
1.(2021全國甲卷)如圖所示,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。將小物塊從平板與豎直桿交點Q處由靜止釋放,物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角θ的大小有關(guān)。若夾角θ由30°逐漸增大至60°,物塊的下滑時間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
情境剖析本題屬于基礎(chǔ)性題目,以“滑塊在光滑斜面上加速運動”為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境。素養(yǎng)能力本題通過直線加速現(xiàn)象考查“運動和相互作用”這一物理觀念,對考生的理解能力有一定要求。
2.(2020山東卷)一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓,其位移s與時間t的關(guān)系圖象如圖所示。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時間內(nèi),v增大,FN>mgB.t1~t2時間內(nèi),v減小,FNvm=9 m/s
故智能小車應(yīng)先加速到vm=9 m/s,再勻速,最后勻減速運動到樓底
設(shè)勻加速、勻速、勻減速過程的時間分別為t1、t2、t3,位移分別為x1、x2、x3由運動學(xué)公式得
聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)得a≥9 m/s2。
素養(yǎng)提升運動學(xué)中涉及多物體、多過程問題的分析技巧(1)分別弄清楚不同物體或同一物體不同過程的運動性質(zhì);(2)確定不同物體或同一物體不同運動過程的物理量的關(guān)系,如速度、時間和位移的關(guān)系;(3)列出相應(yīng)的規(guī)律式(運動學(xué)公式)和各物理量之間的關(guān)系式;(4)聯(lián)立解方程組,必要時對結(jié)果的合理性進(jìn)行討論。
1.(2021廣東實驗中學(xué)高三階段測試,命題點1)某次自行車比賽的終點設(shè)置在平直的公路上,在公路兩旁等距離的插著標(biāo)記用的小旗。若從運動員減速時開始計時,此時運動員正通過第1面標(biāo)記小旗,5 s時恰好經(jīng)過第11面小旗,運動員在15 s時停下,此時恰好最后1面小旗在他面前。此過程中運動員的運動可視為勻減速直線運動,則可知標(biāo)記小旗的數(shù)量為( )A.19面B.20面C.18面D.25面
解析 設(shè)運動員經(jīng)過第1面標(biāo)記小旗時的速度大小為v0,加速度大小為a,相鄰標(biāo)記小旗間的距離為d,標(biāo)記小旗的數(shù)量為n,根據(jù)運動學(xué)公式有10d=v0t1-
易錯防范第1面小旗到第n面小旗的距離是(n-1)個相鄰小旗的間隔。
2.(2021陜西高三三模,命題點2)甲、乙兩物體沿同一直線運動,t=t0時刻,兩物體經(jīng)過同一位置,它們的速度—時間圖象如圖所示,則在該運動過程中( )A.t=0時刻,乙在甲的前面B.t=0時刻,甲、乙經(jīng)過同一位置C.0~t0時間內(nèi),甲的速度和加速度均一直減小D.0~t0時間內(nèi),甲的速度一直減小而加速度一直增大
答案 C 解析 v-t圖象中,圖線與時間軸圍成的面積表示位移大小,所以0~t0時間內(nèi)乙的位移大,因為t=t0時刻兩物體經(jīng)過同一位置,故t=0時刻甲在乙前面,選項A、B錯誤;由圖線的切線斜率表示加速度大小可知,0~t0時間內(nèi)甲的速度和加速度均一直減小,選項C正確,D錯誤。故選C。
3.(2021廣東高三一模,命題點1)同一直線上的A、B兩個高鐵實驗站臺之間的距離為s,某次實驗中一列實驗高鐵沿軌道由靜止從A出發(fā)駛向B,高鐵先以大小為a的加速度勻加速運動一段時間,接著以大小為2a的加速度勻減速運動,到達(dá)B時速度恰好為零,該過程中高鐵的最大速度為( )
解析 設(shè)高鐵最大速度為vm,加速的時間為t1,減速的時間為t2,則
4.(2021山東高三模擬,命題點1、3)在不少大城市已經(jīng)使用無人駕駛公交車,在這種公交車上都配備了主動剎車系統(tǒng)。當(dāng)車速超過30 km/h,或者車距小于10 m時,汽車主動剎車系統(tǒng)啟動預(yù)判:車載電腦通過雷達(dá)采集數(shù)據(jù),分析計算,若預(yù)判0.6 s后發(fā)生事故,則汽車自己會主動剎車。某公交車以v1=36 km/h的速度勻速行駛,在公交車正前方相距L=20 m處有一大貨車,正以v2=18 km/h的速度勻速行駛。(重力加速度g取10 m/s2)(1)求經(jīng)過多長時間,公交車主動剎車。(2)若剎車時公交車所受阻力為車重的 ,請分析說明公交車與貨車是否會相撞。
答案 (1)3.4 s (2)不會相撞
解析 (1)當(dāng)兩車相距x0時公交車開始主動剎車,t0=0.6 s,有x0=(v1-v2)t0=3 m設(shè)兩車從相距20 m到相距x0=3 m經(jīng)過的時間為t1有(v1-v2)t1=L-x0解得t1=3.4 s。
解得x1=5.36 m大貨車位移x2=v2t2=3.57 m因為x2+x0=6.57 m>5.36 m,所以不會相撞。
1.應(yīng)用牛頓第二定律分析“兩類”基本問題的解題步驟
溫馨提示動力學(xué)中的所有問題都離不開受力分析和運動分析,都屬于這兩類基本問題的拓展和延伸。
2.連接體問題常涉及的“三種”類型(1)涉及滑輪的問題:若要求繩的拉力,一般都采用隔離法。(2)水平面上的連接體問題:①這類問題一般是連接體(系統(tǒng))中各物體保持相對靜止,即具有相同的加速度。解題時,一般采用先整體后隔離的方法。②建立直角坐標(biāo)系時要考慮矢量正交分解越少越好的原則,可以正交分解力,也可以正交分解加速度。(3)斜面體與物體組成的連接體問題:當(dāng)物體具有沿斜面方向的加速度,而斜面體相對于地面靜止時,一般采用隔離法分析。
[典例2](2021廣東廣州高三二模,命題點1)如圖所示,重為G的物體A放在上表面水平的物體B上,沿固定光滑斜面C一起下滑,則( )A.A對B的壓力等于零B.A對B的壓力等于GC.A受到的摩擦力方向水平向右D.A與B之間沒有摩擦力的作用
解析 A、B組成的整體具有沿斜面向下的加速度,設(shè)為a,將a正交分解為豎直方向的分量a1和水平方向的分量a2,設(shè)斜面C的傾角為θ,則a1=asin θ,a2=acs θ;對A、B整體,由牛頓第二定律得(mA+mB)gsin θ=(mA+mB)a,解得a=gsin θ;對A,由牛頓第二定律得,豎直方向上mAg-FN=mAa1=mAgsin θsin θ,水平方向上Ff=mAa2=mAgsin θcs θ,解得支持力FN=G-Gsin2θ=Gcs2θ,摩擦力大小為Ff=Gsin θcs θ,方向水平向右。故A、B、D錯誤,C正確。
素養(yǎng)提升連接體內(nèi)各物體有相同的加速度,且不需要求物體間內(nèi)力時用整體法;求系統(tǒng)內(nèi)物體間內(nèi)力時用隔離法;連接體內(nèi)各物體有相同的加速度,且要求物體間內(nèi)力時,可以先整體求加速度,后隔離求內(nèi)力。
3.傳送帶、板塊模型中“四個”易錯易混問題(1)傳送帶上物體的位移是以地面為參考系,與傳送帶是否轉(zhuǎn)動無關(guān);(2)注意區(qū)分傳送帶上物體的位移、相對路程和痕跡長度三個物理量;(3)板塊模型中的長木板下表面若受摩擦力,則摩擦力的計算易錯;(4)傳送帶上物體與傳送帶共速、板塊模型中物塊與木板共速時是關(guān)鍵點,接下來能否繼續(xù)共速要從受力角度分析。
4.處理臨界問題的“三種”方法(1)極限法:把物理問題(或過程)推向極端,從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來,以達(dá)到正確解決問題的目的。(2)假設(shè)法:臨界問題存在多種可能,特別是有非此即彼兩種可能時,或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件、也可能不出現(xiàn)臨界條件時,往往用假設(shè)法解決問題。(3)數(shù)學(xué)法:將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式,根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件。溫馨提示動力學(xué)中的臨界極值問題常涉及的物理模型有傳送帶模型、板塊模型、彈簧模型等。
[典例3](2020安徽合肥模擬,命題點3)如圖所示,一長L=2 m、質(zhì)量M=4 kg的薄木板(厚度不計)靜止在粗糙的水平臺面上,其右端距平臺邊緣l=5 m,木板的正中央放有一質(zhì)量為m=1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點)。已知木板與地面、物塊與木板間動摩擦因數(shù)均為μ1=0.4,現(xiàn)對木板施加一水平向右的恒力F,其大小為48 N,g取10 m/s2。
(1)求F作用1.2 s時,木板的右端離平臺邊緣的距離。(2)要使小物塊最終不能從平臺上滑出去,求物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)μ2應(yīng)滿足的條件。
破題:解題時要分別對木板和物塊進(jìn)行受力分析和運動分析,并注意運動狀態(tài)變化的轉(zhuǎn)折點和兩物體運動過程中位移大小的聯(lián)系。
答案 (1)0.64 m (2)μ2≥0.2
解析 (1)假設(shè)開始時物塊與木板會相對滑動,由牛頓第二定律對木板有F-μ1(M+m)g-μ1mg=Ma1解得a1=6 m/s2對物塊有μ1mg=ma2解得a2=4 m/s2因為a2
這是一份高考物理二輪復(fù)習(xí)專題一第2講力與物體的直線運動 (含解析)課件PPT,共60頁。
這是一份高中物理高考 專題一第二講 力與直線運動—2021屆高考物理二輪總復(fù)習(xí)課件,共60頁。PPT課件主要包含了內(nèi)容索引,體系構(gòu)建真題感悟,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,高考真題,高頻考點能力突破,類題演練,情境設(shè)計微專題1等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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