《高考備考指南 物理 》課件-章末學(xué)科思維素養(yǎng)

直線運(yùn)動(dòng)的研究第三章

章末學(xué)科思維素養(yǎng)(本章末對(duì)應(yīng)系統(tǒng)用書(shū)P68)素養(yǎng)一千變?nèi)f化之“斜面”模型1.力和加速度的分解在應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)，若某個(gè)力與加速度不在一條直線上，往往采用正交分解的方法，在加速度方向和垂直加速度方向上進(jìn)行分解，然后用牛頓第二定律求解相關(guān)問(wèn)題.不分解力而分解加速度是同樣有效的方法，有時(shí)比分解力更簡(jiǎn)單，分解時(shí)將加速度在某個(gè)力的方向和垂直該力的方向上分解.2.不同情境中的整體法(1)當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上物體以不同形式連接，構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，且系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度不相同時(shí)，牛頓第二定律照樣能應(yīng)用于整體.例1一質(zhì)量為m的乘客站在傾角為θ

的自動(dòng)扶梯的水平踏板上，隨扶梯一起以大小為a0

的加速度加速上行，如圖所示.重力加速度大小為g.該過(guò)程中，乘客對(duì)踏板的壓力大小為(

)

A.mg

B.ma0sinθC.mg＋ma0sinθ D.mg－ma0sinθ

【解析】該過(guò)程中，乘客在豎直向上方向的加速度大小a＝a0sin

θ，設(shè)踏板對(duì)乘客的支持力大小為F，在豎直方向上，由牛頓第二定律有F－mg＝ma.由牛頓第三定律可得，乘客對(duì)踏板的壓力大小N＝F＝mg＋ma0sin

θ，C正確，A、B、D錯(cuò)誤.C

變式1如圖所示，一質(zhì)量為M的楔形木塊被放在水平桌面上，它的頂角為90°，兩底角分別為α和β；a、b為兩個(gè)位于斜面上且質(zhì)量均為m的小木塊，己知所有接觸面都是光滑的，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)a、b沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動(dòng)，這時(shí)楔形木塊對(duì)水平桌面的壓力等于(

)

A.Mg＋mg

B.Mg＋2mgC.Mg＋mg(sinα＋sinβ)D.Mg＋mg(cosα＋cosβ)A

【解析】取a、b、M

整體為研究對(duì)象，其豎直方向受力情況及系統(tǒng)內(nèi)各物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖所示.以豎直向上為正方向，在豎直方向上由牛頓第二定律得FN－(M＋2m)g＝M×0＋m·a1y＋m·a2y，其中，a1y＝－gsin2α，a2y＝－gsin2β，故水平桌面對(duì)楔形木塊的支持力FN＝Mg＋mg，由牛頓第三定律得A正確.素養(yǎng)二動(dòng)力學(xué)中的“等時(shí)圓”模型1.模型特征(1)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端，由靜止開(kāi)始滑到圓環(huán)最低點(diǎn)所用的時(shí)間相等，如圖甲所示.(2)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上最高點(diǎn)沿不同的光滑弦，由靜止開(kāi)始滑到下端所用的時(shí)間相等，如圖乙所示.(3)兩個(gè)豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過(guò)切點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿不同的光滑弦上端滑到下端，所用時(shí)間相等，如圖丙所示.

例2游樂(lè)場(chǎng)有兩個(gè)沙坡PM、QM，P、Q、M三點(diǎn)在同一豎直圓周上，圓心為O，圓周最低點(diǎn)為M，P、Q，位置如圖所示.一游客分別從P、Q兩點(diǎn)由靜止下滑到M點(diǎn)的過(guò)程中，加速度分別為a1、a2，經(jīng)歷的時(shí)間分別為t1、t2，損失的機(jī)械能分別為E1、E2，到達(dá)M點(diǎn)的速度分別為v1、v2，則(

)

A.a1＞a2 B.t1＝t2C.E1＜E2 D.v1＞v2C

變式2如圖所示，在斜面上同一豎直面內(nèi)有四條光滑細(xì)桿，其中OA桿豎直放置，OB桿與OD桿等長(zhǎng)，OC桿與斜面垂直放置，每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫(huà)出)，四個(gè)環(huán)分別從O點(diǎn)由靜止釋放，沿OA、OB、OC、OD滑到斜面上所用的時(shí)間依次為t1、t2、t3、t4.下列關(guān)系正確的是(

)

A.t1＜t2 B.t1＞t3C.t2＝t4 D.t2＜t4D

D

變式3如圖甲所示是某科技館內(nèi)的一種設(shè)備——“娛樂(lè)風(fēng)洞”，該設(shè)備通過(guò)人工制造和控制氣流，把人“吹”起來(lái)，使其體驗(yàn)太空飄浮的感覺(jué).圖乙為該風(fēng)洞的簡(jiǎn)化示意圖，其主體是一個(gè)高H＝6.5m的圓柱形豎直管道，開(kāi)啟管道底部的氣流，恰好使一位質(zhì)量m＝60kg的游客懸浮在A點(diǎn)，由于設(shè)備故障，氣流突然消失，游客開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)；為保障安全，在游客下落h＝4.05m到B點(diǎn)時(shí)，啟動(dòng)備用裝置并立即產(chǎn)生更強(qiáng)的恒定氣流，游客繼續(xù)下落t2＝0.3s到靠近