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1、单元知识总结,典例1 航模兴趣小组设计出一架遥控飞 行器,其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升力F=28 N. 试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器 飞行时所受的阻力大小不变,g取10 m/s2.,(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H=64 m.求 飞行器所受阻力f的大小.,(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障,飞 行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h.,(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下 落到恢复升力的最长时间t3.,【名师点金】飞机失去外力后并不是立即下降,因为 有向上的速度还要继续上升,在恢复升力后飞机也不 能立
2、即上升,还要先做减速运动,速度减小到零,然后 再上升.,【规范全解】(1)第一次飞行中,设加速度为a1,由匀加速运动规律得:H= a1,由牛顿第二定律得:F-mg-f=ma1,解得:f=4 N.,(2)第二次飞行中,设失去升力时的速度为v1,上升的高 度为s1,由匀加速运动规律得:s1= a1,设失去升力后的加速度大小为a2,上升的高度为s2,由牛顿第二定律得:mg+f=ma2,由运动学规律得:v1=a1t2,s2=,解得:h=s1+s2=42 m.,(3)设失去升力下降阶段加速度的大小为a3,恢复升力后 加速度的大小为a4,恢复升力时速度为v3,由牛顿第二定律得:mg-f=ma3,F+f-m
3、g=ma4,由运动学规律得: + =h,v3=a3t3,解得:t3= s(或2.1 s).,【答案】(1)4 N (2)42 m (3) s(或2.1 s),二、 动力学的两类基本问题,不论是已知运动求解力,还是已知力求解运动,做好 “两分析”,即受力分析、运动分析是解决问题的关 键.在解决两类动力学基本问题时要正确画出受力分 析图,进行运动过程分析,建立已知的受力情况或运动 情况与加速度的关系,从而达到事半功倍的效果.,典例2 如图所示,质量m=2 kg的物体静止于水平地 面的A处,A、B间距L=20 m.用大小为30 N、沿水平方向 的外力拉此物体,经t0=2 s拉至B处.(已知cos 3
4、7=0.8, sin 37= 0.6.取g=10 m/s2),(1)求物体与地面间的动摩擦因数.,(2)用大小为30 N、与水平方向成37的力斜向上拉此 物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该 力作用的最短时间t.,【规范全解】(1)物体做匀加速运动,有:L= a,解得:a=10 m/s2,由牛顿第二定律F-f=ma得:f=10 N,所以= = =0.5.,【名题点金】无论已知运动去求力,还是已知力去求运 动,受力分析是基本,运动分析是关键,核心是找出加速 度.,解得:a1=11.5 m/s2,a2= =g=5 m/s2,由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,因 此有:a1
5、t=a2t,即t=2.3t,又L= a1t2+ a2t2,联立解得:t=1.03 s.,【答案】(1)0.5 (2)1.03 s,Fcos 37-(mg-Fsin 37)=ma,(2)设F作用的最短时间为t,小车先以大小为a1的加速度 匀加速t秒,撤去外力后,以大小为a2的加速度匀减速t秒 到达B处,速度恰为0,由牛顿第二定律有:,图象在物理中应用很广泛,因为它具有以下优点:能 形象地表达物理规律;能直观地描述物理过程;能 鲜明的表示物理量之间的依赖关系,因此理解图象的 意义,自觉的运用图象表达物理规律很有必要.在应用 图象解决问题的时候关键是要先看清图象坐标的含 义,然后理解图象的物理意义,
6、最后从图象中提取对我 们分析问题有用的信息,去解决问题.,三、牛顿运动定律与图象结合应用,典例3 如图所示,甲为操场上一质量不计的竖直滑 杆,滑杆上端固定,下端悬空,为了研究学生沿杆下滑的 情况,在杆的顶部装有一拉力传感器,可显示杆的顶端 所受拉力的大小.现有一学生手握滑杆,从杆的上端由 静止开始下滑,下滑5 s 后这个学生的下滑速度为零,并 用手紧握住滑杆保持静止不动.以这个学生开始下滑 时刻为计时起点,传感器显示的力随时间变化的情况如 图乙所示.求:,(1)该学生下滑过程中的最大速度.,(2)5 s内该学生下滑的距离.,【名师点金】将F-t图象与运动过程相联系,可知该学 生先加速再减速,再
7、结合牛顿运动定律和运动学公式 分析问题.,【规范全解】(1)因为杆顶端所受拉力大小与杆对这 名学生的拉力大小相等,所以传感器显示的力大小即 为杆对这名学生的拉力.,由图象可知,01 s内,杆对学生的拉力F1=380 N;第5 s 后,杆对学生的拉力F3=500 N,此时学生处于静止状态.,设学生在01 s内的加速度为a,取向下为正方向,由牛 顿第二定律知,在01 s内:mg-F1=ma,第5 s后:mg-F3=0,解得:a=2.4 m/s2,可知,这名学生在下滑的第1秒内做匀加速直线运动. 而由图象可知,第1 s5 s内,杆对学生的拉力F2mg,加 速度方向竖直向上,学生做匀减速直线运动,所以
8、第1 s 末,这名学生达到最大速度v=at=2.4 m/s.,(2)设这名学生在第1 s内加速下滑的距离为x1,第1 s5 s,内减速下滑的距离为x2,则有,x1= t1=1.2 m,x2= t2=4.8 m,所以5 s内该学生下滑的距离x=x1+x2=6.0 m.,【答案】(1)2.4 m/s (2)6.0 m,高频考点一:牛顿运动定律的理解,1.(2012年高考新课标全国卷)伽利略根据小球在斜面 上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠 定了牛顿力学的基础.早期物理学家关于惯性有下列说 法,其中正确的是 ( ),A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性,B.没有力的作用,物体只能处于静
9、止状态,C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性,D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度 沿同一直线运动,【解析】惯性的定义是物体保持静止或匀速直线运 动的性质,所以A正确;如果没有力的作用,物体将保持 静止或匀速直线运动,所以B错误;行星在轨道上保持 匀速率的圆周运动的原因是合外力与需要的向心力 总是相等,所以C错误;运动物体不受力,它将保持匀速 直线运动状态,所以D正确.,【答案】AD,2.(2012年高考海南物理卷)根据牛顿第二定律,下列叙 述正确的是 ( ),A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成 反比,B.物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加 速
10、度,C.物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大 小成正比,D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物,体水平加速度大小与其质量成反比,【解析】物体加速度的大小与其质量与速度的乘积 无关,A错;物体所受合外力不为零,即有加速度产生, 不需要达到某一数值,B错;物体加速度大小与合外力 成正比,C错;在水平方向应用牛顿第二定律,当物体质 量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加 速度大小与其质量成反比,D正确.,【答案】D,3.(2011年高考浙江理综卷)如图所示,甲、乙两人在冰 面上“拔河”.两人中间位置处有一分界线,约定先使 对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光
11、滑,则下列说法正确的是 ( ),A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力,B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力,C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利,D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的,胜利,【解析】本题以体育运动为背景,考查平衡力跟作用 力与反作用力的区别,以及直线运动规律.甲对绳的拉 力与绳对甲的拉力为作用力与反作用力,甲对绳的拉 力与乙对绳的拉力是一对平衡力,故A、B错;绳对两 人的拉力相等,由于甲的质量大,加速度小,相同时间 内位移小,甲胜,C对,D错.,【答案】C,牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律,正确理解惯性概念,理解力和运动的
12、关系,并能熟练地应用牛顿第二定律分析和计算问题将为今后的学习打下坚实的基础.从近五年的高考试题可以看出，高考进一步加强对牛顿运动定律尤其是牛顿第二定律的理解的考查,如物体在水平面、斜面、竖直方向上运动,传送带模型的应用等,其命题方式是从基本概念、定义入手引领题目,明确题目创设的物理情境构造出的物理模型,结合牛顿运动定律解决问题.,【考向命题】有人做过这样一个实验:把生鸡蛋A向另 一个完全一样的生鸡蛋B撞去(用同一部分撞击),结果 每次都是鸡蛋B被撞破.则下面说法不正确的是 ( ),A.A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小,B.A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小,C.A蛋碰撞瞬
13、间,其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳 产生向前的作用力,D.A蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外,还受到A蛋中,蛋黄和蛋白对它的作用力,所以所受合力较小,【情境分析】本题将日常生活中很常见的磕鸡蛋问 题作为切入点.,【思路分析】两个鸡蛋之间的作用力是作用力与反 作用力;鸡蛋A不易撞破的原因是A蛋碰撞部位除受到 B对它的作用力外,还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作 用力,所以所受合力较小.,【拓展分析】如果是两个相同的空蛋壳碰撞,还会有 相同的结论吗?,【解析】A、B之间的作用力是作用力与反作用力,所 以大小相等,方向相反,A正确,B错误;对于碰撞的过程, A向前运动,其内蛋黄和蛋白也向前运动,所以当
14、A的 蛋壳停止运动时,它们仍然向前运动给A的蛋壳以力 的作用,故C正确;A蛋壳受到两个力的作用(B蛋壳的 作用与自身蛋黄和蛋白的作用),合力较小不易破碎, 而B仅受到A的作用,受力较大,所以B蛋壳易破,故D正 确.,【答案】B,1.(2010年高考山东卷)如图甲所示,物体沿斜面由静止 滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和 水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接, 图乙中v、a、f和s分别表示物体的速度大小、加速度 大小、摩擦力大小和路程,图乙中正确的是 ( ),高频考点二:牛顿运动定律的应用,【解析】对物体进行受力分析和过程分析知,在斜面 和水平面受到的合力均为恒力,两段均
15、为匀变速运动, 所以选项A、B错误;第一段的摩擦力小于第二段,所 以选项C正确;路程随时间的变化,开始也是非线性,所 以选项D错误.,【答案】C,2.(2011年高考新课标全国卷)如图所示,在光滑水平面 上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2 的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩 擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k 是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列 反映a1和a2变化的图线中正确的是 ( ),【解析】设木块和木板相对静止,由方程F0=(m1+m2)a0, m2g= m1a0,得F0=(m1+m2) ,当FF0时,木块和木 板
16、发生相对运动,由于木板所受滑动摩擦力大小不变,所以木板的加速度a1保持不变,木块受到水平力和滑 动摩擦力作用,合力增大,所以a2增大.,【答案】A,3.(2012年高考重庆理综卷)某校举 行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直 道,比赛距离为s.比赛时,某同学将球 置于球拍中心,以大小为a的加速度 从静止开始做匀加速直线运动.当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点,整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为0,如图甲所示.设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间 的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g.,甲,(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k.,(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度v变化的关系式.,(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾 角比0大了并保持不变,不计球在球拍上的移动引起 的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离 中心为r的下边沿掉落,求应满足的条件.
