《2012年高考物理备考冲刺专题03牛顿运动定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2012年高考物理备考冲刺专题03牛顿运动定律（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1【高考预测】牛顿定律在直线运动中的应用历来是高考的热点，它不仅仅涉及力学中对物体的受力分析和牛顿运动定律的应用，还常常涉及带电粒子在电场和磁场以及复合场中的运动问题。预测 2012 年高考重点主要在以下几个方面：1、速度、位移、加速度的矢量性和速度、位移、加速度的运算公式的应用，主要运用相关公式进行运算，注意公式的选择和使用。2、匀变速直线运动中两种比例的应用和平均速度与初速度、末速度的关系。3、直线运动中的追及问题，特别注意追及问题的临界条件，常常是解题的关键，速度相等是物体恰能追上或恰不相碰、或间距最大、或最小的临界条件。4、运用牛顿第二定律和运动学公式分析解决问题，检 测综合运用知识解
2、决问题的能力，要对物体进行受力分析，进行力的合成与分解，要对物体运动规律进行分析，然后再根据牛顿第二定律，把物体受的力和运动联系起来，列方程求解。5、利用速度图象，从速度、位移的角度分析运动的物理过程，同时分析带电粒子的受力情况，继而对粒子运动的有关问题作出正确的判断。6、一般来说，带电体在复合场中的运动问题常有两类：一类是，在没有特殊说明的情况下，一般不考虑其重力；另一类是带电微粒在复合场中的运动问题，在没有特殊说明的情况下，一般要考虑其重力。当带电粒子在电场、磁场或者复合场中运动时，特别要注意分析电场和磁场的方向，再确定电场力和洛伦兹力的方向，运用平衡条件或牛顿定律建立方程求解。【知识导学
3、】一、牛顿第二定律的四性性质 内容瞬时性 力与加速度同时产生、同时消失、同时变化同体性 在公式 F ma 中， m、 F、 a 都是同一研究对象在同一时刻对应的物理量矢量性 加速度与合力方向相同独立性当物体受几个力的作用时，每一个力分别产生的加速度只与此力有关，与其他力无关；物体的加速度等于所有分力产生的加速度分量的矢量和2二、超重与失重1物体具有向上的加速度(或具有向上的加速度分量)时处于超重状态2物体具有向下的加速度(或具有向下的加速度分量)时处于失重状态；物体具有的向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态注意：无论是超重还是失重，物体的重力不会改变三、力 F 与直线运动的关系合外力
4、F 与物体的速度 v 在同一直线上时，物体做直线运动若 F 与 v 同向，物体做加速运动；若 F 与 v 反向，物体做减速运动在以上情形下，若力 F 恒定，则物体做匀变速直线运动.探究点一追及与相遇问题初速度小(或初速度为零)的甲物体匀加速追做匀速运动的速度大的乙物体：(1)当两者速度相等时，甲、乙两物体的间距为甲追上乙前的最大距离；(2)若甲从两物体第一次相遇的位置开始追乙，当两者位移相等时，甲、乙两物体再次相遇；若甲、乙刚开始相距 s0，则当两物体的位移之差为 s0 时，甲、乙两物体相遇例 1.一辆值勤的警车停在一条公路的直道边，当警员发现从他旁边以 v8 m/s 的速度匀速行驶的货车有违
5、章行为时，决定前去追赶，经 t2.5 s 警车发动起来，以加速度a2 m/s2 做匀加速运动试问：(1)警车发动起来后要多长的时间才能追上违章的货车？(2)若警车能达到的最大速度是 vm12 m/s，达到最大速度后以该速度匀速运动，则警车发动起来后要多长的时间才能追上违章的货车？【答案】(1)10 s(2)14 s来源:Z.xx.k.Com【解析】 (1) x v t2.58 m20 m设警车发动起来后要经时间 t1 才能追上违章的货车，则 vt1 x，解得 t110 s(2)若警车的最大速度是 vm12 m/s，则警车发动起来后加速的时间 t0 6 s0 情况(1)当球通过最高点，拉力为零时
6、，mg = .;2gRvm(2)当 0 时，此时 F 为拉力，F+mg=m 选 D易错点 5 牛顿运动定律的综合应用1.一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央桌布的一边与桌的 AB边重合，如图 3-7 所示已知盘与桌布间的动摩擦因数为 1，盘与桌面间的动摩擦因数为 2 现突然以恒定加速度将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于 AB 边若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度满足的条件是什么?(以 g 表示重力加速度) 【错误解答】不清楚运动过程而出错或无从下手 来源:学*科*网 Z*X*X*K【错解分析】不清楚运动过程和圆盘未从桌面掉下所满足的条件【正确解答】设圆盘的质量为 m，桌长为
7、 l，在桌布从圆盘下抽出的过程中，盘的加速度为 a1，有声 mg=ma1，桌布抽出后，盘在桌面上做匀减速运动，以 a2表示加速度的大小，有 2mg=ma2设盘刚离开桌布时的速度为 v1,移动的距离为 x1，离开桌布后在桌面上再运动9距 x2离后便停下，有 =2a1x1， =2a2x2，盘没有从桌面上掉下的条件是 x 设桌布2vv 12从盘下抽出所经历时间为 t，在这段时间内桌布移动的距离为 x，有 x= 21att而 x= 由以上各式解得 a12xl g12【典型习题导练】 一、选择题1.关于惯性，正确的说法是( ) A.惯性是指物体原来静止的总有保持静止、原来运动的总有保持匀速直线运动的性质
8、B.静止的火车起动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大C.国际乒联规定，采用大些的球用于比赛，是为了使球惯性增大，增强观赏性 来源:学科网 ZXXKD.在宇宙飞船内的物体不存在惯性解析：任何物体都具有惯性，它是物体保持原来运动状态的一种性质，惯性的大小只与质量有关，质量大，惯性大.故 AC 选项正确.答案：AC2.两种物体 A、B 间的质量关系是 mAmB，让它们从同一高度同时开始下落，运动中它们受到的阻力相等，则( )A.两物体的加速度不等，同时到达地面B.两物体的加速度不等，A 先到达地面C.两物体的加速度相等，同时到达地面D.两物体的加速度相等，A 先到达地面解析：由牛顿第二定律得物体
9、下落的加速度为 a= =g- 可知 aAaB，再由 h= mgffat2 得 tAma 时，f 向左；当 F=ma 时， f=0；当 Fv2，物体在传送带上先向左减速至零，后向右加速到达传送带的右端时速度被加速到 v2 返回水平面.若 v1v2，物体在传送带上先向左减速至零，后向右加速至 v1 后保持与传送带相对静止以 v1 速度返回水平面. 答案：BC二、非选择题（按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）9.为测量木块与斜面之间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端由静止开 始匀加速下滑，如图所示
10、，他使用的实验器材仅限于（1）倾角固定的斜面（倾角 已知） ， （2）木块，计算动摩擦因数的公式是 =_. 14为了减少测量的误差，可采用的办法是_.解析：由运动学公式 s= at2 知，只要测出斜边长 s 和下滑时间 t，则可以计算出加速1度.再由牛顿第二定律可以写出加速度的表达式 a=gsin-gcos，将此式代入 s= at2 得动摩1擦因数的表达式 =tan- .2sgtco答案：斜边长 s 和下滑时间 ttan- 多次测量取平均值st2c10.如 图所示，质量为 M 的木板放在倾角为 的光滑斜面上，质量为 m 的人在木板上跑，解析：对板，由牛顿第二定律可得：f 1-Mgsin=0对人
11、，由牛顿第三定律知 f1与 f1 等大反向，由牛顿第二定律可得：f1+mgsin=ma由以上二方程联立求解得 a= ，方向沿斜面向下.Mmgsin答案：沿斜面向下 si11.重为 200 kg 的物体，置于升降机内的台秤上，从静止开始上升，运 动过程中台秤的示数 F 与时间 t 的关系如图所示，求升降机在 7 s 内上升的高度 .(g=10 m/s2)15来源:学科网 ZXXKa1= =3 m/s2=5 m/s2,FGm33012 s 末上升高度为：x 1= a1 = 522 m=10 m2t2 s 末的速度为：v 1=a1t1=52 m/s=10 m/s在 25 s 的 3 s 时间内升降机
12、匀速上升，（因 F2=2103 N=G）x 2=v1t2=103 m=30 m在 57 s 的 2 s 时间内 F3=1103 N，升降机减速上升加速度大小 a3=G-F3m=m/s2=5 m/s23302x 3=v1t3- a3 =102 m- 522 m=10 m2t1升降机在 7 s 内上升的高度x=x1+x2+x3=10m+30m+10m=50 m.答案：50 m12.质量为 M=2.5 kg 的一只长方体形铁箱在水平拉力 F 作用下沿水平面向右做匀加速16运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为 1=0.50.这时铁箱内一个质量为 m=0.5 kg 的木块恰好能静止在后壁上（如图所示） ，
13、木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为 2=0.25，设最大静摩擦（2）水平拉力 F 的大小.解析：(1)对木块 mg=2N,N= =20 N2mg由牛顿第三定律可知，木块对铁箱的压力为 20 N，方向为水平向左.（2）对木块 N=ma 得 a=Nm=40 m/s2对整体 F-1(M+m)g=(M+m)a 得 F=135 N.答案：（1）20 N 方向向左（2）135 N13.如图所示， 传送带与地面的倾角 =37，从 A 到 B 的长度为 16 m，传送带以v0=10 m/s 的速度逆时针转动.在传送带上端无初速的放一个质量为 0.5 kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数 =0.5,求物体从 A
14、 运动到 B 所需的时间是多少？(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10 m/s2)17解析：物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体的速度， 传送带给物体一个沿斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑，由牛顿第二定律得：mgsin+mgcos=ma1;所以：a 1=gsin+gcos=10 m/s2;则第一阶段物体加速至与传送带相等时需要的时间t1= =1 s;01va发生的位移：s=a 1 /2=5 m16 m,即物体加速到速度为 10 m/s 时仍未到达 B 点.2t当物体加速至与传送带速度相等时，由于 tan，物体在重力作用下将继续加速，此后物体的速度大于传送带
15、的速度，传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，物体继续加速下滑，此时,mgsin-mgcos=ma 2，所以:a 2=2 m/s2;设第二阶段物体滑至到 B 的时间为 t2 则：L AB-s=v0t2+ ，解得 t2=1 s,t2=-11 s（舍a去）.故物体经历的总时间 t=t1+t2=2 s.答案：2 s14.如图所示，质量 M=8 kg 的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平恒力F，F=8 N，当小车向右运动的速度达到 1.5 m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为 m=2 kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数 =0.2,小车足够长.求从小物
16、块放上小车开18Ff=mg=4 N 物块在 Ff 的作用下做加速运动，加速度为 am= =2 m/s2，从静止开始运动小fF车在推力 F 和 Ff 的作用下加速，加速度为 aM= =0.5 m/s2，初速度为 v0=1.5 m/sfM设经过时间 t1,两者达到共同速度 v，则有：v=a mt1=v0+amt1代入数据可得：t 1=1 s，v=2 m/s 在这 t1 时间内物块向前运动的位移为 s1= a m =1 m.21t以后两者相对静止，相互作用的动摩擦力变为静摩擦力.将两者作为一个整体，在 F 的作用下运动的加速度为 a，则 F=(M+m)a 得 a=0.8 m/s2 在剩下的时间 t2
