2022年高考物理 易错点点睛与高考突破 专题03 牛顿运动定律

2022年高考物理 易错点点睛与高考突破 专题03 牛顿运动定律【xx高考考纲解读】牛顿运动定律是物理学中最基本、最重要的规律，也是高考命题的重点和热点纵观近年来高考试题，可以看到高考对本单元的命题特点如下：1主要考查惯性的概念、运动和力的关系、超重和失重、牛顿运动定律的应用等内容考题覆盖面大、综合性强，且经常结合运动学、电场、图象等知识综合命题2以生产、生活实际为背景，联系交通、体育、科技信息等材料进行命题是高考对本单元命题的一个显著特点，考查考生运用动力学知识解决实际问题的能力建议对本单元的复习要重点突破以下两点：1理解概念规律：特别是注意理解惯性、超重和失重、牛顿运动定律等重要的概念和规律2掌握解题方法：能全面准确地对研究对象进行受力分析和运动分析，能根据其受力特征确定相应的物理模型，如瞬时问题、临界问题等，并合理选用研究方法(整体法和隔离法)进行解题【难点探究】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【解析】 (1)xvt2.58 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vt1x，解得t110 s探究点二涉及传送带的动力学问题物体在传送带上运动的问题，应以地面为参考系，首先根据牛顿第二定律确定其加速度的大小和方向，然后根据直线运动规律分析其运动情况特别应关注物体的速度与传送带速度相等后的受力情况是否发生变化例2.如图122所示，水平传送带AB长l8.3 m，质量为M1 kg的木块随传送带一起以v12 m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定)，木块与传送带间的动摩擦因数0.5.当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m20 g的子弹以v0300 m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度v50 m/s，以后每隔1 s就有一颗子弹射中木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10 m/s2.求：(1)第一颗子弹射入木块并穿出时木块的速度；(2)在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离A点的最大距离探究点三直线运动中的动态分析例.(双选)如图124所示，运动员“10 m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是()A运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大B运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大C运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小D运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小【易错点点睛】易错点1 力与加速度的关系 1如图31所示，位于光滑固定斜面上的小物块户受到一水平向右的推力F的作用已知物块户沿斜面加速下滑现保持P的方向不变，使其减小，则加速度 ( ) A.一定变小 D一定变大 C一定不变 D.可能变小，可能变大，也可能不变易错点2 已知运动求受力 1一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图32所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是 ( ) A当一定时，a起大，斜面对物体的正压力越小 B当一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大 C当一定时，越大，斜面对物体的正压力越小 D当定时，越大，斜面对物体的摩擦力越小易错点3 已知受力求运动 1.如图33所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、g它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为K，C为一固定挡板系统处于静止状态现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度。和从开始到此时物块A的位移d重力加速度为g 【错误解答】加速度求错 【错解分析】不能正确对物体进行受力分析而出错 【正确解答】令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知 mAgsin=kxl 令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量，a表示此时4的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知 kx2=mBgsin F-mAgsm -kx2=mAa 2如图3-4所示，在倾角为。的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着只猫已知木板的质量是猫的质量的2倍当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑的加速度为 ( ) A . sina Bgsina C . sina D2gsina易错点4 牛顿定律在圆周运动中的应用 1如图3-6所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F ( ) A.一定是拉力 B一定是推力 C一定等于0 D可能是拉力，可能是推力，也可能等于易错点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) 【正确解答】设圆盘的质量为m，桌长为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= 而x= 由以上各式解得a【xx高考突破】 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D.在宇宙飞船内的物体不存在惯性2.两种物体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3.如图所示，小车在水平面上做匀加速直线运动，小车与木块间动摩擦因数不为零，此时弹簧为拉伸状态，则木块受到的静摩擦力( )A.可能向左 B.可能向右C.可能为零 D.一定向左4.一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为 g，g为重力加速度.人对电梯底部的压力为( )A. mg B.2mg C.mg D. mg5.如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为，物体B与斜面间无摩擦.在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动.已知斜面的倾角为，物体B的质量为m，则它们的加速度a及推力F的大小为( )A.a=gsin,F=(M+m)g(+sin)B.a=gcos,F=(M+m)gcosC.a=gtan,F=(M+m)g(+tan)D.a=gcot,F=(M+m)g6.如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则( )A.a1=a2=0 B.a1=a,a2=0C.a1=a,a2= aD.a1=a,a2=-a7.如图所示，斜劈形物体的质量为M，放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速下滑，而M始终保持静止，则在物块m沿斜面上滑与下滑的过程中()A.M对m的摩擦力大小不变B.地面对M的摩擦力方向不变C.m滑动的加速度大小不变D.地面对M的支持力总小于（M+m)g 8.如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动，传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为v2，则下列说法正确的是( )A.只有v1=v2时，才有v2=v1B.若v1v2时，则v2=v2C.若v1v2时，则v2=v1D.不管v2多大总有v2=v29.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，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，（3）秒表，（4）米尺.实验中记录的数据是_.计算动摩擦因数的公式是=_. 为了减少测量的误差，可采用的办法是_.10.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，假如脚与板接触不打滑.要保持木板相对斜面静止，人应朝_方向跑动，加速度大小为多少？11.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)解析： 重物的重量为：G=mg=20010 N=2103 N在02 s时间内F1=3103 N，超重，升降机加速度上升时a1= =3m/s2=5 m/s2,2 s末上升高度为：x1=a1=522 m=10 m2 s末的速度为：v1=a1t1=52 m/s=10 m/s在25 s的3 s时间内升降机匀速上升，（因F2=2103 N=G）x2=v1t2=103 m=30 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），木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为2=0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10 m/s2. 求：（1）木块对铁箱的压力；（2）水平拉力F的大小.13.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运动到B所需的时间是多少？(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10 m/s2)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=ma2，所以:a2=2 m/s2;14.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.求从小物块放上小车开始，经过t=1.5 s小物块通过的位移大小为多少？（取g=10 m/s2).可见小物块在总共1.5 s时间内通过的位移大小为s=s1+s2=2.1 m.答案：2.1 m15.假设表演时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律在计算机上绘制出如图所示的曲线，取g=10 m/s2，依据图象给出信息，判断下列物理量能否求出，如能求出写出必要的运算过程和最后结果. (1)蹦床运动稳定后的运动周期；（2）运动员的质量；（3）运动过程中，运动员离开弹簧床上升的最大高度；（4）运动过程中运动员的最大加速度.16某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体求：(1)此电梯的加速度多大？(2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？(g10m/s2)17如图所示，固定光滑斜面与地面成一定倾角，一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动，拉力F和物体速度v随时间的变化规律如图(甲)、(乙)所示，取重力加速度g10m/s2.求物体的质量m及斜面与地面间的夹角.18如图质量为m的机车头拖着质量均为m的n节车厢在平直轨道上以速度v匀速行驶，设机车头和各节车厢受到的阻力均为f，行驶中后面有一节车厢脱落，待脱落车厢停止运动时后面又有一节车厢脱落，各节车厢按此方式依次脱落，整个过程中机车头的牵引力保持不变，问：(1)最后面一节车厢脱落后，机车头和剩下的车厢的加速度是多大？(2)最后面一节车厢脱落后，当它停止运动时，机车头和剩下的车厢的速度是多大？(3)全部车厢脱落并停止运动时，机车头的速度是多大？19如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量M4kg，长L1.4m，木板右端放着一个小滑块小滑块质量为m1kg，其尺寸远小于L.小滑块与木板间的动摩擦因数0.4，g10m/s2.(1)现用恒力F作用于木板M上，为使m能从M上滑落，F的大小范围是多少？(2)其他条件不变，若恒力F22.8N且始终作用于M上，最终使m能从M上滑落，m在M上滑动的时间是多少？