【物理】2020届一轮复习人教版第三单元牛顿运动定律学案

【物理】2020届一轮复习人教版第三单元牛顿运动定律学案

第三单元 知识内容 考试 要求 考题统计 命题分析 ‎2016/10‎ ‎2017/04‎ ‎2017/11‎ ‎2018/04‎ ‎2018/11‎ 牛顿第一定律 c ‎1‎ ‎1.本单元知识是选考命题的重点，所占分值较大。‎ ‎2．对基本知识的考查主要涉及单位制、惯性、超重、失重等方面，主要以选择题形式出现。‎ ‎3．需要注意的是每次都有一道计算题考查牛顿运动定律的应用问题，其中包括牛顿第三定律。‎ 牛顿第二定律 c ‎19‎ ‎8、19‎ ‎19‎ ‎19‎ ‎13、19‎ 力学单位制 b ‎2‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎3‎ 牛顿第三定律 c ‎20‎ ‎10‎ ‎7‎ 牛顿运动定律应用 d ‎19‎ ‎19‎ ‎19‎ 超重与失重 b ‎12‎ ‎8‎ 考点一 牛顿第一、三定律　力学单位制 ‎[研考题考法]‎ ‎1．(2018·嘉兴期末)下列属于国际单位制中基本单位的是(　　)‎ A．焦耳(J)　　　　　　　　 B．库仑(C)‎ C．安培(A) D．伏特(V)‎ 解析：选C　属于国际单位制中基本单位的是安培(A)，焦耳(J)、库仑(C)以及伏特(V)都是导出单位，故C正确。‎ ‎2．(2018·温州九校联考)下列物理量及对应的国际单位制单位符号，正确的是(　　)‎ A．位移，kg B．电功，V C．电场强度，C/N D．功率，W 解析：选D　位移单位是m，电功单位是J，电场强度单位是N/C，选项A、B、C错误；功率单位是W，选项D正确。‎ ‎3．(2018·台州模拟)对物体惯性的认识，下列说法中正确的是(　　)‎ A．物体运动时比静止时的惯性大 B．质量大的物体惯性也大 C．物体向上运动时要克服惯性 D．物体加速运动与减速运动时的惯性不同 解析：选B　物体的惯性只与质量有关，同一物体运动时与静止时的惯性相同，A、D错误，B正确；物体向上运动要克服的是重力，不是惯性，C错误。‎ ‎4．(2018·湖州期末)‎ 如图所示，弹簧秤沿水平桌面拉着物块一起向右做加速运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．桌面对物块作用力的方向竖直向上 B．弹簧秤对手和对物块的力是一对作用力和反作用力 C．物块受到除重力外其他力的合力方向水平向右 D．物块拉弹簧秤的力与弹簧秤拉物块的力大小相等 解析：选D　桌面对物块有向上的支持力和向左的摩擦力，则桌面对物块作用力的合力方向不是竖直向上，故A错误；弹簧秤对手和手对弹簧秤的拉力是一对作用力和反作用力，故B错误；物块向右加速运动，则所受的合力方向水平向右，则受到除重力外其他力的合力方向不是水平向右，故C错误；不论物块如何运动，物块拉弹簧秤的力与弹簧秤拉物块的力大小始终相等，故D正确。‎ ‎5.(2018·浙江6月学考)如图所示，船夫用撑杆撑船前行，则(　　)‎ A．船对人的力小于人对船的力 B．船对水的力大于水对船的力 C．人对撑杆的力与撑杆对人的力大小相等 D．撑杆对河底的力大于河底对撑杆的力 解析：选C　船对人的力与人对船的力，船对水的力与水对船的力，人对撑杆的力与撑杆对人的力，撑杆对河底的力与河底对撑杆的力，以上四对力都属于作用力和反作用力，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，选项C正确，A、B、D错误。‎ ‎6．(2018·诸暨牌头中学期中)关于超重和失重，下列说法正确的是(　　)‎ A．物体在超重或失重时重力发生了改变 B．只要物体向上运动，就一定处于超重状态 C．物体向上运动，且受到向上的力，就一定处于超重状态 D．无论物体做何种运动，若只受重力，则都处于完全失重状态 解析：选D　物体处于超重或失重状态时，其重力不变，故A错误；物体向上运动，若向上做减速运动，物体有向下的加速度，处于失重状态，故B错误；物体向上运动，且受到向上的力，若加速度向下，则物体处于失重状态，故C错误；无论物体做何种运动，若只受重力，加速度一定竖直向下且为g，则都处于完全失重状态，故D正确。‎ ‎[补知能欠缺]‎ ‎1．国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、发光强度、物质的量。它们在国际单位制中的单位称为基本单位，而通过物理量之间的关系式推导出来的物理量单位叫做导出单位。‎ ‎2．力的作用效果是改变物体的运动状态，而不是维持物体的运动状态。‎ ‎3．惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的唯一量度。惯性的两种表现形式：‎ ‎(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。‎ ‎(2)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态易改变。‎ ‎4．对牛顿第三定律的理解与应用 ‎(1)作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”‎ ‎(a)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同。‎ ‎(b)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同。‎ ‎(c)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关。‎ ‎(2)相互作用力与平衡力的比较 作用力和反作用力 一对平衡力 不 同 点 受力物体 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依赖关系 同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 叠加性 两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零 力的性质 一定是同性质的力 性质不一定相同 相同点 大小、方向 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 ‎[验备考能力]‎ ‎1．(2019·嵊泗中学月考)汽车“超载”“超速”是造成高速公路交通事故的主要原因。下列说法正确的是(　　)‎ A．“超载”会减小汽车的惯性 B．“超载”会增大汽车的惯性 C．“超速”会增大汽车的惯性 D．“超速”会减小汽车的惯性 解析：选B　质量是惯性的唯一量度，质量越大则惯性越大，与汽车的速度无关，则“超载”会增大汽车的惯性，故B正确，A、C、D错误。‎ ‎2．(2019·杭州八校联考)牛顿在总结C.雷恩、J.沃利斯和C.惠更斯等人的研究结果后，提出了著名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系。下列关于作用力和反作用力的说法正确的是(　　)‎ A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力 B．物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等 C．物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡 D．人推车加速前进，人对车的作用力大于车对人的作用力 解析：选B　作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，物体对地面产生压力的同时地面对物体产生支持力，故A错误；物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力是一对相互作用力，始终大小相等、方向相反，故B正确；物体对地面的压力和地面对物体的支持力作用在不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成，不能互相平衡，故C错误；人推车加速前进，人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，车加速前进是由于人对车的作用力大于车受到的阻力的结果，故D错误。‎ ‎3.课间休息时，一位男生跟一位女生在课桌面上掰手腕比力气，结果男生把女生的手腕压倒到桌面上，如图所示，对这个过程中作用于双方的力，描述正确的是(　　)‎ A．男生掰女生手腕的力一定比女生掰男生手腕的力大 B．男生掰女生手腕的力与女生掰男生手腕的力一样大 C．男生掰女生手腕的力小于女生臂膀提供给自己手腕的力 D．男生掰女生手腕的力与女生臂膀提供给自己手腕的力一样大 解析：选B　根据牛顿第三定律，男生掰女生手腕的力与女生掰男生手腕的力大小相等。‎ ‎4.如图所示，有人用一簇气球使一座小屋成功升空。当小屋加速上升时，它受到的拉力与重力的关系是(　　)‎ A．一对平衡力 B．作用力和反作用力 C．拉力小于重力 D．拉力大于重力 解析：选D　因加速上升，所以拉力大于重力。‎ ‎5．牙医建议每天早晚各刷一次牙能够有效预防各种口腔疾病。生活中人们常常在刷完牙之后，手用力甩一甩牙刷后放回牙刷杯中。下列关于用力甩牙刷的分析正确的是(　　)‎ A．仅仅是个人习惯，没有科学依据 B．甩牙刷时，在突然运动和突然停止瞬间，刷毛之间的水由于惯性保持原来的运动状态，导致水、刷毛分离，有利于保持刷毛干燥，从而有利于口腔健康 C．用力甩牙刷的启动和停止，说明牙刷的运动状态要靠力来维持 D．刷毛间的水被甩出去是因为刷毛太细太光滑，没有摩擦力造成的 解析：选B　在手用力甩牙刷过程中，由于手的作用使得牙刷突然开始运动或突然停止运动，突然运动时，刷毛之间的水由于惯性来不及改变运动状态，因而导致水、刷毛分离；在牙刷突然停止运动时，由于惯性水会继续沿着甩牙刷的方向向前运动，从而导致刷毛、水分离，保持刷毛的干燥，有利于防止细菌滋生，因而有利于口腔健康，A错误，B正确；力是改变运动状态的原因不是维持运动状态的原因，C错误；刷毛间的水被甩出去是由于惯性，虽然刷毛太细，但仍存在摩擦力，D错误。‎ ‎6.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：选C　根据牛顿第三定律，甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，A错误；因为甲对绳的拉力和乙对绳的拉力都作用在绳上，故B错误；根据牛顿运动定律可推得，若甲的质量比较大，则甲的加速度较小，相同时间内的位移较小，乙先过界，C正确；“拔河”比赛的输赢只与甲、乙的质量有关，与收绳速度无关，D错误。‎ ‎7．如图所示，大人很轻松地就能将小孩拉过来，如果用两个力传感器与计算机相连，就很容易地显示两个拉力随时间变化的图象。由图象可以得出的正确结论是(　　)‎ A．作用力与反作用力的大小总是相等 B．作用力与反作用力的大小不相等 C．作用力与反作用力的作用时间不相等 D．作用力与反作用力的方向相同 解析：选A　题目所示的拉力图象关于t轴对称，表明作用力和反作用力的大小始终相等，A对，B错；从图象看出，作用力与反作用力同时产生、同时消失，作用时间相同，C错；图象上两人的用力一正一负，表明作用力和反作用力方向相反，D错。‎ ‎8.(2019·浙江名校新高考研究联盟联考)如图所示是火箭点火发射的某一瞬间，下列说法正确的是(　　)‎ A．火箭受重力、地面推力、空气阻力作用 B．火箭加速升空过程中处于失重状态 C．发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭所受的重力 D．发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭对喷出气体的作用力 解析：选D　火箭发射瞬间，对火箭受力分析，受重力、喷出气体的反作用力、空气阻力，选项A错误；火箭加速升空处于超重状态，选项B错误；发动机喷出气体对火箭的作用力大于火箭所受的重力，火箭才能加速上升，选项C错误；发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭对喷出气体的作用力，属于相互作用力，选项D正确。‎ 考点二 牛顿第二定律　两类动力学问题 ‎1．牛顿第二定律 ‎(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。‎ ‎(2)表达式：F＝ma。‎ ‎(3)适用范围：只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)；只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。‎ ‎2．加速度与合外力之间的“五个”性质 同向性 公式F合＝ma是矢量式，任一时刻，F合与a同向 瞬时性 a与F合对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F合为该时刻物体所受合外力 因果性 F合是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力 统一性 F合＝ma中，F合、m、a对应同一物体或同一系统，各量统一使用国际单位 独立性 ‎(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律 ‎(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和 ‎[研考题考法]‎ 　(2018·浙江4月选考)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示，有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上，先以加速度a＝0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t＝8 s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。求：‎ ‎(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小；‎ ‎(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小；‎ ‎(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。(计算结果可用根式表示)‎ ‎[解析]　(1)在企鹅向上奔跑过程中：x＝at2，‎ 解得x＝16 m。‎ ‎(2)在企鹅卧倒以后将进行两个过程的运动，第一个过程从卧倒到最高点做匀减速运动，第二个过程是从最高点匀加速滑到最低点，两个过程根据牛顿第二定律分别有：mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma1，mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma2，解得a1＝8 m/s2，a2＝4 m/s2。‎ ‎(3)企鹅上滑位移x1＝＝1 m 企鹅退滑到出发点的速度v2＝2a2(x＋x1)，‎ 解得v＝2 m/s。‎ ‎[答案]　(1)16 m　(2)上滑过程8 m/s2，下滑过程4 m/s2　(3)2 m/s 　(2016·浙江4月选考)如图是上海中心大厦，小明乘坐大厦快速电梯，从底层到达第119层观光平台仅用时55 s。若电梯先以加速度a1做匀加速运动，达到最大速度18 m/s，然后以最大速度匀速运动，最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台。假定观光平台高度为549 m。(g取10 m/s2)‎ ‎(1)若电梯经过20 s匀加速达到最大速度，求加速度a1及上升高度h; ‎ ‎(2)在(1)问中的匀加速上升过程中，若小明的质量为60 kg，求小明对电梯地板的压力；‎ ‎(3)求电梯匀速运动的时间。‎ ‎[解题指导]‎ 第一步：抓关键点 关键点 获取信息 电梯的运动时间为55 s 电梯运动的总时间 观光平台的高度为549 m 电梯运动的总位移 电梯所经历的运动过程 电梯加速、匀速、减速的过程分析 第二步：找突破口 利用运动学公式求出加速阶段的加速度，再利用牛顿第二定律、平均速度公式、运动学图象，求解相关物理量。‎ ‎[解析]　(1)在匀加速阶段，‎ 电梯加速度a1＝＝0.9 m/s2‎ 电梯上升的高度h＝a1t2＝180 m。‎ ‎(2)由牛顿第二定律知，‎ F－mg＝ma1‎ 解得F＝654 N。‎ 由牛顿第三定律知，小明对电梯的压力为654 N，方向竖直向下。‎ ‎(3)设电梯匀速运动的时间为t′，由题意画出电梯运行的vt图象，如图，有 vt′＋(55－20－t′)＝549－h 解得 t′＝6 s。‎ ‎[答案]　(1)0.9 m/s2　180 m　(2)654 N，方向竖直向下　(3)6 s ‎[通方法规律]‎ ‎1．解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解，具体逻辑关系如图：‎ ‎2．解答动力学两类问题的基本程序 ‎(1)明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点。‎ ‎(2)对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出示意图。‎ ‎(3)应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示相应物理量的符号进行运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量的数值及单位代入，通过运算求结果。‎ ‎[验备考能力]‎ ‎1．关于牛顿第二定律的下列说法中，正确的是(　　)‎ A．物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力的大小决定，且与物体的速度有关 B．物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定，与速度方向无关 C．物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的 D．一旦物体所受合外力为零，则物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了 解析：选B　对于某个物体，合外力的大小决定了加速度的大小，合外力的方向决定了加速度的方向，而速度的方向与加速度方向无关。根据牛顿第二定律的瞬时性特征，合外力一旦为零，加速度立即为零，则速度不再发生变化，以后以此时的速度做匀速直线运动。‎ ‎2．用40 N的水平力F拉一个静止在光滑水平面上、质量为20 kg的物体，力F作用3 s后撤去，则第5 s末物体的速度和加速度的大小分别是(　　)‎ A．v＝6 m/s，a＝0　　　　 B．v＝10 m/s，a＝2 m/s2‎ C．v＝6 m/s，a＝2 m/s2 D．v＝10 m/s，a＝0‎ 解析：选A　由牛顿第二定律得：F＝ma，a＝2 m/s2。3 s末物体速度为v＝at＝6 m/s，此后F撤去，a＝0，物体以3 s末的速度做匀速运动，故A正确。‎ ‎3．2013年6月我国航天员在“天宫一号”中进行了我国首次太空授课活动，其中演示了太空“质量测量仪”测质量的实验。助教聂海胜将自己固定在支架一端，王亚平将连接运动机构的弹簧拉到指定位置；松手后，弹簧凸轮机构产生恒定的作用力，使弹簧回到初始位置，同时用光栅测速装置测量出支架复位时的速度和所用时间；这样，就测出了聂海胜的质量为74 kg。下列关于“质量测量仪”测质量的说法正确的是(　　)‎ A．测量时仪器必须水平放置 B．其测量原理是根据牛顿第二定律 C．其测量原理是根据万有引力定律 D．测量时仪器必须竖直放置 解析：选B　“质量测量仪”是先通过光栅测速装置测量出支架复位时的速度和所用时间，则根据a＝求出加速度，然后根据牛顿第二定律F＝ma，求出质量，所以工作原理为牛顿第二定律，由于在太空中处于完全失重状态，所以测量仪器不论在什么方向上，弹簧凸轮机构产生恒定的作用力都是人所受的合力，故B正确。‎ ‎4.(2018·衢州测试)一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端，木炭包将会在传送带上留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是(　　)‎ A．黑色的径迹将出现在木炭包的左侧 B．木炭包的质量越大，径迹的长度越短 C．传送带运动的速度越大，径迹的长度越短 D．木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短 解析：选D　放上木炭包后木炭包在摩擦力的作用下向右加速，而传送带仍匀速，虽然两者都向右运动，但在木炭包的速度达到与传送带速度相等之前木炭包相对于传送带向左运动，故黑色径迹出现在木炭包的右侧，A错误。由于木炭包在摩擦力作用下加速运动时加速度a＝μg与其质量无关，故径迹长度与其质量也无关，B错误。径迹长度等于木炭包相对传送带通过的位移大小，即二者对地的位移差：Δx＝vt－t＝vt＝，可见传送带速度越小、动摩擦因数越大，相对位移越小，黑色径迹越短，C错误、D正确。‎ ‎5．(2019·嘉兴模拟)如图所示，质量分别为m和2m的物体A、B由轻质弹簧相连后放置在一箱子C内，箱子C质量为m，整体悬挂处于静止状态。当剪断细绳的瞬间，以下说法正确的是(重力加速度为g)(　　)‎ A．物体A的加速度等于g ‎ B．物体B和箱子C之间的弹力为零 C．箱子C的加速度等于g ‎ D．物体B的加速度大于g 解析：选D　物体A受重力和支持力，在细绳剪断瞬间仍受力平衡，所以a＝0，故A错误；物体B、箱子C相对静止，将物体B、箱子C视为一个整体，受重力和弹簧的压力，弹簧的压力等于物体A的重力，故整体的加速度为a＝＝g，故D正确，C错误；根据C项分析知物体B与箱子C之间弹力如果为零，箱子C的加速度将为g，故物体B 和箱子C之间的弹力不为零，故B错误。‎ ‎6.(2019·桐乡高级中学月考)如图所示，在竖直平面内有一矩形，其长边与一圆的底部相切于O点。现在有三条光滑轨道a、b、c，它们的上端位于圆周上，下端在矩形的底边，三轨道都经过切点O，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端(轨道先后放置)，则物块在每一条轨道上滑动时所经历的时间关系为(　　)‎ A．ta＞tb＞tc B．ta＜tb＜tc C．ta＝tb＝tc D．无法确定 解析：选B　设圆的半径为r，矩形宽为D，轨道与竖直方向的夹角为α，则轨道的长度s＝2rcos α＋，物体下滑的加速度a＝＝gcos α，根据位移时间公式得，s＝at2，则t＝ ＝ 。因为a、b、c夹角由小至大，所以有tc＞tb＞ta，故B正确，A、C、D错误。‎ ‎7．(2017·嵊州期末)已知雨滴在空中运动时所受空气阻力F阻＝kr2v2，其中k为比例系数，r为雨滴半径，v为其运动速率。t＝0时，雨滴由静止开始下落，加速度用a表示。落地前雨滴已做匀速运动，速率为v0。下列图象中不正确的是(　　)‎ 解析：选D　由mg－F阻＝ma得，雨滴先加速下落，随着v增大，阻力F阻增大，a减小，a＝0时，v＝v0不再变化，故A、B正确；又mg＝kr2v02，v02＝，又m＝πρr3得v02＝r，即v02与r成正比关系，即C正确，D错误。‎ 考点三 牛顿运动定律的综合应用 ‎[研考题考法]‎ 　在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，小欣同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内小欣同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是(　　)‎ A．小欣同学所受的重力变小了 B．小欣对体重计的压力小于体重计对小欣的支持力 C．电梯一定在竖直向下运动 D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下 ‎[解题指导]‎ 解答本题时应注意以下三点：‎ ‎(1)由体重计示数变化判断电梯的加速度方向；‎ ‎(2)由牛顿第二定律可求电梯的加速度；‎ ‎(3)无法确定电梯的速度方向。‎ ‎[解析]　由题知体重计的示数为40 kg时，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并没有变化，A错；由牛顿第三定律知，B错；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运动，C错；由牛顿第二定律mg－FN＝ma可知a＝，方向竖直向下，D对。‎ ‎[答案]　D ‎[规律方法]‎ ‎(1)无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。‎ ‎(2)由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向，不能确定其速度方向。‎ ‎(3)物体超重或失重的多少是由发生超、失重现象的物体的质量和竖直方向的加速度共同决定的，其大小等于ma。‎ 　如图甲所示，质量m＝1 kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t＝0.5 s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(vt图象)如图乙所示，g取10 m/s2，求：‎ ‎(1)2 s内物块的位移大小x和通过的路程L；‎ ‎(2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F。‎ ‎[解题指导]‎ 本题考查牛顿运动定律与运动学图象的结合问题。解决本题的关键点：能从速度时间图象提供的信息，确定物块的运动性质(加速、减速、反向加速)，找出相关的物理量(速度、位移、加速度)，根据物块的受力情况，利用牛顿第二定律，求解相关的物理量。‎ ‎[解析]　(1)物块上升的位移：‎ x1＝×2×1 m＝1 m；‎ 物块下滑的位移：‎ x2＝×1×1 m＝0.5 m；‎ ‎2 s内物块的位移大小 x＝x1－x2＝1 m－0.5 m＝0.5 m。‎ 路程L＝x1＋x2＝1 m＋0.5 m＝1.5 m。‎ ‎(2)由题图乙知，沿斜面向上运动两个阶段的加速度为 a1＝ m/s2＝4 m/s2‎ a2＝ m/s2＝－4 m/s2‎ 设斜面倾角为θ，斜面对物块的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律 ‎0～0.5 s内F－Ff－mgsin θ＝ma1；‎ ‎0．5～1 s内－Ff－mgsin θ＝ma2；‎ 联立解得：F＝8 N。‎ ‎[答案]　(1)0.5 m　1.5 m　(2)4 m/s2　4 m/s2　8 N ‎[规律方法]　数图结合解决物理问题 物理公式与物理图象的结合是中学物理的重要题型，也是近年高考的热点，特别是vt图象在考题中出现率极高。对于已知图象求解相关物理量的问题，往往是结合物理过程从分析图象的横、纵轴所对应的物理量的函数入手，分析图线的斜率、截距所代表的物理意义得出所求结果。解决这类问题的核心是分析图象，我们应特别关注vt图中的斜率(加速度)和力的图线与运动的对应关系。‎ 　如图所示，电动传送带以恒定速度v0＝1.2 m/s运行，传送带与水平面的夹角α＝37°，现将质量m＝20 kg的物品箱轻放到传送带底端，经过一段时间后，物品箱被送到高h＝1.8 m的平台上，已知物品箱与传送带间的动摩擦因数μ＝0.85，不计其他损耗，则每件物品箱从传送带底端送到平台上，需要多长时间？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)‎ ‎[解题指导]‎ 该题考查用动力学知识解决传送带问题，解题的关键点是物体在传送带上的受力情况和运动情况；物体在传送带上先加速，当速度达到v0时，与传送带一起做匀速运动到平台，‎ v物与v传相同的时刻是运动分段的关键点，两段运动时间之和即为所求。‎ ‎[解析]　物品箱刚放到传送带上时做匀加速运动，当速度达到v0时，与传送带一起做匀速运动到平台。‎ 物品箱刚放上去时，根据牛顿第二定律有 μmgcos α－mgsin α＝ma，‎ 解得a＝0.8 m/s2。‎ 从静止到与传送带共速所用时间 t1＝＝ s＝1.5 s，‎ 沿斜面向上的位移x＝t1＝0.9 m。‎ 物品箱随传送带匀速运动到达平台的时间为 t2＝＝ s＝1.75 s，‎ 总时间为t＝t1＋t2＝3.25 s。‎ ‎[答案]　3.25 s ‎[规律方法]‎ ‎1．在确定研究对象并进行受力分析之后，首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点，给运动分段。‎ ‎(1)传送带传送的物体所受摩擦力，不论是其大小的突变，还是其方向的突变，都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。‎ ‎(2)物体在传送带上运动时的极值问题，不论是极大值，还是极小值，也都发生在物体速度与传送带速度相等的时刻。‎ ‎(3)v物与v传相同的时刻是运动分段的关键点。‎ ‎2．判定运动中的速度变化(相对运动方向和对地速度变化)的关键是v物与v传的大小与方向，二者的大小和方向决定了此后的运动过程和状态。‎ ‎3．考虑传送带长度——判定到达临界状态之前是否滑出以及物体与传送带共速以后物体是否一定与传送带保持相对静止一起做匀速运动。‎ ‎[验备考能力]‎ ‎1．(2018·台州选考模拟)在足球赛前经常看到运动员会表演颠球。如图所示是运动员用头颠球，将球竖直顶向空中，并等其落下。则足球(　　)‎ A．上升过程中受到重力和顶力 B．上升的过程中处于失重状态 C．下落的过程中处于超重状态 D．上升至最高处时处于平衡状态 解析：选B　对足球上升过程中，受力分析，受重力、空气阻力，合外力向下，即处于失重状态，选项A、C错误，B正确；在最高点，虽然足球速度为零，但合外力不为零，即不是平衡状态，选项D错误。‎ ‎2．(2018·浙江4月选考)如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作。下列Ft图象能反映体重计示数随时间变化的是(　　)‎ 解析：选C　小芳下蹲时先加速下降，后减速下降，故先处于失重状态，后处于超重状态，F先小于重力，后大于重力，C正确。‎ ‎3.(2018·开化中学期中)如图所示，质量为m的球置于斜面体上，被一个竖直挡板挡住。现用一个恒力F拉斜面体，使斜面体在水平面上向右做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，下列说法中正确的是(　　)‎ A．若加速度很小，竖直挡板对球的弹力可能为零 B．若加速度很大，斜面体对球的弹力可能为零 C．斜面体对球的弹力大小与加速度大小无关 D．斜面体、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于0‎ 解析：选C　以球为研究对象，受力分析如图所示：受重力mg、竖直挡板对球的弹力F2和斜面体的弹力F1。根据牛顿第二定律得 竖直方向：F1cos θ＝mg①‎ 水平方向：F2－F1sin θ＝ma②‎ 由①可知，斜面体对小球的弹力F1大小不变，与加速度无关，不可能为零，由②可知，若加速度足够小时，F2＝F1sin θ＝mgtan θ≠0，故A、B错误，C正确；根据牛顿第二定律知，重力、斜面体和挡板对球的弹力三个力的合力等于ma，故D错误。‎ ‎4．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行，初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的vt图象(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1，则(　　)‎ A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大 B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 解析：选B　t1时刻小物块向左运动到速度为零，离A处的距离达到最大，故A错误；‎ t2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，故B正确；0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向始终向右，故C错误；t2～t3时间内小物块不受摩擦力作用，故D错误。‎ ‎5.小物块以一定的初速度v0沿斜面(足够长)向上运动，由实验测得物块沿斜面运动的最大位移x与斜面倾角θ的关系如图所示。取g＝10 m/s2，空气阻力不计。可能用到的函数值：sin 30°＝0.5，sin 37°＝0.6。求：‎ ‎(1)物块的初速度v0；‎ ‎(2)物块与斜面之间的动摩擦因数μ；‎ ‎(3)计算说明图线中P点对应的斜面倾角为多大？在此倾角条件下，小物块能滑回斜面底端吗？说明理由(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。‎ 解析：(1)当θ＝90°时，物块做竖直上抛运动，末速度为0由题图得上升最大位移为xm＝3.2 m 由v02＝2gxm，得v0＝8 m/s。‎ ‎(2)当θ＝0°时，物块相当于在水平面上做匀减速直线运动，末速度为0‎ 由题图得水平最大位移为x＝6.4 m 由运动学公式有：v02＝2ax 由牛顿第二定律得：μmg＝ma，联立解得μ＝0.5。‎ ‎(3)设题图中P点对应的斜面倾角值为θ，物块在斜面上做匀减速运动，末速度为0‎ 由题图得物块沿斜面运动的最大位移为x′＝3.2 m 由运动学公式有：v02＝2a′x′‎ 由牛顿第二定律有：mgsin θ＋μmgcos θ＝ma′‎ 得10sin θ＋5cos θ＝10，得θ＝37°。‎ 因为mgsin θ＝6m＞μmgcos θ＝4m，所以能滑回斜面底端。‎ 答案：(1)8 m/s　(2)0.5　(3)见解析