2019届二轮复习专题一力与运动考点三牛顿运动定律课件（64张）

2019届二轮复习专题一力与运动考点三牛顿运动定律课件（64张）

考点三 　牛顿运动定律及其应用 [ 高考定位 ] 1 ． 考查内容 (1) 恒力作用下的匀变速直线运动问题和动力学图象问题。 (2) 物体在平板车、传送带上的运动问题。 (3) 超重和失重问题。 (4) 电场和磁场中的动力学问题。 2 ． 题型、难度 以选择题、计算题为主，难度中等。 锁定命题方向 [ 体验高考 ] 1 ． ( 多选 ) (2015 · 全国卷 Ⅰ ) 如图 1 － 3 － 1 甲所示，一物块在 t ＝ 0 时刻滑上一固定斜面，其运动的 v t 图象如图乙所示。若重力加速度及图中的 v 0 、 v 1 、 t 1 均为已知量，则可求出 图 1 － 3 － 1 A ．斜面的倾角 B ．物块的质量 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 答案 　 ACD 答案 　 BC 3 ． ( 多选 ) (2016 · 全国卷 Ⅱ ) 两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则 A ．甲球用的时间比乙球长 B ．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C ．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D ．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 答案 　 BD 4 ． (2017· 上海单科 ) 一碗水置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀减速运动时，水面形状接近于图 1 － 3 － 2 中 图 1 － 3 － 2 解析 　当火车向右做匀减速运动时，碗内的水由于惯性，保持原来较大的速度向右运动，则只有图 A 所示的情形符合要求，故 A 正确。 答案 　 A 【 必记要点 】 1 ． 牛顿第一定律 (1) 提出了惯性的概念：惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的唯一量度。 (2) 揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。 考点一　牛顿运动定律的简单应用 突破高频考点 2 ． 牛顿第三定律 牛顿第三定律说明作用力与反作用力大小相同、性质相同。变化情况相同，但作用力与反作用力方向相反，作用在不同的两个物体上，分别对两个物体产生不同的效果。 3 ． 牛顿第二定律 (1) 表达式 F 合 ＝ ma 或 F x ＝ ma x ， F y ＝ ma y 。 (2) F 合 ＝ ma 是矢量式， a 与 F 合 的方向相同。 4 ． 超重和失重 (1) 超重：物体对支持物的压力大于重力，物体具有向上的加速度，物体向上加速运动或向下减速运动。 (2) 失重：物体对支持物的压力小于重力，物体具有向下的加速度，物体向上减速运动或向下加速运动。 完全失重：物体具有向下的加速度，大小等于 g 。 【 题组训练 】 1 ． ( 牛顿第二定律的应用 ) 如图 1 － 3 － 3 所示，放在固定斜面上的物块以加速度 a 沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力 F ，则 图 1 － 3 － 3 A ．物块可能匀速下滑 B ．物块仍以加速度 a 匀加速下滑 C ．物块将以大于 a 的加速度匀加速下滑 D ．物块将以小于 a 的加速度匀加速下滑 答案 　 C 2 ． ( 牛顿第二定律的应用 ) (2018 · 佛山二模 ) 如图 1 － 3 － 4 所示，龙门吊是货运码头装载货物的大型机械，我国在建的 “ 宏海号 ” 是目前世界上最大的龙门吊，其起吊能力 2.2 万吨，有 50 层楼高。右图为货运码头起吊集装箱的某型号龙门吊的示意图，两根长度相等的钢缆绳水平吊起总质量为 M 的集装箱，缆绳间的夹角为 θ ( 侧视图 ) ，在电机带动下，先以恒定加速度 a 向右水平运动 ( 正视图 ) ，后以速度 v 水平匀速运动，以下正确的是 　 答案 　 D 3 ． ( 瞬时加速度的计算 ) (2018 · 泰安二模 ) 如图 1 － 3 － 5 所示，小球 A 置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球 B 用水平轻弹簧拉着，弹簧固定在竖直板上。两小球 A 、 B 通过光滑滑轮 O 用轻质细线相连，两球均处于静止状态。已知球 B 质量为 m ， O 点在半圆柱体圆心 O 1 的正上方， OA 与竖直方向成 30° 角。 OA 长度与半圆柱体半径相等， OB 与竖直方向成 45° 角，现将轻质细线剪断的瞬间 ( 重力加速度为 g ) 图 1 － 3 － 5 答案 　 D 【 必记要点 】 1 ．动力学图象的实质是力与运动的关系，解题的关键在于弄清图象斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义。 2 ．对于复杂的图象或运动过程，要应用物理规律列出与图象对应的函数解析式，以便对有关物理问题作出准确判断。 3 ．看清纵、横坐标所表示的物理量及单位。 考点二　动力学的图象问题 【 题组训练 】 1 ． ( 多选 ) (2018 · 洛阳模拟 ) 将一质量不计的光滑杆倾斜地固定在水平面上，如图 1 － 3 － 6 甲所示，现在杆上套一光滑的小球，小球在一沿杆向上的拉力 F 的作用下沿杆向上运动。该过程中小球所受的拉力以及小球的速度随时间变化的规律如图乙、丙所示。 g ＝ 10 m/s 2 。则下列说法正确的是 图 1 － 3 － 6 A ．在 2 ～ 4 s 内小球的加速度大小为 0.5 m/s 2 B ．小球质量为 2 kg C ．杆的倾角为 30° D ．小球在 0 ～ 4 s 内的位移为 8 m 答案 　 AC 2. ( 多选 ) (2018 · 绵阳模拟 ) 斜面放置在水平地面上，一物块以一定的初速度沿斜面向上运动， A 是斜面上一点，物块过 A 点后通过的路程为 x 时速度为 v ， v 2 与 x 的关系图线如图 1 － 3 － 7 所示，图中 b 1 、 b 2 、 x 0 和重力加速度 g 已知。根据图线可以求得 图 1 － 3 － 7 A ．物块质量和物块从 A 点至回到 A 点的时间 B ．斜面倾角和物块从 A 点至回到 A 点的时间 C ．斜面倾角和物块与斜面的动摩擦因数 D ．物块质量和物块与斜面的动摩擦因数 答案 　 BC 规律方法 动力学图象问题求解方法 第 1 步：识别图象。 (1) 横、纵坐标轴表示的物理量； (2) 是定性描述 ( 坐标轴无标度和单位 ) 还是定量描述 ( 坐标轴有标度和单位 ) ； (3) 图象形状所描述的状态及变化规律； (4) 图线与横坐标轴包围的 “ 面积 ” 有、无意义及对应的物理量； (5) 图线的折点表示斜率发生变化，明确图线斜率对应的物理量； 第 2 步：判别物理过程。 (1) 由图象形状所描述的状态及变化规律确定质点的运动性质； (2) 由图象构建数学函数关系式，根据所构建的关系式与掌握的物理规律对比，确定式中各项的物理意义。 第 3 步：选择解答方法。根据质点的运动性质，选择公式法、图象法解答试题，必要时建立函数关系并进行图象转换，或者与常见形式比较进行解答和判断。 【 必记要点 】 1 ．当连接体中各物体具有共同的加速度时，一般采用整体法；当系统内各物体的加速度不同时，一般采用隔离法。 2 ．求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法。隔离法和整体法是互相依存、互相补充的，两种方法配合交替使用，常能更有效地解决问题。 考点三　力学的连接体问题 [ 例 1] 　 (2018 · 成都检测 ) 如图 1 － 3 － 8 甲所示，倾角 θ ＝ 37° 的足够长粗糙斜面固定在水平面上，滑块 A 、 B 用细线跨过光滑定滑轮相连， A 与滑轮间的细线与斜面平行， B 距地面一定高度， A 可在细线牵引下沿斜面向上滑动。某时刻由静止释放 A ，测得 A 沿斜面向上运动的 v t 图象如图乙所示 ( B 落地后不反弹 ) 。 图 1 － 3 － 8 已知 m A ＝ 2 kg ， m B ＝ 4 kg ，重力加速度 g ＝ 10 m/s 2 ， sin 37° ＝ 0.6 、 cos 37° ＝ 0.8 ；求： (1) A 与斜面间的动摩擦因数； (2) A 沿斜面向上滑动的最大位移。 [ 审题探究 ] (1)0 ～ 0.5 s 时间 A 的加速度是多少？细线对 A 的拉力是否等于 B 的重力？ (2)0.5 s 后， A 做什么运动？如何计算第二段时间内 A 的位移？ [ 答案 ] 　 (1)0.25 　 (2)0.75 m 【 题组训练 】 1 ． ( 多选 ) (2018 · 宣城二模 ) 一物块置于水平桌面上，一端系于物块的轻绳平行于桌面绕过光滑的轻质定滑轮，轻绳的另一端系一质量为 M 的杆，杆自然下垂，杆上穿有质量为 m ( m ＜ M ) 的小环，如图 1 － 3 － 9 所示，重力加速度大小为 g 、当小环以加速度 a 沿杆加速下滑时，物块仍保持静止。则物块受到桌面的摩擦力可能为 图 1 － 3 － 9 A ． Mg 　　　　　　　　 B ． ( M ＋ m ) g C ． ( M ＋ m ) g － Ma D ． ( M ＋ m ) g － ma 解析 　设小环与杆之间的摩擦力为 f 1 。 对小环： mg － f 1 ＝ ma 对物块和杆： f 2 ＝ mg ＋ f 1 联立解得： f 2 ＝ ( M ＋ m ) g － ma 若小环的加速度 a ＝ g ，则有 f 2 ＝ Mg 故选项 A 、 D 正确。 答案 　 AD 图 1 － 3 － 10 答案 　 BCD 【 必记要点 】 1 ．传送带问题的实质是相对运动问题，这样的相对运动将直接影响摩擦力的方向。因此，搞清楚物体与传送带间的相对运动方向是解决该问题的关键。 2 ．传送带问题还常常涉及到临界问题，即物体与传送带速度相同，这时会出现摩擦力改变的临界状态，具体如何改变要根据具体情况判断。 考点四　用动力学方法分析传送带问题 [ 例 2] 　如图 1 － 3 － 11 所示，倾斜传送带 AB 和水平传送带 BC 平滑连接，传送带 AB 的倾角为 θ ＝ 37° ，起点 A 距水平面的高度 H ＝ 7.0 m ， BC 长为 d ＝ 2.0 m ，端点 C 距水平面的高度 h ＝ 1.0 m ，水平传送带 BC 的长度 d 和高度 h 都可以调节，可以调至如图所示的 B ′ C ′ 位置，水平传送带和倾斜传送带都以 v 0 ＝ 8 m /s 的速度逆时针运动，一质量为 m ＝ 5 kg 的物块从倾斜传送带的顶端 A 点由静止释放，已知物块与 AB 、 BC 间的动摩擦因数均为 μ ＝ 0.25 ，物块通过 B 点时无能量损失。 ( 取重力加速度 g ＝ 10 m/ s 2 ， cos 37° ＝ 0.8 ， sin 37° ＝ 0.6 ，物块在运动过程中可视为质点 ) 。 图 1 － 3 － 11 (1) 求物块运动到 C 点时的速度大小； (2) 当 h 调为 h ′ ＝ 3.325 m 时，物块在传送带上运动的总时间是多少？ [ 审题探究 ] (1) 物块刚放到传送带上所受摩擦力的方向如何？物体的加速度多大？ (2) 物块在倾斜传送带上运动，速度能否达到与传送带速度相同？若能达到速度相同，此后物块做匀速运动还是加速运动？ (3) 物块滑上水平传送带时的速度多大？物块在水平传送带上做什么运动？ 【 题组训练 】 1 ． ( 水平传送带问题 ) 如图 1 － 3 － 12 所示，水平传送带 A 、 B 两端相距 s ＝ 3.5 m ，工件与传送带间的动摩擦因数 μ ＝ 0.1 。工件滑上 A 端的瞬时速度 v A ＝ 4 m/s ，到达 B 端的瞬时速度设为 v B ，则下列说法错误的是 图 1 － 3 － 12 A ．若传送带不动，则 v B ＝ 3 m/s B ．若传送带以速度 v ＝ 4 m /s 逆时针匀速转动， v B ＝ 3 m/ s C ．若传送带以速度 v ＝ 2 m /s 顺时针匀速转动， v B ＝ 3 m/ s D ．若传送带以速度 v ＝ 4 m /s 顺时针匀速转动， v B ＝ 3 m/ s 答案 　 D 2 ． ( 倾斜传送带问题 ) 如图 1 － 3 － 13 所示，倾斜传送带与水平方向的夹角为 θ ＝ 37° ，将一小物块轻轻放在正在以速度 v ＝ 10 m /s 匀速逆时针传动的传送带的上端，物块和传送带之间的动摩擦因数为 μ ＝ 0.5( 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小 ) ，传送带两皮带轮轴心间的距离为 L ＝ 29 m ，求将物块从顶部运送到传送带底部所需的时间为多少？ ( g ＝ 10 m/ s 2 ， sin 37° ＝ 0.6 ， cos 37° ＝ 0.8) 图 1 － 3 － 13 答案 　 3 s