资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台2021年高考物理一轮复习考点全覆盖(14)用牛顿第二定律解决两类“典型”问题(解析版)考点解读:一、动力学的两类基本问题1.解题关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析;(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁;速度是各物理过程间相互联系的桥梁.2.常用方法(1)合成法在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用合成法.(2)正交分解法若物体的受力个数较多(3个或3个以上),则采用正交分解法.二、“滑块—木板”模型1.模型特点“滑块—木板”模型类问题中,滑动摩擦力的分析方法与“传送带”模型类似,但这类问题比传送带类问题更复杂,因为木板受到摩擦力的影响,往往做匀变速直线运动,解决此类问题要注意从速度、位移、时间等角度,寻找各运动过程之间的联系.2.解题关键(1)临界条件:使滑块不从木板的末端掉下来的临界条件是滑块到达木板末端时的速度与木板的速度恰好相同.(2)问题实质:“板—块”模型和“传送带”模型一样,本质上都是相对运动问题,要分别求出各物体相对地面的位移,再求相对位移.考向一:已知物体受力情况,分析物体运动情况【例1】如图所示,质量为2kg的物体放在水平地面上,在大小为10N的倾斜拉力的作用下,物体由静止开始做匀加速直线运动,6s末的速度是3m/s,已知拉力与水平面方向成37°的仰角,g取10m/s2,sin37°=0.6。求:(1)物体运动的加速度;(2)物体和地面之间的动摩擦因数。【答案】(1)0.5m/s2(2)0.5【解析】(1)由a=得:a==0.5m/s2(2)由牛顿第二定律可知:Fcosθ–Ff=maFN+Fsinθ=mgFf=?FN解得:?=0.5【变式1】如图,质量为m=1kg、大小不计的物块,在水平桌面上向右运动,经过O点时速度大小为v=4m/s,对此物块施加大小为F=6N、方向向左的恒力,一段时间后撤去该力,物块刚好能回到O点,已知物块与桌面间动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\343.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\343.TIF"\MERGEFORMATINET(1)此过程中物块到O点的最远距离;(2)撤去F时物块到O点的距离.【答案】(1)1m (2)m【解析】(1)物块向右运动时:F+μmg=ma1解得a1=8m/s2由v2=2a1x1可得x1=1m(2)物块向左运动时,先做匀加速运动,加速度大小为a2,后做匀减速运动,加速度大小为a3,则有:F-μmg=ma2解得a2=4m/s2μmg=ma3解得a3=2m/s2由v=2a2x2v=2a3x3x2+x3=x1联立解得x3=m.考向二:已知物体运动情况,分析物体受力情况【INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\左括.tif"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINET例2】如图甲所示,一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上,斜面的倾角θ=37°,现有质量m=2.2kg的物体在水平向左的外力F的作用下由静止开始沿斜面向下运动,经过2s撤去外力F,物体在0~4s内运动的速度与时间的关系图线如图乙所示.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\345.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\345.TIF"\MERGEFORMATINET(1)物体与斜面间的动摩擦因数和水平外力F的大小;(2)物体在0~4s内的位移大小.【答案】(1)0.5 4N (2)28m【解析】(1)根据v-t图象的斜率表示加速度,则2~4s内物体的加速度大小为:a2=m/s2=2m/s2,由牛顿第二定律有:mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得:μ=0.5;0~2s内物体的加速度大小为:a1=m/s2=4m/s2,由牛顿第二定律有:mgsinθ+Fcosθ-μ(mgcosθ-Fsinθ)=ma1,解得:F=4N;(2)物体在0~4s内的位移为:x=m+×2m=28m.【变式2】足够长光滑斜面BC倾角α=53°,小物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接,一质量m=2kg的小物块静止于A点。现在AB段对小物块施加与水平方向成α=53°的恒力F作用,如图甲所示。小物块在AB段运动的速度—时间图象如图乙所示,到达B点迅速撤去恒力F(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:(1)小物块所受到的恒力F;(2)小物块从B点沿斜面向上运动,到返回B点所用的时间;(3)小物块最终离A点的距离。【答案】(1)11N(2)(3)【解析】(1)由图乙可知,AB段加速度,根据牛顿第二定律,有Fcosα–μ(mg–Fsinα)=ma,得。(2)在BC段mgsinα=ma2,解得,小物块从B到C所用时间与从C到B所用时间相等,所以小物块从B点沿斜面向上运动,到返回B点所用的时间为。(3)小物块从B向A运动过程中,有μmg=ma3,,滑块的位移,,。考向三:“滑块—木板”模型【INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\左括.tif"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINET例3】一长木板置于粗糙水平地面上,木板右端放置一小物块,如图所示.木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4.t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向墙壁运动,当t=1s时,木板以速度v1=4m/s与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反.运动过程中小物块第一次减速为零时恰好从木板上掉下.已知木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2.求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\411.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一轮物理人教通用\\1-5章\\word\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\411.TIF"\MERGEFORMATINET(1)t=0时刻木板的速度大小;(2)木板的长度.【答案】(1)5m/s (2)m【解析】 (1)对木板和物块:μ1(M+m)g=(M+m)a1设初始时刻木板速度为v0由运动学公式:v1=v0-a1t0代入数据解得:v0=5m/s(2)碰撞后,对物块:μ2mg=ma2对物块,当速度为0时,经历时间t,发生位移x1,则有v1=a2t,x1=t对木板,由牛顿第二定律:μ2mg+μ1(M+m)g=Ma3对木板,经历时间t,发生位移x2x2=v1t-a3t2木板长度l=x1+x2联立并代入数据解得l=m.【变式3】如图甲,水平地面上有一静止平板车,车上放一物块,物块与平板车的动摩擦因数为0.2,t=0时,车开始沿水平面做直线运动,其v–t图象如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,若平板车足够长,关于物块的运动,以下描述正确的是A.0~6s加速,加速度大小为2m/s2,6~12s减速,加速度大小为2m/s2B.0~8s加速,加速度大小为2m/s2,8~12s减速,加速度大小为4m/s2C.0~8s加速,加速度大小为2m/s2,8~16s减速,加速度大小为2m/s2D.0~12s加速,加速度大小为1.5m/s2,12~16s减速,加速度大小为4m/s2【答案】C【解析】根据v–t图象可知,车先以4m/s2的加速度匀加速运动,后以?4m/s2的加速度匀减速运动,根据物块与车的动摩擦因数可知,物块与车间的滑动摩擦力产生的加速度为2m/s2,根据牛顿第二定律可知,0~6s物块加速,车的速度始终大于物块;t=6s后,车减速、物块继续加速,设再经Δt时间共速,有v=2(6+Δt)=24–4Δt,可得Δt=2s,v=16m/s,即0~8s物块加速;8~12s物块减速,车减速,车的速度始终小于物块;t=12s后车静止,物块速度为8m/s,继续减速4s,即8~16s物块减速。选C。精选练习1.(多选)如图甲所示,一滑块置于足够长的长木板左端,木板放置在水平地面上.已知滑块和木板的质量均为2kg,现在滑块上施加一个F=0.5t(N)的变力作用,从t=0时刻开始计时,滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\418.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一轮物理人教通用\\1-5章\\word\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\418.TIF"\MERGEFORMATINETA.滑块与木板间的动摩擦因数为0.4B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2C.图乙中t2=24sD.木板的最大加速度为2m/s2【答案】ACD【解析】由题图乙可知,滑块与木板之间的滑动摩擦力为8N,则滑块与木板间的动摩擦因数为μ===0.4,选项A正确.由题图乙可知t1时刻木板相对地面开始滑动,此时滑块与木板相对静止,则木板与水平地面间的动摩擦因数为μ′===0.1,选项B错误.t2时刻,滑块与木板将要产生相对滑动,此时滑块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力Ffm=8N,此时两物体的加速度相等,且木板的加速度达到最大,则对木板:Ffm-μ′·2mg=mam,解得am=2m/s2;对滑块:F-Ffm=mam,解得F=12N,则由F=0.5t(N)可知,t=24s,选项C、D正确.如图所示,质量相同的木块A、B用轻质弹簧连接,静止在光滑的水平面上,此时弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推A,则从力F开始作用到弹簧至弹簧第一次被压缩到最短的过程中A.弹簧压缩到最短时,两木块的速度相同B.弹簧压缩到最短时,两木块的加速度相同C.两木块速度相同时,加速度aAD.两木块加速度相同时,速度vA>vB【答案】ACD【解析】从力F开始作用到弹簧至弹簧第一次被压缩到最短的过程中,弹簧弹力逐渐增大,则A做加速度减小的加速运动,B做加速度增大的加速运动,A、B均由静止开始运动,只要A的速度大于B的速度弹簧就处于被压缩变短的过程中,当A、B速度相同时弹簧压缩到最短,画出这一过程A、B的图象,则时刻,A、B两木块的加速度相同(切线斜率相同),且,时刻A、B的速度相同,且,故ACD正确,B错误。3.如图,风靡全球的《蜘蛛侠2》电影中,蜘蛛侠利用蜘蛛丝粘住墙体产生的阻力,来拯救一列质量为1×106kg的速度为360km/h飞驰的失去制动性能的列车,使列车在其正前方400米断轨处刚好停止。若铁轨和空气的阻力为车重的0.25倍,列车的运动可视为匀减速直线运动,则蜘蛛丝对列车产生的平均阻力为A.1×105NB.1×106NC.1×107ND.1×108N【答案】C【解析】根据运动学公式可得加速度的大小为,根据牛顿第二定律则有,解得蜘蛛丝对列车产生的平均阻力为,故选项C正确,ABD错误。4.图甲中,质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。当木板受到随时间t均匀变化的水平拉力F作用时,其加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示。取g=10m/s2,则( )A.滑块的质量m=2kgB.0?6s内,滑块做匀加速直线运动C.当F=8N时,滑块的加速度大小为1m/s2D.滑块与木板间的动摩擦因数为0.1【答案】CD【解析】A.当F等于6N时,加速度为a=1m/s2,对整体分析,由牛顿第二定律有F=(M+m)a,代入数据解得M+m=6kg,当F大于6N时,根据牛顿第二定律得,知图线的斜率,解得M=2kg,m=4kg,故A错误;B.0?6s内,滑块与木板相对静止,随木板做加速度增加的加速运动,故B错误;CD.根据F等于6N时,二者刚好滑动,此时m的加速度为1m/s2,以后拉力增大,滑块的加速度不变,所以当F=8N时,滑块的加速度为1m/s2;根据牛顿第二定律可得a=μg,解得动摩擦因数为μ=0.1,故CD正确。故选CD。如图所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,设木板足够长,若对铁块施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,取g=10m/s2,则下面四个图中能正确反映铁块受到木板的摩擦力大小f随力F大小变化的是( )A.B.C.D.【答案】C【解析】铁块与木板之间摩擦力的最大值为,木板与地面间的摩擦力的最大值为,当时,木板和铁块相对地面静止,当,并且木板和铁块一起相对地面加速运动时,设此时系统的加速度为a,根据牛顿第二定律,对整体有,对铁块有,可得,从此关系式可以看出,当时,M、m相对静止,则对整体有,对铁块,即,当拉力大于6N时,滑块受到的摩擦力为滑动摩擦力大小为4N,故得出的图象应为C。故ABD错误,C正确。故选C。6.如图甲所示,倾角为37°足够长的传送带以4m/s的速度顺时针转动,现使小物块以2m/s的初速度沿斜面向下冲上传送带,小物块的速度随时间变化的关系如图乙所示,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,试求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\419.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一轮物理人教通用\\1-5章\\word\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\419.TIF"\MERGEFORMATINET(1)小物块与传送带间的动摩擦因数为多大;(2)0~8s内小物块与传送带之间的划痕为多长.【答案】(1) (2)18m【解析】(1)根据v-t图象的斜率表示加速度可得a==m/s2=1m/s2由牛顿第二定律得μmgcos37°-mgsin37°=ma解得μ=(2)0~8s内只有前6s内物块与传送带发生相对滑动,0~6s内传送带匀速运动的距离为:x带=4×6m=24m,由题图乙可知:0~2s内物块位移大小为:x1=×2×2m=2m,方向沿斜面向下,2~6s内物块位移大小为:x2=×4×4m=8m,方向沿斜面向上所以划痕的长度为:Δx=x带+x1-x2=(24+2-8)m=18m.7.某天,小陈叫了外卖,外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上,小陈操控小型无人机带动货物,由静止开始竖直向上做匀加速直线运动,一段时间后,货物又匀速上升53s,最后再匀减速1s恰好到达他家阳台且速度为零.货物上升过程中,遥控器上显示无人机在上升过程的最大速度为1m/s,高度为56m.货物质量为2kg,受到的阻力恒为其重力的0.02倍,重力加速度大小g=10m/s2.求:(1)无人机匀加速上升的高度;(2)上升过程中,无人机对货物的最大作用力大小.【答案】(1)2.5m (2)20.8N【解析】(1)无人机匀速上升的高度:h2=vt2无人机匀减速上升的高度:h3=t3无人机匀加速上升的高度:h1=h-h2-h3联立解得:h1=2.5m(2)货物匀加速上升过程:v2=2ah1货物匀加速上升的过程中,无人机对货物的作用力最大,由牛顿运动定律得:F-mg-0.02mg=ma联立解得:F=20.8N.如图所示,质量相等的物块A和B叠放在水平地面上,左边缘对齐.A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ.先敲击A,A立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下.接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一轮物理人教通用\\1-5章\\word\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINET(1)A被敲击后获得的初速度大小vA;(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aB、aB′;(3)B被敲击后获得的初速度大小vB.【答案】(1) (2)3μg μg (3)2【解析】(1)由牛顿第二定律知,A加速度的大小aA=μg由匀变速直线运动规律得2aAL=v解得vA=;(2)设A、B的质量均为m对齐前,B所受合外力大小F=3μmg由牛顿第二定律F=maB,得aB=3μg对齐后,A、B所受合外力大小F′=2μmg由牛顿第二定律F′=2maB′,得aB′=μg;(3)设经过时间t,A、B达到共同速度v,位移分别为xA、xB,A加速度的大小为aA则v=aAt,v=vB-aBtxA=aAt2,xB=vBt-aBt2且xB-xA=L解得vB=2.9.如图所示,某次滑雪训练,运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=84N而从静止(t=0时刻)向前滑行,其作用时间为t1=1.0s,撤除水平推力F后经过t2=2.0s,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次相同.已知该运动员连同装备(可视为质点)的总质量为m=60kg,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff=12N,求:INCLUDEPICTURE"专题(13)超重和失重---2021年高考物理一轮复习考点全覆盖/3-106.TIF"\MERGEFORMAT(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移的大小;(2)t=3.0s时运动员的速度大小;(3)该运动员第二次撤除水平推力后能滑行的最大距离.【答案】(1)1.2m/s 0.6m (2)0.8m/s (3)5.2m【解析】(1)运动员利用滑雪杖获得的加速度大小为a1==1.2m/s2第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小v1=a1t1=1.2m/s位移x1=a1t12=0.6m.(2)运动员停止使用滑雪杖后,加速度大小为a2==0.2m/s2经时间t2速度变为v1′=v1-a2t2=0.8m/s.(3)设第二次利用滑雪杖获得的速度大小为v2,则v22-v1′2=2a1x1解得v2=m/s第二次撤除水平推力后滑行的最大距离x2=解得x2=5.2m.21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台2021年高考物理一轮复习考点全覆盖(14)用牛顿第二定律解决两类“典型”问题(原卷版)考点解读:一、动力学的两类基本问题1.解题关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析;(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁;速度是各物理过程间相互联系的桥梁.2.常用方法(1)合成法在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用合成法.(2)正交分解法若物体的受力个数较多(3个或3个以上),则采用正交分解法.二、“滑块—木板”模型1.模型特点“滑块—木板”模型类问题中,滑动摩擦力的分析方法与“传送带”模型类似,但这类问题比传送带类问题更复杂,因为木板受到摩擦力的影响,往往做匀变速直线运动,解决此类问题要注意从速度、位移、时间等角度,寻找各运动过程之间的联系.2.解题关键(1)临界条件:使滑块不从木板的末端掉下来的临界条件是滑块到达木板末端时的速度与木板的速度恰好相同.(2)问题实质:“板—块”模型和“传送带”模型一样,本质上都是相对运动问题,要分别求出各物体相对地面的位移,再求相对位移.考向一:已知物体受力情况,分析物体运动情况【例1】如图所示,质量为2kg的物体放在水平地面上,在大小为10N的倾斜拉力的作用下,物体由静止开始做匀加速直线运动,6s末的速度是3m/s,已知拉力与水平面方向成37°的仰角,g取10m/s2,sin37°=0.6。求:(1)物体运动的加速度;(2)物体和地面之间的动摩擦因数。【变式1】如图,质量为m=1kg、大小不计的物块,在水平桌面上向右运动,经过O点时速度大小为v=4m/s,对此物块施加大小为F=6N、方向向左的恒力,一段时间后撤去该力,物块刚好能回到O点,已知物块与桌面间动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\343.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\343.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\343.TIF"\MERGEFORMATINET(1)此过程中物块到O点的最远距离;(2)撤去F时物块到O点的距离.考向二:已知物体运动情况,分析物体受力情况【INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\左括.tif"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINET例2】如图甲所示,一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上,斜面的倾角θ=37°,现有质量m=2.2kg的物体在水平向左的外力F的作用下由静止开始沿斜面向下运动,经过2s撤去外力F,物体在0~4s内运动的速度与时间的关系图线如图乙所示.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\345.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\345.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\345.TIF"\MERGEFORMATINET(1)物体与斜面间的动摩擦因数和水平外力F的大小;(2)物体在0~4s内的位移大小.【变式2】足够长光滑斜面BC倾角α=53°,小物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接,一质量m=2kg的小物块静止于A点。现在AB段对小物块施加与水平方向成α=53°的恒力F作用,如图甲所示。小物块在AB段运动的速度—时间图象如图乙所示,到达B点迅速撤去恒力F(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:(1)小物块所受到的恒力F;(2)小物块从B点沿斜面向上运动,到返回B点所用的时间;(3)小物块最终离A点的距离。。考向三:“滑块—木板”模型【INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\左括.tif"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\左括.tif"\MERGEFORMATINET例3】一长木板置于粗糙水平地面上,木板右端放置一小物块,如图所示.木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4.t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向墙壁运动,当t=1s时,木板以速度v1=4m/s与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反.运动过程中小物块第一次减速为零时恰好从木板上掉下.已知木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2.求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\411.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一轮物理人教通用\\1-5章\\word\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\411.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\411.TIF"\MERGEFORMATINET(1)t=0时刻木板的速度大小;(2)木板的长度.【变式3】如图甲,水平地面上有一静止平板车,车上放一物块,物块与平板车的动摩擦因数为0.2,t=0时,车开始沿水平面做直线运动,其v–t图象如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,若平板车足够长,关于物块的运动,以下描述正确的是A.0~6s加速,加速度大小为2m/s2,6~12s减速,加速度大小为2m/s2B.0~8s加速,加速度大小为2m/s2,8~12s减速,加速度大小为4m/s2C.0~8s加速,加速度大小为2m/s2,8~16s减速,加速度大小为2m/s2D.0~12s加速,加速度大小为1.5m/s2,12~16s减速,加速度大小为4m/s2精选练习1.(多选)如图甲所示,一滑块置于足够长的长木板左端,木板放置在水平地面上.已知滑块和木板的质量均为2kg,现在滑块上施加一个F=0.5t(N)的变力作用,从t=0时刻开始计时,滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\418.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一轮物理人教通用\\1-5章\\word\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\418.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\418.TIF"\MERGEFORMATINETA.滑块与木板间的动摩擦因数为0.4B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2C.图乙中t2=24sD.木板的最大加速度为2m/s2如图所示,质量相同的木块A、B用轻质弹簧连接,静止在光滑的水平面上,此时弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推A,则从力F开始作用到弹簧至弹簧第一次被压缩到最短的过程中A.弹簧压缩到最短时,两木块的速度相同B.弹簧压缩到最短时,两木块的加速度相同C.两木块速度相同时,加速度aAD.两木块加速度相同时,速度vA>vB3.如图,风靡全球的《蜘蛛侠2》电影中,蜘蛛侠利用蜘蛛丝粘住墙体产生的阻力,来拯救一列质量为1×106kg的速度为360km/h飞驰的失去制动性能的列车,使列车在其正前方400米断轨处刚好停止。若铁轨和空气的阻力为车重的0.25倍,列车的运动可视为匀减速直线运动,则蜘蛛丝对列车产生的平均阻力为A.1×105NB.1×106NC.1×107ND.1×108N4.图甲中,质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。当木板受到随时间t均匀变化的水平拉力F作用时,其加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示。取g=10m/s2,则( )A.滑块的质量m=2kgB.0?6s内,滑块做匀加速直线运动C.当F=8N时,滑块的加速度大小为1m/s2D.滑块与木板间的动摩擦因数为0.1如图所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,设木板足够长,若对铁块施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,取g=10m/s2,则下面四个图中能正确反映铁块受到木板的摩擦力大小f随力F大小变化的是( )A.B.C.D.6.如图甲所示,倾角为37°足够长的传送带以4m/s的速度顺时针转动,现使小物块以2m/s的初速度沿斜面向下冲上传送带,小物块的速度随时间变化的关系如图乙所示,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,试求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\419.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一轮物理人教通用\\1-5章\\word\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\419.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\419.TIF"\MERGEFORMATINET(1)小物块与传送带间的动摩擦因数为多大;(2)0~8s内小物块与传送带之间的划痕为多长.7.某天,小陈叫了外卖,外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上,小陈操控小型无人机带动货物,由静止开始竖直向上做匀加速直线运动,一段时间后,货物又匀速上升53s,最后再匀减速1s恰好到达他家阳台且速度为零.货物上升过程中,遥控器上显示无人机在上升过程的最大速度为1m/s,高度为56m.货物质量为2kg,受到的阻力恒为其重力的0.02倍,重力加速度大小g=10m/s2.求:(1)无人机匀加速上升的高度;(2)上升过程中,无人机对货物的最大作用力大小.如图所示,质量相等的物块A和B叠放在水平地面上,左边缘对齐.A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ.先敲击A,A立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下.接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:INCLUDEPICTURE"F:\\通用\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"E:\\米昕\\2020\\一轮\\物理人教通用老高考\\word\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"F:\\郭敏\\一轮物理人教通用\\1-5章\\word\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"D:\\E\\吕芳\\2020\\一轮\\物理\\全国三\\全书完整的Word版文档\\吴B41.TIF"\MERGEFORMATINET(1)A被敲击后获得的初速度大小vA;(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aB、aB′;(3)B被敲击后获得的初速度大小vB.9.如图所示,某次滑雪训练,运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=84N而从静止(t=0时刻)向前滑行,其作用时间为t1=1.0s,撤除水平推力F后经过t2=2.0s,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次相同.已知该运动员连同装备(可视为质点)的总质量为m=60kg,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff=12N,求:INCLUDEPICTURE"专题(13)超重和失重---2021年高考物理一轮复习考点全覆盖/3-106.TIF"\MERGEFORMAT(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移的大小;(2)t=3.0s时运动员的速度大小;(3)该运动员第二次撤除水平推力后能滑行的最大距离.21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com) 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