第三章 運(yùn)動與力的關(guān)系-2026版大一輪高中物理（原卷版）

第三章運(yùn)動與力的關(guān)系卷別/年份浙江湖南安徽廣東河北遼寧全國甲甘肅山東海南黑吉遼202420232024202320242024202220222022202420242023202220242024牛頓第一定律慣性T2T2牛頓第二定律的理解和應(yīng)用T3T6T7T3T9T1連接體問題T10T2T8T16牛頓第二定律與直線運(yùn)動T19T7傳送帶模型和滑塊—木板模型T4T10實(shí)驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系及拓展T11(1)T9T11試題情境生活實(shí)踐類跳水、蹦床、蹦極、火箭發(fā)射、無人機(jī)飛行、跳傘運(yùn)動、運(yùn)動電梯內(nèi)物體的超重和失重等學(xué)習(xí)探索類傳送帶模型、滑塊—木板模型、探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系、測量動摩擦因數(shù)等考向預(yù)測本章是力學(xué)中重要的內(nèi)容,也是解決力學(xué)問題的常用觀點(diǎn)。高考中考查頻次較高的是牛頓第二定律的理解和應(yīng)用、動力學(xué)的兩類基本問題、連接體問題和探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系等。本章知識常與磁場、電磁感應(yīng)等知識綜合,考查考生的建模能力、分析綜合能力等第1講牛頓第一定律牛頓第二定律■目標(biāo)要求1.理解牛頓第一定律和慣性,會用牛頓第一定律和慣性解釋生活中的現(xiàn)象。2.理解牛頓第二定律的內(nèi)容和表達(dá)式,并能利用牛頓第二定律解決瞬時加速度問題和超重、失重問題。3.了解單位制,會用單位制檢查物理表達(dá)式的正確性?？键c(diǎn)1牛頓第一定律慣性必|備|知|識1.牛頓第一定律。(1)內(nèi)容:一切物體總保持狀態(tài)或狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。

(2)意義。①指出了一切物體都有,因此牛頓第一定律又叫。

②指出力不是物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,而是物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,即產(chǎn)生的原因。

2.慣性。(1)定義:物體具有保持原來狀態(tài)或狀態(tài)的性質(zhì)。

(2)普遍性:慣性是一切物體都具有的性質(zhì),是物體的,與物體的運(yùn)動情況和受力情況。

(3)量度:是慣性大小的唯一量度,的物體慣性大,的物體慣性小。

(1)牛頓第一定律可用實(shí)驗驗證()(2)速度大的物體用較長時間才能停下來,是因為其慣性大()(3)物體不受力時,將處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)()關(guān)|鍵|能|力1.慣性的兩種表現(xiàn)形式。(1)保持“原狀”:物體在不受力或所受合外力為零時,慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運(yùn)動狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動)。(2)反抗改變:物體受到外力作用時,慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度,慣性越大,物體的運(yùn)動狀態(tài)越難以被改變。2.牛頓第一定律與牛頓第二定律的關(guān)系。牛頓第一定律和牛頓第二定律是相互獨(dú)立的。(1)牛頓第一定律告訴我們改變運(yùn)動狀態(tài)需要力,牛頓第二定律則回答了如何改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。(2)牛頓第一定律是經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出來的,無法用實(shí)驗來驗證,而牛頓第二定律是一條實(shí)驗定律?？枷?伽利略的理想斜面實(shí)驗【典例1】(多選)17世紀(jì),意大利物理學(xué)家伽利略根據(jù)實(shí)驗指出:在水平面上運(yùn)動的物體之所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故。設(shè)想若沒有摩擦,一旦物體具有某一速度,物體將保持這一速度繼續(xù)運(yùn)動下去。伽利略設(shè)想了一個實(shí)驗——“伽利略斜面實(shí)驗”。關(guān)于該實(shí)驗,下列說法正確的是()A.該實(shí)驗是伽利略設(shè)想的,是在思維中進(jìn)行的,無真實(shí)的實(shí)驗基礎(chǔ),結(jié)論是荒謬的B.該實(shí)驗是以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ),經(jīng)過抽象思維,抓住主要因素,忽略次要因素,從而更深刻地反映自然規(guī)律C.該實(shí)驗證實(shí)了亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動的原因”的結(jié)論D.該實(shí)驗為牛頓第一定律的提出提供了有力的實(shí)驗依據(jù)考向2牛頓第一定律【典例2】下列說法正確的是()A.牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來的,沒有實(shí)驗依據(jù)B.牛頓第一定律無法用實(shí)驗直接驗證,因此是不成立的C.理想實(shí)驗的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立一樣,都是一種科學(xué)抽象的思維方法D.由牛頓第一定律可知,物體的運(yùn)動需要力來維持考向3慣性【典例3】物理老師給同學(xué)們做了一個有趣的實(shí)驗,用一根筷子穿透了一顆土豆,現(xiàn)在他一手拿筷子,另一只手拿錘子敲擊筷子上端,那么你認(rèn)為該演示實(shí)驗的現(xiàn)象或原理正確的是()A.土豆會沿著筷子向上爬B.該實(shí)驗原理是利用牛頓第二定律C.該實(shí)驗原理是利用牛頓第三定律D.土豆越大越難完成該實(shí)驗考點(diǎn)2對牛頓第二定律的理解力學(xué)單位制必|備|知|識1.牛頓第二定律。(1)內(nèi)容。物體加速度的大小跟它受到的作用力成,跟它的質(zhì)量成。加速度的方向跟的方向相同。

(2)表達(dá)式:F=。

2.力學(xué)單位制。(1)單位制。由和一起組成了單位制。

(2)基本單位?；疚锢砹康膯挝?。力學(xué)中的基本量有三個,它們分別是、和,它們的國際單位分別是、和。

(3)導(dǎo)出單位。由根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。

(1)由m=Fa可知,物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比,與其運(yùn)動的加速度成反比(2)物體所受的合外力減小,加速度一定減小,但速度不一定減小()(3)千克、秒、米/秒均為國際單位制的基本單位()關(guān)|鍵|能|力1.牛頓第二定律的性質(zhì)。2.合力、加速度、速度間的決定關(guān)系。(1)物體的加速度由所受合力決定,與速度無必然聯(lián)系。(2)合力與速度夾角為銳角,物體加速;合力與速度夾角為鈍角,物體減速。(3)a=ΔvΔt是加速度的定義式,a與v、Δv及Δt無直接關(guān)系;a=Fm是加速度的決定式,a∝F,a∝(4)速度的改變需經(jīng)歷一定的時間,不能突變;有力就一定有加速度,但有力不一定有速度?？枷?牛頓第二定律的理解和簡單應(yīng)用【典例4】(多選)在某科技活動中,一位同學(xué)設(shè)計了一個加速度測量儀。如圖甲所示,將一端連有擺球的細(xì)線懸掛于小車內(nèi)的O點(diǎn),小車沿水平方向運(yùn)動,小球與小車保持相對靜止后,通過如圖乙所示的加速度儀表盤測量出細(xì)線與豎直方向的夾角θ,再通過該角度計算得到小車此時的加速度值。重力加速度大小為g,不計空氣阻力和細(xì)線與刻度盤間的摩擦,下列說法正確的是()甲乙A.當(dāng)θ=60°時,小車的加速度大小為3gB.兩側(cè)角度相同時表示小車的加速度相同C.若對每一個角度對應(yīng)的加速度進(jìn)行標(biāo)注,則加速度值越大,表盤刻度越密集D.加速度越大,用此加速度計測量得越準(zhǔn)確考向2瞬時加速度問題【典例5】(2024·湖南卷)如圖,質(zhì)量分別為4m、3m、2m、m的四個小球A、B、C、D,通過細(xì)線或輕彈簧互相連接,懸掛于O點(diǎn),處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為g。若將B、C間的細(xì)線剪斷,則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為()A.g,1.5g B.2g,1.5g C.2g,0.5g D.g,0.5g考向3單位制【典例6】(2025·金華模擬)某公司的Wi-Fi6+采用了芯片級協(xié)同、動態(tài)窄頻寬技術(shù),大幅提升了手機(jī)等終端側(cè)的功率譜密度(PSD),帶來了信號穿墻能力的大幅提升。功率譜密度的單位是瓦特每納米(W/nm),改用國際單位制基本單位表示正確的是()A.kg·m/s3 B.kg·m/s4C.kg·m2/s4 D.kg·m2/s2考點(diǎn)3超重與失重必|備|知|識1.超重。(1)定義:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?物體所受重力的現(xiàn)象。

(2)產(chǎn)生條件:物體具有的加速度。

2.失重。(1)定義:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?物體所受重力的現(xiàn)象。

(2)產(chǎn)生條件:物體具有的加速度。

3.完全失重。(1)定義:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于的現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象。

(2)產(chǎn)生條件:物體的加速度a=,方向豎直向下。

4.實(shí)重和視重。(1)實(shí)重:物體實(shí)際所受的重力,它與物體的運(yùn)動狀態(tài)。

(2)視重:當(dāng)物體在豎直方向上有加速度時,物體對彈簧測力計的拉力或?qū)ε_秤的壓力將物體的重力,此時彈簧測力計的示數(shù)或臺秤的示數(shù)即為視重。

(1)超重就是物體重力變大的現(xiàn)象,失重就是物體重力變小的現(xiàn)象()(2)處于超重狀態(tài)的物體,具有向上的加速度或向上的加速度分量()(3)加速度大小等于g的物體一定處于完全失重狀態(tài)()關(guān)|鍵|能|力1.對超重和失重的理解。(1)不論超重、失重或完全失重,物體的重力都不變,只是“視重”改變。(2)在完全失重的狀態(tài)下,一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失。(3)假如物體的加速度不是豎直方向,但只要其加速度在豎直方向上有分量,物體就會處于超重或失重狀態(tài)。2.判斷超重和失重的方法。從受力的角度判斷當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時,物體處于超重狀態(tài);小于重力時,物體處于失重狀態(tài);等于零時,物體處于完全失重狀態(tài)從加速度的角度判斷當(dāng)物體具有向上的加速度時,物體處于超重狀態(tài);具有向下的加速度時,物體處于失重狀態(tài);向下的加速度等于重力加速度時,物體處于完全失重狀態(tài)從速度變化的角度判斷①物體向上加速或向下減速時,超重②物體向下加速或向上減速時,失重【典例7】(2025·鎮(zhèn)江模擬)某同學(xué)用彈簧來研究豎直電梯的運(yùn)行規(guī)律。如圖所示,當(dāng)電梯靜止時,彈簧下端掛一重物,指針指在O點(diǎn)。當(dāng)電梯運(yùn)動時指針指在A位置,下列說法正確的是()A.重物處于失重狀態(tài)B.重物處于超重狀態(tài)C.電梯一定是上行D.電梯一定是下行把握高考微點(diǎn),實(shí)現(xiàn)素能提升完成P307微練9

第2講牛頓第二定律的基本應(yīng)用■目標(biāo)要求1.掌握動力學(xué)兩類基本問題的求解思路和方法。2.掌握各種動力學(xué)圖像,并能用圖像的斜率、面積、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)等的物理意義解決問題?？键c(diǎn)1動力學(xué)兩類基本問題必|備|知|識1.由物體的受力情況求解運(yùn)動情況的基本思路。先求出幾個力的合力,由牛頓第二定律(F合=ma)求出,再由運(yùn)動學(xué)的有關(guān)公式求出速度或位移。

2.由物體的運(yùn)動情況求解受力情況的基本思路。已知加速度或根據(jù)運(yùn)動規(guī)律求出,再由牛頓第二定律求出合力,從而確定未知力。

關(guān)|鍵|能|力動力學(xué)兩類基本問題的解題思路。上述解題思路中的關(guān)鍵點(diǎn):(1)兩類分析——物體的受力分析和物體的運(yùn)動過程分析。(2)兩個橋梁——加速度是聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁;速度是各物理過程間相互聯(lián)系的橋梁?？枷?已知受力分析運(yùn)動情況【典例1】如圖所示,物體的質(zhì)量m=5kg,與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,在與水平方向夾角θ=37°的恒力F=50N作用下,由靜止開始加速運(yùn)動,當(dāng)t=5s時撤去F(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:(1)物體做加速運(yùn)動時的加速度a;(2)撤去F后,物體還能滑行的時間t'。考向2已知運(yùn)動情況分析受力【典例2】某市啟動“機(jī)動車文明禮讓斑馬線”活動,交警部門為樣板斑馬線配上了新型電子警察。一輛質(zhì)量為2.0×103kg的汽車,以54km/h的速度沿平直道路勻速行駛,距斑馬線還有30m的距離時,駕駛員發(fā)現(xiàn)有行人通過斑馬線,經(jīng)過0.5s的反應(yīng)時間,汽車制動,開始做勻減速運(yùn)動,恰好在斑馬線前停住。重力加速度g=10m/s2。(1)求汽車制動過程中所受的合力大小;(2)若汽車正常行駛時所受阻力為車重的120,要使汽車從靜止開始勻加速經(jīng)10s使速度重新達(dá)到54km/h,求牽引力的大小?？枷?等時圓模型【典例3】如圖所示,ab、cd是豎直平面內(nèi)兩根固定的細(xì)桿,a、b、c、d位于同一圓周上,圓周半徑為R,b點(diǎn)為圓周的最低點(diǎn),c點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)?，F(xiàn)有兩個小滑環(huán)A、B分別從a、c處由靜止釋放,滑環(huán)A經(jīng)時間t1從a點(diǎn)到達(dá)b點(diǎn),滑環(huán)B經(jīng)時間t2從c點(diǎn)到達(dá)d點(diǎn);另有一小球C從c點(diǎn)靜止釋放做自由落體,經(jīng)時間t3到達(dá)b點(diǎn),不計一切阻力與摩擦,且A、B、C都可視為質(zhì)點(diǎn),則t1、t2、t3的大小關(guān)系為()A.t1=t2=t3B.t1>t2>t3C.t2>t1>t3D.A、B、C三物體的質(zhì)量未知,因此無法比較各斜面的頂端和底端在同一圓周上,且斜面的頂端在圓周的最高點(diǎn)(如圖甲所示)或底端在圓周的最低點(diǎn)(如圖乙所示),物體沿斜面下滑的時間t=2dg(其中d為圓的直徑),圖丙可看成甲乙丙考點(diǎn)2動力學(xué)圖像問題關(guān)|鍵|能|力1.動力學(xué)中常見圖像及其意義。v-t圖像根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向,進(jìn)而根據(jù)牛頓第二定律求解合外力F-a圖像首先要根據(jù)具體的物理情景,對物體進(jìn)行受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出兩個物理量間的函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像,明確圖像的斜率、截距或面積的意義,從而由圖像給出的信息求出未知量a-t圖像要注意加速度的正負(fù),正確分析每一段的運(yùn)動情況,然后結(jié)合物體受力情況根據(jù)牛頓第二定律列方程F-t圖像要結(jié)合物體受到的力,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,分析每一時間段的運(yùn)動性質(zhì)F-x圖像表示作用力隨位移的變化規(guī)律,是力與空間的對應(yīng)關(guān)系,所圍面積表示該力在某段位移中做的功特別提醒:加速度是聯(lián)系v-t圖像與F-t圖像的橋梁。2.動力學(xué)圖像問題求解思路?！镜淅?】(多選)(2025·酒泉模擬)如圖甲所示,物塊的質(zhì)量m=1kg、初速度v0=10m/s,在一水平向左大小不變的力F作用下從O點(diǎn)沿粗糙的水平面向右運(yùn)動,某時刻該力F突然反向,整個過程中物塊的v2-x關(guān)系圖像如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2,則下列說法正確的是()甲乙A.0~1s內(nèi)物塊做勻減速運(yùn)動B.在t=5s時刻該力F反向C.外力F的大小為8ND.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.3【典例5】甲(2025·鞍山模擬)為了探究物體與斜面間的動摩擦因數(shù),某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗:取一質(zhì)量為m的物體,使其在沿斜面方向的推力F作用下向上運(yùn)動,如圖甲所示,通過力傳感器得到推力隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,通過頻閃照相處理后得出速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙所示,若已知斜面的傾角α=37°,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)物體與斜面之間的動摩擦因數(shù);(2)撤去推力F后,物體還能上升的距離(斜面足夠長)。乙丙把握高考微點(diǎn),實(shí)現(xiàn)素能提升完成P309微練10專題提升四動力學(xué)中的連接體問題和臨界、極值問題題型1動力學(xué)中連接體問題1.連接體。多個相互關(guān)聯(lián)的物體通過細(xì)繩、細(xì)桿、彈簧等連接或通過疊放、并排放置等構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體。系統(tǒng)穩(wěn)定時連接體一般有相同的速度、加速度或有相等的速度、加速度大小。2.解決連接體問題的兩種方法?？枷?輕繩、輕桿、輕彈簧連接類兩個物體通過輕繩、輕桿、輕彈簧連接或并排放置,物體間作用力為彈力,沿著兩物體連線方向運(yùn)動,具有相同的加速度和速度,常見的情形有:【典例1】如圖甲所示,水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2,中間用一條輕繩連接,兩木塊的材料相同,用恒力F向右拉木塊2,使兩木塊一起向右做勻加速直線運(yùn)動,已知重力加速度為g。(1)若水平面光滑,求輕繩的拉力。(2)若兩木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,求輕繩的拉力。(3)如圖乙所示,若兩木塊在平行斜面向上的恒定拉力F作用下一起沿光滑斜面向上勻加速運(yùn)動,求輕繩的拉力。(4)若兩木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ,其他條件與第(3)問相同,求輕繩的拉力。甲乙1.整體法和隔離法分析動力學(xué)中的輕繩、輕桿、輕彈簧連接類問題。(1)整體法:若連接體內(nèi)的物體具有共同的加速度,可以把它們看成一個整體,對整體應(yīng)用牛頓第二定律。(2)隔離法:求系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力時,需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來,應(yīng)用牛頓第二定律列方程。(3)整體法和隔離法并用:若連接體內(nèi)各物體具有共同的加速度,可根據(jù)已知條件和求解的問題選擇整體法和隔離法并用的方法求解。①已知系統(tǒng)受力,可先對整體應(yīng)用牛頓第二定律求系統(tǒng)的加速度,再對其中一個物體(一般選擇受力個數(shù)少或已知力多的物體)應(yīng)用牛頓第二定律求相互作用力。②已知系統(tǒng)內(nèi)物體間的作用力,可先對其中一個物體應(yīng)用牛頓第二定律求加速度,再對整體應(yīng)用牛頓第二定律求系統(tǒng)的合外力或某一個力。2.輕繩、輕桿、輕彈簧連接類問題中物體間相互作用力的特征。從典例1的推理計算中不難看出,兩物體間輕繩的拉力與有無摩擦力無關(guān),與系統(tǒng)處于平面、斜面還是豎直方向無關(guān)。分析考向2中疊放物體類問題,看是否也有相同的結(jié)論?？枷?疊放物體類兩物體疊放在一起有共同的加速度、速度,一般與彈力、摩擦力有關(guān)。常見的情形有:【典例2】(多選)如圖,質(zhì)量均為m的粗糙木塊A、B疊放在一起,靜止于水平面上。現(xiàn)對木塊B施加一個水平方向的拉力F,使木塊A、B一起向右做勻加速直線運(yùn)動,A與B、B與地面之間動摩擦因數(shù)相同均為μ,重力加速度為g,則()A.木塊A與木塊B之間無摩擦力B.木塊A對木塊B的摩擦力為μmgC.木塊B受到的地面的摩擦力為2μmgD.加速度大小為F2m-μ考向3跨過滑輪的繩子關(guān)聯(lián)類跨過滑輪的繩子關(guān)聯(lián)類連接體問題指輕繩在伸直狀態(tài)下,兩端的連接體沿繩方向的速度總是相等。下面所示的三種情形中A、B兩物體的速度和加速度大小相等,方向不同?！镜淅?】(多選)如圖所示,質(zhì)量分別為m=2kg和M=3kg的兩個物塊A、B通過一根跨過定滑輪的輕繩連接,其中A放置在光滑水平面上,B豎直懸掛?，F(xiàn)將兩個物塊同時由靜止釋放。已知輕繩不可伸長且始終處于繃緊狀態(tài),不計一切摩擦及阻力,重力加速度g取10m/s2,則下列說法正確的是()A.輕繩的拉力大小為12NB.物塊A、B的加速度大小均為10m/s2C.若僅將物塊A、B互換位置,則輕繩的拉力大小為20ND.若僅將物塊A、B互換位置,則兩物塊的加速度大小為4m/s2跨過滑輪的繩子關(guān)聯(lián)類連接體問題中的兩物體的加速度方向不同,一般采用隔離法分析,對兩物體分別列牛頓第二定律的方程,聯(lián)立解得物體的加速度大小和繩子的拉力大小。

題型2動力學(xué)中的臨界和極值問題1.“四種”典型臨界條件。(1)接觸與脫離的臨界條件:彈力FN=0。(2)相對滑動的臨界條件:靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件:繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力,繩子松弛與拉緊的臨界條件是FT=0。(4)加速度變化時,速度達(dá)到最值的臨界條件:加速度變?yōu)?。2.求解臨界極值問題的三種常用方法。(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)方法:將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公式,根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件?？枷?相對滑動的臨界問題【典例4】(多選)如圖所示,質(zhì)量m=1kg的滑塊和質(zhì)量M=2kg的木板疊放在一起,滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,木板與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2,g取10m/s2。某時刻木板與滑塊恰好以相同的速度向右運(yùn)動,此時給木板施加向右的恒力F,若要求木板與滑塊在以后的運(yùn)動中不產(chǎn)生相對滑動,F的值可能為()A.0N B.4NC.6N D.10N【典例5】如圖所示,物體A疊放在物體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之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10m/s2。開始時F=10N,此后逐漸增大,在增大到45N的過程中,下列說法正確的是()A.當(dāng)拉力F<12N時,物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)B.兩物體開始沒有相對運(yùn)動,當(dāng)拉力超過12N時,開始相對滑動C.兩物體從受力開始就有相對運(yùn)動D.兩物體始終沒有相對運(yùn)動從典例4和典例5中可以看出,臨界加速度均是通過受力個數(shù)少且已知力多的物體求得的?？枷?接觸、脫離的臨界和極值問題【典例6】(多選)如圖所示,傾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上,質(zhì)量均為m的物塊A和物塊B并排放在斜面上,與斜面垂直的擋板P固定在斜面底端,輕彈簧一端固定在擋板上,另一端與物塊A連接,物塊A、B(物塊A、B不相連)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一沿斜面向上的外力F拉物塊B,使物塊A、B一起沿斜面向上以加速度a做勻加速直線運(yùn)動。已知重力加速度為g,彈簧的勁度系數(shù)為k,不計空氣阻力,下列說法正確的是()A.物塊A、B分離時彈簧恰好為原長B.物塊A、B分離前外力F為變力,分離后為恒力C.從外力F作用在物塊B上到物塊A、B分離的時間為m(g-2a)D.外力F的最大值為mg+ma把握高考微點(diǎn),實(shí)現(xiàn)素能提升完成P311專題提升練4

專題提升五“傳送帶”模型中的動力學(xué)問題1.模型特點(diǎn)。物體(視為質(zhì)點(diǎn))放在傳送帶上,由于物體和傳送帶有相對滑動或有相對滑動的趨勢而產(chǎn)生滑動摩擦力或靜摩擦力。摩擦力可能是動力,也可能是阻力。2.物體與傳送帶共速前后的兩個變化。(1)抓住物體與傳送帶共速的臨界點(diǎn),共速前后的運(yùn)動情況可能不同。(2)共速前后摩擦力發(fā)生突變,有三種常見的情形:①滑動摩擦力消失;②滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力;③滑動摩擦力改變方向。題型1水平傳送帶模型傳送帶是生產(chǎn)生活中常用的一種工具,高中物理中對實(shí)際的傳送帶進(jìn)行了抽象化處理,一般認(rèn)為傳送帶的運(yùn)動不受滑塊的影響。傳送帶模型中要注意摩擦力的突變,這種突變發(fā)生在v物與v帶相同的時刻,對于傾斜傳送帶模型還要分析mgsinθ與Ff的大小與方向。突變有三種:(1)滑動摩擦力消失;(2)滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力;(3)滑動摩擦力改變方向。項目圖示運(yùn)動情況判斷方法情景1可能一直加速,也可能先加速后勻速若v22μg≤l情景2當(dāng)v0>v時,可能一直減速,也可能先減速再勻速;當(dāng)v0<v時,可能一直加速,也可能先加速再勻速若|v2-v情景3傳送帶較短時,滑塊一直減速達(dá)到左端;傳送帶較長時,滑塊還要被傳送帶傳回右端若v022μg≤【典例1】(2025·昭通模擬)如圖,水平固定放置的傳送帶在電機(jī)的作用下一直保持速度v=4m/s順時針轉(zhuǎn)動,兩輪軸心間距離L=20m。一個物塊(視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0=12m/s從左輪的正上方水平向右滑上傳送帶,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4,重力加速度g=10m/s2。求:(1)物塊在傳送帶上運(yùn)動的時間;(2)物塊在傳送帶上留下的痕跡長度?！镜淅?】(2025·徐州模擬)如圖所示,水平方向的傳送帶以v1的恒定速度順時針轉(zhuǎn)動。一物塊從右端以v2(v2>v1)的速度滑上傳送帶,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,傳送帶長度L>v222μg。在物塊從滑上傳送帶至離開傳送帶的過程中,物塊的速度隨時間變化的圖像是圖中的ABCD

題型2傾斜傳送帶模型情景滑塊的運(yùn)動情況傳送帶不足夠長傳送帶足夠長一直加速(一定滿足關(guān)系μ>tanθ)先加速后勻速(一定滿足關(guān)系μ>tanθ)一直加速(加速度為gsinθ+μgcosθ)若μ≥tanθ,先加速后勻速;若μ<tanθ,先以a1加速,共速后摩擦力方向改變,再以a2加速v0<v時,一直加速(加速度為gsinθ+μgcosθ)v0<v時,若μ≥tanθ,先加速后勻速;若μ<tanθ,先以a1加速,后以a2加速v0>v,若μ<tanθ,一直加速,加速度大小為gsinθ-μgcosθ;若μ>tanθ,一直減速,加速度大小為μgcosθ-gsinθ;若μ=tanθ,一直勻速v0>v時,若μ>tanθ,先減速后勻速;若μ<tanθ,一直加速;若μ=tanθ,一直勻速(摩擦力方向一定沿傳送帶向上)μ<tanθ,一直加速;μ=tanθ,一直勻速μ>tanθ,一直減速μ>tanθ,先減速到速度為0后反向加速,若v0≤v,運(yùn)動到原位置時速度大小為v0;若v0>v,運(yùn)動到原位置時速度大小為v【典例3】(2024·安徽卷)傾角為θ的傳送帶以恒定速率v0順時針轉(zhuǎn)動。t=0時在傳送帶底端無初速輕放一小物塊,如圖所示。t0時刻物塊運(yùn)動到傳送帶中間某位置,速度達(dá)到v0。不計空氣阻力,則物塊從傳送帶底端運(yùn)動到頂端的過程中,加速度a、速度v隨時間t變化的關(guān)系圖線可能正確的是()ABCD【典例4】如圖甲所示為一車間運(yùn)送貨物的傳送帶示意圖,傳送帶的傾角為θ。某次運(yùn)送貨物時工人把傳送帶調(diào)到某一恒定的速率沿逆時針方向運(yùn)行。在t=0時,將一貨物輕放在傳送帶上的最右端A位置處,2.0s時貨物從B點(diǎn)離開傳送帶。貨物的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示,設(shè)沿傳送帶向下為運(yùn)動的正方向,重力加速度g取10m/s2。求:(1)貨物與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)及θ的正弦值;(2)在0~2.0s時間內(nèi)貨物在傳送帶上劃過的痕跡長度;(3)要使無初速度放在A位置的貨物運(yùn)動到B位置的時間最短,傳送帶的速率至少應(yīng)調(diào)整到多少;傳送帶的運(yùn)行方向如何;最短時間是多少。(結(jié)果可用根式表示)甲乙把握高考微點(diǎn),實(shí)現(xiàn)素能提升完成P313專題提升練5

專題提升六“滑塊—木板”模型中的動力學(xué)問題1.模型特點(diǎn)?；瑝K置于木板上,滑塊和木板均相對地面運(yùn)動,且滑塊和木板在摩擦力的作用下發(fā)生相對滑動,滑塊和木板具有不同的加速度。2.滑塊與木板間的位移關(guān)系。如圖所示,滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由木板一端運(yùn)動到另一端的過程中,滑塊和木板同向運(yùn)動時,相對位移大小等于滑塊與木板對地位移大小之差,即Δx=x1-x2=L(L為板長),如圖甲所示;滑塊和木板反向運(yùn)動時,相對位移大小等于滑塊與木板對地位移大小之和,即Δx=x1+x2=L(L為板長),如圖乙所示。甲乙3.臨界狀態(tài)v塊=v板是解題的關(guān)鍵。(1)v塊=v板時,滑塊與木板間的摩擦力可能由滑動摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦力或摩擦力消失。(2)滑塊恰好不滑離木板或木板最短的條件:滑塊剛好到達(dá)木板的一端時有v塊=v板。4.解答“滑塊—木板”模型的流程。題型1水平面上的“滑塊—木板”模型【典例1】(2025·阜新模擬)如圖所示,水平桌面上質(zhì)量m1=0.01kg的薄紙板上,放有一質(zhì)量m2=0.04kg的小水杯(可視為質(zhì)點(diǎn)),小水杯距紙板左端距離x1為0.5m,距桌子右端距離x2為1m。現(xiàn)給紙板一個水平向右的恒力F,欲將紙板從小水杯下抽出。若紙板與桌面、水杯與桌面間的動摩擦因數(shù)μ1均為0.4,水杯與紙板間的動摩擦因數(shù)μ2為0.2,重力加速度g取10m/s2,設(shè)水杯在運(yùn)動過程中始終不會翻倒,求:(1)當(dāng)F滿足什么條件時,抽動紙板過程水杯相對紙板不滑動;(2)當(dāng)F為0.4N時,紙板的加速度是多大?(3)當(dāng)F滿足什么條件,紙板能從水杯下抽出,且水杯不會從桌面滑落?【典例2】如圖所示,質(zhì)量M=1kg的木板A靜止在水平地面上,在木板的左端放置一個質(zhì)量m=1kg的鐵塊B(大小可忽略),鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ1=0.3,木板長L=1m,用F=5N的水平恒力作用在鐵塊上,設(shè)鐵塊B與木板A間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2。(1)若水平地面光滑,計算說明鐵塊與木板間是否會發(fā)生相對滑動。(2)若木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1,求鐵塊運(yùn)動到木板右端所用的時間。

題型2斜面上的“滑塊—木板”模型【典例3】如圖所示,傾角為θ=37°的傳送帶足夠長,初始靜止。質(zhì)量M=2kg的長木板放置在傳送帶上,恰好靜止。有一質(zhì)量m=1kg的小物塊,以速度v0=3m/s沿著板面從上邊緣滑上木板。當(dāng)木板與物塊恰好相對靜止時,板撞到傳送帶下端的彈性開關(guān)上,傳送帶立即以v=1m/s順時針轉(zhuǎn)動,木板以碰前大小相同的速度反彈。最終物塊恰好沒有滑離木板。已知物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.875,sin37°=0.6,重力加速度g=10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,木塊、物塊的上下表面均與傳送帶平行,物塊可看成質(zhì)點(diǎn)。求:(1)長木板與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ1;(2)木板與開關(guān)相撞時的速度v1;

(3)木板的長度L。把握高考微點(diǎn),實(shí)現(xiàn)素能提升完成P315專題提升練6第3講實(shí)驗4:探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系■目標(biāo)要求1.理解實(shí)驗原理,明確實(shí)驗過程并能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2.了解實(shí)驗的注意事項,會對實(shí)驗進(jìn)行誤差分析。3.分析創(chuàng)新類實(shí)驗的方案設(shè)計,并能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和誤差分析?？键c(diǎn)1實(shí)驗基本技能1.實(shí)驗原理。(1)控制變量法的應(yīng)用。①保持小車的質(zhì)量不變,研究加速度與的關(guān)系。

②保持小車所受合外力不變,研究加速度與的關(guān)系。

(2)物理量的測量。①質(zhì)量的測量:用天平測量小車的質(zhì)量,為了改變小車的質(zhì)量,可以在小車中增減鉤碼的數(shù)量。②加速度的測量:將穿過打點(diǎn)計時器的紙帶固定在小車上,根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速度。③力的測量:在長木板上不帶滑輪的一端用薄木塊墊起,用小車重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力。當(dāng)槽碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M時,槽碼的重力近似等于小車所受繩的拉力,且近似等于小車所受的合外力。2.實(shí)驗器材。小車、鉤碼、槽碼、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長木板、墊木、、學(xué)生電源、導(dǎo)線、紙帶、天平、刻度尺、坐標(biāo)紙等。

3.實(shí)驗步驟。(1)用天平測量槽碼的質(zhì)量m和小車的質(zhì)量M。(2)根據(jù)設(shè)計要求安裝實(shí)驗裝置,只是不把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上。(3)在長木板不帶滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊,使小車能勻速下滑。(4)槽碼通過細(xì)繩繞過滑輪系于小車上,接通電源后放開小車,斷開電源取下紙帶,編寫號碼,保持小車質(zhì)量M不變,改變槽碼質(zhì)量m,重復(fù)實(shí)驗得到紙帶。(5)保持槽碼質(zhì)量m不變,改變小車質(zhì)量M,重復(fù)實(shí)驗得到紙帶。4.數(shù)據(jù)處理。(1)利用Δx=aT2及逐差法求a。(2)以a為縱坐標(biāo),F為橫坐標(biāo),描點(diǎn)、畫線,如果該線為過原點(diǎn)的直線,說明a與F成正比。(3)以a為縱坐標(biāo),1M為橫坐標(biāo),描點(diǎn)、畫線,如果該線為過原點(diǎn)的直線,說明a與M5.誤差分析。(1)因?qū)嶒炘聿煌晟埔鹫`差。(2)摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差。(3)質(zhì)量的測量誤差。6.注意事項。(1)平衡摩擦力:不要把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上,讓小車連著紙帶勻速下滑。(2)質(zhì)量關(guān)系:槽碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M。(3)平行:使細(xì)線與長木板平行。(4)靠近:小車從靠近打點(diǎn)計時器的位置釋放。(5)先后:實(shí)驗時先接通電源后釋放小車。關(guān)|鍵|能|力用槽碼重力替代繩的拉力產(chǎn)生的誤差分析。因?qū)嶒炘聿煌晟埔鹫`差,以小車、槽碼整體為研究對象得mg=(M+m)a;以小車為研究對象得F=Ma,求得F=MM+m·mg=11+mM·本實(shí)驗用槽碼的重力mg代替小車受的拉力,而實(shí)際上小車所受的拉力要小于槽碼的重力。槽碼的質(zhì)量比小車的質(zhì)量小的越多,由此引起的誤差就越小。因此,滿足槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的目的就是減小因?qū)嶒炘聿煌晟贫鸬恼`差?！镜淅?】圖甲是用來探究加速度和力之間關(guān)系的實(shí)驗裝置示意圖,圖乙是其俯視圖。兩個相同的小車,放在比較光滑的水平板上(摩擦力很小,可以略去),前端各系一條細(xì)繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤,盤里可放砝碼,兩個小車后端各系一條細(xì)線,細(xì)線用夾子固定。打開夾子,小盤和砝碼牽引小車運(yùn)動,閉合夾子,兩小車同時停止運(yùn)動,再用刻度尺測出兩小車通過的位移。為了探究加速度大小和力大小之間的關(guān)系,下列說法正確的是()甲乙A.使小盤和砝碼的總質(zhì)量盡可能等于小車的質(zhì)量B.若將小車放在粗糙水平板上,對實(shí)驗結(jié)果沒有影響C.兩小車的位移之比等于加速度之比D.可在兩小盤內(nèi)放置相同質(zhì)量的砝碼,在兩小車內(nèi)放置不同質(zhì)量的砝碼進(jìn)行實(shí)驗【典例2】(2024·甘肅卷)用圖甲所示實(shí)驗裝置探究外力一定時加速度與質(zhì)量的關(guān)系。甲(1)以下操作正確的是(填選項字母)。

A.使小車質(zhì)量遠(yuǎn)小于槽碼質(zhì)量B.調(diào)整墊塊位置以補(bǔ)償阻力C.補(bǔ)償阻力時移去打點(diǎn)計時器和紙帶D.釋放小車后立即打開打點(diǎn)計時器(2)保持槽碼質(zhì)量不變,改變小車上砝碼的質(zhì)量,得到一系列打點(diǎn)紙帶。其中一條紙帶的計數(shù)點(diǎn)如圖乙所示,相鄰兩點(diǎn)之間的距離分別為s1、s2、…、s8,時間間隔均為T。下列加速度算式中,最優(yōu)的是(填選項字母)。

乙A.a=1B.a=1C.a=1D.a=1(3)以小車和砝碼的總質(zhì)量M為橫坐標(biāo),加速度的倒數(shù)1a為縱坐標(biāo),甲、乙兩組同學(xué)分別得到的1a-丙由圖可知,在所受外力一定的條件下,a與M成(填“正比”或“反比”);甲組所用的(填“小車”“砝碼”或“槽碼”)質(zhì)量比乙組的更大。

考點(diǎn)2實(shí)驗的遷移、拓展和創(chuàng)新考向1實(shí)驗器材創(chuàng)新【典例3】(2024·江西卷)某小組探究物體加速度與其所受合外力的關(guān)系