高考物理 考前預(yù)測(cè)核心考點(diǎn)專項(xiàng)突破 與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的運(yùn)動(dòng)圖象問題

《高考物理 考前預(yù)測(cè)核心考點(diǎn)專項(xiàng)突破 與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的運(yùn)動(dòng)圖象問題》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 考前預(yù)測(cè)核心考點(diǎn)專項(xiàng)突破 與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的運(yùn)動(dòng)圖象問題（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的運(yùn)動(dòng)圖象問題 預(yù)測(cè)題1.如圖甲所示，靜止在光滑水平面上的長(zhǎng)木板B(長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng)）的左端放著小物塊A.某時(shí)刻，A受到水平向右的外力F作用，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，即F=kt，其中k為已知常數(shù).若物體之間的滑動(dòng)摩擦力（f）的大小等于最大靜摩擦力，且A、B的質(zhì)量相等，則下列圖中可以定性地描述長(zhǎng)木板B運(yùn)動(dòng)的v-t圖象的是 解析：在AB相對(duì)滑動(dòng)前，把AB看作整體，由牛頓第二定律可知，AB的加速度隨時(shí)間的增大而均勻增大，速度圖象是一拋物線。當(dāng)A相對(duì)B即將滑動(dòng)時(shí)，B的加速度a= f/m。AB之間即將發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，其二者加速度相等，F(xiàn)=2ma；解得t=2f/k。在A相對(duì)B滑動(dòng)

2、后，B水平方向僅受到滑動(dòng)摩擦力作用，B的加速度為一恒量，速度圖象是一向上傾斜直線。所以圖中可以定性地描述長(zhǎng)木板B運(yùn)動(dòng)的v-t圖象的是B。 答案：B 【名師點(diǎn)評(píng)】牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基石，也是高考考查的重點(diǎn)。此題通過在隨時(shí)間增大的外力作用下的疊加體之間的相對(duì)靜止和相對(duì)運(yùn)動(dòng)，綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、摩擦力、F-t圖象、速度圖象等知識(shí)點(diǎn)。 預(yù)測(cè)題2．如圖甲所示，質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上，其上放一質(zhì)量為m2的木塊。t=0時(shí)刻起，給木塊施加一水平恒力F。分別用a1、a2和v1、v2表示木板、木塊的加速度和速度大小，圖乙中可能符合運(yùn)動(dòng)情況的是 解析：若F大于木塊與木板之間的滑

3、動(dòng)摩擦力，則二者均做勻加速運(yùn)動(dòng)，且a2 >a1；圖象C正確BD錯(cuò)誤；若F小于木塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力，在水平恒力F作用下，二者一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，圖象A正確。 答案：AC 【名師點(diǎn)評(píng)】此題以疊加體給出物理情景，綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、速度圖象、加速度圖象等。 預(yù)測(cè)題3. 如圖甲所示，質(zhì)量=2kg的物體在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng)．過a點(diǎn)時(shí)給物體作用一個(gè)水平向左的恒力F并開始計(jì)時(shí)，選水平向右為速度的正方向，通過速度傳感器測(cè)出物體的瞬時(shí)速度，所得圖象如圖乙所示．取重力加速度.求： (1)力F的大小和物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2) 10s末物體離a點(diǎn)的距離. 解：(1)設(shè)物體向

4、右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a1，則由圖得 a1＝2 m/s2 ①（1分） 根據(jù)牛頓第二定律，有 ② 設(shè)物體向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，則由圖得 a2＝1m/s2 ③ 根據(jù)牛頓第二定律，有 ④ 解①②③④得：F=3N， μ=0.05。 (2)設(shè)10s末物體離a點(diǎn)的距離為d, d應(yīng)為圖與橫軸所圍的面積 則：，負(fù)號(hào)表示物體在a點(diǎn)以左。 【名師點(diǎn)評(píng)】此題綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、速度圖象、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。 核心考點(diǎn)15. 與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的力圖象 【核心考點(diǎn)解讀】與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的力圖象主要有加速度隨F變化圖象、力隨時(shí)間變化圖象、力隨位移變

5、化圖象等。 第4題圖 預(yù)測(cè)題1．物體A、B都靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為ｍＡ、ｍＢ，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μＡ、μＢ，用水平拉力F拉物體A、B，所得加速度a與拉力F關(guān)系圖線如圖中A、B所示，則（　 ） A．μＡ＝μＢ，ｍＢ>ｍＡ B．μＡ>μＢ，ｍＢ>ｍＡ C．可能ｍＡ=ｍＢ 　 D．μＡ<μＢ，ｍＡ>ｍＢ 解析：由牛頓第二定律，Ｆ-μｍｇ＝ｍａ，變換為ａ＝Ｆ/ｍ－μｇ，對(duì)照題給加速度a與拉力F關(guān)系圖線，圖線斜率表示１/ｍ，在縱軸截距表示－μｇ。由此可得，μＡ>μＢ，ｍＢ>ｍＡ，選項(xiàng)Ｂ正確ＡＣＤ錯(cuò)誤。 答案：

6、B 預(yù)測(cè)題2.“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長(zhǎng)彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng).某人做蹦極運(yùn)動(dòng)，所受繩子拉力F的大小隨時(shí)間 t變化的情況如圖所示.將蹦極過程近似為在豎直方向的運(yùn)動(dòng)，據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中受到的重力約為 （A） （B） （C） （D） 解析：繩子拉力F的最終值對(duì)應(yīng)人的重力，選項(xiàng)D正確。 答案：D 【名師點(diǎn)評(píng)】此題考查對(duì)力隨時(shí)間變化的圖象的理解。 預(yù)測(cè)題3． 2011年3月11日，日本大地震以及隨后的海嘯給日本帶來了巨大的損失。災(zāi)后某中學(xué)的部分學(xué)生組成了一個(gè)課題小組，對(duì)海嘯的威力進(jìn)行了模擬研究，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下的模型：如圖甲

7、所示，在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=4kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng)，推力F隨位移x變化的圖象如圖乙所示。已知物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0．5，g=10 m／s2。求： (1)運(yùn)動(dòng)過程中物體的最大加速度為多少? (2)距出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)時(shí)物體的速度達(dá)到最大? (3)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少? 解：（1）由牛頓第二定律得 F－μmg＝ma （1分） 當(dāng)推力F＝100 N時(shí)，物體所受合力最大，加速度最大，代入數(shù)據(jù)解得 ＝20 m/s2 （1分） （2）由圖象求出，推力F隨

8、位移x變化的數(shù)值關(guān)系為：F＝100－25x （1分） 速度最大時(shí)，物體加速度為零，則 F＝μmg （1分） 代入數(shù)據(jù)解得 x＝3.2 m （1分） （3）根據(jù)F＝100－25x，由圖象可知，推力對(duì)物體做的功等于圖線與x軸包圍的面積。于是推力對(duì)物體做的功為 J （1分） 由動(dòng)能定理得 （1分） 代入數(shù)據(jù)解得： xm＝10 m （1分） 【名師點(diǎn)評(píng)】此題考查對(duì)力隨位移變化的圖象的理解。 核心考點(diǎn)16. 牛頓運(yùn)動(dòng)定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用 預(yù)測(cè)題1．如圖質(zhì)

9、量為m的機(jī)車頭拖著質(zhì)量均為m的n節(jié)車廂在平直軌道上以速度v勻速行駛，設(shè)機(jī)車頭和各節(jié)車廂受到的阻力均為f，行駛中后面有一節(jié)車廂脫落，待脫落車廂停止運(yùn)動(dòng)時(shí)后面又有一節(jié)車廂脫落，各節(jié)車廂按此方式依次脫落，整個(gè)過程中機(jī)車頭的牽引力保持不變，問： (1)最后面一節(jié)車廂脫落后，機(jī)車頭和剩下的車廂的加速度是多大？ (2)最后面一節(jié)車廂脫落后，當(dāng)它停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)車頭和剩下的車廂的速度是多大？ (3)全部車廂脫落并停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)車頭的速度是多大？ 解：(1) 質(zhì)量為m的機(jī)車頭拖著質(zhì)量均為m的n節(jié)車廂在平直軌道上以速度v勻速行駛，F(xiàn)-(n+1)f=0 最后面一節(jié)車廂脫落后，機(jī)車頭和剩下的車廂合力為F-f

10、， 由牛頓第二定律F-f=nma1， 聯(lián)立解得最后面一節(jié)車廂脫落后，機(jī)車頭和剩下的車廂的加速度a1=f/nm。 (2)設(shè)最后面一節(jié)車廂脫落到停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，則有v=at1。 由牛頓第二定律a=f/m， 解得t1=mv/f。 機(jī)車頭和剩下的車廂的速度是v1=v+a1t1=v+·= v。 (2) 同理，v2=v1+a2t2=v1+· =（1+）v =v。 全部車廂脫落并停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)車頭的速度是 vn=vn-1+antn=v n-1+· =v。 【名師點(diǎn)評(píng)】此題以車廂脫落切入，綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。 預(yù)測(cè)題2．人和雪橇的總質(zhì)量為75kg，沿傾

11、角θ=３７°且足夠長(zhǎng)的斜坡向下運(yùn)動(dòng)，已知雪橇所受的空氣阻力與速度成正比，比例系數(shù)k未知，從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，測(cè)得雪橇運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖中的曲線AD所示，圖中AB是曲線在A點(diǎn)的切線，切線上一點(diǎn)B的坐標(biāo)為（4，15），CD是曲線AD的漸近線，g取10m/s2，試回答和求解： （1）雪橇在下滑過程中，開始做什么運(yùn)動(dòng)，最后做什么運(yùn)動(dòng) （2）當(dāng)雪橇的速度為5m/s時(shí)，雪橇的加速度為多大？ （3）雪橇與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ多大？ 解：（1）如圖線可知，雪橇開始以5m/s的初速度做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，最后以10m/s做勻速運(yùn)動(dòng)。 （2）t=0，v0=5m/s時(shí)AB的斜率等

12、于加速度的大小， a＝＝2.5m/s２。 （3）t=0時(shí)，v0＝5ｍ/ｓ，f０＝kv０，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律 t=4s時(shí)，vt＝10 m/s，ft＝kvt，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律 , 解①②得 k=37.5N/m., μ＝0.125。 【名師點(diǎn)評(píng)】此題以滑雪切入，綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、速度圖象的分析等。 預(yù)測(cè)題3 “引體向上”是一項(xiàng)體育健身運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)的規(guī)范動(dòng)作是：兩手正握單杠，由身體懸垂開始；上提時(shí)，下顎須超過杠面；下放時(shí)，兩臂放直，不能曲臂；這樣上拉下放，重復(fù)動(dòng)作，達(dá)到鍛煉臂力和腹肌的目的.如圖所示，某同學(xué)質(zhì)量為m＝60kg，下放時(shí)下顎距單杠面的高度為H＝0. 4m，當(dāng)他

13、用F =720N的恒力將身體拉至某位置時(shí)，不再用力，依靠慣性繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)；為保證此次引體向上合格，恒力F的作用時(shí)間至少為多少？不計(jì)空氣阻力，重力加速度g =10m/s2. 解析：設(shè)施加恒力F時(shí)，人的加速度為a，由牛頓第二定律得F-mg=ma， 設(shè)加速時(shí)間為t，人加速上升高度為h1，則h1=at2， 人加速上升的末速度為v，則v2=2ah1， 人以速度v豎直上拋的高度為h2，則v2=2gh2， 人上升總高度為H= h1 +h2， 聯(lián)立解得恒力F作用時(shí)間至少為t=s=0.58s。 【名師點(diǎn)評(píng)】此題以“引體向上”切入，綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律在“引體向上”中的應(yīng)用。押中指數(shù)★★★★。