6.質(zhì)點受到在一條直線上的兩個力F1和F2的作用,F1、F2隨時間的變化規(guī)律如圖37所示,力的方向始終在一條直線上且方向相反。已知t=0時質(zhì)點的速度為零。在圖示的t1、t2、t3和t4各時刻中,哪一時刻質(zhì)點的速率最大? ( )
A.t1 B.t2 C.t3 D.t4
5.
如圖所示,將小球甲、乙、丙(都可視為質(zhì)點)分別從A、B、C三點由靜止同時釋放,最后都到達豎直面內(nèi)圓弧的最低點D,其中甲是從圓心A出發(fā)做自由落體運動,乙沿弦軌道從一端B到達另一端D,丙沿圓弧軌道從C點運動到D,且C點很靠近D點。如果忽略一切摩擦阻力,那么下列判斷正確的是: ( )
A.甲球最先到達D點,乙球最后到達D點
B.甲球最先到達D點,丙球最后到達D點
C.丙球最先到達D點,乙球最后到達D點
D.甲球最先到達D點,無法判斷哪個球最后到達D點
4.某同學(xué)找了一個用過的“易拉罐”在靠近底部的側(cè)面打了一個洞,用手指按住洞,向罐中裝滿水,然后將易拉罐豎直向上拋出,空氣阻力不計,則下列說法正確的是 ( )
A.易拉罐上升的過程中,洞中射出的水的速度越來越快
B.易拉罐下降的過程中,洞中射出的水的速度越來越快
C.易拉罐上升、下降的過程中,洞中射出的水的速度都不變
D.易拉罐上升、下降的過程中,水不會從洞中射出
3.傾角為θ的光滑斜面上有一質(zhì)量為m的滑塊正在加速下滑,如圖所示;瑝K上懸掛的小球達到穩(wěn)定(與滑塊相對靜止)后懸線的方向是( )
A.豎直下垂
B.垂直于斜面
C.與豎直向下的方向夾角![]()
D.以上都不對
2.
如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下,沿豎直墻壁勻加速向上運動,F與豎直方向的夾角為
.已知木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)為µ,則木塊受到的滑動摩擦力大小是 ( )
A.µmg
B.Fcosθ -mg
C.Fcosθ+mg
D.µFsinθ
1.手提一根不計質(zhì)量的、下端掛有物體的彈簧上端,豎直向上作加速運動。當(dāng)手突然停止運動后的極短時間內(nèi),物體將 ( )
A.立即處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.向上作加速運動
C.向上作勻速運動
D.向上作減速運動
[例1]一斜面AB長為5m,傾角為30°,一質(zhì)量為2kg的小物體(大小不計)從斜面頂端A點由靜止釋放,如圖所示.斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為
,求小物體下滑到斜面底端B時的速度及所用時間.(g取10 m/s2)
解析:以小物塊為研究對象進行受力分析,如圖所示.物塊受重力mg、斜面支持力N、摩擦力f,
垂直斜面方向,由平衡條件得:mgcos30°=N
沿斜面方向上,由牛頓第二定律得:mgsin30°-f=ma
又f=μN
由以上三式解得a=2.5m/s2
小物體下滑到斜面底端B點時的速度:
5m/s
運動時間:
s
題后反思:以斜面上物體的運動為背景考查牛頓第二定律和運動學(xué)知識是常見的題型之一,熟練掌握斜面上物體的受力分析,正確求解加速度是解決問題的關(guān)鍵。
[例2]如圖所示,長方體物塊A疊放在長方體物塊B上,B置于光滑水平面上.A、B質(zhì)量分別為mA=6kg,mB=2kg,A、B之間動摩擦因數(shù)μ=0.2,開始時F=10N,此后逐漸增加,在增大到45N的過程中,則( )
A.當(dāng)拉力F<12N時,兩物塊均保持靜止?fàn)顟B(tài)
B.兩物塊開始沒有相對運動,當(dāng)拉力超過12N時,開始相對滑動
C.兩物塊間從受力開始就有相對運動
D.兩物塊間始終沒有相對運動,但AB間存在靜摩擦力,其中A對B的靜摩擦力方向水平向右
解析:先以B為研究對象,B水平方向受摩擦力f=mBa ,當(dāng)
為最大靜摩擦力時,B的最大加速度為
m/s2;再以AB整體為研究對象,能使AB一起勻加速運動所施加的最大外力Fm=(mA+mB)a=48N。由題給條件,F從10N開始逐漸增加到45N的過程中,AB將始終保持相對靜止而一起勻加速運動。故D選項正確。答案:D
題后反思:研究對象是兩個或兩個以上物體時,應(yīng)該首先想到整體法和隔離法。此外還要注意最大靜摩擦力能給物體提供的加速度的最大值。
[例3]一小圓盤靜止在桌布上,位于一方桌的水平面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合,如圖。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為μ1,盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ2,F(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下,則加速度a滿足的條件是什么?(以g表示重力加速度)
解析:設(shè)圓盤的質(zhì)量為m,桌長為l,在桌布從圓盤下抽出的過程中,盤的加速度為a1,有
①
桌布抽出后,盤在桌面上作勻減速運動,以a2表示加速度的大小,有
②
設(shè)盤剛離開桌布時的速度為v1,移動的距離為x1,離開桌布后在桌面上在運動距離x2后便停下,有
③
④
盤沒有從桌面上掉下的條件是
、
設(shè)桌布從盤下抽出的時間為t,在這段時間內(nèi)桌布移動的距離為x,有
⑥
⑦
而
⑧
由以上各式解得
⑨
題后反思:本題涉及到圓盤和桌布兩個物體的運動,而且圓盤的運動過程包括加速和減速兩個過程,本題是一個綜合性較強的動力學(xué)問題,難度較大。畫出研究對象的運動草圖,抓住運動過程的特點分別應(yīng)用牛頓第二定律和運動學(xué)公式即可求解。
[例4]如圖所示,A、B兩物體之間用輕質(zhì)彈簧連接,用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做勻加速直線運動,這時彈簧長度為L1;若將A、B置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做勻加速直線運動,此時彈簧長度為L2。若A、B與粗糙水平面之間的動摩擦因數(shù)相同,則下列關(guān)系式正確的是 ( )
A.L2<L1
B.L2>L1
C.L2=L1
D.由于A、B質(zhì)量關(guān)系未知,故無法確定L1、L2的大小關(guān)系
解析:利用整體法和隔離法,分別對AB整體和物體B分別由牛頓第二定律列式求解,即得C選項正確。本題容易錯選A或C,草率地認為A、B置于粗糙水平面上時要受到摩擦力的作用,力F的大小不變,因此L2應(yīng)該短一些,或認為由于A、B質(zhì)量關(guān)系未知,故L1、L2的大小關(guān)系無法確定。
答案:C
題后反思:本題涉及到胡克定律、滑動摩擦力、牛頓第二定律等。從考查方法的角度看,本題重在考查考生對整體法和隔離法的應(yīng)用,屬于2級要求。對胡克定律、摩擦力的考查在近年高考中屢屢出現(xiàn),并可與其他知識相結(jié)合,變化靈活,體現(xiàn)對考生能力的考查。
[例5]
質(zhì)量為40kg的雪撬在傾角θ=37°的斜面上向下滑動(如圖甲所示),所受的空氣阻力與速度成正比。今測得雪撬運動的v-t圖像如圖7乙所示,且AB是曲線的切線,B點坐標(biāo)為(4,15),CD是曲線的漸近線。試求空氣的阻力系數(shù)k和雪撬與斜坡間的動摩擦因數(shù)μ。
解析: 由牛頓運動定律得:
由平衡條件得:
由圖象得:A點,vA=5m/s,加速度aA=2.5m/s2;
最終雪橇勻速運動時最大速度vm=10m/s,a=0
代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.125 k=20N·s/m
解決本題的關(guān)鍵是,先對雪橇進行受力分析,畫出正確的受力圖,然后由正交分解法列出牛頓第二定律的方程。從物理圖像上分別讀取初、末兩個狀態(tài)的速度和加速度值,代入方程組聯(lián)立求解。
題后反思:本題以體育運動為素材,涉及勻變速直線運動的規(guī)律、牛頓運動定律、斜面上的受力分析、摩擦力、物理圖象等多個知識點,綜合性較強,考查學(xué)生分析、解決力和運動的關(guān)系問題。以體育運動為背景的問題歷來是高考命題的重點和熱點,情景復(fù)雜多變,涉及的知識點較多,可以有效地考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識和綜合能力。
[例6]
如圖所示,在光滑的桌面上疊放著一質(zhì)量為mA=2.0kg的薄木板A和質(zhì)量為mB=3 kg的金屬塊B.A的長度L=2.0m.B上有輕線繞過定滑輪與質(zhì)量為mC=1.0 kg的物塊C相連.B與A之間的滑動摩擦因數(shù) µ =0.10,最大靜摩擦力可視為等于滑動摩擦力.忽略滑輪質(zhì)量及與軸間的摩擦.起始時令各物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),繩被拉直,B位于A的左端(如圖),然后放手,求經(jīng)過多長時間t后 B從 A的右端脫離(設(shè) A的右端距滑輪足夠遠)(取g=10m/s2).
解析: 以桌面為參考系,令aA表示A的加速度,aB表示B、C的加速度,sA和sB分別表示 t時間 A和B移動的距離,則由牛頓定律和勻加速運動的規(guī)律可得
mCg-µmBg=(mC+mB)aB
µ mBg=mAaA
sB=
aBt2
sA=
aAt2
sB-sA=L
由以上各式,代入數(shù)值,可得
t=4.0s
題后反思: 本題屬于多體運動問題,研究對象涉及到三個物體,考點涉及勻變速直線運動的規(guī)律、牛頓運動定律、受力分析、摩擦力等多個知識點,綜合性較強,考查學(xué)生分析、解決力和運動的關(guān)系問題。此類試題歷來是高考命題的重點和熱點,情景復(fù)雜多變,涉及的知識點較多,可以有效地考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識和綜合能力。解決本題的關(guān)鍵是,弄清A、B、C三個物體的加速度,以及A、B間的位移關(guān)系。B、C屬于連接體,加速度大小相等;A板長L是聯(lián)系A、B間位移關(guān)系的紐帶。
[例7]某人在地面上最多可舉起60 kg的物體,在豎直向上運動的電梯中可舉起80 kg的物體,則此電梯的加速度的大小、方向如何?電梯如何運動?(g=10 m/s2)
解析:某人在地面上最多可舉起m1=60 kg的物體,則人對物體的最大支持力
FN= m1g=600N,
當(dāng)人在豎直向上運動的電梯中可舉起m2=80 kg的物體,物體受力如圖3所示,由牛頓第二定律得
m2g- FN = m2a,
解得a =2.5 m/s2,豎直向下.
所以,電梯向上做勻減速直線運動.
題后反思:超重和失重現(xiàn)象,只決定于物體在豎直方向上的加速度,與物體的運動方向無關(guān).物體有向上的加速度時,超重;有向下的加速度時,失重;當(dāng)豎直向下的加速度為重力加速度時,完全失重.這是一種力學(xué)現(xiàn)象,物體所受重力(mg)并不變化.
[例8]一彈簧秤秤盤的質(zhì)量M=1.5kg,盤內(nèi)放一個質(zhì)量m=10.5kg的物體P,彈簧質(zhì)量忽略不計,輕彈簧的勁度系數(shù)k=800N/m,系統(tǒng)原來處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示.現(xiàn)給物體P
施加一豎直向上的拉力F,使P由靜止開始向上作勻加速直線運動.已知在前0.2s時間內(nèi)F是變力,在0.2s以后是恒力.求物體勻加速運動的加速度多大?取g=10m/s2.
解析: 因為在t=0.2s內(nèi)F是變力,在t=0.2s以后F是恒力,所以在t=0.2s時,P離開秤盤.此時P對盤的壓力為零,由于盤的質(zhì)量M=1.5kg,所以此時彈簧不能處于原長.
開始時,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),設(shè)彈簧壓縮量為x1,由平衡條件得 ![]()
t=0.2s時,P與秤盤分離,設(shè)彈簧壓縮量為x2,對秤盤據(jù)牛頓第二定律得:
![]()
t=0.2s內(nèi),物體的位移:![]()
由以上各式解得a=6m/s2.
題后反思:與彈簧關(guān)聯(lián)的物體,運動狀態(tài)變化時,彈簧的長度(形變量)隨之變化,物體所受彈力也相應(yīng)變化.物體的位移和彈簧長度的變化之間存在一定的幾何關(guān)系,這一幾何關(guān)系常常是解題的關(guān)鍵.
牛頓運動定律是解決力和運動關(guān)系問題的依據(jù),是歷年高考命題的熱點?偨Y(jié)近年高考的命題趨勢,一是考力和運動的綜合題,重點考查綜合運用知識的能力,如為使物體變?yōu)槟骋贿\動狀態(tài),應(yīng)選擇怎樣的施力方案;二是聯(lián)系實際,以實際問題為背景命題,重點考查獲取并處理信息,去粗取精,把實際問題轉(zhuǎn)化成物理問題的能力。
本專題涉及的考點有:牛頓運動定律及其應(yīng)用;超重和失重。
《大綱》對牛頓運動定律及其應(yīng)用為Ⅱ類要求,對超重和失重為Ⅰ類要求。
牛頓定律是歷年高考重點考查的內(nèi)容之一。對這部分內(nèi)容的考查非常靈活,各種題型均可以考查。其中用整體法和隔離法處理牛頓第二定律,牛頓第二定律與靜力學(xué)、運動學(xué)的綜合問題,物體平衡條件等都是高考熱點;對牛頓第一、第三定律的考查經(jīng)常以選擇題或融合到計算題中的形式呈現(xiàn)。另外,牛頓運動定律在實際中的應(yīng)用很多,如彈簧問題、傳送帶問題、傳感器問題、超重失重問題、同步衛(wèi)星問題等應(yīng)用非常廣泛,尤其要注意以天體問題為背景的信息給予題,這類試題不僅能考查考生對知識的掌握程度而且還能考查考生從材料、信息中獲取有用信息的能力,因此備受命題專家的青睞。
(2) 我國的主要山脈走向:
東-西走向的山脈:K________--L _______ M____________ N_____________
東北-西南走向的山脈:A________-B_________-C __________-D__________
H_________-I_________ J_________________
南北走向的山脈:G_____________ 西北-東南走向的山脈:O_____________
弧形山脈:P____________________
(3) 我國的四大高原:位于G山脈以西、E山脈以南的是_________________,位于G山脈以東的是________________,位于B山脈以西的是_______________,位于A山脈以西的是_______________。
(4) 我國的四大盆地:位于G山脈以東的是_________________,K山脈以南的是____________,K山脈以北的是______________,位于青藏高原上的是________________。
(5) 我國的三大平原:山脈A以東是________________,山脈B以東是_________________,山脈C以東是______________________。
(6) 世界上海拔最高,我國面積最大的是_______________高原;地面坦蕩,一望無際的是________高原;黃土廣布,地表千溝萬壑的是_______________高原;地表崎嶇,喀斯特地貌顯著的是______________高原。
我國面積最大的盆地是_________________ ;我國海拔最高的盆地是_________________
、鄣貏萏卣鲗ξ覈臍夂颉⒑恿、交通產(chǎn)生的影響
例題2.我國的地勢特征對我國的氣候、河流、交通的影響:
a.對氣候的影響:地勢西高東低向海洋傾斜,有利于海上的濕潤氣流向我國內(nèi)陸推進,為我國廣大內(nèi)陸帶來了豐沛的_____________。
b.對河流的影響:西高東低的地勢,必然造成我國的大江大河自_____向_____奔流,在高一級階梯向低一級階梯流動時,落差大,產(chǎn)生巨大的___________資源。
c.對交通的影響:向東流淌的大河溝通了我國東西的交通,方便了沿海和內(nèi)陸的聯(lián)系;但階梯交界處的高大山脈也成為我國東西交通的巨大障礙。
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