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1、2019-2020年高中物理第四章牛顿运动定律章末复习课检测新人教版【知识体系】 答案填写理想斜面匀速直线运动状态静止状态质量控制变量法成正比成反比合外力F合ma大小相等方向相反同一条直线上静止匀速直线运动Fx合0Fy合0超重失重完全失重主题1共点力作用下的平衡问题的常用方法1矢量三角形法(合成法)物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，且这三个力首尾相接构成封闭三角形，可以通过解三角形来求解相应力的大小和方向常用的有直角三角形、动态三角形和相似三角形2正交分解法在正交分解法中，平衡条件F合0可写成：FxF1xF2xFnx0(即x方向合力为零)；Fy F1y
2、F2yFny0(即y方向合力为零)3整体法和隔离法：在选取研究对象时，为了弄清楚系统(连接体)内某个物体的受力情况，可采用隔离法；若只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力时，可采用整体法【典例1】如图所示，将倾角为的粗糙斜面体置于水平地面上，斜面体上有一木块，对木块施加一斜向上的拉力F，整个系统处于静止状态，下列说法正确的是()A木块和斜面体间可能无摩擦B木块和斜面体间一定有摩擦C斜面体和水平地面间可能无摩擦D撤掉拉力F后，斜面体和水平地面间一定有摩擦解析：以木块为研究对象受力分析，根据平衡条件，若：Fcos mgsin ，则木块与斜面体间无摩擦力，故A正确，B错误以斜面和木块整体为研究
3、对象，根据平衡条件：斜面体和水平地面间的摩擦力等于F水平方向的分力，方向向右，故C错误撤掉拉力F后，若物块仍然保持静止，以斜面和木块整体为研究对象，根据平衡条件则斜面不受地面的摩擦力，D错误，故选A.答案：A针对训练1如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的内表面光滑一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m1，m2.当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60，30角，则碗对两小球的弹力大小之比是()A12B1C.1 D.2解析：选取两小球和杆组成的整体为研究对象，受力分析并正交分解如图：由平衡条件得：F1在水平方向的分力F和F2在水平方向的分力F大小相等，即
4、：F1cos 60F2cos 30，所以：，故选项C正确答案：C主题2动力学中的临界极值问题1概念(1)临界问题：某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态(2)极值问题：在满足一定的条件下，某物理量出现极大值或极小值的情况2关键词语在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语，一般都暗示了临界状态的出现，隐含了相应的临界条件3常见类型动力学中的常见临界问题主要有三类：一是弹力发生突变时接触物体间的脱离与不脱离的问题；二是绳子的绷紧与松弛的问题；三是摩擦力发生突变的滑动与不滑动问题4解题关键解决此类问题的关键是对物体运动情况的正确描述，对临界状态的判断与分析，找出
5、处于临界状态时存在的独特的物理关系，即临界条件常见的三类临界问题的临界条件：(1)相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是：相互作用的弹力为零(2)绳子松弛的临界条件是：绳的拉力为零(3)存在静摩擦的系统，当系统外力大于最大静摩擦力时，物体间不一定有相对滑动，相对滑动与相对静止的临界条件是：静摩擦力达到最大值【典例2】如图所示，质量为m的光滑小球，用轻绳连接后，挂在三角劈的顶端，绳与斜面平行，劈置于光滑水平面上，斜边与水平面夹角为30，求：(1)劈以加速度a1水平向左加速运动时，绳的拉力多大？(2)劈的加速度至少多大时小球对劈无压力？加速度方向如何？(3)当劈以加速度a32g向左运动时，绳的拉力
6、多大？解析：(1)如图所示，水平方向：FT1cos FN1sin ma1竖直方向：FT1sin FN1cos mg由得：FT1mg.(2)如图所示，由牛顿第二定律得：FT2cos ma2FT2sin mg由得：a2g，方向水平向左(3)参照上图，但FT3与水平夹角30，有：FT3mg.答案：(1)mg(2)g，方向水平向左(3)mg针对训练2.如图所示，有一块木板静止在光滑而且足够长的水平面上，木板的质量为M4 kg、长为L1.4 m，木板右端放着一个小滑块，小滑块质量m1 kg，其尺寸远小于L，小滑块与木板间的动摩擦因数为0.4(g取10 m/s2)(1)现用恒力F作用在木板M上，为使m能从
7、M上面滑落下来，问：F大小的范围是多少？(2)其他条件不变，若恒力F22.8 N，且始终作用在M上，最终使得m能从M上滑落下来，问：m在M上面滑动的时间是多少？解析：(1)要使m能从M上滑下，则m与M发生相对滑动，此时对m：mgma1，对M：FmgMa2，且a2a1，解得F20 N.(2)当F22.8 N时，由(1)知m和M相对滑动，对M：FmgMa3设经时间t，m、M脱离，则a3t2a1t2L，解得t2 s.答案：(1)F20 N(2)2 s统揽考情本章知识是必修1的核心，是前三章的综合，也是力学中的重点和难点在高考中的地位比较高，在高考命题中，既有选择题，也有计算题，有时也出实验题既有本章
8、的单独考查，也有和以后的机械能、电场、磁场的知识综合考查高考命题的热点主要出现在平衡条件的应用，牛顿第二定律的应用等方面，分值在20分到30分之间真题例析(xx课标全国卷)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的.若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度解析：设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为0，刹车
9、时汽车的加速度大小为a0，安全距离为x，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得：0mgma0xv0t0式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度设在雨天行驶时，汽车与地面间的动摩擦因数为，依题意有：0设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得：mgmaxvt0联立式并代入题给数据得：v20 m/s(72 km/h)答案：20 m/s(72 km/h)针对训练(多选)(xx课标全国卷)如图(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图(b)所示若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()A斜面的倾角B物块的质
10、量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度解析：由题图(b)可以求出物块上升过程中的加速度为a1，下降过程中的加速度为a2.物块在上升和下降过程中，由牛顿第二定律得mgsin fma1，mgsin fma2，由以上各式可求得sin ，滑动摩擦力f，而fFNmgcos ，由以上分析可知，选项A、C正确由vt图象中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离，可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度，选项D正确答案：ACD1(多选)(xx江苏卷)如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中()A桌布对鱼缸
11、摩擦力的方向向左B鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面解析：由题图可见，鱼缸相对桌布向左滑动，故桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右，A错；因为鱼缸与桌布、鱼缸与桌面间的动摩擦因数相等，所以鱼缸加速过程与减速过程的加速度大小相等，均为g；由vat可知，鱼缸在桌布上加速运动的时间与在桌面上减速运动的时间相等，故B正确；若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力，由Ffmg可知，Ff不变，故C错；若猫的拉力减小到使鱼缸不会相对桌布滑动，则鱼缸就会滑出桌面，故D正确. 答案：BD2(xx重庆卷)若货物随升降机运动的vt图象如图所示
12、(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是()CD解析：根据v-t图象可知电梯的运动情况：加速下降匀速下降减速下降加速上升匀速上升减速上升，根据牛顿第二定律Fmgma可判断支持力F的变化情况：失重等于重力超重超重等于重力失重，故选项B正确答案：B3(xx课标全国卷)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离图(a)图(b)(1)物块下滑时的加速度a_m/s2，打C点时物块的速度v_m/s；(2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦
13、因数，还必须测量的物理量是_(填正确答案标号)A物块的质量B斜面的高度C斜面的倾角解析：(1)物块沿斜面下滑做匀加速运动根据纸带可得连续两段距离之差为0.13 cm，由a得a m/s23.25 m/s2，其中C点速度v m/s 1.79 m/s.(2)对物块进行受力分析如图，则物块所受合外力为：F合mgsin mgcos ，即agsin gcos 得，所以还需测量的物理量是斜面的倾角.答案：(1)3.251.79(2)C4(xx上海卷)如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球静止时，箱子顶部与球接触但无压力箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为
14、a的匀减速运动直至静止，经过的总路程为s，运动过程中的最大速度为v.(1)求箱子加速阶段的加速度大小a.(2)若agtan ，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力解析：(1)由匀变速直线运动公式有：v22as1、v22as2，且ss1s2，解得：a.(2)假设球不受箱子作用，应满足：Nsin ma，Ncos mg，解得：agtan .减速时加速度向左，此加速度由斜面支持力N与左壁支持力F左共同决定，当agtan ，F左0，球受力如图所示，在水平方向上根据牛顿第二定律有Nsin ma，在竖直方向有Ncos F上mg，解得：F上m(acot g)答案：(1)(2)0m(acot g)5(xx四川卷)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为的斜面一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23 m/s时，车尾位于制动坡床的底端
