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1、2015年高考物理 易錯點點睛與高考突破 專題03 牛頓運動定律（含解析） 【2015高考考綱解讀】 牛頓運動定律是物理學(xué)中最基本、最重要的規(guī)律，也是高考命題的重點和熱點．縱觀近年來高考試題，可以看到高考對本單元的命題特點如下： 1．主要考查慣性的概念、運動和力的關(guān)系、超重和失重、牛頓運動定律的應(yīng)用等內(nèi)容．考題覆蓋面大、綜合性強，且經(jīng)常結(jié)合運動學(xué)、電場、圖象等知識綜合命題． 2．以生產(chǎn)、生活實際為背景，聯(lián)系交通、體育、科技信息等材料進行命題是高考對本單元命題的一個顯著特點，考查考生運用動力學(xué)知識解決實際問題的能力． 建議對本單元的復(fù)習(xí)要重點突破以下兩點： 1．理解概念規(guī)律：特別是注

2、意理解慣性、超重和失重、牛頓運動定律等重要的概念和規(guī)律． 2．掌握解題方法：能全面準(zhǔn)確地對研究對象進行受力分析和運動分析，能根據(jù)其受力特征確定相應(yīng)的物理模型，如瞬時問題、臨界問題等，并合理選用研究方法(整體法和隔離法)進行解題． 【難點探究】 難點一　追及與相遇問題 初速度小(或初速度為零)的甲物體勻加速追做勻速運動的速度大的乙物體：(1)當(dāng)兩者速度相等時，甲、乙兩物體的間距為甲追上乙前的最大距離；(2)若甲從兩物體第一次相遇的位置開始追乙，當(dāng)兩者位移相等時，甲、乙兩物體再次相遇；若甲、乙剛開始相距s0，則當(dāng)兩物體的位移之差為s0時，甲、乙兩物體相遇． 例1.一輛值勤的警車停在一條公

3、路的直道邊，當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v＝8 m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時，決定前去追趕，經(jīng)Δt＝2.5 s警車發(fā)動起來，以加速度a＝2 m/s2做勻加速運動．試問： (1)警車發(fā)動起來后要多長的時間才能追上違章的貨車？ (2)若警車能達到的最大速度是vm＝12 m/s，達到最大速度后以該速度勻速運動，則警車發(fā)動起來后要多長的時間才能追上違章的貨車？ 難點二　涉及傳送帶的動力學(xué)問題 物體在傳送帶上運動的問題，應(yīng)以地面為參考系，首先根據(jù)牛頓第二定律確定其加速度的大小和方向，然后根據(jù)直線運動規(guī)律分析其運動情況．特別應(yīng)關(guān)注物體的速度與傳送帶速度相等后的受力情況是否發(fā)生變化． 例2.如圖

4、1－2－2所示，水平傳送帶AB長l＝8.3 m，質(zhì)量為M＝1 kg的木塊隨傳送帶一起以v1＝2 m/s的速度向左勻速運動(傳送帶的傳送速度恒定)，木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.當(dāng)木塊運動至最左端A點時，一顆質(zhì)量為m＝20 g的子彈以v0＝300 m/s水平向右的速度正對射入木塊并穿出，穿出速度v＝50 m/s，以后每隔1 s就有一顆子彈射中木塊，設(shè)子彈射穿木塊的時間極短，且每次射入點各不相同，g取10 m/s2.求： (1)第一顆子彈射入木塊并穿出時木塊的速度； (2)在被第二顆子彈擊中前，木塊向右運動離A點的最大距離． 難點三　直線運動中的動態(tài)分析 例３.(雙選)如圖1－

5、2－4所示，運動員“10 m跳板跳水”運動的過程可簡化為：運動員走上跳板，將跳板從水平位置B壓到最低點C，跳板又將運動員豎直向上彈到最高點A，然后運動員做自由落體運動，豎直落入水中．跳板自身重力忽略不計，則下列說法正確的是(　　) A．運動員向下運動(B→C)的過程中，先失重后超重，對板的壓力先減小后增大 B．運動員向下運動(B→C)的過程中，先失重后超重，對板的壓力一直增大 C．運動員向上運動(C→B)的過程中，先超重后失重，對板的壓力先增大后減小 D．運動員向上運動(C→B)的過程中，先超重后失重，對板的壓力一直減小 【易錯點點睛】 易錯點1 力與加速度的關(guān)系 1．如圖

6、3—1所示，位于光滑固定斜面上的小物塊戶受到一水平向右的推力F的作用．已知物塊戶沿斜面加速下滑．現(xiàn)保持P的方向不變，使其減小，則加速度 ( ) A.一定變小 D．一定變大 C．一定不變 D.可能變小，可能變大，也可能不變 易錯點2 已知運動求受力 1．一物體放置在傾角為θ的斜面上，斜面固定于加速上升的電梯中，加速度為a，如圖3—2所示，在物體始終相對于斜面靜止的條件下，下列說法中正確的是 ( ) A．當(dāng)θ一定時，a起大，斜面對物體的正壓力越小 B．當(dāng)θ一定時，a越大，斜面對物體的摩擦力越大 C．當(dāng)θ一定時，θ越大，斜面

7、對物體的正壓力越小 D．當(dāng)θ——定時，θ越大，斜面對物體的摩擦力越小 所以B C正確 易錯點3 已知受力求運動 1.如圖3—3所示，在傾角為θ的光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、g它們的質(zhì)量分別為mA、mB，彈簧的勁度系數(shù)為K，C為一固定擋板．系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運動，求物塊B剛要離開C時物塊A的加速度。和從開始到此時物塊A的位移d．重力加速度為g． 2．如圖3-4所示，在傾角為。的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長木板，木板上站著——只貓．已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的2倍．當(dāng)繩子突然斷開時，貓立即沿著板向上跑，以保持其相

8、對斜面的位置不變．則此時木板沿斜面下滑的加速度為 ( ) A . sina B．gsina C . sina D．2gsina 易錯點4 牛頓定律在圓周運動中的應(yīng)用 1．如圖3-6所示，輕桿的一端有一個小球，另一端有光滑的固定軸O．現(xiàn)給球一初速度，使球和桿一起繞O軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，不計空氣阻力，用F表示球到達最高點時桿對小球的作用力，則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 易錯點5 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用 1.一小圓盤靜止在桌布上，位于一

9、方桌的水平桌面的中央．桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖3-7所示．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現(xiàn)突然以恒定加速度將桌布抽離桌面，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，則加速度滿足的條件是什么?(以g表示重力加速度) 【2015高考突破】 1．如圖所示，一小球分別以不同的初速度，從光滑斜面的底端A點向上做直線運動，所能到達的最高點位置分別為a、b、c，它們距斜面底端A點的距離分別為s1、s2、s3，對應(yīng)到達最高點的時間分別為t1、t2、t3，則下列關(guān)系正確的是(　　) A.＝＝　　　　　　　 　B.>> C.＝＝

10、D.>> 2．利用傳感器與計算機結(jié)合，可以自動作出物體運動的圖像。某同學(xué)在一次實驗中得到運動小車的速度－時間圖像如圖所示，由此圖像可知(　　) A．18 s時的加速度大于13 s時的加速度 B．小車做曲線運動 C．13 s末小車距離出發(fā)點最遠 D．小車前10 s內(nèi)的平均速度比后10 s內(nèi)的大 3.如圖3所示，光滑斜面固定于水平面上，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對靜止，A上表面水平。則A、B整體在斜面上運動時，B受力的示意圖為(　　) 圖3 圖4 4.如圖所示，小車向右做加速直線運動，物塊貼在小車左壁相對靜止。當(dāng)小車的加速度增大

11、時，下列說法正確的是(　　) A．物塊受到的彈力不變 B．物塊受到的摩擦力不變 C．物塊受到四個力的作用 D．物塊受到的合外力為零 5．一個質(zhì)量為m＝1 kg的物塊放在水平光滑地面上，在一水平外力F1＝2 N的作用下從靜止開始做直線運動，物體運動5 s后外力撤去，在此時刻再加上一個與F1反向的力F2＝6 N，物體又運動5 s。規(guī)定外力F1的方向為正方向，則在物體運動的這個10 s的時間內(nèi)，下列關(guān)于物體的速度圖像，正確的是(　　) 6．如圖所示，直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位置－時間(x -t)圖線。由圖可知(　　) A．在

12、時刻t1，a車追上b車 B．在時刻t2，a、b兩車運動方向相反 C．在t1到t2這段時間內(nèi)，b車的速率先減少后增加 D．在t1到t2這段時間內(nèi)，b車的速率一直比a車的大 7.如圖所示，一小滑塊沿足夠長的斜面以初速度v向上做勻變速運動，依次經(jīng)A、B、C、D到達最高點E，已知AB＝BD＝6 m，BC＝1 m，滑塊從A到C和從C到D所用的時間都是2 s。設(shè)滑塊經(jīng)B、C時的速度分別為vB、vC，則(　　) A．vC＝3 m/s B．vB＝ m/s C．DE＝3 m D．從D到E所用時間為4 s 8. 如圖所示，將一個質(zhì)量為1 kg的小物塊輕輕放

13、在傾角為37°(sin 37°＝0.6)的斜面上，已知斜面質(zhì)量也為1 kg，重力加速度為10 m/s2。若斜面在足夠粗糙的水平地面上沒有滑動，那么地面的支持力FN和摩擦力Ff有可能為(　　) A．FN＝16.4 N，F(xiàn)f＝4.8 N B．FN＝18.2 N，F(xiàn)f＝2.4 N C．FN＝20 N，F(xiàn)f＝0 D．FN＝20 N，F(xiàn)f＝4.8 N 9．質(zhì)量M＝9 kg、長L＝1 m的木板在動摩擦因數(shù)μ1＝0.1的水平地面上向右滑行，當(dāng)速度v0＝2 m/s時，在木板的右端輕放一質(zhì)量m＝1 kg的小物塊，如圖所示。當(dāng)小物塊剛好滑到木板左端時，小物塊和木板達到共同速度。g取

14、10 m/s2，求： (1)從小物塊放到木板上到它們達到相同速度所用的時間t； (2)小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2。 10．一長木板在水平地面上運動，在t＝0時刻將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運動的速度－時間圖像如圖所示。已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦。物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g＝10 m/s2，求： (1)物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)； (2)從t＝0時刻到物塊與木板均停止運動時，物塊相對于木板的位移的大小。 10.有一個冰上木箱的游戲節(jié)目，規(guī)則是：選手

15、們從起點開始用力推箱一段時間后，放手讓箱向前滑動，若箱最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)，視為成功；若箱最后未停在桌上有效區(qū)域內(nèi)就視為失敗．其簡化模型如圖所示，AC是長度為L1＝7 m的水平冰面，選手們可將木箱放在A點，從A點開始用一恒定不變的水平推力推箱，BC為有效區(qū)域．已知BC長度L2＝1 m，木箱的質(zhì)量m＝50 kg，木箱與冰面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1.某選手作用在木箱上的水平推力F＝200 N，木箱沿AC做直線運動，若木箱可視為質(zhì)點，g取10 m/s2.那么該選手要想游戲獲得成功，試求： (1)推力作用在木箱上時的加速度大??； (2)推力作用在木箱上的時間滿足什么條件？ 11.

16、如圖所示，處于原長的輕質(zhì)彈簧放在固定的光滑水平導(dǎo)軌上，左端固定在豎直的墻上，右端與質(zhì)量為mB＝2 kg的滑塊B接觸但不連接，此時滑塊B剛好位于O點．光滑的水平導(dǎo)軌右端與水平傳送帶平滑連接，傳送帶長度L＝2.5 m，皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動皮帶以恒定速率v＝4.0 m/s勻速轉(zhuǎn)動．現(xiàn)用水平向左的推力將滑塊B緩慢推到M點(彈簧仍在彈性限度內(nèi))，當(dāng)撤去推力后，滑塊B沿軌道向右運動，滑塊B脫離彈簧后以速度vB＝2.0 m/s向右運動，滑上傳送帶后并從傳送帶右端Q點滑出落至地面上的P點．已知滑塊B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.10，水平導(dǎo)軌距地面的豎直高度h＝1.8 m，重力加速度g取10 m/s

17、2.求： (1)水平向左的推力對滑塊B所做的功W； (2)滑塊B從傳送帶右端滑出時的速度大??； (3)滑塊B落至P點距傳送帶右端的水平距離． 12.如圖所示，將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實驗．若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為g. (1)當(dāng)紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大小； (2)要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大??； (3)本實驗中，m1＝0.5 kg，m2＝0. 1 kg，μ＝0. 2，砝碼與紙板左端的距離d＝0.1 m，取g＝10 m/s2.若砝碼移動的距離超過l＝0.002 m，人眼就能感知．為確保實驗成功，紙板所需的拉力至少多大？