高考物理三輪沖刺突破訓(xùn)練專(zhuān)題03 牛頓運(yùn)動(dòng)定律與直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)合（原卷版）

專(zhuān)題03牛頓運(yùn)動(dòng)定律與直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)合TOC\o"1-3"\h\u考查方式一動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題 1考查方式二動(dòng)力學(xué)的運(yùn)動(dòng)圖象問(wèn)題 4【題型演練】 9考查方式一動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題1．分析動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的流程注意：(1)抓好兩個(gè)分析：受力分析與運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，特別是多過(guò)程問(wèn)題，一定要明確各過(guò)程受力的變化、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的變化、速度方向的變化等．(2)求解加速度是解決問(wèn)題的關(guān)鍵．2．解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的常用方法(1)整體法與隔離法．(2)正交分解法：一般沿加速度方向和垂直于加速度方向進(jìn)行分解，有時(shí)根據(jù)情況也可以把加速度進(jìn)行正交分解．(3)逆向思維法：把運(yùn)動(dòng)過(guò)程的末狀態(tài)作為初狀態(tài)的反向研究問(wèn)題的方法，一般用于勻減速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，比如剎車(chē)問(wèn)題、豎直上拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題．3．瞬時(shí)加速度的求解(1)兩類(lèi)模型①剛性繩(或接觸面)——不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，其彈力立即突變，不需要形變發(fā)生變化的時(shí)間．②彈簧(或橡皮繩)——兩端同時(shí)連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點(diǎn)是形變量大，其形變恢復(fù)需要一段時(shí)間，在瞬時(shí)性問(wèn)題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變．(2)求解瞬時(shí)加速度的一般思路eq\x(\a\al(分析瞬時(shí)變化前后,物體的受力情況))→eq\x(\a\al(列牛頓第二,定律方程))→eq\x(\a\al(求瞬時(shí),加速度))【典例1】現(xiàn)在大型室外活動(dòng)通常用無(wú)人飛機(jī)進(jìn)行航拍。如圖所示，一質(zhì)量m=2.0kg的無(wú)人飛機(jī)在操作員的操控下由靜止開(kāi)始豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)2s，然后無(wú)人飛機(jī)又勻速向上運(yùn)動(dòng)3s，接著勻減速向上運(yùn)動(dòng)4s速度恰好為零，之后懸停進(jìn)行航拍。已知無(wú)人飛機(jī)上升過(guò)程中的最大速度為vm=4m/s，受到的空氣阻力恒為f=1N，重力加速度大小g=10m/s2，則（）A.無(wú)人飛機(jī)上升的第一個(gè)階段，受到向上的作用力大小是25NB.無(wú)人飛機(jī)上升的第二個(gè)階段，受到向上的作用力大小是20NC.無(wú)人飛機(jī)上升的第三個(gè)階段，受到向上的作用力大小是18ND.無(wú)人飛機(jī)上升的總高度為24m【典例2】細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球用固定在墻上的水平彈簧支撐，小球與彈簧不粘連，平衡時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為53°，如圖所示．已知cos53°＝0.6，sin53°＝0.8，重力加速度為g.以下說(shuō)法正確的是()A．小球靜止時(shí)彈簧的彈力大小為eq\f(3,4)mgB．小球靜止時(shí)細(xì)繩的拉力大小為eq\f(5,3)mgC．細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即為gD．細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即為eq\f(4,3)g【典例3】如圖所示，一輕質(zhì)彈簧豎直固定在水平面上，一物塊自彈簧正上方自由下落，當(dāng)物塊與彈簧接觸并將彈簧壓至最短(在彈性限度內(nèi))的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．物塊接觸彈簧后立即做減速運(yùn)動(dòng)B．物塊接觸彈簧后先加速后減速C．當(dāng)物塊的速度最大時(shí)，它所受的合力不為零D．當(dāng)彈簧被壓縮至最短時(shí)，物塊的加速度等于零【典例4】在一塊固定的傾角為θ的木板上疊放質(zhì)量均為m的一本英語(yǔ)詞典和一本漢語(yǔ)詞典，圖甲中英語(yǔ)詞典在上，圖乙中漢語(yǔ)詞典在上，已知圖甲中兩本書(shū)一起勻速下滑，圖乙中兩本書(shū)一起加速下滑．已知兩本書(shū)的封面材料不同，但每本書(shū)的上下兩面材料都相同，近似認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等，設(shè)英語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，漢語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，英語(yǔ)詞典和漢語(yǔ)詞典之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ3，則下列說(shuō)法正確的是()A．μ1>μ2B．μ3<μ2C．圖乙中漢語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小是μ3mgcosθD．圖甲中英語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小是μ2mgcosθ考查方式二動(dòng)力學(xué)的運(yùn)動(dòng)圖象問(wèn)題1．x-t圖象：描述位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，圖象斜率的大小表示物體運(yùn)動(dòng)速度的大小，斜率的正負(fù)表示速度的方向．2．v-t圖象：描述速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．(1)某一點(diǎn)代表此時(shí)刻的瞬時(shí)速度，時(shí)間軸上方速度方向?yàn)檎?，時(shí)間軸下方速度方向?yàn)樨?fù)．(2)圖象斜率的大小表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度的大小，斜率的正負(fù)表示加速度的方向．(3)圖象與時(shí)間軸圍成面積代表位移，時(shí)間軸上方位移為正，時(shí)間軸下方位移為負(fù)．3．a(chǎn)-t圖象：描述加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，圖象與時(shí)間軸圍成的面積表示物體速度的變化量；加速度恒定表示物體做勻變速運(yùn)動(dòng)，否則物體做非勻變速運(yùn)動(dòng)．4．三者關(guān)系：x-t圖象和v-t圖象描述的都是直線運(yùn)動(dòng)，而a-t圖象描述的不一定是直線運(yùn)動(dòng)；在圖象轉(zhuǎn)換時(shí)，必須明確不同圖象間相互聯(lián)系的物理量，必要時(shí)還應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律寫(xiě)出兩個(gè)圖象所描述的物理量間的函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行分析和判斷．【典例5】新冠肺炎疫情期間，無(wú)人機(jī)發(fā)揮著非常重要的作用，可利用無(wú)人機(jī)空投藥品，將藥品送到隔離人員手中。在某次無(wú)人機(jī)豎直送貨中，無(wú)人機(jī)的質(zhì)量M=1.5kg，貨物的質(zhì)量m=1kg，無(wú)人機(jī)與貨物間通過(guò)輕繩相連。無(wú)人機(jī)從地面開(kāi)始加速上升一段時(shí)間后關(guān)閉動(dòng)力，其運(yùn)動(dòng)v-t圖像如圖所示。無(wú)人機(jī)所受阻力恒定，不考慮貨物受到的阻力，g取10m/s2，下列判斷正確的是（）A.無(wú)人機(jī)上升的最大高度為36mB.無(wú)人機(jī)所受阻力大小為3NC.無(wú)人機(jī)所受的升力大小為30ND.加速階段繩的拉力大小為12N【典例6】如圖甲所示，質(zhì)量m=1kg小物塊在平行斜面向下的恒力F作用下，從固定粗糙斜面底端開(kāi)始以v0=12m/s的初速度向上運(yùn)動(dòng)，力F作用一段時(shí)間后撤去。以出發(fā)點(diǎn)O為原點(diǎn)沿斜面向上建立坐標(biāo)系，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊速率的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，斜面傾角θ=37°，取cos37°=0.8，sin37°=0.6，g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（）A.沿斜面上行階段物體的加速度大小為24m/s2B.恒力F大小為4NC.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5D.物塊返回斜面底端時(shí)速度大小為SKIPIF1<0m/s【典例7】如圖甲所示，地面上有一質(zhì)量為M的重物用力F向上提它，力F變化而引起物體加速度變化的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，則以下說(shuō)法中正確的是（）A.當(dāng)F小于圖中A點(diǎn)值時(shí)，物體的重力SKIPIF1<0，物體不動(dòng)B.圖中A點(diǎn)值即物體的重力值C.物體向上運(yùn)動(dòng)加速度和力F成正比D.圖線延長(zhǎng)線和縱軸的交點(diǎn)B的數(shù)值的絕對(duì)值等于該地的重力加速度【典例8】一名乘客乘坐豎直電梯上樓，其位移x與時(shí)間t的圖像如圖所示，其中t1到t2時(shí)間段圖像為直線。則以下說(shuō)法正確的是（）A.t1~t2時(shí)間內(nèi)，乘客的速度一直增大B.t2~t3時(shí)間內(nèi)，乘客的速度一直增大C.t1~t2時(shí)間內(nèi)，乘客對(duì)電梯壓力大于乘客重力D.t2~t3時(shí)間內(nèi)，乘客對(duì)電梯壓力小于乘客重力【典例9】(多選)水平力F方向確定，大小隨時(shí)間的變化如圖(a)所示，用力F拉靜止在水平桌面上的物塊，在F從0開(kāi)始逐漸增大的過(guò)程中，物塊的加速度a隨時(shí)間t變化的圖象如圖(b)所示．重力加速度大小為10m/s2，最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力．由圖可知()A．物塊與水平桌面間的最大靜摩擦力為3NB．物塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1C．物塊的質(zhì)量m＝2kgD．在0～4s時(shí)間內(nèi)，合外力的沖量為12N·s【解題經(jīng)驗(yàn)總結(jié)】分析圖象問(wèn)題時(shí)常見(jiàn)的誤區(qū)(1)沒(méi)有看清橫、縱坐標(biāo)軸所表示的物理量及單位．(2)沒(méi)有注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開(kāi)始．(3)不清楚圖象中的點(diǎn)、斜率、面積等的物理意義．(4)忽視對(duì)物體受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析.

【題型演練】1.一質(zhì)量為1kg的小物塊靜止在光滑水平面上，t＝0時(shí)刻給物體施加一個(gè)水平向右的拉力F，其速度的二次方隨位移變化的圖象為經(jīng)過(guò)P(5,25)的直線，如圖所示，則()A．小物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．水平拉力F的大小為2.5NC．5s內(nèi)小物塊的位移為5mD．5s末小物塊的速度為25m/s2.一質(zhì)量為m的小球在空中由靜止釋放，若小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力與速度成正比，用v和a分別表示小球下落的速度和加速度的大小，t表示時(shí)間．則關(guān)于小球下落過(guò)程運(yùn)動(dòng)的描述，下列圖象可能正確的是()3.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用兩根細(xì)線OA、OB連接，細(xì)線OA的另一端連接在車(chē)廂頂，細(xì)線OB的另一端連接于側(cè)壁，細(xì)線OA與豎直方向的夾角為θ＝37°，OB保持水平，重力加速度大小為g，車(chē)向左做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)OB段細(xì)線拉力為OA段細(xì)線拉力的兩倍時(shí)，車(chē)的加速度大小為(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．g B.eq\f(5,4)gC.eq\f(3,2)g D.eq\f(7,4)g如圖，在光滑的斜面上，輕彈簧的下端固定在擋板上，上端放有物塊Q，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用一沿斜面向上的力F作用在物塊Q上，使其沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以x表示物塊Q離開(kāi)靜止位置的位移，在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前，下列表示F和x之間關(guān)系的圖象可能正確的是()如圖所示，質(zhì)量為M的滑塊A放置在光滑水平地面上，左側(cè)面是圓心為O、半徑為R的光滑四分之一圓弧面，當(dāng)用一水平恒力F作用在滑塊A上時(shí)，一質(zhì)量為m的小球B(可視為質(zhì)點(diǎn))在圓弧面上與A保持相對(duì)靜止，此時(shí)小球B距軌道末端Q的豎直高度為H＝eq\f(R,3)，重力加速度為g，則F的大小為()A．eq\f(\r(5),3)Mg B．eq\f(\r(5),2)MgC．eq\f(\r(5),3)(M＋m)g D．eq\f(\r(5),2)(M＋m)g6.(多選)如圖所示，在光滑水平面上放置的A、B兩物體相互接觸但并不黏合，兩物體的質(zhì)量分別為mA＝2kg，mB＝3kg.從t＝0開(kāi)始，作用力FA和作用力FB分別作用在A、B兩物體上，F(xiàn)A、FB隨時(shí)間的變化規(guī)律分別為FA＝(8－2t)N，F(xiàn)B＝(2＋2t)N．則()A．A、B兩物體一直以2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)FA＝FB時(shí)，A、B兩物體分離C．t＝1s時(shí)A物體的運(yùn)動(dòng)速度為2m/sD．B物體在t＝5s時(shí)的加速度為4m/s27．(多選)一小滑塊從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間4t0到達(dá)B處，在5t0時(shí)刻滑塊運(yùn)動(dòng)到水平面的C點(diǎn)停止，滑塊與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。已知滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與接觸面間的摩擦力大小與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)前后速率不變。以下說(shuō)法中正確的是（）A.滑塊在斜面和水平面上的位移大小之比為4：1B.滑塊在斜面和水平面上的加速度大小之比為4：1C.斜面的傾角的余弦值為0.8D.滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝SKIPIF1<0(多選)如圖甲所示，物塊A、B靜止疊放在水平地面上，B受到大小從零開(kāi)始逐漸增大的水平拉力F作用，A、B間的摩擦力Ff1、B與地面間的摩擦力Ff2隨水平拉力F變化的情況如圖乙所示，已知物塊A的質(zhì)量m＝3kg，重力加速度g取10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則()A．物塊B的質(zhì)量為4kgB．A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2C．B與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2D．當(dāng)F＝10N時(shí)，A物體的加速度大小為1.5m/s29．如圖所示，豎直輕彈簧一端與地面相連，另一端與物塊相連，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向上的拉力SKIPIF1<0，使物塊向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，則拉力SKIPIF1<0隨時(shí)間SKIPIF1<0變化的圖像可能正確的是（

）A． B． C． D．10.（多選）如圖，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán)，小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d。現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，小環(huán)下滑帶動(dòng)重物上升，當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑到圖中B處時(shí)有向下的速度。下滑距離也為d，下列說(shuō)法正確的是（）A．小環(huán)剛釋放時(shí)重物能上升，則輕繩中的張力一定大于2mgB．小環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度也為dC．小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比為SKIPIF1<0D．小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比為SKIPIF1<011．如圖甲為生產(chǎn)流水線上的水平皮帶轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)，由一段直線皮帶和一段圓弧皮帶平滑連接而成，其俯視圖如圖乙所示，虛線ABC是皮帶的中線，AB段（直線）長(zhǎng)度L＝3.2m，BC段（圓?。┌霃絉＝2m，中線上各處的速度大小均為v＝1m/s。某次轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)傳送一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小物件時(shí)，將小物件輕放在直線皮帶的起點(diǎn)A處，被傳送至B處，滑上圓弧皮帶上時(shí)速度大小不變，已知小物件與兩皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為SKIPIF1<0，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取SKIPIF1<0。（1）求小物件在直線皮帶上加速過(guò)程的位移大小s；（2）計(jì)算說(shuō)明小物件在圓弧皮帶上是否打滑？并求出摩擦力大小。

12．如圖1所示，一傾角SKIPIF1<0的斜面固定在水平地面上，質(zhì)量SKIPIF1<0的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止在斜面底部。從