第三章運動與力的關系卷別/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用T3T6T7T3T9T1連接體問題T10T2T8T16牛頓第二定律與直線運動T19T7傳送帶模型和滑塊—木板模型T4T10實驗:探究加速度與力、質量的關系及拓展T11(1)T9T11試題情境生活實踐類跳水、蹦床、蹦極、火箭發射、無人機飛行、跳傘運動、運動電梯內物體的超重和失重等學習探索類傳送帶模型、滑塊—木板模型、探究加速度與力、質量的關系、測量動摩擦因數等考向預測本章是力學中重要的內容,也是解決力學問題的常用觀點。高考中考查頻次較高的是牛頓第二定律的理解和應用、動力學的兩類基本問題、連接體問題和探究加速度與力、質量的關系等。本章知識常與磁場、電磁感應等知識綜合,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象。2.理解牛頓第二定律的內容和表達式,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式的正確性。考點1牛頓第一定律慣性必|備|知|識1.牛頓第一定律。(1)內容:一切物體總保持狀態或狀態,除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。

(2)意義。①指出了一切物體都有,因此牛頓第一定律又叫。

②指出力不是物體運動狀態的原因,而是物體運動狀態的原因,即產生的原因。

2.慣性。(1)定義:物體具有保持原來狀態或狀態的性質。

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

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

(2)表達式:F=。

2.力學單位制。(1)單位制。由和一起組成了單位制。

(2)基本單位。基本物理量的單位。力學中的基本量有三個,它們分別是、和,它們的國際單位分別是、和。

(3)導出單位。由根據物理關系推導出來的其他物理量的單位。

(1)由m=Fa可知,物體的質量與其所受合外力成正比,與其運動的加速度成反比(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|鍵|能|力1.牛頓第二定律的性質。2.合力、加速度、速度間的決定關系。(1)物體的加速度由所受合力決定,與速度無必然聯系。(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無直接關系;a=Fm是加速度的決定式,a∝F,a∝(4)速度的改變需經歷一定的時間,不能突變;有力就一定有加速度,但有力不一定有速度。考向1牛頓第二定律的理解和簡單應用【典例4】(多選)在某科技活動中,一位同學設計了一個加速度測量儀。如圖甲所示,將一端連有擺球的細線懸掛于小車內的O點,小車沿水平方向運動,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,不計空氣阻力和細線與刻度盤間的摩擦,下列說法正確的是()甲乙A.當θ=60°時,小車的加速度大小為3gB.兩側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的加速度進行標注,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確考向2瞬時加速度問題【典例5】(2024·湖南卷)如圖,質量分別為4m、3m、2m、m的四個小球A、B、C、D,通過細線或輕彈簧互相連接,懸掛于O點,處于靜止狀態,重力加速度為g。若將B、C間的細線剪斷,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+采用了芯片級協同、動態窄頻寬技術,大幅提升了手機等終端側的功率譜密度(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(或對懸掛物的拉力)物體所受重力的現象。

(2)產生條件:物體具有的加速度。

2.失重。(1)定義:物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)物體所受重力的現象。

(2)產生條件: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(或對懸掛物的拉力)等于的現象稱為完全失重現象。

(2)產生條件:物體的加速度a=,方向豎直向下。

4.實重和視重。(1)實重:物體實際所受的重力,它與物體的運動狀態。

(2)視重:當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對臺秤的壓力將物體的重力,此時彈簧測力計的示數或臺秤的示數即為視重。

(1)超重就是物體重力變大的現象,失重就是物體重力變小的現象()(2)處于超重狀態的物體,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()關|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)在完全失重的狀態下,一切由重力產生的物理現象都會完全消失。(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。2.判斷超重和失重的方法。從受力的角度判斷當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;小于重力時,物體處于失重狀態;等于零時,物體處于完全失重狀態從加速度的角度判斷當物體具有向上的加速度時,物體處于超重狀態;具有向下的加速度時,物體處于失重狀態;向下的加速度等于重力加速度時,物體處于完全失重狀態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·鎮江模擬)某同學用彈簧來研究豎直電梯的運行規律。如圖所示,當電梯靜止時,彈簧下端掛一重物,指針指在O點。當電梯運動時指針指在A位置,下列說法正確的是()A.重物處于失重狀態B.重物處于超重狀態C.電梯一定是上行D.電梯一定是下行把握高考微點,實現素能提升完成P307微練9

第2講牛頓第二定律的基本應用■目標要求1.掌握動力學兩類基本問題的求解思路和方法。2.掌握各種動力學圖像,并能用圖像的斜率、面積、截距、交點、拐點等的物理意義解決問題。考點1動力學兩類基本問題必|備|知|識1.由物體的受力情況求解運動情況的基本思路。先求出幾個力的合力,由牛頓第二定律(F合=ma)求出,再由運動學的有關公式求出速度或位移。

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

關|鍵|能|力動力學兩類基本問題的解題思路。上述解題思路中的關鍵點:(1)兩類分析——物體的受力分析和物體的運動過程分析。(2)兩個橋梁——加速度是聯系運動和力的橋梁;速度是各物理過程間相互聯系的橋梁。考向1已知受力分析運動情況【典例1】如圖所示,物體的質量m=5kg,與水平地面間的動摩擦因數μ=0.2,在與水平方向夾角θ=37°的恒力F=50N作用下,由靜止開始加速運動,當t=5s時撤去F(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:(1)物體做加速運動時的加速度a;(2)撤去F后,物體還能滑行的時間t'。考向2已知運動情況分析受力【典例2】某市啟動“機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,駕駛員發現有行人通過斑馬線,經過0.5s的反應時間,汽車制動,開始做勻減速運動,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10s使速度重新達到54km/h,求牽引力的大小。考向3等時圓模型【典例3】如圖所示,ab、cd是豎直平面內兩根固定的細桿,a、b、c、d位于同一圓周上,圓周半徑為R,b點為圓周的最低點,c點為圓周的最高點。現有兩個小滑環A、B分別從a、c處由靜止釋放,滑環A經時間t1從a點到達b點,滑環B經時間t2從c點到達d點;另有一小球C從c點靜止釋放做自由落體,經時間t3到達b點,不計一切阻力與摩擦,且A、B、C都可視為質點,則t1、t2、t3的大小關系為()A.t1=t2=t3B.t1>t2>t3C.t2>t1>t3D.A、B、C三物體的質量未知,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(如圖甲所示)或底端在圓周的最低點(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2動力學圖像問題關|鍵|能|力1.動力學中常見圖像及其意義。v-t圖像根據圖像的斜率判斷加速度的大小和方向,進而根據牛頓第二定律求解合外力F-a圖像首先要根據具體的物理情景,對物體進行受力分析,然后根據牛頓第二定律推導出兩個物理量間的函數關系式,根據函數關系式結合圖像,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,正確分析每一段的運動情況,然后結合物體受力情況根據牛頓第二定律列方程F-t圖像要結合物體受到的力,根據牛頓第二定律求出加速度,分析每一時間段的運動性質F-x圖像表示作用力隨位移的變化規律,是力與空間的對應關系,所圍面積表示該力在某段位移中做的功特別提醒:加速度是聯系v-t圖像與F-t圖像的橋梁。2.動力學圖像問題求解思路。【典例4】(多選)(2025·酒泉模擬)如圖甲所示,物塊的質量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點沿粗糙的水平面向右運動,某時刻該力F突然反向,整個過程中物塊的v2-x關系圖像如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2,則下列說法正確的是()甲乙A.0~1s內物塊做勻減速運動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,某同學進行了如下實驗:取一質量為m的物體,使其在沿斜面方向的推力F作用下向上運動,如圖甲所示,通過力傳感器得到推力隨時間變化的規律如圖乙所示,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;(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,實現素能提升完成P309微練10專題提升四動力學中的連接體問題和臨界、極值問題題型1動力學中連接體問題1.連接體。多個相互關聯的物體通過細繩、細桿、彈簧等連接或通過疊放、并排放置等構成的物體系統稱為連接體。系統穩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。考向1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動,求輕繩的拉力。(4)若兩木塊與斜面間的動摩擦因數均為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中的輕繩、輕桿、輕彈簧連接類問題。(1)整體法:若連接體內的物體具有共同的加速度,可以把它們看成一個整體,對整體應用牛頓第二定律。(2)隔離法:求系統內物體之間的作用力時,需要把物體從系統中隔離出來,應用牛頓第二定律列方程。(3)整體法和隔離法并用:若連接體內各物體具有共同的加速度,可根據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已知系統受力,可先對整體應用牛頓第二定律求系統的加速度,再對其中一個物體(一般選擇受力個數少或已知力多的物體)應用牛頓第二定律求相互作用力。②已知系統內物體間的作用力,可先對其中一個物體應用牛頓第二定律求加速度,再對整體應用牛頓第二定律求系統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,與系統處于平面、斜面還是豎直方向無關。分析考向2中疊放物體類問題,看是否也有相同的結論。考向2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。常見的情形有:【典例2】(多選)如圖,質量均為m的粗糙木塊A、B疊放在一起,靜止于水平面上。現對木塊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動,A與B、B與地面之間動摩擦因數相同均為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跨過滑輪的繩子關聯類跨過滑輪的繩子關聯類連接體問題指輕繩在伸直狀態下,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。【典例3】(多選)如圖所示,質量分別為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。現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,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跨過滑輪的繩子關聯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,速度達到最值的臨界條件:加速度變為0。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,從而使臨界現象(或狀態)暴露出來,以達到正確解決問題的目的。(2)假設法: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臨界條件,也可能不出現臨界條件時,往往用假設法解決問題。(3)數學方法:將物理過程轉化為數學公式,根據數學表達式解出臨界條件。考向1相對滑動的臨界問題【典例4】(多選)如圖所示,質量m=1kg的滑塊和質量M=2kg的木板疊放在一起,滑塊與木板之間的動摩擦因數μ1=0.1,木板與地面之間的動摩擦因數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動中不產生相對滑動,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質量分別為mA=6kg、mB=2kg,A、B之間的動摩擦因數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.當拉力F<12N時,物體均保持靜止狀態B.兩物體開始沒有相對運動,當拉力超過12N時,開始相對滑動C.兩物體從受力開始就有相對運動D.兩物體始終沒有相對運動從典例4和典例5中可以看出,臨界加速度均是通過受力個數少且已知力多的物體求得的。考向2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)處于靜止狀態。現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做勻加速直線運動。已知重力加速度為g,彈簧的勁度系數為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,實現素能提升完成P311專題提升練4

專題提升五“傳送帶”模型中的動力學問題1.模型特點。物體(視為質點)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,共速前后的運動情況可能不同。(2)共速前后摩擦力發生突變,有三種常見的情形:①滑動摩擦力消失;②滑動摩擦力突變為靜摩擦力;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生活中常用的一種工具,高中物理中對實際的傳送帶進行了抽象化處理,一般認為傳送帶的運動不受滑塊的影響。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)滑動摩擦力突變為靜摩擦力;(3)滑動摩擦力改變方向。項目圖示運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v0>v時,可能一直減速,也可能先減速再勻速;當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的作用下一直保持速度v=4m/s順時針轉動,兩輪軸心間距離L=20m。一個物塊(視為質點)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為μ=0.4,重力加速度g=10m/s2。求:(1)物塊在傳送帶上運動的時間;(2)物塊在傳送帶上留下的痕跡長度。【典例2】(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(一定滿足關系μ>tanθ)先加速后勻速(一定滿足關系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,運動到原位置時速度大小為v0;若v0>v,運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時刻物塊運動到傳送帶中間某位置,速度達到v0。不計空氣阻力,則物塊從傳送帶底端運動到頂端的過程中,加速度a、速度v隨時間t變化的關系圖線可能正確的是()ABCD【典例4】如圖甲所示為一車間運送貨物的傳送帶示意圖,傳送帶的傾角為θ。某次運送貨物時工人把傳送帶調到某一恒定的速率沿逆時針方向運行。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點離開傳送帶。貨物的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示,設沿傳送帶向下為運動的正方向,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及θ的正弦值;(2)在0~2.0s時間內貨物在傳送帶上劃過的痕跡長度;(3)要使無初速度放在A位置的貨物運動到B位置的時間最短,傳送帶的速率至少應調整到多少;傳送帶的運行方向如何;最短時間是多少。(結果可用根式表示)甲乙把握高考微點,實現素能提升完成P313專題提升練5

專題提升六“滑塊—木板”模型中的動力學問題1.模型特點。滑塊置于木板上,滑塊和木板均相對地面運動,且滑塊和木板在摩擦力的作用下發生相對滑動,滑塊和木板具有不同的加速度。2.滑塊與木板間的位移關系。如圖所示,滑塊(可視為質點)由木板一端運動到另一端的過程中,滑塊和木板同向運動時,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v塊=v板是解題的關鍵。(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變為靜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,水平桌面上質量m1=0.01kg的薄紙板上,放有一質量m2=0.04kg的小水杯(可視為質點),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μ1均為0.4,水杯與紙板間的動摩擦因數μ2為0.2,重力加速度g取10m/s2,設水杯在運動過程中始終不會翻倒,求:(1)當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F為0.4N時,紙板的加速度是多大?(3)當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量m=1kg的鐵塊B(大小可忽略),鐵塊與木板間的動摩擦因數μ1=0.3,木板長L=1m,用F=5N的水平恒力作用在鐵塊上,設鐵塊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生相對滑動。(2)若木板與水平地面間的動摩擦因數μ2=0.1,求鐵塊運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。質量M=2kg的長木板放置在傳送帶上,恰好靜止。有一質量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上,傳送帶立即以v=1m/s順時針轉動,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,物塊可看成質點。求:(1)長木板與傳送帶之間的動摩擦因數μ1;(2)木板與開關相撞時的速度v1;

(3)木板的長度L。把握高考微點,實現素能提升完成P315專題提升練6第3講實驗4:探究加速度與物體受力、物體質量的關系■目標要求1.理解實驗原理,明確實驗過程并能進行數據處理。2.了解實驗的注意事項,會對實驗進行誤差分析。3.分析創新類實驗的方案設計,并能進行數據處理和誤差分析。考點1實驗基本技能1.實驗原理。(1)控制變量法的應用。①保持小車的質量不變,研究加速度與的關系。

②保持小車所受合外力不變,研究加速度與的關系。

(2)物理量的測量。①質量的測量:用天平測量小車的質量,為了改變小車的質量,可以在小車中增減鉤碼的數量。②加速度的測量:將穿過打點計時器的紙帶固定在小車上,根據紙帶上打出的點來測量加速度。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。當槽碼的質量m遠小于小車質量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.實驗器材。小車、鉤碼、槽碼、細繩、一端附有定滑輪的長木板、墊木、、學生電源、導線、紙帶、天平、刻度尺、坐標紙等。

3.實驗步驟。(1)用天平測量槽碼的質量m和小車的質量M。(2)根據設計要求安裝實驗裝置,只是不把懸掛槽碼的細繩系在小車上。(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,保持小車質量M不變,改變槽碼質量m,重復實驗得到紙帶。(5)保持槽碼質量m不變,改變小車質量M,重復實驗得到紙帶。4.數據處理。(1)利用Δx=aT2及逐差法求a。(2)以a為縱坐標,F為橫坐標,描點、畫線,如果該線為過原點的直線,說明a與F成正比。(3)以a為縱坐標,1M為橫坐標,描點、畫線,如果該線為過原點的直線,說明a與M5.誤差分析。(1)因實驗原理不完善引起誤差。(2)摩擦力平衡不準確造成誤差。(3)質量的測量誤差。6.注意事項。(1)平衡摩擦力:不要把懸掛槽碼的細繩系在小車上,讓小車連著紙帶勻速下滑。(2)質量關系:槽碼質量m遠小于小車質量M。(3)平行:使細線與長木板平行。(4)靠近:小車從靠近打點計時器的位置釋放。(5)先后:實驗時先接通電源后釋放小車。關|鍵|能|力用槽碼重力替代繩的拉力產生的誤差分析。因實驗原理不完善引起誤差,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·本實驗用槽碼的重力mg代替小車受的拉力,而實際上小車所受的拉力要小于槽碼的重力。槽碼的質量比小車的質量小的越多,由此引起的誤差就越小。因此,滿足槽碼的質量遠小于小車的質量的目的就是減小因實驗原理不完善而引起的誤差。【典例1】圖甲是用來探究加速度和力之間關系的實驗裝置示意圖,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線,細線用夾子固定。打開夾子,小盤和砝碼牽引小車運動,閉合夾子,兩小車同時停止運動,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系,下列說法正確的是()甲乙A.使小盤和砝碼的總質量盡可能等于小車的質量B.若將小車放在粗糙水平板上,對實驗結果沒有影響C.兩小車的位移之比等于加速度之比D.可在兩小盤內放置相同質量的砝碼,在兩小車內放置不同質量的砝碼進行實驗【典例2】(2024·甘肅卷)用圖甲所示實驗裝置探究外力一定時加速度與質量的關系。甲(1)以下操作正確的是(填選項字母)。

A.使小車質量遠小于槽碼質量B.調整墊塊位置以補償阻力C.補償阻力時移去打點計時器和紙帶D.釋放小車后立即打開打點計時器(2)保持槽碼質量不變,改變小車上砝碼的質量,得到一系列打點紙帶。其中一條紙帶的計數點如圖乙所示,相鄰兩點之間的距離分別為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量M為橫坐標,加速度的倒數1a為縱坐標,甲、乙兩組同學分別得到的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”)質量比乙組的更大。

考點2實驗的遷移、拓展和創新考向1實驗器材創新【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系