2015年高考物理 易错点点睛与高考突破 专题03 牛顿运动定律（含解析）.doc

‎2015年高考物理 易错点点睛与高考突破 专题03 牛顿运动定律（含解析）‎ ‎【2015高考考纲解读】‎ 牛顿运动定律是物理学中最基本、最重要的规律，也是高考命题的重点和热点．纵观近年来高考试题，可以看到高考对本单元的命题特点如下：‎ ‎1．主要考查惯性的概念、运动和力的关系、超重和失重、牛顿运动定律的应用等内容．考题覆盖面大、综合性强，且经常结合运动学、电场、图象等知识综合命题．‎ ‎2．以生产、生活实际为背景，联系交通、体育、科技信息等材料进行命题是高考对本单元命题的一个显著特点，考查考生运用动力学知识解决实际问题的能力．‎ 建议对本单元的复习要重点突破以下两点：‎ ‎1．理解概念规律：特别是注意理解惯性、超重和失重、牛顿运动定律等重要的概念和规律．‎ ‎2．掌握解题方法：能全面准确地对研究对象进行受力分析和运动分析，能根据其受力特征确定相应的物理模型，如瞬时问题、临界问题等，并合理选用研究方法(整体法和隔离法)进行解题．‎ ‎【难点探究】‎ 难点一　追及与相遇问题 初速度小(或初速度为零)的甲物体匀加速追做匀速运动的速度大的乙物体：(1)当两者速度相等时，甲、乙两物体的间距为甲追上乙前的最大距离；(2)若甲从两物体第一次相遇的位置开始追乙，当两者位移相等时，甲、乙两物体再次相遇；若甲、乙刚开始相距s0，则当两物体的位移之差为s0时，甲、乙两物体相遇．‎ 例1.一辆值勤的警车停在一条公路的直道边，当警员发现从他旁边以v＝8 m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶，经Δt＝2.5 s警车发动起来，以加速度a＝2 m/s2做匀加速运动．试问：‎ ‎(1)警车发动起来后要多长的时间才能追上违章的货车？‎ ‎(2)若警车能达到的最大速度是vm＝12 m/s，达到最大速度后以该速度匀速运动，则警车发动起来后要多长的时间才能追上违章的货车？‎ - 16 -‎ 难点二　涉及传送带的动力学问题 物体在传送带上运动的问题，应以地面为参考系，首先根据牛顿第二定律确定其加速度的大小和方向，然后根据直线运动规律分析其运动情况．特别应关注物体的速度与传送带速度相等后的受力情况是否发生变化．‎ 例2.如图1－2－2所示，水平传送带AB长l＝8.3 m，质量为M＝1 kg的木块随传送带一起以v1＝2 m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定)，木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5.当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m＝20 g的子弹以v0＝300 m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度v＝50 m/s，以后每隔1 s就有一颗子弹射中木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10 m/s2.求：‎ ‎(1)第一颗子弹射入木块并穿出时木块的速度；‎ ‎(2)在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离A点的最大距离．‎ - 16 -‎ 难点三　直线运动中的动态分析 例３.(双选)如图1－2－4所示，运动员“10 m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中．跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是(　　)‎ A．运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大 B．运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大 C．运动员向上运动(C→B)的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小 D．运动员向上运动(C→B)的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小 ‎【易错点点睛】‎ 易错点1 力与加速度的关系 ‎ ‎1．如图3—1所示，位于光滑固定斜面上的小物块户受到一水平向右的推力F的作用．已知物块户沿斜面加速下滑．现保持P的方向不变，使其减小，则加速度 ( )‎ ‎ ‎ A.一定变小 ‎ D．一定变大 ‎ C．一定不变 ‎ D.可能变小，可能变大，也可能不变 - 16 -‎ 易错点2 已知运动求受力 ‎ ‎1．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图3—2所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是 ( )‎ ‎ ‎ A．当θ一定时，a起大，斜面对物体的正压力越小 ‎ B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大 ‎ C．当θ一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小 ‎ D．当θ——定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小 所以B C正确 易错点3 已知受力求运动 ‎ ‎1.如图3—3所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、g它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为K，C为一固定挡板．系统处于静止状态．现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度。和从开始到此时物块A的位移d．重力加速度为g．‎ - 16 -‎ ‎2．如图3-4所示，在倾角为。的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着——只猫．已知木板的质量是猫的质量的2倍．当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变．则此时木板沿斜面下滑的加速度为 ( )‎ A . sina B．gsina C . sina D．2gsina - 16 -‎ 易错点4 牛顿定律在圆周运动中的应用 ‎ 1．如图3-6所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O．现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F ( )‎ ‎ A.一定是拉力 ‎ B．一定是推力 ‎ C．一定等于0‎ ‎ D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于 易错点5 牛顿运动定律的综合应用 ‎1.一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央．桌布的一边与桌的AB边重合，如图3-7所示．已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2现突然以恒定加速度将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边．若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度满足的条件是什么?(以g表示重力加速度) ‎ - 16 -‎ ‎【2015高考突破】 ‎ ‎ 1．如图所示，一小球分别以不同的初速度，从光滑斜面的底端A点向上做直线运动，所能到达的最高点位置分别为a、b、c，它们距斜面底端A点的距离分别为s1、s2、s3，对应到达最高点的时间分别为t1、t2、t3，则下列关系正确的是(　　)‎ A.＝＝　　　　　　　 　B.>> C.＝＝ D.>> ‎2．利用传感器与计算机结合，可以自动作出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到运动小车的速度－时间图像如图所示，由此图像可知(　　)‎ A．18 s时的加速度大于13 s时的加速度 B．小车做曲线运动 C．13 s末小车距离出发点最远 ‎ D．小车前10 s内的平均速度比后10 s内的大 - 16 -‎ ‎3.如图3所示，光滑斜面固定于水平面上，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平。则A、B整体在斜面上运动时，B受力的示意图为(　　) ‎ 图3‎ 图4‎ ‎4.如图所示，小车向右做加速直线运动，物块贴在小车左壁相对静止。当小车的加速度增大时，下列说法正确的是(　　)‎ A．物块受到的弹力不变 B．物块受到的摩擦力不变 ‎ C．物块受到四个力的作用 D．物块受到的合外力为零 - 16 -‎ ‎5．一个质量为m＝1 kg的物块放在水平光滑地面上，在一水平外力F1＝2 N的作用下从静止开始做直线运动，物体运动5 s后外力撤去，在此时刻再加上一个与F1反向的力F2＝6 N，物体又运动5 s。规定外力F1的方向为正方向，则在物体运动的这个10 s的时间内，下列关于物体的速度图像，正确的是(　　)‎ ‎6．如图所示，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置－时间(x t)图线。由图可知(　　)‎ A．在时刻t1，a车追上b车 B．在时刻t2，a、b两车运动方向相反 ‎ C．在t1到t2这段时间内，b车的速率先减少后增加 D．在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a车的大 - 16 -‎ ‎7.如图所示，一小滑块沿足够长的斜面以初速度v向上做匀变速运动，依次经A、B、C、D到达最高点E，已知AB＝BD＝6 m，BC＝1 m，滑块从A到C和从C到D所用的时间都是2 s。设滑块经B、C时的速度分别为vB、vC，则(　　)‎ A．vC＝3 m/s ‎ B．vB＝ m/s C．DE＝3 m D．从D到E所用时间为4 s ‎8. 如图所示，将一个质量为1 kg的小物块轻轻放在倾角为37°(sin 37°＝0.6)的斜面上，已知斜面质量也为1 kg，重力加速度为10 m/s2。若斜面在足够粗糙的水平地面上没有滑动，那么地面的支持力FN和摩擦力Ff有可能为(　　) ‎ ‎ ‎ A．FN＝16.4 N，Ff＝4.8 N B．FN＝18.2 N，Ff＝2.4 N C．FN＝20 N，Ff＝0‎ D．FN＝20 N，Ff＝4.8 N ‎9．质量M＝9 kg、长L＝1 m的木板在动摩擦因数μ1＝0.1的水平地面上向右滑行，当速度v0＝2 m/s时，在木板的右端轻放一质量m＝1 kg的小物块，如图所示。当小物块刚好滑到木板左端时，小物块和木板达到共同速度。g取10 m/s2，求：‎ - 16 -‎ ‎ (1)从小物块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t；‎ ‎(2)小物块与木板间的动摩擦因数μ2。‎ ‎10．一长木板在水平地面上运动，在t＝0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦。物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g＝10 m/s2，求：‎ ‎(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；‎ ‎(2)从t＝0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。‎ - 16 -‎ - 16 -‎ ‎10.有一个冰上木箱的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推箱一段时间后，放手让箱向前滑动，若箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败．其简化模型如图所示，AC是长度为L1＝7 m的水平冰面，选手们可将木箱放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱，BC为有效区域．已知BC长度L2＝1 m，木箱的质量m＝50 kg，木箱与冰面间的动摩擦因数μ＝0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F＝200 N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取10 m/s2.那么该选手要想游戏获得成功，试求：‎ ‎(1)推力作用在木箱上时的加速度大小；‎ ‎ (2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件？‎ - 16 -‎ ‎11.如图所示，处于原长的轻质弹簧放在固定的光滑水平导轨上，左端固定在竖直的墙上，右端与质量为mB＝2 kg的滑块B接触但不连接，此时滑块B刚好位于O点．光滑的水平导轨右端与水平传送带平滑连接，传送带长度L＝2.5 m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v＝4.0 m/s匀速转动．现用水平向左的推力将滑块B缓慢推到M点(弹簧仍在弹性限度内)，当撤去推力后，滑块B沿轨道向右运动，滑块B脱离弹簧后以速度vB＝2.0 m/s向右运动，滑上传送带后并从传送带右端Q点滑出落至地面上的P点．已知滑块B与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.10，水平导轨距地面的竖直高度h＝1.8 m，重力加速度g取10 m/s2.求：‎ ‎ (1)水平向左的推力对滑块B所做的功W；‎ ‎(2)滑块B从传送带右端滑出时的速度大小；‎ ‎(3)滑块B落至P点距传送带右端的水平距离．‎ - 16 -‎ ‎12.如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g.‎ ‎ ‎ ‎(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；‎ ‎(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；‎ ‎(3)本实验中，m1＝0.5 kg，m2＝0. 1 kg，μ＝0. 2，砝码与纸板左端的距离d＝0.1 m，取g＝10 m/s2.若砝码移动的距离超过l＝0.002 m，人眼就能感知．为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？‎ - 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