廣東省2022屆高考物理二輪專題總復習專題2勻變速直線運動規(guī)律在力學

專題二恒力作用下的直線運動

第1講勻變速直線運動規(guī)律在力學中的應用三、初速度為零的勻變速直線運動的幾個比例式1．1s末、2s末、3s末…速度之比

v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n

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四、牛頓運動定律

1．牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非有力迫使它改變這種狀態(tài)．

2．牛頓第二定律物體的加速度a跟物體所受的合外力F合成正比，跟物體的質量m成反比．1．牛頓運動定律應用的兩種基本類型(1)已知物體的受力情況，求解物體的運動情況．解決這類題目，一般是應用牛頓運動定律求出物體的加速度，再根據物體的初始條件，應用運動學公式，求出物體運動的情況，即求出物體在任意時刻的位置、速度及運動軌跡．

(2)已知物體的運動情況，求解物體的受力情況解決這類題目，一般是應用運動學公式求出物體的加速度,再應用牛頓第二定律求出物體所受的合外力，進而求出物體所受的其他外力．流程圖如下：

【例1】在黑龍江的大興安嶺原始森林，冬季狗拉雪橇仍然是當地居民一種重要的運輸工具，阿翔和小莉同學同乘一輛雪橇去上學，已知雪橇及人的總質量為200kg，與水平冰面間動摩擦因數為0.05.若一只狗沿與水平方向成37°傾角斜向上拉雪橇，使雪橇加速啟動后的第3s內位移為2.0m.若雪橇啟動時加速度恒定，則狗的拉力有多大？【評析】本題是已知運動求受力的典型例題，在求解相關問題時要注意加速度是連接力與運動的橋梁，要求出加速度才能進行相關的計算．

【變式練習】航模興趣小組設計出一架遙控飛行器，其質量m=2kg，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F=28N.試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升．設飛行器飛行時所受的阻力大小不變，g取10m/s2.(1)第一次試飛，飛行器飛行t1=8s時到達高度H=64m.求飛行器所受阻力f的大?。?2)第二次試飛，飛行器飛行t2=6s時遙控器出現故障，飛行器立即失去升力．求飛行器能達到的最大高度h；(3)為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開始下落到恢復升力的最長時間t3.

【例題2】

(雙選)如圖2-1-1所示，木箱內有一豎直放置的彈簧，彈簧上方有一物塊，木箱靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)且物塊壓在箱頂上．若在某一段時間內，物塊對箱頂剛好無壓力，則在此段時間內，木箱的運動狀態(tài)可能為(

)A．加速下降B．加速上升C．減速上升D．減速下降2．超重和失重【解析】木箱靜止時物塊對箱頂有壓力，則物塊受到箱頂向下的壓力，當物塊對箱頂剛好無壓力時，表明系統(tǒng)有向上的加速度，是超重，BD項正確．【答案】BD

【同類變式】(2011·茂名模擬)(雙選)一個研究性學習小組設計了一個豎直加速度計，如圖所示．把輕彈簧上端用膠帶固定在一塊紙板上，讓其自然下垂，在彈簧末端處的紙板上刻上水平線A.現把墊圈用膠帶固定在彈簧的下端，在墊圈自由垂下處刻上水平線B，在B的下方刻一水平線C，使AB間距等于BC間距．假定當地重力加速度g=10m/s2，當加速度器在豎直方向運動時，若彈簧末端的墊圈(

)A．在A處，則表示此時的加速度為零B．在A處，則表示此時的加速度大小為g，且方向向下C．在C處，則質量為50g的墊圈對彈簧的拉力為1ND．在BC之間某處，則此時加速度計一定是在加速上升【解析】彈簧末端的墊圈在B處，墊圈處于平衡狀態(tài)，有kx=mg.當墊圈在A處時，墊圈受到向下的重力，加速度為g，方向向下，A項錯誤；在C處，墊圈受到重力和向上的彈力，若墊圈質量為50g，則受到彈簧的拉力為2G，所以C項正確；在BC之間某處，合外力向上，加速度計可能是在加速上升，也可能是減速下降，D項錯誤．【答案】BC3．巧用整體法和隔離法處理連接體問題

【例3】(雙選)如圖所示，兩個物體中間用一根不計質量的輕桿相連，A、B兩物體質量分別為m1、m2，它們和斜面間的動摩擦因數分別為μ1、μ2，當它們在斜面上加速下滑時，關于桿的受力情況，以下說法正確的是(

)A．若μ1＞μ2，則桿一定受到壓力作用

B．若μ1=μ2，m1<m2，則桿受到壓力作用

C．若μ1=μ2，m1>m2，則桿受到壓力作用

D．只要μ1=μ2，則桿的兩端既不受拉力也不受壓力【同類變式】如圖所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一個質量為m0的平盤，盤中有一質量為m的物體，當盤靜止時，彈簧的長度比其自然長度伸長了l.今向下拉盤使彈簧再伸長Dl后停止，然后松手放開，設彈簧總處在彈性限度之內，則剛松手時盤對物體的支持力等于()

【答案】A4．臨界問題【例4】如圖所示，有A、B兩個楔形木塊，質量均為m，靠在一起放于水平面上，它們與接觸面的傾角為θ.現對木塊A施一水平推力F，若不計一切摩擦，要使A、B一起運動而不發(fā)生相對滑動，求水平推力F不得超過的最大值．【解析】AB一起運動，則以AB整體為研究對象，由牛頓第二定律得：F=2ma當A推著B向前加速時，B對A的反作用力FBA會將A向上抬升而與B發(fā)生相對滑動．以A為研究對象，其受力情況如下圖所示．由圖可知，A、B一起運動而不發(fā)生相對滑動的臨界條件是：N=0豎直方向FBAcosq=mg水平方向F-FBAsinq=ma聯立上式可得F=2mgtanq即水平推力的最大值為2mgtanq.【評析】此題的關鍵是要根據物體受力特征來分析AB為何可能發(fā)生相對滑動，從而找出臨界條件．【同類變式】如圖所示，一細線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細線的另一端拴一質量為m的小球，當滑塊至少以加速度a=

向左運動時，小球對滑塊的壓力等于零，當滑塊以a=2g的加速度向左運動時，線中拉力T=

.【解析】本題是考查應用牛頓定律處理臨界問題．

當小球對滑塊的壓力恰等于零時，小球僅受重力和線的拉力，細線平行斜面，滑塊臨界加速度a0=gtan45°=g.

當a=2g時，由于a>a0，小球脫離斜面，線與水平方向的夾角小于45°，【例5】傳送帶與水平面夾角為37°，皮帶以10m/s的速率沿順時針方向轉動，如圖所示．今在傳送帶上端A處無初速地放上一個質量m=0.5kg的小物塊，它與傳送帶間的動摩擦因數為0.5，若傳送帶A到B的長度為16m，g取10m/s2，則物體從A運動到B的時間為多少？(sin37°=0.6，cos37°=0.8)5．傳送帶問題【解析】本題考查對物體在傾斜皮帶上的運動情況的分析．

由于μ=0.5<tanq=0.75，物體一定沿傳送帶對地下移，且不會與傳送帶相對靜止．

設物塊從剛放上皮帶到速度達10m/s，物體位移為s1，加速度為a1，時間為t1，因物塊速率小于皮帶速率，根據牛頓第二定律，【評析】本題易錯的地方是學生一般都會誤認為當兩者速度相同時將會保持靜止．對于這一點，我們在求解時應首先進行μ與tanq大小的判斷．【同類變式】(2011·湛江模擬)(雙選)如圖所示，在馬達的驅動下，皮帶運輸機的皮帶以速度v向右水平運行，現將一塊磚正對皮帶上的A點輕輕地放在皮帶上，此后()A．一段時間內，磚塊將在滑動摩擦力的作用下，對地做加速運動B．當磚塊的速率等于v時，磚塊與皮帶間摩擦力變?yōu)殪o摩擦力C．當磚塊與皮帶相對靜止時，磚塊位于皮帶上A點的右側的某一點BD．磚塊在皮帶上有可能不存在磚塊與皮帶相對靜止的狀態(tài)【解析】當磚塊放在皮帶