- 2021-04-16 发布 |
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文档介绍
【物理】2020届一轮复习人教版 力与物体的运动学案
热点二 力与物体的运动 高中常见的性质力有重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等,一定要明确各种力产生的原因、条件,要熟悉每种力的大小和方向的特征,按照“一重、二弹、三摩擦、四其他”的顺序对物体进行受力分析。 动力学规律是历年高考必考的热点之一,在近几年高考中,也常在计算题的第一题中考查;牛顿运动定律是高中物理的核心内容,是解决力学问题的重要途径之一,每年高考试题中均有体现,而运动学与动力学的结合考查更是新课标高考命题的热点和重点,题型有选择题、计算题、实验题,命题形式倾向于应用型、综合型和能力型。 考向一 物体的动态平衡 (多选)固定斜面的倾角为37°,顶端安装有定滑轮,一遵循胡克定律的弹性轻绳的两端连接着质量相等的物块A、B,让弹性绳跨过定滑轮且与斜面平行,使弹性绳的原长恰好等于物块A到滑轮之间的距离。如图1所示,当连接物块B的弹性绳与水平面间的夹角为37°时,物块A恰好能静止在斜面上不沿斜面下滑,物块B恰好能静止在水平面上不动。A与斜面之间以及物块B与水平面之间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。现用水平拉力F拉匀速向右拉物块B,则在物块A运动之前 图1 A.物块A受到的摩擦力一直减小 B.动摩擦因数μ= C.物块B受到的摩擦力一直不变 D.F拉一直保持不变 [解析] 本题考查力的合成与分解、摩擦力、胡克定律等,意在考查考生的理解能力和分析能力。因为初始时物块A 恰好能静止在斜面上不下滑,所以物块A受到的静摩擦力沿斜面向上,随着物块B向右运动,弹性绳的弹力逐渐增大,物块A受到的摩擦力先减小后增大,A错误;设弹性绳的弹力大小为F,在题图图示情况下,对物块A由平衡条件有mgsin 37°=μmgcos 37°+F,对物块B受力分析,水平方向有Fcos 37°=μFN,竖直方向有Fsin 37°+FN′=mg,其中FN=FN′,由以上三式可得μ=,B正确;由于弹性绳的原长恰好等于A到滑轮之间的距离,设弹性绳在B上的作用点到滑轮顶部的竖直高度为h,弹性绳与水平方向的夹角为θ,在水平拉力向右拉B的过程中,弹性绳上的弹力为F=k(k为弹性绳的劲度系数),在物块A运动之前,物块B受地面的摩擦力为f=μ(mg-Fsin θ)=μ(mg-kh),恒定不变,C正确;在物块A运动之前,水平拉力F拉=f+Fcos θ,随着物块B向右运动,水平拉力F拉逐渐增大,D错误。 [答案] BC 考向二 连接体问题 (多选)如图2所示,有两个由相同材料制成的物体A、B以轻绳连接,组成的连接体在倾角为θ的斜面上运动,已知A、B的质量分别为m1、m2,当作用力F一定时,B所受绳的拉力FT 图2 A.与θ无关 B.与物体和斜面间的动摩擦因数无关 C.与系统运动状态有关 D.等于,仅与两物体质量有关 [解析] 对A、B组成的整体分析,根据牛顿第二定律得 a= 对B分析,有FT-m2gsin θ-μm2gcos θ=m2a, 解得FT=,由此式可知轻绳的拉力与θ 无关,与物体和斜面间的动摩擦因数无关,与运动状态无关,仅与两物体的质量有关,A、B、D正确。 [答案] ABD 考向三 用动力学观点解决滑块——滑板模型问题 (2018·南京、盐城二模)如图3所示,质量为m=1 kg的物块(可视为质点),放置在质量M=2 kg足够长木板的中间,物块与木板间的动摩擦因数为0.1,木板放置在光滑的水平地面上。在地面上方存在两个作用区,两作用区的宽度均为1 m,相距为d,作用区只对物块有力的作用,Ⅰ作用区对物块作用力方向水平向右,Ⅱ作用区对物块作用力方向水平向左,作用力大小均为3 N。将物块与木板从图示位置(物块在Ⅰ作用区内的最左边)由静止释放,已知在整个过程中物块不会滑离木板。取g=10 m/s2。 图3 (1)在物块刚离开Ⅰ区域时,物块的速度多大? (2)若物块刚进入Ⅱ区域时,物块与木板的速度刚好相同,求两作用区的边界距离d。 [解析] (1)由题图可知,在Ⅰ区域时对物块受力分析,根据牛顿第二定律得 F-μmg=mam1 am1==2 m/s2 对木板受力分析,有 μmg=MaM1 aM1=0.5 m/s2 L=am1t t1= =1 s vm1=am1t1=2 m/s vM1=aM1t1=0.5 m/s。 (2)物块离开左侧Ⅰ区域后μmg=mam2 am2=1 m/s2 aM2=aM1=0.5 m/s2 当物块与木板达共同速度时:vm1-am2t2=vM1+aM2t2 解得t2=1 s d=vm1t2-am2t=1.5 m。 [答案] (1)2 m/s (2)1.5 m 考向四 弹簧与瞬时问题 (多选)如图4所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的水平轻弹簧,则当木块接触弹簧后,下列判断正确的是 图4 A.木块立即做减速运动 B.木块在一段时间内速度仍增大 C.当F等于弹簧弹力时,木块速度最大 D.弹簧压缩量最大时,木块速度为零,但加速度不为零 [解析] 刚开始时,弹簧对木块的作用力小于外力F,木块继续向右做加速度逐渐减小的加速运动,直到二力相等,此时木块速度最大,而后,弹簧对木块的作用力大于外力F,木块继续向右做加速度逐渐增大的减速运动,直到速度为零,但此时木块的加速度不为零,故选项A错误,B、C、D正确。 [答案] BCD 1.如图5所示,光滑的水平面上有一小车,以向右的加速度a做匀加速运动,车内两物体A、B质量之比为2∶1,A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上,B通过质量不计的轻绳与车相连,剪断轻绳的瞬间,A、B的加速度大小分别为 图5 A.a,0 B.a,a C.a,2a D.0,2a 解析 令物体B的质量为m,剪断轻绳前,弹簧弹力大小为F,绳子拉力大小为FT,将A、B及弹簧看作整体,则有FT=3ma;隔离物体A为研究对象,则有F=2ma,剪断轻绳后,绳中拉力立即消失,弹簧弹力不变,所以物体A受力不变,加速度大小仍为a,而物体B所受合力为F=maB,即aB=2a。 答案 C 2.如图6所示,斜面固定,倾角为θ=30°,物块m和M用轻质绳通过斜面上的定滑轮相连接(滑轮光滑),一力F施加在绳上一点O使O点所受三力相互成120°角且静止,已知M质量为10 kg,m与斜面间恰无摩擦力,则m的质量和F的值各为(g取10 m/s2) 图6 A.10 kg 100 N B.20 kg 100 N C.5 kg 50 N D.20 kg 50 N 解析 “O”点所受三力互成120°角且静止,则F=Mg=mgsin θ,即F=Mg=100 N,m==2M=20 kg。 答案 B 3.已知AB=BC,且已知质点在AB段的平均速度为3 m/s,在BC段的平均速度为6 m/s,设物体沿ABC直线做匀变速直线运动,如图7所示,则质点在B点时速度为 图7 A.4 m/s B.4.5 m/s C.5 m/s D.5.5 m/s 解析 由=可知,3=,6=,故t1=2t2, t1、t2分别为通过AB、BC的时间, 又AB中间时刻速度v1=AB=3 m/s, BC中间时刻速度v2=BC=6 m/s, 设加速度为a,则vB-v1=a·, v2-v1=a。 由以上可得vB=5 m/s。 答案 C 4.(多选)如图8所示,水平地面上倾角为θ的斜面上,有一斜劈A,A的水平上表面有一斜劈B,B的倾角也为θ,B的斜面上有一物块C,A、B、C一起沿斜面匀速下滑,已知A、B、C的质量均为m,重力加速度为g,下列说法正确的是 图8 A.A、B间摩擦力为零 B.C对B压力大小为mg C.A受斜面摩擦力大小为mgsin θ D.斜面受到A的摩擦力和地面的摩擦力的合力大小为3mgsin θ 解析 对B、C整体受力分析,受重力、支持力,根据平衡知,A、B间摩擦力为零,故A正确;对C分析,在垂直斜面方向上平衡,有FN=mgcos θ,可知C对B的压力大小为mgcos θ,故B错误;对A、B、C整体分析,整体受重力、支持力和摩擦力,根据平衡得,斜面对A的摩擦力F1=3mgsin θ,故C错误;斜面不受地面的摩擦力,所以斜面受的摩擦力和地面的摩擦力合力大小为3mgsin θ,故D正确。 答案 AD 5.(多选)如图9甲所示,质量为M=2 kg的木板静止在光滑水平面上,可视为质点的物块(质量设为m)从木板的左侧沿木板表面水平冲上木板,物块和木板的速度-时间图像如图乙所示,g取10 m/s2,结合图像,下列说法正确的是 图9 A.可求得物块在前2 s内的位移5 m B.可求得物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2 C.可求得物块的质量m=2 kg D.可求得木板的长度L=2 m 解析 物块在前2 s内的位移x=×1 m+2×1 m=5 m,A正确;由运动学图像知,两物体加速度大小相同,设物块加速度大小为a1,木板加速度大小为a2,则有μmg=ma1=Ma2,则m=M=2 kg,C正确;由μmg=ma1可得μ=0.2,B正确;由于物块与木板达到共同速度时不清楚二者的相对位置关系,故无法求出木板的长度,D错误。 答案 ABC查看更多