往往是臨界點.2如圖84所示,在傾角為θ的光滑斜面上端固定一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,彈簧下端連有一質(zhì)量為m的小球,小球被一垂直于斜面的擋板A擋住,此時彈簧沒有形變.若手持擋板A以加速度a(a<gsinθ,g為重力加速度)沿斜面勻加速下滑,求從擋板開始運動到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時間.圖84式題[2017·河南三市聯(lián)考]如圖85甲所示,木板與水平地面間的夾角θ可以隨意改變,當θ=30°時,可視為質(zhì)點的一小物塊恰好能沿著木板勻速下滑.若讓該小物塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0=10m/s沿木板向上運動,如圖乙所示,隨著θ的改變,小物塊沿木板滑行的距離x將發(fā)生變化,重力加速度g取10m(1)求小物塊與木板間的動摩擦因數(shù);(2)當θ角滿足什么條件時,小物塊沿木板滑行的距離最小?并求出此最小值.圖85■方法技巧常見問題的臨界條件(1)接觸與脫離的臨界條件:兩物體相接觸或脫離,臨界條件是彈力FN=0.(2)相對滑動的臨界條件:兩物體相接觸且處于相對靜止時,常存在著靜摩擦力,則相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值.(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件:繩子所能承受的張力是有限的,繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力,繩子松弛的臨界條件是T=0.(4)最終速度(收尾速度)的臨界條件:物體所受合外力為零.考點三牛頓第二定律解決多過程復雜問題 綜合運用牛頓第二定律和運動學知識解決多過程問題,是高考命題的熱點.解決“多過程”問題的關鍵:首先明確每個“子過程”所遵守的規(guī)律,其次找出它們之間的關聯(lián)點,然后列出“過程性方程”與“狀態(tài)性方程”.3(20分)[2017·杭州聯(lián)考]滑雪運動中當滑雪板壓在雪地上時會把雪內(nèi)的空氣逼出來,在滑雪板和雪地之間形成暫時的“氣墊”從而減小雪地對滑雪板的摩擦,然后當滑雪板的速度較小時,與雪地接觸時間超過某一時間就會陷下去,使得它們間的摩擦阻力增大.假設滑雪者的速度超過4m/s時,滑雪板與雪地間的動摩擦因數(shù)就會從0.25變?yōu)?.125.一滑雪者從傾角為θ=37°的斜坡的A處由靜止開始自由下滑,滑至坡底B處(B處為一光滑小圓弧)后又滑上一段水平雪道,最后停在水平雪道BC上的某處.如圖86所示,不計空氣阻力,已知AB長14.8m,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos(1)滑雪者從靜止開始到動摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時間及滑雪者到達B處的速度大小;(2)假如水平雪道BC的長度只有99.2m(C處后面為懸崖),為了保證安全,圖86【規(guī)范步驟】(1)設滑雪者(包括滑雪板)質(zhì)量為m,滑雪者在斜坡上從靜止開始加速至速度v=4m/s期間,由牛頓第二定律有=ma1 (1分)

解得a1=m/s2 (1分)

根據(jù)速度—時間關系可得t==s(1分)

設滑雪者由靜止加速至4m/s期間的位移為x1,隨后滑雪者的加速度為a2,滑到B處的位移為x2x1==m(1分)

根據(jù)牛頓第二定律可得=ma2 (1分)

解得a2=m/s2 (1分)

根據(jù)位移關系有x2==m(1分)

根據(jù)位移—速度關系可得=2a2x2 (1分解得vB=m/s(1分)

(2)設在水平面上滑行的最后一段位移為x4,加速度為a4,根據(jù)牛頓第二定律可得=ma4 (1分)

根據(jù)位移—速度關系可得=2a4x4 (1分解得x4=m(1分)

設在水平面上滑行的前面一段位移為x3,加速度為a3則a3==m/s2 (1分)

由于x3=99.2m-設在B點的速度為v'B,根據(jù)位移—速度關系可得=2a3x3 (1分解得v'B=m/s(1分)

在斜坡上運動時,第二段運動的位移為x2,根據(jù)位移—速度關系可得=2a2x2 (1分解得x2=m(1分)

第一段位移為x1==m(1分)

則x==m(1分)

式題1[2018·北京四中月考]固定的傾角為37°的光滑斜面長度為L=1m,斜面頂端放置可視為質(zhì)點的小物體,質(zhì)量為1kg,如圖87所示,當沿斜面向上的恒力F較小時,物體可以沿斜面下滑,到達斜面底端時撤去恒力F,物體繼續(xù)在水平地面上滑行(忽略物體轉(zhuǎn)彎時的能量損失).研究發(fā)現(xiàn)當不施加外力時,物體在水平地面上滑行的距離為3m.g取10m/s2,sin37°=0.6,cos(1)物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ;(2)當F=4N時,物體運動的總時間.圖87式題2[2017·杭州二中月考]如圖88所示,一個質(zhì)量為M、長為L的圓管豎直放置,頂端塞有一個質(zhì)量為m的彈性小球,且M=4m,球和管間的滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小均為4mg,管下端離地面高度H=5m.現(xiàn)讓管自由下落,運動過程中管始終保持豎直,落地時向上彈起的速度與落地時速度大小相等.若管第一次彈起上升過程中,球恰好沒有從管中滑出,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s(1)管第一次落地彈起剛離開地面時,管與球的加速度分別為多少?(2)從管第一次落地彈起到球與管達到相同速度時所用的時間是多少?(3)圓管的長度L是多少?圖88動力學中的典型“模型”熱點一滑塊—長木板模型滑塊—長木板模型是近幾年來高考考查的熱點,涉及摩擦力的分析判斷、牛頓運動定律、勻變速直線運動等主干知識,能力要求較高.滑塊和木板的位移關系、速度關系是解答滑塊—長木板模型的切入點,前一運動階段的末速度是下一運動階段的初速度,解題過程中必須以地面為參考系.(1)模型特點:滑塊(視為質(zhì)點)置于長木板上,滑塊和木板均相對地面運動,且滑塊和木板在摩擦力的作用下發(fā)生相對滑動.(2)位移關系:滑塊由木板一端運動到另一端過程中,滑塊和木板同向運動時,位移之差Δx=x2x1=L(板長);滑塊和木板反向運動時,位移之和Δx=x2+x1=L.考向一外力F作用下的滑塊—長木板1[2017·合肥模擬]如圖Z31甲所示,質(zhì)量為M=4kg、足夠長的木板靜止在光滑的水平面上,在木板的中點放一個質(zhì)量m=4kg、大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.二者開始均靜止,從t=0時刻起鐵塊受到水平向右、大小如圖乙所示的拉力F的作用,F作用時間為6s,g取10m(1)鐵塊和木板在前2s的加速度大小分別為多少?(2)鐵塊和木板相對靜止前,運動的位移大小各為多少?(3)力F作用的最后2s內(nèi),鐵塊和木板的位移大小分別是多少?圖Z31式題(多選)[2017·福建上杭一中檢測]如圖Z32甲所示,足夠長的木板B靜置于光滑水平面上,其上放置小滑塊A.木板B受到隨時間t變化的水平拉力F作用時,用傳感器測出木板B的加速度a,得到如圖乙所示的aF圖像,已知g取10m/s2,則 (圖Z32A.木板B的質(zhì)量為1B.滑塊A的質(zhì)量為4C.當F=10N時木板B的加速度為4mD.滑塊A與木板B間動摩擦因數(shù)為0.1考向二無外力F作用的滑塊—長木板2[2017·全國卷Ⅲ]如圖Z33所示,兩個滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA=1kg和mB=5kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ1=0.5;木板的質(zhì)量為m=4kg,與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1.某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動,初速度大小均為v0=3m/s.A、B相遇時,A與木板恰好相對靜止.設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取重力加速度大小(1)B與木板相對靜止時,木板的速度;(2)A、B開始運動時,兩者之間的距離.圖Z33式題[2017·安徽蕪湖模擬]質(zhì)量為m0=20kg、長為L=5m的木板放在水平面上,木板與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.15.將質(zhì)量m=10kg的小木塊(可視為質(zhì)點)以v0=4m/s的速度從木板的左端水平拋射到木板上(如圖Z34所示),小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.4,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10圖Z34A.木板一定靜止,小木塊不能滑出木板B.木板一定靜止,小木塊能滑出木板C.木板一定向右滑動,小木塊不能滑出木板D.木板一定向右滑動,小木塊能滑出木板考向三斜面上的滑塊—長木板3[2017·武漢武昌區(qū)調(diào)研]如圖Z35所示,在傾角為θ=37°的固定長斜面上放置一質(zhì)量M=1kg、長度L1=3m的極薄平板AB,薄平板的上表面光滑,其下端B與斜面底端C的距離為L2=16m,在薄平板的上端A處放一質(zhì)量m=0.6kg的小滑塊(視為質(zhì)點),將小滑塊和薄平板同時由靜止釋放.設薄平板與斜面之間、小滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,求滑塊與薄平板下端B到達斜面底端C的時間差Δt.(已知sin37°=0.6,cos37°=0圖Z35式題如圖Z36所示,一質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平地面上,斜面傾角為θ,斜面上疊放著A、B兩物體,物體B在沿斜面向上的力F的作用下沿斜面勻速上滑.若A、B之間的動摩擦因數(shù)為μ,μ<tanθ,斜面體始終靜止,A、B質(zhì)量均為m,重力加速度為g,則 ()圖Z36A.A、B保持相對靜止B.地面對斜面體的摩擦力等于FcosθC.地面受到的壓力等于(M+2m)D.B與斜面間的動摩擦因數(shù)為■建模點撥“滑塊—長木板模型”解題思路:(1)選取研究對象:隔離滑塊、木板,對滑塊和木板進行受力分析和運動分析.(2)尋找臨界點:根據(jù)牛頓第二定律和直線運動規(guī)律求解加速度,判斷是否存在速度相等的“臨界點”,注意“臨界點”摩擦力的突變.(3)分析運動結(jié)果:無臨界速度時,滑塊與木板分離,確定相等時間內(nèi)的位移關系.有臨界速度時,滑塊與木板不分離,假設速度相等后加速度相同,由整體法求解系統(tǒng)的共同加速度,再由隔離法用牛頓第二定律求滑塊與木板間的摩擦力,如果該摩擦力不大于最大靜摩擦力,則說明假設成立,可對整體列式;如果該摩擦力大于最大靜摩擦力,則說明假設不成立,可對兩者分別列式,確定相等時間內(nèi)的位移關系.熱點二涉及傳送帶的動力學問題傳送帶問題為高中動力學問題中的難點,主要表現(xiàn)在兩方面:其一,傳送帶問題往往存在多種可能結(jié)論的判定,即需要分析確定到底哪一種可能情況會發(fā)生;其二,決定因素多,包括滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)大小、斜面傾角、傳送帶速度、傳送方向、滑塊初速度的大小及方向等.這就需要考生對傳送帶問題能準確地作出動力學過程分析.下面是最常見的幾種傳送帶問題模型.考向一水平傳送帶模型情景圖示滑塊可能的運動情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)v0=v時,一直勻速(2)v0>v時,可能一直減速,也可能先減速再勻速(3)v0<v時,可能一直加速,也可能先加速再勻速情景3(1)傳送帶較短時,滑塊一直減速到達左端(2)傳送帶較長時,滑塊還要被傳送帶傳回右端.其中當v0>v時,返回時速度為v,當v0<v時,返回時速度為v04如圖Z37所示,水平方向的傳送帶順時針轉(zhuǎn)動,傳送帶速度大小恒為v=2m/s,兩端A、B間距離為3m.一物塊從B端以初速度v0=4m/s滑上傳送帶,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,g取10m/s2.物塊從滑上傳送帶至離開傳送帶的過程中圖Z37圖Z38式題如圖Z39所示,足夠長的水平傳送帶靜止時在左側(cè)某處畫下標記點P,將工件放在P點.啟動傳送帶,使其向右做勻加速運動,工件相對傳送帶發(fā)生滑動.經(jīng)過t1=2s立即控制傳送帶,使其做勻減速運動,再經(jīng)過t2=3s傳送帶停止運行,測得標記點P通過的距離x0=15m(1)求傳送帶的最大速度;(2)已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,圖Z39考向二傾斜傳送帶模型情景圖示滑塊可能的運動情況情景1(1)可能從左端滑下(2)可能靜止(3)可能一直加速(4)可能先加速后勻速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先加速后勻速(4)可能先減速后勻速(5)可能先以a1加速后以a2加速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速5[2017·成都診斷]如圖Z310所示,傳送帶與地面夾角θ=37°,從A到B長度為L=10.25m,傳送帶以v0=10m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端A無初速度地放一個質(zhì)量為m=0.5kg的黑色煤塊,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5.煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色痕跡.已知sin37°=0.(1)煤塊從A到B的時間;(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成痕跡的長度.圖Z310式題如圖Z311所示,與水平面成θ=30°角的傳送帶正以v=3m/s的速度勻速運行,A、B兩端相距l(xiāng)=13.5m.現(xiàn)每隔1s把質(zhì)量m=1kg的工件(視為質(zhì)點)輕放在傳送帶上,工件在傳送帶的帶動下向上運動,工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=,g取10(1)求相鄰工件間的最小距離和最大距離;(2)滿載與空載相比,求傳送帶需要增加的牽引力.圖Z311■建模點撥(1)在確定研究對象并進行受力分析之后,首先判定摩擦力突變(含大小和方向)點,給運動分段.傳送帶傳送的物體所受的摩擦力,不論是其大小突變,還是其方向突變,都發(fā)生在物體速度與傳送帶速度相等的時刻.物體在傳送帶上運動時的極值問題,不論是極大值,還是極小值,也都發(fā)生在物體速度與傳送帶速度相等的時刻.v物與v傳相等的時刻是運動分段的關鍵點,也是解題的突破口.(2)判定運動中的速度變化的關鍵是v物與v傳的大小與方向,對二者的比較是決定解題方向的關鍵.(3)在傾斜傳送帶上需比較mgsinθ與f的大小,判斷f的突變情況.(4)由傳送帶的長度判定到達臨界狀態(tài)之前物體是否滑出,還要判斷物體與傳送帶共速以后物體是否一定與傳送帶保持相對靜止.1.[2015·全國卷Ⅱ]下暴雨時,有時會發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災害.某地有一傾角為θ=37°(sin37°=)的山坡C,上面有一質(zhì)量為m的石板B,其上下表面與斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和B均處于靜止狀態(tài),如圖Z312所示.假設某次暴雨中,A浸透雨水后總質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)量不變的滑塊),在極短時間內(nèi),A、B間的動摩擦因數(shù)μ1減小為,B、C間的動摩擦因數(shù)μ2減小為0.5,A、B開始運動,此時刻為計時起點;在第2s末,B的上表面突然變?yōu)楣饣?μ2保持不變.已知A開始運動時,A離B下邊緣的距離l=27m,C足夠長,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.重力加速度大小g取10m/s2.(1)在0~2s時間內(nèi)A和B加速度的大小;(2)A在B上總的運動時間.圖Z3122.[2017·鄭州一檢]如圖Z313甲所示,質(zhì)量為m1=1kg的物塊放在質(zhì)量為m2=3kg的木板右端,木板足夠長,放在光滑的水平地面上,木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.2.整個系統(tǒng)開始時靜止,重力加速度g取(1)在木板右端施加水平向右的拉力F,為使木板和物塊發(fā)生相對運動,拉力F至少應為多大?(2)在0~4s內(nèi),若拉力F的變化情況如圖乙所示,2s后木板進入動摩擦因數(shù)為μ2=0.25的粗糙水平面,在圖丙中畫出0~4s內(nèi)木板和物塊的vt圖像.(3)求0~4s內(nèi)物塊相對木板的位移大小.圖Z3133.[2017·長沙聯(lián)考]如圖Z314所示,有一條沿順時針方向勻速傳送的傳送帶,恒定速度v=4m/s,傳送帶與水平面的夾角θ=37°,現(xiàn)將質(zhì)量m=1kg的小物塊輕放在其底端(小物塊可視為質(zhì)點),與此同時,給小物塊一沿傳送帶方向向上的恒力F=8N,經(jīng)過一段時間,小物塊運動到了離地面高為h=2.4m的平臺上.已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0(1)求物塊從傳送帶底端運動到平臺上所用的時間;(2)若在物塊與傳送帶達到相同速度時,立即撤去恒力F,則小物塊還需經(jīng)過多少時間離開傳送帶?離開時的速度為多大?圖Z314驗證牛頓第二定律一、實驗目的1.會用控制變量法探究加速度a與合力F、質(zhì)量M的關系;2.掌握利用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)的方法.二、實驗器材一端有定滑輪的長木板、小車、盤、重物、電磁打點計時器、、復寫紙片和紙帶、天平、砝碼、、導線.

考點一實驗原理和實驗操作本實驗利用盤及盤中重物通過細繩牽引小車做加速運動的方法研究加速度a與力F、質(zhì)量M的關系.實驗時采用控制變量法,共分兩步研究:第一步,保持小車的質(zhì)量不變,改變盤中重物的質(zhì)量,測出相應的a,驗證a與F的關系;第二步,保持盤中重物的質(zhì)量不變,改變小車上砝碼的質(zhì)量,測出小車運動的加速度a,驗證a與M的關系.實驗應測量的物理量有:(1)小車及車上砝碼的總質(zhì)量M:用天平測出.(2)小車受到的拉力F:拉力近似等于盤和重物的總重力mg(盤和重物的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量).(3)小車的加速度a:通過打點計時器打出紙帶,由a=計算出.1[2017·武漢華師附中模擬]為了探究加速度與力、質(zhì)量的關系,甲、乙、丙三位同學分別設計了如圖S41所示的實驗裝置,小車總質(zhì)量用M表示(b圖中M包括小車與傳感器,c圖中M包括小車和與小車固連的滑輪),鉤碼總質(zhì)量用m表示.圖S41(1)為便于測量合外力的大小,并得到“小車總質(zhì)量一定時,小車的加速度與所受合外力成正比”的結(jié)論,下列說法正確的是(填選項前的字母).

A.三組實驗中只有甲同學的實驗需要平衡摩擦力B.三組實驗都需要平衡摩擦力C.三組實驗中只有甲同學的實驗需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件D.三組實驗都需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件(2)若乙、丙兩位同學發(fā)現(xiàn)某次測量中力傳感器和彈簧測力計讀數(shù)相同,通過計算得到小車加速度均為a,a=g,g為當?shù)刂亓铀俣?則乙、丙兩人實驗時所用的小車總質(zhì)量之比為,乙、丙兩人實驗時所用的鉤碼總質(zhì)量之比為.

■注意事項(1)在本實驗中,必須平衡摩擦力,在平衡摩擦力時,不要把盤和重物系在小車上,即不要給小車加任何牽引力,并要讓小車拖著紙帶勻速運動.(2)安裝器材時,要調(diào)整滑輪的高度,使拴小車的細繩與木板平行,且連接小車和盤應在平衡摩擦力之后.(3)改變小車的質(zhì)量或拉力的大小時,改變量可適當大一些,但應滿足盤和重物的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量(盤和重物的總質(zhì)量不超過小車和車上砝碼總質(zhì)量的10%).(4)改變拉力或小車質(zhì)量后,每次開始時小車應盡量靠近打點計時器,并應先接通電源,再放開小車,且應在小車到達滑輪處前按住小車.考點二數(shù)據(jù)處理與誤差分析1.數(shù)據(jù)處理(1)先在紙帶上標明計數(shù)點,測量各計數(shù)點間的距離,根據(jù)公式a=計算加速度.(2)需要先保持小車和砝碼的總質(zhì)量M不變,記錄各組對應的加速度a與小車所受牽引力F,然后建立直角坐標系,用縱坐標表示加速度a,用橫坐標表示作用力F,描點畫出aF圖像,如果圖線是一條過原點的直線,便證明加速度與作用力成正比.再保持小車所受牽引力F不變,記錄各組對應的加速度a與小車和砝碼的總質(zhì)量M,然后建立直角坐標系,用縱坐標表示加速度a,用橫坐標表示總質(zhì)量的倒數(shù),描點畫出a圖像,如果圖線是一條過原點的直線,就證明了加速度與質(zhì)量成反比.2.誤差分析(1)平衡摩擦力不準造成誤差.(2)質(zhì)量的測量、紙帶上計數(shù)點間距離的測量、細繩或紙帶不與木板平行等都會造成誤差.(3)實驗原理不完善引起誤差.通過適當調(diào)節(jié),使小車所受的阻力被平衡,當小車做加速運動時,可以得到a=g,T=mg,只有當M?m時,才可近似認為小車所受的拉力T等于mg,所以本實驗存在系統(tǒng)誤差.(4)aF圖線分析“驗證牛頓第二定律”實驗得到的理想aF圖像應是一條過原點的直線,但由于實驗誤差影響,常出現(xiàn)如圖S42所示的三種情況(說明見下表).圖S42圖線特征產(chǎn)生原因①圖線的上部彎曲當小車受力F較大時,不滿足“盤和重物的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量”的條件②圖線在a軸的截距大于0平衡摩擦力時長木板的傾角過大,F=0(即不掛盤和重物)時小車就具有了加速度③圖線在F軸的截距大于0平衡摩擦力時長木板的傾角過小,或未平衡摩擦力.只有當F增加到一定值時,小車才獲得加速度2[2016·全國卷Ⅲ]某物理課外小組利用圖S43中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系.圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼.本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質(zhì)量均為0.010kg(1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑.圖S43(2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余Nn個鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行.釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制st圖像,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a.(3)對應于不同的n的a值見下表.n=2時的st圖像如圖S44所示;由圖求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結(jié)果填入下表.圖S44n12345a/(m·s2)0.200.580.781.00(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖S45中補齊數(shù)據(jù)點,并作出an圖像.從圖像可以看出:當物體質(zhì)量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比.圖S45(5)利用an圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為kg.(保留2位有效數(shù)字,重力加速度g取9.8(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是(填選項前的字母).

A.an圖線不再是直線B.an圖線仍是直線,但該直線不過原點C.an圖線仍是直線,但該直線的斜率變大式題[2017·北京西城二模]如圖S46所示為某同學研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”的實驗裝置示意圖.圖S46(1)給出了一些實驗器材:電磁打點計時器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊塊、小車和砝碼、沙和沙桶、刻度尺.除以上器材外,還需要的實驗器材有(填選項前的字母).

A.秒表 B.天平(附砝碼)C.低壓交流電源 D.低壓直流電源(2)實驗中,需要補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力,方法是:小車放在木板上,后面固定一條紙帶,紙帶穿過打點計時器,把木板一端墊高,調(diào)節(jié)木板的傾斜度,使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做運動.

(3)實驗中,為了保證沙和沙桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力,沙和沙桶的總質(zhì)量m與小車和車上砝碼的總質(zhì)量M之間應滿足的條件是.這樣,在改變小車上砝碼的質(zhì)量時,只要沙和沙桶質(zhì)量不變,就可以認為小車所受拉力幾乎不變.

(4)如圖S47所示,A、B、C為三個相鄰的計數(shù)點,若相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為T,A、B間的距離為x1,B、C間的距離為x2,則小車的加速度a=.已知T=0.10s,x1=5.90cm,x2=6.46cm,則a=圖S47■注意事項(1)如果a與是正比關系,則a圖像是直線,而若a與M是反比關系,則aM圖像是曲線,在研究兩個量的關系時,直線更易確定兩者之間的關系,故本實驗作a圖像.(2)在平衡摩擦力時,除了不掛盤和重物外,其他都應跟正式實驗一樣,勻速運動的標志是打點計時器打出的紙帶上各點間的距離相等.(3)“驗證牛頓第二定律”實驗中,保持小車質(zhì)量不變時,aF圖像應為一條過原點的直線,aF圖像不過原點可能是平衡摩擦力沒有達到實驗要求所致;保持合力不變時,aM圖像應是雙曲線,不易確認,因此應作a圖像,該圖像應為一條過原點的直線,圖像不過原點一般是平衡摩擦力沒有達到實驗要求所致.考點三實驗創(chuàng)新與拓展以本實驗為背景,通過改變實驗條件、實驗儀器,或巧用物理規(guī)律進行新的探究活動來設置題目,不脫離教材而又不拘泥于教材,體現(xiàn)開放性、探究性、創(chuàng)新性等特點.1.實驗器材的改進(1)為了減小摩擦,用氣墊導軌替代長木板;(2)用頻閃照相或光電計時器替代打點計時器.2.數(shù)據(jù)處理方法的改進利用傳感器,借助計算機系統(tǒng)來處理數(shù)據(jù),得到加速度,或直接得到加速度與外力、加速度與質(zhì)量之間的關系.3.運用牛頓運動定律進行新的探究實驗以本實驗為背景,結(jié)合牛頓第二定律,測量兩接觸面間的動摩擦因數(shù)、物體的質(zhì)量等.3[2017·長沙模擬]甲、乙兩同學均設計了測動摩擦因數(shù)的實驗.已知重力加速度為g.(1)甲同學所設計的實驗裝置如圖S48(a)所示.其中A為一質(zhì)量為M的長直木板,B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊,C為物塊右端連接的一輕質(zhì)彈簧測力計.實驗時用力將A從B的下方抽出,通過C的讀數(shù)F1即可測出動摩擦因數(shù).則該設計能測出(選填“A與B”或“A與地面”)之間的動摩擦因數(shù),其表達式為.

(2)乙同學的設計如圖(b)所示.他在一端帶有定滑輪的長木板上固定有A、B兩個光電門,與光電門相連的計時器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運動時間,與跨過定滑輪的輕質(zhì)細繩相連的輕質(zhì)測力計能顯示掛鉤處所受的拉力.實驗時,多次改變沙桶中沙的質(zhì)量,每次都讓物塊從光電門A處由靜止開始運動,讀出多組測力計示數(shù)F及對應的物塊在兩光電門之間的運動時間t.在坐標系中作出F圖線如圖(c)所示,圖線的斜率為k,在縱軸的截距為b,因乙同學不能測出物塊質(zhì)量,故該同學還應該測出的物理量為.根據(jù)該測量物理量及圖線信息可知物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為.

圖S48式題1[2017·廣州模擬]用如圖S49甲所示的實驗裝置探究小車的加速度跟合外力的關系,小車左端連接的是力傳感器,小車放置在表面各處粗糙程度相同的水平長木板上,按圖甲裝配好實驗器材,先測出小車運動時所受的摩擦阻力,逐漸向沙桶中添加沙粒,當觀察到小車剛開始運動時,記下傳感器的示數(shù)F0,可認為摩擦阻力為F0.圖S49(1)將小車放回初位置并用手按住,繼續(xù)向沙桶中添加一定量的沙粒,接通頻率為50Hz的交流電源,使打點計時器工作,然后釋放小車,打出一條紙帶,同時記下傳感器的示數(shù)F1,繼續(xù)向桶中添加沙粒,多次重復實驗,打出多條紙帶,圖乙為某次實驗打出的一條紙帶,紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個計時點未畫出,按時間順序取O、A、B、C、D五個計數(shù)點,用刻度尺量出A、B、C、D點到O點的距離,則小車的加速度a=m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)算出每次小車的加速度和合力F(F=F1F0),獲得多組數(shù)據(jù),描繪小車加速度a與F的關系圖像,在實驗中,(選填“需要”或“不需要”)沙和桶的總質(zhì)量遠小于小車和傳感器的總質(zhì)量.

(3)實驗中,一位細心的同學發(fā)現(xiàn)傳感器的示數(shù)要比沙和桶的重力小很多,原因是

.

式題2圖S410為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖.實驗步驟如下:圖S410①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m,用游標卡尺測量遮光片的寬度d,用米尺測量兩光電門之間的距離x;②調(diào)整輕滑輪高度,使細線水平;③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB,求出加速度a;④多次重復步驟③,求出a的平均值;⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ.回答下列問題:(1)測量d時,某次游標卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖S411所示,其讀數(shù)為圖S411(2)物塊的加速度a可用d、x、ΔtA和ΔtB表示為a=.

(3)動摩擦因數(shù)μ可用M、m、a和重力加速度g表示為μ=.

(4)如果細線沒有調(diào)整到水平,由此引起的誤差屬于(選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”).

1.[2017·唐山模擬]用如圖S412甲所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律:圖S412(1)某同學通過實驗得到如圖乙所示的aF圖像,造成這一結(jié)果的原因是:在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角(選填“偏大”或“偏小”).

(2)該同學在平衡摩擦力后進行實驗,實際小車在運動過程中所受的拉力(選填“大于”“小于”或“等于”)砝碼和盤的總重力,為了便于探究、減小誤差,應使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足的條件.

(3)某同學得到如圖S413所示的紙帶.已知打點計時器所接電源頻率為50Hz.A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點.Δx=xDGxAD=cm.由此可算出小車的加速度a=(保留兩位有效數(shù)字)m/s2.

圖S4132.[2017·合肥模擬]某同學利用如圖S414所示的裝置探究物體加速度與力、質(zhì)量的關系.小車上固定一個盒子,盒子內(nèi)盛有沙子,沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m,小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M.圖S414(1)驗證在質(zhì)量不變的情況下,加速度與合外力成正比:從小車的盒子中取出一些沙子,裝入沙桶中,測量并記錄沙桶的總重力mg(g為重力加速度),將該力視為合外力F,對應的加速度a從打下的紙帶中計算得出.多次改變合外力F的大小,每次都會得到一個相應的加速度.以合外力F為橫軸,以加速度a為縱軸,畫出aF圖線,圖線從理論上講應該是;圖線斜率表示的物理意義為(選填“”);本次實驗中(選填“需要”或“不需要”)滿足M?m;理由是

.

(2)驗證在合外力不變的情況下,加速度與質(zhì)量成反比:保持

,在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子,驗證加速度與質(zhì)量的關系.本次實驗中,用圖像法處理數(shù)據(jù)時,以加速度a為縱軸,應該以(選填“”)為橫軸.

3.[2017·濟南模擬]某同學利用“驗證牛頓第二定律”的實驗器材測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù).如圖S415所示,帶滑輪的長木板水平放置,力傳感器固定在墻上,輕繩分別跨過固定在滑塊上和固定在長木板左端的滑輪,一端與力傳感器連接,另一端豎直懸掛一沙桶,沙桶距地面足夠遠.調(diào)節(jié)兩滑輪的位置使輕繩與長木板平行,不計輕繩與各滑輪之間的摩擦.圖S415(1)實驗時,一定要進行的操作是(填選項前的字母).

A.將長木板右端墊高以平衡摩擦力B.使沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊質(zhì)量C.將打點計時器接交流電源D.用天平測沙和沙桶的總質(zhì)量(2)實驗時,記錄力傳感器的示數(shù)F,用天平測出滑塊質(zhì)量m,由紙帶上的點求出加速度a.根據(jù)這些數(shù)據(jù),可以得出滑塊和長木板間的動摩擦因數(shù)的表達式為μ=.(重力加速度為g)

4.[2017·湖南師范大學附中月考]要測量兩個質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量,由于沒有直接測量工具,某實驗小組應用下列器材測量:定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略)、砝碼一套(總質(zhì)量為m=0.5kg)、細線、米尺、秒表.他們根據(jù)已學過的物理學知識,改變實驗條件進行多次測量,選擇合適的變量得到線性關系,作出圖線并根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量.請完成下列步驟.(g取10(1)實驗裝置如圖S416所示,設A、B沙袋的質(zhì)量分別為m1、m2;圖S416(2)取出質(zhì)量為m'的砝碼放在右邊沙袋A中,剩余砝碼都放在左邊沙袋B中,發(fā)現(xiàn)A下降B上升;(3)用刻度尺測出沙袋A從靜止下降的距離h(其間A沒有與其他物體發(fā)生碰撞),用秒表測出沙袋A下降的時間t,則可知A的加速度大小為a=;

(4)改變m',測量相應的加速度a,得到多組m'及a的數(shù)據(jù),作出(選填“am'”或“a”)圖線;

(5)若求得圖線的斜率k=4m/(kg·s2),縱軸截距b=2m/s2,則m1=kg,m25.某同學利用圖S418甲所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應關系圖,如圖乙所示.實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪,小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到,甲乙圖S418(1)根據(jù)該同學的結(jié)果,小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成(選填“線性”或“非線性”)關系.

(2)由圖(b)可知,am圖線不經(jīng)過原點,可能的原因是.

(3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論,并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力,則實驗中應采取的改進措施是,鉤碼的質(zhì)量應滿足的條件是.

6.圖S419為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖.圖S419實驗步驟如下:①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m;用游標卡尺測量遮光片的寬度d;用米尺測量兩光電門之間的距離s;②調(diào)整輕滑輪,使細線水平;③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB,求出加速度a;④多次重復步驟③,求a的平均值;⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ.回答下列問題:(1)測量d時,某次游標卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖S420所示,其讀數(shù)為圖S420(2)物塊的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示為a=.

(3)動摩擦因數(shù)μ可用M、m、和重力加速度g表示為μ=.

(4)如果細線沒有調(diào)整到水平,由此引起的誤差屬于(選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”).

7.[2017·南陽一中模擬]某探究小組設計了“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案.如圖S421所示,將一個小球和一個滑塊用細繩連接,跨在斜面頂端.開始時小球和滑塊均靜止,剪斷細繩后,小球自由下落,滑塊沿斜面下滑,可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音,保持小球和滑塊釋放的位置不變,調(diào)整擋板位置,重復以上操作,直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音.用刻度尺測出小球下落的高度H、滑塊釋放點與擋板處的高度差h和沿斜面運動的位移x.(空氣阻力對本實驗的影響可以忽略)圖S421(1)滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為.

(2)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為.

(3)以下能引起實驗誤差的是(填選項前的字母).

A.滑塊的質(zhì)量測量不準B.當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮y量不準C.長度測量時的讀數(shù)誤差D.小球落地和滑塊撞擊擋板不同時函數(shù)與圖像在物理實驗中的作用題型綜述每一個物理過程都遵循一定的物理規(guī)律,每一個物理規(guī)律都可以表示為一種函數(shù)關系,每一個函數(shù)關系都可以描繪成一個函數(shù)圖像,通過圖像的幾何(數(shù)學)特征可以把物理量之間的相互依賴關系、周期性變化特征等復雜物理過程直觀地展現(xiàn)出來.高中階段物理量間的函數(shù)關系主要有一次函數(shù)、二次函數(shù)、正(反)比例函數(shù)、三角函數(shù)等,圖像形狀主要有直線、雙曲線、拋物線、正(余)弦曲線等.圖像法是處理實驗數(shù)據(jù)最常用的一種方法,根據(jù)物理量之間的函數(shù)關系,對照圖像的斜率、截距、交點等能更準確、快捷地求解相關問題.應考策略(1)關鍵:搞清圖像所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關系,全面、系統(tǒng)地看懂圖像中的“軸”“線”“點”“截距”“斜率”“面積”等的意義.(2)類型:①依據(jù)題給圖像解答物理問題;②根據(jù)題意作圖,運用圖像解答問題.(3)步驟:(依據(jù)題給圖像解答物理問題)①看清橫、縱軸代表的物理量,明確因變量(縱軸代表的物理量)與自變量(橫軸代表的物理量)間的制約關系或函數(shù)關系.②看圖線的點(坐標)及兩個相關量的變化趨勢(線形及走勢),從而分析具體的物理過程.③看交點、斜率、面積、拐點,弄清“圖像與公式”“圖像與圖像”“圖像與對象”間的聯(lián)系與變通,以便對有關問題準確地進行判斷.1利用圖W31所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度.一斜面上安裝有兩個光電門,其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處,光電門甲的位置可移動.當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時,與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t.改變光電門甲的位置進行多次測量,每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑,并用米尺測量甲、乙之間的距離s,記下相應的t值;所得數(shù)據(jù)如下表所示.圖W31s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950t/ms292.9371.5452.3552.8673.8776.4/(m·s1)1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作圖:(1)若滑塊所受摩擦力為一常量,滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度v1、測量值s和t四個物理量之間所滿足的關系式是;

(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),在圖W32給出的坐標紙上畫出t圖線;圖W32(3)由所畫出的t圖線,得出滑塊加速度的大小為a=m/s2.(保留2位有效數(shù)字)

[點評]本題考查學生運用物理知識構(gòu)建函數(shù)關系式及作圖分析的能力.[提取信息]①改變光電門甲的位置進行多次測量;②由所畫出的t圖線,得出滑塊加速度的大小.[圖形表征]描點連線.2某實驗小組利用如圖W33(a)所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系.(1)下列做法正確的是(填選項前的字母).

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時,將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C.實驗時,先放開木塊,再接通打點計時器的電源D.通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時,不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度(2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力,應滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量(選填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”)木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量.

圖W33(3)甲、乙兩同學在同一實驗室各取一套圖示的裝置放在水平桌面上,木塊上均不放砝碼,在沒有平衡摩擦力的情況下,研究加速度a與拉力F的關系,分別得到圖(b)中兩條直線.設甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙,甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙,由圖可知,m甲m乙,μ甲μ乙.(均選填“大于”“小于”或“等于”)

[點評]本題考查學生對圖像斜率、與坐標軸交點的物理意義.[提取信息]①研究加速度a與拉力F的關系;②沒有平衡摩擦力.[圖形表征]可比較斜率、與坐標軸交點不同.1.[2017·合肥質(zhì)檢]某實驗小組在做“驗證牛頓第二定律”實驗.(1)在閉合開關之前,甲同學將實驗器材組裝成如圖W34甲所示.請指出該裝置中的錯誤或不妥之處(只要答出其中兩點即可):①;②.

(2)乙同學將上述裝置調(diào)整正確后進行實驗,在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶,圖中相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出,且打點計時器每隔0.02s打一個點,由圖中的數(shù)據(jù)可計算出小車加速度為m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

圖W34(3)丙同學在利用上述調(diào)整好的裝置進行實驗時,保持沙和沙桶的總質(zhì)量不變,小車自身的質(zhì)量為M且保持不變,改變小車中砝碼的質(zhì)量m,并測出小車中放不同質(zhì)量砝碼時所對應的加速度a,以m為橫坐標,為縱坐標,作出如圖W35所示的m關系圖線,圖中縱軸上的截距為b,則小車受到的拉力大小為.

圖W352.某同學通過以下實驗驗證力的平行四邊形定則.實驗步驟如下:①將彈簧測力計固定在貼有白紙的豎直木板上,使其軸線沿豎直方向.②如圖W36所示,將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧測力計的掛鉤上,另一端用圓珠筆筆尖豎直向下拉,直到彈簧測力計示數(shù)為某一設定值時,將橡皮筋兩端的位置標記為O1、O2,記錄彈簧測力計的示數(shù)F,測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l).每次將彈簧測力計示數(shù)改變0.50N,測出所對應的l,部分數(shù)據(jù)如下表所示:圖W36F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05③找出②中F=2.50N時橡皮筋兩端的位置,重新標記為O、O',橡皮筋的拉力記為FOO'.④在彈簧測力計的掛鉤上涂抹少許潤滑油,將橡皮筋搭在掛鉤上,如圖W37所示.用兩圓珠筆筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端,使掛鉤的下端到達O點,將兩筆尖的位置標記為A、B,橡皮筋OA段的拉力記為FOA,OB段的拉力記為FOB.圖W37完成下列作圖和填空:(1)利用表中數(shù)據(jù)在圖W38的坐標紙上畫出Fl圖線,根據(jù)圖線求得l0=cm.

圖W38(2)測得OA=6.00cm,OB=7.60cm(3)根據(jù)給出的標度,在圖W39中作出FOA和FOB的合力F'的圖示.圖W39(4)通過比較F'與的大小和方向,即可得出實驗結(jié)論.

教師詳解(聽課手冊)第三單元牛頓運動定律第6講牛頓運動定律的理解【教材知識梳理】核心填空一、1.勻速直線2.(1)勻速直線(2)質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量二、1.作用力(或合力)相同2.F=ma3.(1)慣性(2)宏觀三、1.相等相反2.方向相反四、時間千克秒米思維辨析(1)(×)(2)(×)(3)(×)(4)(√)(5)(√)(6)(√)(7)(×)(8)(√)【考點互動探究】考點一例1BD[解析]油滴未滴落時具有與車廂相同的速度,油滴落下時在水平方向上相對于車廂有水平向右的加速度a,落地時間為t=,運動的距離為x=at2,則油滴落在O點右側(cè),與O點距離為x=,選項B、D正確.變式題A[解析]根據(jù)題意,鋪墊材料粗糙程度降低時,小球上升的最高位置升高,當斜面絕對光滑時,小球在斜面上沒有能量損失,因此可以上升到與O點等高的位置,而B、C、D三個選項,從題目不能直接得出,所以選項A正確.考點二例2C[解析]水平力F拉靜止在水平面上的物體,在F從零開始逐漸增大的過程中,由牛頓第二定律,得Fμmg=ma,解得加速度a=μg,由此可知,aF圖像在橫軸的截距等于物體與水平面之間的滑動摩擦力μmg,縱軸截距的絕對值等于μg,斜率等于,故選項A、B、D錯誤;根據(jù)圖像能夠得出外力F為12N時物體的加速度,但不能計算出物體的速度,選項C正確.變式題1D[解析]根據(jù)題意,由牛頓第二定律得Fmg=ma,解得a=g,據(jù)此可知,若拉力改為2F,物體加速度為a1=g>2a,選項A錯誤;若質(zhì)量改為,物體加速度a2=g>2a,選項B錯誤;若質(zhì)量改為2m,物體加速度a3=,選項C錯誤;若質(zhì)量改為,拉力改為,物體加速度a4=g=a,選項D正確.變式題2C[解析]彈簧的彈力大小變化,方向始終向左,根據(jù)牛頓第二定律可知,物體的加速度大小變化、方向不變;壓縮彈簧階段,P的加速度變大,速度變小,彈簧被壓縮至最短時,P的加速度最大,速度為零;彈簧彈開物體恢復原長的過程,P的加速度變小,速度變大,選項C正確.變式題3C[解析]由整體法知,F彈=(mA+mB)gsin30°,剪斷線瞬間,彈力不發(fā)生變化,由牛頓第二定律,對B,有F彈mBgsin30°=mBaB,得aB=,對A,有mAgsin30°=mAaA,得aA=g,所以C正確.變式題4C[解析]顧客加速過程中,受力如圖所示,由牛頓第二定律,有f=macosθ,FNmg=masinθ,扶梯對顧客