2025高考物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)第一章 1.質(zhì)點(diǎn)　參考系含答案

2025高考物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)第一章1.質(zhì)點(diǎn)參考系含答案1.質(zhì)點(diǎn)參考系【課程標(biāo)準(zhǔn)】1.經(jīng)歷質(zhì)點(diǎn)模型的建構(gòu)過程,了解質(zhì)點(diǎn)的含義。2.知道將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件,能將特定實(shí)際情景中的物體抽象成質(zhì)點(diǎn)。3.體會建構(gòu)物理模型的思維方式,認(rèn)識物理模型在探索自然規(guī)律中的作用?！局R導(dǎo)圖】情境引入九百多年前,宋代詩人陳與義乘著小船在風(fēng)和日麗的春日出游時(shí)曾經(jīng)寫了一首詩——“飛花兩岸照船紅,百里榆堤半日風(fēng)。臥看滿天云不動,不知云與我俱東。”在這首詩中,詩人藝術(shù)性地表達(dá)了他對運(yùn)動相對性的理解。詩中描述了什么物體的運(yùn)動?它是以什么物體為參考系的?你對詩人關(guān)于“榆堤”“云”“我”的運(yùn)動與靜止的說法有沒有不同的認(rèn)識?讓我們帶著上述問題進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)吧。必備知識·認(rèn)知導(dǎo)學(xué)一、物體和質(zhì)點(diǎn)1.質(zhì)點(diǎn):忽略物體的大小和形狀,把它簡化成一個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn),這樣的點(diǎn)叫作質(zhì)點(diǎn)。2.將物體視為質(zhì)點(diǎn)的條件:(1)物體的形狀和大小對所研究問題的影響可以忽略不計(jì);(2)物體上各點(diǎn)的運(yùn)動情況完全相同時(shí),可以用其上某一點(diǎn)的運(yùn)動代替整個(gè)物體的運(yùn)動,如平動物體。3.質(zhì)點(diǎn)是忽略了物體的大小和形狀這種次要因素,突出了物體的質(zhì)量這種主要因素,它是對實(shí)際物體的一種科學(xué)抽象,實(shí)際中并不存在(選填“存在”或“并不存在”)。二、參考系1.運(yùn)動與靜止(1)自然界的一切物體都處于永恒的運(yùn)動中,運(yùn)動是絕對的。(2)描述某個(gè)物體的位置隨時(shí)間的變化,總是相對于其他物體而言的,這便是運(yùn)動的相對性。2.參考系:要描述一個(gè)物體的運(yùn)動,首先要選定某個(gè)其他物體作為參考,這種用來作為參考的物體叫作參考系。對號入座下列四種現(xiàn)象(或運(yùn)動)中分別是說什么物體相對什么參考系在運(yùn)動?項(xiàng)目研究對象參考系一江春水向東流春水地面地球的公轉(zhuǎn)地球太陽鐘表的時(shí)針在轉(zhuǎn)動時(shí)針表盤太陽東升西落太陽地球明辨是非(1)很小的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)。(×)提示:物體能否看成質(zhì)點(diǎn)和自身的大小無關(guān)。(2)同一物體有時(shí)可看成質(zhì)點(diǎn),有時(shí)則不能。 (√)(3)由于運(yùn)動是絕對的,描述物體的運(yùn)動時(shí),可以不選定參考系。 (×)提示:運(yùn)動是絕對的,但運(yùn)動有相對性,描述物體運(yùn)動時(shí),必須首先選定參考系。(4)必須選擇地面為參考系。(×)提示:參考系的選擇是任意的,在沒有特別指明參考系時(shí),通常是以地面為參考系。關(guān)鍵能力·探究導(dǎo)思“拋錨式教學(xué)”是使學(xué)生在真實(shí)的問題情境中,通過師生互動,讓學(xué)生主動學(xué)習(xí),親身體驗(yàn)達(dá)到目標(biāo)的全過程?！板^”就是提出的情境問題,學(xué)生在老師的引導(dǎo)下通過探錨、解錨、起錨一步步解決情境問題的過程為“拋錨”。學(xué)習(xí)任務(wù)一對質(zhì)點(diǎn)的理解探錨——情境創(chuàng)設(shè)啟發(fā)設(shè)問人類居住的地球繞太陽公轉(zhuǎn),同時(shí)又在自轉(zhuǎn)。地球到太陽的距離約1.5×108km,而地球的直徑只有約1.3×104km。(1)研究地球自轉(zhuǎn)時(shí),能否將地球看成質(zhì)點(diǎn)?為什么?提示:不能;研究地球自轉(zhuǎn)時(shí),地球的大小、形狀不能忽略。(2)研究地球公轉(zhuǎn)時(shí),能否將地球看成質(zhì)點(diǎn)?為什么?提示:可以;關(guān)注整體的運(yùn)動,地球大小相比地球到太陽的距離小得多。(3)一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)是由物體本身決定的,還是由研究的問題決定的?同一物體能否看成質(zhì)點(diǎn)的依據(jù)是什么?提示:由研究的問題決定;每一點(diǎn)的運(yùn)動能否代替整體的運(yùn)動。解錨——要點(diǎn)歸納規(guī)律概括1.對物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的條件的兩點(diǎn)理解(1)物體的大小和形狀對所研究的問題無影響,或者有影響但可以忽略不計(jì)時(shí),可將物體看成質(zhì)點(diǎn)。(2)當(dāng)物體上各部分的運(yùn)動情況完全相同時(shí),物體上任何一點(diǎn)的運(yùn)動情況都能反映該物體的運(yùn)動,一般可以將該物體看成質(zhì)點(diǎn),但不一定總是能看成質(zhì)點(diǎn)。2.質(zhì)點(diǎn)的研究方法——“物理模型”(1)物理模型是指在物理研究中,突出問題的主要因素,忽略次要因素而建立的理想化模型,是物理學(xué)經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法,質(zhì)點(diǎn)就是典型的物理模型之一。(2)物理模型作為一種理想化模型,是為了研究問題方便而對實(shí)際問題的科學(xué)抽象,實(shí)際中并不存在。起錨——典題突破學(xué)以致用【典例1】(2024·浙江1月選考)杭州亞運(yùn)會順利舉行,如圖所示為運(yùn)動會中的四個(gè)比賽場景。在下列研究中可將運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)的是 ()A.研究甲圖運(yùn)動員的入水動作B.研究乙圖運(yùn)動員的空中轉(zhuǎn)體姿態(tài)C.研究丙圖運(yùn)動員在百米比賽中的平均速度D.研究丁圖運(yùn)動員通過某個(gè)攀巖支點(diǎn)的動作【解析】選C。研究甲圖運(yùn)動員的入水動作時(shí),運(yùn)動員的形狀和體積對所研究問題的影響不能夠忽略,此時(shí)運(yùn)動員不能夠看為質(zhì)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;研究乙圖運(yùn)動員的空中轉(zhuǎn)體姿態(tài)時(shí),運(yùn)動員的形狀和體積對所研究問題的影響不能夠忽略,此時(shí)運(yùn)動員不能夠看為質(zhì)點(diǎn),故B錯(cuò)誤;研究丙圖運(yùn)動員在百米比賽中的平均速度時(shí),運(yùn)動員的形狀和體積對所研究問題的影響能夠忽略,此時(shí)運(yùn)動員能夠看為質(zhì)點(diǎn),故C正確;研究丁圖運(yùn)動員通過某個(gè)攀巖支點(diǎn)的動作時(shí),運(yùn)動員的形狀和體積對所研究問題的影響不能夠忽略,此時(shí)運(yùn)動員不能夠看為質(zhì)點(diǎn),故D錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,四輪馬達(dá)納米車是用納米技術(shù)制造的一種新型藥物輸送系統(tǒng),它可以在血管中穿行而不會受到人體免疫系統(tǒng)的攻擊。下列情況中可以把納米車看作質(zhì)點(diǎn)的是 ()A.研究納米車的組成時(shí)B.研究納米車運(yùn)動的快慢時(shí)C.研究納米車如何治療疾病時(shí)D.研究納米車馬達(dá)的工作時(shí)【解析】選B。研究納米車的組成時(shí),要研究納米車的結(jié)構(gòu)、形狀與大小,所以不能將納米車看作質(zhì)點(diǎn),A錯(cuò)誤;研究納米車運(yùn)動的快慢時(shí),可以忽略納米車的形狀和大小,可將納米車看作質(zhì)點(diǎn),B正確;研究納米車如何治療疾病時(shí),要考慮納米車的動作,不能用一個(gè)點(diǎn)代替,C錯(cuò)誤;研究納米車馬達(dá)的工作時(shí),馬達(dá)的形狀不能忽略,故不能將納米車看作質(zhì)點(diǎn),D錯(cuò)誤。學(xué)習(xí)任務(wù)二參考系探錨——情境創(chuàng)設(shè)啟發(fā)設(shè)問空中加油機(jī)是給飛行中的戰(zhàn)機(jī)及直升機(jī)補(bǔ)加燃料的飛機(jī),其作用可使受油機(jī)增大航程,延長續(xù)航時(shí)間,增加有效載重,以提高航空兵的作戰(zhàn)能力。(1)在空中加油機(jī)看來,戰(zhàn)機(jī)的運(yùn)動情況是怎樣的?提示:靜止的,加油時(shí)需要保持相對靜止。(2)從地面上的人看來,空中加油機(jī)和戰(zhàn)機(jī)的運(yùn)動情況是怎樣的?提示:高速飛行。(3)通過上面的例子說明,對于同一個(gè)運(yùn)動的物體,如果選取不同的參考系,所得結(jié)果怎樣?提示:結(jié)果可能不同也可能相同。解錨——要點(diǎn)歸納規(guī)律概括參考系的四個(gè)特性標(biāo)準(zhǔn)性用來作為參考系的物體都是假定不動的,被研究的物體是運(yùn)動還是靜止,都是相對于參考系而言任意性參考系的選取具有任意性,但應(yīng)以觀察方便和運(yùn)動的描述盡可能簡潔、方便為原則差異性同一運(yùn)動選擇不同的參考系,觀察結(jié)果一般不同統(tǒng)一性比較不同物體的運(yùn)動時(shí),應(yīng)該選擇同一參考系。起錨——典題突破學(xué)以致用【典例2】(2024·鄭州高一檢測)火炬?zhèn)鬟f是各種重大體育賽事的重要環(huán)節(jié)。在某次運(yùn)動會火炬?zhèn)鬟f中,觀察到同一地點(diǎn)的旗幟和甲、乙兩火炬手所傳遞的圣火火焰如圖所示。關(guān)于甲、乙兩火炬手相對于靜止旗桿的運(yùn)動情況,下列說法中正確的是 ()A.甲、乙兩火炬手一定都在向右運(yùn)動B.甲、乙兩火炬手一定都在向左運(yùn)動C.甲火炬手一定向右運(yùn)動,乙火炬手一定向左運(yùn)動D.甲火炬手可能靜止,乙火炬手一定向左運(yùn)動【解析】選D。根據(jù)旗幟的飄動情況可知風(fēng)向左吹。甲火炬手所傳遞的圣火火焰向左飄,所以甲火炬手可能相對于旗桿靜止,也可能向右運(yùn)動,還可能向左運(yùn)動,但此時(shí)的運(yùn)動速度比風(fēng)速小;乙火炬手所傳遞的圣火火焰向右飄,表明乙火炬手一定相對于旗桿向左運(yùn)動,且運(yùn)動速度比風(fēng)速大,D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】古代文人給我們留下了大量優(yōu)美的詩篇,在這些詩篇中,不乏描述物理現(xiàn)象、揭示物理規(guī)律的詩句。下列詩詞所描繪的情景中,包含以流水為參考系的是 ()A.長江一帆遠(yuǎn),落日五湖春B.天門中斷楚江開,碧水東流至此回C.人從橋上過,橋流水不流D.飛流直下三千尺,疑是銀河落九天【解析】選C?！伴L江一帆遠(yuǎn),落日五湖春”是以地面作為參考系,A錯(cuò)誤;“天門中斷楚江開,碧水東流至此回”是以地面作為參考系,B錯(cuò)誤;“人從橋上過”是以地面作為參考系,“橋流水不流”是以流水作為參考系,C正確;“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”是以大地作為參考系,D錯(cuò)誤。隨堂檢測·自我診斷1.(對質(zhì)點(diǎn)的理解)關(guān)于質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是 ()A.只有體積很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)B.在太空中進(jìn)行飛船對接的航天員觀察該飛船,可把飛船看作質(zhì)點(diǎn)C.從地球上的控制中心跟蹤觀察在太空中飛行的宇宙飛船,可把飛船看作質(zhì)點(diǎn)D.質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的模型,實(shí)際并不存在,所以引入這個(gè)概念沒有多大意義【解析】選C。當(dāng)物體的體積和形狀對所研究問題的影響可以忽略不計(jì)時(shí),物體可以看為質(zhì)點(diǎn),物體能否看為質(zhì)點(diǎn)與體積的大小無關(guān),故A錯(cuò)誤;在太空中進(jìn)行飛船對接的航天員觀察該飛船時(shí),飛船的形狀和體積對所研究問題的影響不可以忽略不計(jì),此時(shí)不能將飛船看為質(zhì)點(diǎn),故B錯(cuò)誤;從地球上的控制中心跟蹤觀察在太空中飛行的宇宙飛船時(shí),飛船的形狀和體積能夠忽略不計(jì),此時(shí)飛船能夠看為質(zhì)點(diǎn),故C正確;質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的模型,實(shí)際并不存在,但是引入質(zhì)點(diǎn)這一概念能夠簡化所研究的問題,即引入質(zhì)點(diǎn)這一概念有很大的意義,故D錯(cuò)誤。2.(對質(zhì)點(diǎn)的理解)杭州第19屆亞運(yùn)會上,中國女排以3比0戰(zhàn)勝日本隊(duì)獲得冠軍。下列關(guān)于女排比賽中的研究對象,可以視為質(zhì)點(diǎn)的是 ()A.研究女排比賽中運(yùn)動員扣球的動作時(shí)B.確定運(yùn)動員在球場上的位置時(shí)C.研究運(yùn)動員比賽中發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球時(shí)D.確定排球是否落在邊界線內(nèi)時(shí)【解析】選B。能夠作為質(zhì)點(diǎn)的條件是物體的大小和形狀相對于研究問題而言可以忽略不計(jì),所以關(guān)于女排比賽中的研究對象,確定運(yùn)動員在球場上的位置時(shí)可以視為質(zhì)點(diǎn)。故選B。3.(參考系的選取)(多選)下列有關(guān)運(yùn)動的描述中,參考系的選取符合描述的是 ()A.詩句“明月松間照,清泉石上流”是以“清泉”作為參考系的B.“錢塘觀潮時(shí),觀眾只覺得潮水撲面而來”,是以“潮水”為參考系的C.“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬重山”是以“萬重山”為參考系的D.升國旗時(shí),觀察到國旗冉冉升起,觀察者是以“旗桿”為參考系的【解析】選C、D。詩句“明月松間照,清泉石上流”,研究對象是“清泉”,參考系不是“清泉”本身,故A錯(cuò)誤;“錢塘觀潮時(shí),觀眾只覺得潮水撲面而來”,研究對象是“潮水”,參考系不是“潮水”本身,而是以觀眾自己為參考系,故B錯(cuò)誤;“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬重山”,研究對象是“輕舟”,參考系是“萬重山”,故C正確;升國旗時(shí),觀察到國旗冉冉升起,研究對象是“國旗”,由于旗桿和上升的國旗二者相對位置發(fā)生改變,則觀察者可以以“旗桿”為參考系,故D正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】(參考系的選取)小梅乘汽車去姥姥家度假,汽車行駛在平直公路上,小梅透過車窗看去感覺電線桿周圍的景物好像在繞電線桿轉(zhuǎn)動似的,如圖所示。這是因?yàn)橐噪娋€桿為參考系,遠(yuǎn)處的村莊在向汽車前進(jìn)的__________(選填“相同”或“相反”)方向運(yùn)動,近處的小樹在向汽車前進(jìn)的__________(選填“相同”或“相反”)方向運(yùn)動。

【解析】當(dāng)汽車與小樹、電線桿和村莊在一條直線上時(shí),汽車在向右行駛,則人從車?yán)锿饪匆噪娋€桿為參考系時(shí)會看到村莊相對于電線桿向右運(yùn)動,即以電線桿為參考系,遠(yuǎn)處的村莊在向汽車前進(jìn)的相同方向運(yùn)動。同理,以電線桿為參考系,近處的小樹在向汽車前進(jìn)的相反方向運(yùn)動。答案:相同相反第四章運(yùn)動和力的關(guān)系大單元·初高銜接木箱會動嗎?木箱怎么動?你能求出木箱的加速度嗎?運(yùn)動和力初中只介紹了牛頓第一定律,沒有定量給出力和運(yùn)動的關(guān)系,在初中側(cè)重于定性解決問題,高中側(cè)重于定性分析問題。對于這部分內(nèi)容,高中物理更側(cè)重:(1)物理情景或過程的分析:就是要了解物理事件的發(fā)生過程,分清在這個(gè)過程中哪些物理量不變,哪些物理量發(fā)生了變化。特別是針對兩個(gè)以上的物理過程更應(yīng)該分析清楚。若不分析清楚過程及物理量的變化,就容易出錯(cuò)。(2)運(yùn)用圖像:對物理規(guī)律的表述,不僅可以用公式表述,也可用圖像表述。圖像法是一種分析問題的新方法,它的最大特點(diǎn)是直觀,對我們處理問題有很好的幫助。(3)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng):高中物理實(shí)驗(yàn)分演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn),它對于我們學(xué)習(xí)知識和鞏固知識都起到重要的作用。因此,要求同學(xué)們要認(rèn)真觀察演示實(shí)驗(yàn),切實(shí)做好學(xué)生實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)動手能力的鍛煉,注意對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析。大單元·結(jié)構(gòu)預(yù)覽第四章階段提升課思維脈圖·構(gòu)建體系答案速填:①__運(yùn)動狀態(tài)__②__質(zhì)量__③__正比__④__反比__⑤__F=ma__⑥__矢量性__

⑦_(dá)_瞬時(shí)性__⑧__獨(dú)立性__⑨__加速度__⑩__a>g,方向向上__?__向下__

?__a=g__

核心考點(diǎn)·整合貫通考點(diǎn)動力學(xué)中的臨界和分離問題(科學(xué)思維——科學(xué)推理)1.常見的臨界條件(1)兩物體脫離的臨界條件:FN=0。(2)相對滑動的臨界條件:靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)繩子斷裂或松弛的臨界條件:繩子斷裂的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力;繩子松弛的臨界條件是FT=0。2.解題基本思路(1)認(rèn)真審題,詳細(xì)分析問題中變化的過程(包括分析整個(gè)過程中有幾個(gè)階段);(2)尋找過程中變化的物理量;(3)探索物理量的變化規(guī)律;(4)確定臨界狀態(tài),分析臨界條件,找出臨界關(guān)系。3.解題方法極限法把物理問題(或過程)推向極端,從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來,以達(dá)到正確解決問題的目的假設(shè)法臨界問題存在多種可能,特別是非此即彼兩種可能時(shí),或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件,也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí),往往用假設(shè)法解決問題數(shù)學(xué)法將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式,根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件典題例析角度一彈力臨界【典例1】如圖所示,質(zhì)量m=2kg的小球用細(xì)繩拴在傾角θ=37°的光滑斜面上,此時(shí),細(xì)繩平行于斜面。取g=10m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。下列說法正確的是 ()A.當(dāng)斜面體以5m/s2的加速度向右加速運(yùn)動時(shí),繩子拉力大小為20NB.當(dāng)斜面體以5m/s2的加速度向右加速運(yùn)動時(shí),繩子拉力大小為30NC.當(dāng)斜面體以20m/s2的加速度向右加速運(yùn)動時(shí),繩子拉力大小為40ND.當(dāng)斜面體以20m/s2的加速度向右加速運(yùn)動時(shí),繩子拉力大小為60N【解析】選A。小球剛好離開斜面時(shí)的臨界條件是斜面對小球的彈力恰好為零,斜面對小球的彈力恰好為零時(shí),設(shè)繩子的拉力為F,斜面體的加速度為a0。以小球?yàn)檠芯繉ο?根據(jù)牛頓第二定律有Fcosθ=ma0,Fsinθ-mg=0,代入數(shù)據(jù)解得a0≈13.3m/s2。①由于a1=5m/s2<a0,可見小球仍在斜面上,此時(shí)小球的受力情況如圖甲所示,以小球?yàn)檠芯繉ο?根據(jù)牛頓第二定律有F1sinθ+FNcosθ-mg=0,F1cosθ-FNsinθ=ma1,代入數(shù)據(jù)解得F1=20N,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;②由于a2=20m/s2>a0,可見小球離開了斜面,此時(shí)小球的受力情況如圖乙所示,設(shè)繩子與水平方向的夾角為α,以小球?yàn)檠芯繉ο?根據(jù)牛頓第二定律有F2cosα=ma2,F2sinα-mg=0,代入數(shù)據(jù)解得F2=205N,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。[思維升華]連接體恰好脫離滿足兩個(gè)條件(1)物體間的彈力FN=0;(2)脫離瞬間系統(tǒng)、單個(gè)物體的加速度仍相等。角度二摩擦力臨界【典例2】(2024·保定高一檢測)如圖所示,質(zhì)量M=6kg、長L=4m的長木板P靜止在足夠長的光滑水平面上,一質(zhì)量m=1.5kg的滑塊Q(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0=7m/s從左側(cè)與木板等高的平臺滑上長木板,與此同時(shí)給長木板右端施加一水平恒力F=27N。已知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是 ()A.木板對滑塊的摩擦力方向始終不變B.滑塊在木板上運(yùn)動的加速度始終不變C.滑塊距離木板右端最近時(shí)到木板右端的距離為0.5mD.滑塊在木板上相對滑動的時(shí)間為1s【解析】選C?；瑝K滑上木板之后先做減速運(yùn)動,木板做加速運(yùn)動。木板對滑塊的摩擦力方向水平向左,對滑塊有μmg=ma1,解得a1=μg=2m/s2,方向水平向左。對木板有F+μmg=Ma2,解得a2=5m/s2。假設(shè)經(jīng)時(shí)間t兩者速度相等,由v0-a1t=a2t,解得t=1s,兩者速度相等之后假設(shè)一起向右加速,則F=(M+m)a3,解得,a3=3.6m/s2>μg=2m/s2,所以兩者速度相等之后滑塊相對于木板向左滑動,木板對滑塊的摩擦力方向水平向右,滑塊的加速度大小為2m/s2,方向水平向右,故A、B、D錯(cuò)誤;兩者速度相等時(shí),滑塊通過的位移為x1=v0t-12a1t2=7×1m-12×2×12m=6m,木板通過的位移為x2=12a2t2=12×5×12m=52m,滑塊距離木板右端最近時(shí)到木板右端的距離為d=L+x2-[思維升華]分析兩物體疊加問題的基本思路對點(diǎn)訓(xùn)練1.(2024·周口高一檢測)如圖所示,在水平面上放置著兩個(gè)橫截面為梯形的物體P和Q,θ=37°,P和Q質(zhì)量之比為7∶2,所有接觸面均光滑。若把大小為F1、方向向左的水平推力作用在P上,P和Q恰好相對靜止;若把大小為F2、方向向右的水平推力作用在Q上,P和Q恰好相對靜止,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則F1F2為 A.72B.27C.1D【解析】選A。由題意,設(shè)P和Q的質(zhì)量分別為7m和2m。當(dāng)把大小為F1、方向向左的水平推力作用在P上時(shí),設(shè)整體的加速度大小為a1,則根據(jù)牛頓第二定律有F1=9ma1。 ①單獨(dú)對Q分析,因?yàn)镻和Q恰好相對靜止,根據(jù)力的合成與分解以及牛頓第二定律有2mgtanθ=2ma1, ②聯(lián)立①②解得F1=274mg。 當(dāng)把大小為F2、方向向右的水平推力作用在Q上時(shí),設(shè)整體的加速度大小為a2,則根據(jù)牛頓第二定律有F2=9ma2。 ④設(shè)Q對P的彈力大小為FN,則FNsinθ=7ma2, ⑤根據(jù)牛頓第三定律可知P對Q的彈力大小為FN'=FN。 ⑥單獨(dú)對Q分析,因?yàn)镻和Q恰好相對靜止,在豎直方向上根據(jù)平衡條件有FN'cosθ=2mg, ⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦解得F2=2714mg, 所以F1F22.(2024·朔州高一檢測)如圖所示,木塊A置于木板B上,木板B置于水平面上。A的質(zhì)量m=1.5kg,B的質(zhì)量M=2.0kg,A、B間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2,B與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4。某時(shí)刻(t=0)水平力F作用于B上,其隨時(shí)間變化的規(guī)律為F=5t+4(N)(F、t均取國際單位)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2。求:(1)經(jīng)過多長時(shí)間B開始滑動;(2)經(jīng)過多長時(shí)間A開始相對B滑動;(3)t=3s時(shí),A、B間的摩擦力大小Ff(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。【解析】(1)當(dāng)B開始滑動時(shí)B與地面間的滑動摩擦力與F相等,即μ2(m+M)g=5t1+4(N)得t1=2s。(2)當(dāng)A開始在B上滑動時(shí),對木塊A有μ1mg=ma,對整體有F2-μ2(m+M)g=(m+M)a由題知F2=5t2+4(N)解得t2=3.4s(3)當(dāng)t=3s時(shí),B已滑動,A、B間未發(fā)生相對滑動,對木塊Ff=ma'對整體有F3-μ2(m+M)g=(m+M)a'且F3=5t3+4(N)解得Ff=157答案:(1)2s(2)3.4s(3)2.1N【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,一塊質(zhì)量m=2kg的木塊放置在質(zhì)量M=6kg、傾角θ=37°的粗糙斜面體上,木塊與斜面體間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,二者靜止在光滑水平面上?，F(xiàn)對斜面體施加一個(gè)水平向左的作用力F,若要保證木塊和斜面體不發(fā)生相對滑動,求F的大小范圍。(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0.6)【解析】由于μ>tanθ,故當(dāng)F=0時(shí),木塊靜止在斜面上,即F的最小值為0。根據(jù)題意可知,當(dāng)木塊相對斜面恰不向上滑動時(shí),F有最大值Fm。設(shè)此時(shí)兩物體運(yùn)動的加速度為a,兩物體之間的摩擦力大小為Ff,斜面體對木塊的支持力為FN。對整體和木塊分別進(jìn)行受力分析,如圖甲、乙:對整體受力分析:Fm=(m+M)a,對木塊受力分析:Ff=μFN,Ffcosθ+FNsinθ=ma,FNcosθ=mg+Ffsinθ,聯(lián)立以上各式,代入數(shù)據(jù)解得Fm=310N,故F的大小范圍為0≤F≤310N。答案:0≤F≤310N情境展示·模型建構(gòu)(情境創(chuàng)新題)如圖所示,煤礦有一傳送帶與地面夾角θ=37°,從A到B長度達(dá)到L=10.45m,傳送帶以v0=7m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。在傳送帶上端A無初速度地放一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的黑色煤塊①,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色痕跡。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求:(1)煤塊加速至與傳送帶速度相等時(shí)②需要的時(shí)間;(2)煤塊從A到B的時(shí)間和煤塊到B時(shí)速度的大小;(3)煤塊從A到B的過程中,傳送帶上形成痕跡的長度③。第一步:抽絲剝繭見真相①煤塊所受摩擦力沿傳送帶向下,煤塊做勻加速運(yùn)動。②煤塊和傳送帶