2018届高考物理二轮复习板块一专题突破复习专题一力与运动第二讲力与物体的直线运动学案
2018届高三物理二轮复习专题一力与运动第2讲力和直线运动课件
(3)如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往 是联系各段的纽带. (4)对于刹车类问题,当车的速度为零时,停止运动,其加速度也突变为零.求 解此类问题应先判断车停下所用的时间,再选择合适的公式求解.
题型二
动力学图象的应用
命题规律 动力学图象的应用是近几年高考的热点,命题规律有以下几点: (1)动力学图
解析 (1)两车减速运动的加速度为 a= v2-v1 间为 t1= a =4 s, v1+v2 走过的距离为 x1= 2 t1=60 m.
2 = 2.5 m/s ,甲车减速到 v2 所用时 d 2x+2
v2 1
甲车从匀速运动到栏杆打开所用时间为 d x+2-x1 t2= = 2 s, v2
确定式中各项的物理意义.
2.判别物理过程 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.
3.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.
1. (多选)如图甲,一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图 乙所示.若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出( ACD ) 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
突破点拨 (1)由v-t图象知,物块在0~t1内沿斜面减速上滑,之后沿斜面加速下滑.
(2)上滑时,物块所受合力为mgsin θ+μmgcos θ;下滑时,所受合力为mgsin θ
-μmgcos θ. (3)当t=t1时,物块速度减为零,滑至最大高度.
①要抓住“一图三式”即过程示意图,时间关系式,速度关系式和位 审题 要点 移关系式. ②审题应抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目的隐含条件;如“刚 好”“恰好”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态. ③要抓住研究对象,明确研究过程,审清受力情况 解题 模板 力的合成和分解 F合=ma 运动学公式 受力情况 求合外力 求加速度 运动情况v、x、t
最新-2018届高三物理二轮专题复习精讲-力与运动(二)【江苏省启东中学】 精品
[二轮复习]第二讲力与运动(二)一、高考导航本章主要讨论内容:一是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用;二是万有引力定律的应用;三是简谐运动与机械波。
平抛物体运动的规律及其研究方法,圆周运动的角速度、线速度、向心加速度和万有引力、人造卫星都是近年来高考的热点。
平抛运动、匀速圆周运动还经常与电场力、洛仑兹力联系起来进行综合考查。
所以对本单元的复习应给予足够的重视。
简谐运动既是动力学和运动学的综合应用,又是学习机械波和电磁振荡和电磁波的基础,这部分内容对综合思维能力的要求较高,是能力考查的一个重点。
机械波的形成与传播,对学生的空间想象能力、思维的多向性及严密性要求较高,应用波动图像解题时,关键要理解波的形成和传播过程,波的传播方向的双向性,波动图像的重复性。
二、典型例题例1、一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( B )A.速度一定在不断地改变,加速度也一定在不断地改变B.速度一定在不断地改变,加速度可以不变C.速度可以不变,加速度一定不断地改变D.速度可以不变,加速度也可以不变例2、若航天飞机在一段时间内保持绕地心做匀速圆周运动,则( C )A.它的速度的大小不变,动量也不变B.它不断地克服地球对它的万有引力做功C.它的动能不变,引力势能也不变D.它的速度的大小不变,加速度等于零例3、可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道(CD )A.与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆B.与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C.与地球表面上的赤道是共面同心圆,且卫星相对于地球表面是静止的D.与地球表面上的赤道是共面同心圆,且卫星相对于地球表面是运动的例4、一颗人造卫星以初速度v发射后,可绕地球做匀速圆周运动,若使发射速度为2v,则该卫星可能(BD )A.绕地球做匀速圆周运动B.不绕地球运动,成为太阳系的人造行星C.绕地球运动,轨道变为椭圆D.挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的空间例5、一列简谐横波沿x传播,某时刻的波形图线如图中A所示,若从此时刻开始计时(即t=0),那么图B中所示的图线是表示a、b、c、d 哪个质点的振动图线( BD )A.当波沿x轴正方向传播时,表示a 质点的振动图线B.当波沿x轴正方向传播时,表示b质点的振动图线C.当波沿x轴负方向传播时,表示c质点的振动图线D.当波沿x轴负方向传播时,表示d 质点的振动图线答:BD.例6、轻杆长2L,中点落在水平轴O点,两端分别固定着小球A和B,A球质量为m,B球质量为2m,小球的尺寸大小可以忽略不计。
2018届高三物理二轮复习课件第1部分 专题讲练突破 力与运动1-1-1
2.(名师改编)(多选)如图所示,倾角为 θ 的斜面体 C 置于水平地 面上,小物体 B 置于斜面体 C 上,通过细绳跨过光滑的轻质定滑 轮与物体 A 相连接,连接物体 B 的一段细绳与斜面平行,已知 A、 B、C 均处于静止状态,定滑轮通过细杆固定在天花板上,则下列 说法中正确的是( )
A.物体 B 可能不受静摩擦力作用 B.斜面体 C 与地面之间可能不存在静摩擦力作用 C.细杆对定滑轮的作用力沿杆竖直向上 D.将细绳剪断,若物体 B 仍静止在斜面体 C 上,则此时斜面体 C 与地面之间一定不存在静摩擦力作用
由于连接物体 A 和物体 B 的细绳对定滑轮的合力方向不是竖直向 下,故细杆对定滑轮的作用力方向不是竖直向上,选项 C 错误; 若将细绳剪断,将物体 B 和斜面体 C 看成一个整体,则该整体受 竖直向下的重力和地面对其竖直向上的支持力,故斜面体 C 与地 面之间一定不存在静摩擦力作用,选项 D 正确.
解析:选 B.以物体为研究对象受力分析如图,若 Fcos θ=Gsin θ 时,物体在水平推力、重力、斜面支持力三力作用下处于平衡状 态,则物体受三个力作用;若 Fcos θ>Gsin θ(或 Fcos θ<Gsin θ) 时,物体仍可以静止在斜面上,但物体将受到沿斜面向下(或沿斜 面向上)的静摩擦力,综上所述 B 对.
高频考点一 受力分析 物体的静态平衡
1.常见三种性质力的特点. 知能 2.弹力、摩擦力有无及方向的判断方法. 必备 3.合成法、分解法及正交分解法的应用.
4.整体法、隔离法的选取原则.
[题组冲关] 1.如图所示,水平推力 F 使物体静止于斜面上,则( ) A.物体一定受 3 个力的作用 B.物体可能受 3 个力的作用 C.物体一定受到沿斜面向下的静摩擦力的作用 D.物体一定受到沿斜面向上的静摩擦力的作用
2018届高三物理二轮复习课件第1部分 专题讲练突破 力与运动1-2-1
④独立性:分力产生的加速度相互独立.
(3)运动图象六要素.
①轴;②线;③斜率;④截距;⑤交点;
⑥面积.
(1)物理思想:极限思想、 思 逆向思维、理想实验、分 想 解思想. 方 (2)学习方法:比例法、图 法 象法、控制变量法、整体
法、隔离法、合成分解法.
高频考点一 运动图象问题
1.常见图象(如x-t、v-t、a-t、F-t等)的物理意义. 知能 2.图象中斜率、截距、交点、转折点、面积的物理意义. 必备 3.将图象与物理情景相结合,正确进行图象运动过程的转
2.求解运动图象与牛顿第二定律综合问题的基本思路
3.(名师改编)(多选)甲、乙两辆汽车在平直公路上做直线运动,t =0 时刻两汽车同时经过公路旁的同一个路标.此后两车运动的 速度-时间图象(v-t 图象)如图所示,则关于两车运动的说法中 正确的是( )
A.0~10 s 时间内,甲、乙两车在逐渐靠近 B.5~15 s 时间内,甲、乙两车的位移大小相等 C.t=10 s 时两车的速度大小相等、方向相反 D.t=20 s 时两车在公路上相遇
换.
[题组冲关] 1.若货物随升降机运动的 v-t 图象如图所示(竖直向上为正),则 货物受到升降机的支持力 F 与时间 t 关系的图象可能是( )
解析:选 B.根据 v-t 图象可知电梯的运动情况:加速下降→匀速 下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升,根据牛顿第 二定律 F-mg=ma 可判断支持力 F 的变化情况:失重→等于重 力→超重→超重→等于重力→失重,故选项 B 正确.
1.解图象问题时不要为图象的表面现象所迷惑,要做好“三看”: (1)看清坐标轴所表示的物理量:明确因变量与自变量的制约关系, 是运动学图象(v-t、x-t、a-t)还是动力学图象(F-a、F-t、F- x); (2)看图线本身:识别两个相关量的变化趋势,进而分析具体的物理 过程; (3)看交点、斜率和“面积”:明确图线与图线的交点、图线与坐标 轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的面积的物理意义.
2018届高三物理二轮复习专题一力与运动第1讲力和物体的平衡课件20180105211
共点力作用下的物体平衡问题,涉及受力分析、力的合成与分解、建立平衡方
程等,其思维与解题过程如下:
题型三
物体的动态平衡问题
命题规律
高考对该热点的考查多为选择题,命题方向主要有:(1)用解析法或图解法分析
某个力的变化情况.(2)涉及电场力或安培力的动态平衡问题.
方法点拨 解决动态平衡问题的一般思路是把“动”化为“静”,“静”中求“动”.动 态平衡问题的分析过程与处理方法如下:
第一部分 核心专题突破
专题一 力与运动
考
高 频 考 点
纲
精
解
1. 力和物体平衡部分:考查物体受力分析和平衡条件,一般以选择题形式命
题,注意与静摩擦力有关的临界极值问题. 2.力和直线运动部分:考查牛顿运动定律与直线运动规律的综合应用,以选择 题形式命题为主,注意与运动图象的结合. 3.力和曲线运动部分:考查抛体运动、圆周运动、直线运动组合情景下的运动 问题、受力问题及功能综合问题,命题形式既有选择题,也有计算题. 4.力和天体运动部分:结合圆周运动规律考查万有引力定律在天体运动与航天 中的应用,命题形式一般为选择题.
对其受力分析知P共受三个力的作用:重力,斜面的支持力和滑块Q的压力,所以P
的受力个数为3. 答案 3个
2.(2017·湖南四校联考)如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上, 并且通过一条细绳跨过定滑轮连接.已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计所 有摩擦,重力加速度为 g. 当两球静止时, Oa 绳与杆的夹角也为 θ , Ob 绳沿竖直方 向,则下列说法正确的是( C ) A.a可能受到两个力的作用 B.b可能受到3个力的作用
C.绳子对a的拉力等于mg
D.a的重力为mgtan θ
教育最新2018版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题2力与直线运动教案
专题二 力与直线运动—————[知识结构互联]——————[核心要点回扣] ——————1.匀变速直线运动的三个基本公式(1)速度公式:v =v 0+at . (2)位移公式:x =v 0t +12at 2.(3)位移速度关系式:v 2t -v 20=2ax . 2.匀变速直线运动的图象(1)x t 图象是一条抛物线,斜率表示物体的速度.(2)v t 图象是一条倾斜直线,斜率表示物体运动的加速度,图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的位移.3.牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,即惯性,揭示了力是改变物体运动状态的原因.4.两个物体间的作用力与反作用力总是等大、反向,作用在同一直线上,与物体的运动状态无关.5.牛顿第二定律的五个特性:因果性、矢量性、瞬时性、同一性、独立性.考点1 匀变速直线运动规律的应用(对应学生用书第6页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………· [考题统计] 五年3考:2017年Ⅱ卷T 24 2016年Ⅲ卷T 16 2014年Ⅰ卷T 24[考情分析]1.高考注重考查基本概念的理解及基本公式、推论的灵活应用,计算题常涉及追及相遇类为背景的实际问题.2.熟练掌握运动学的基本规律及推论,实际问题中做好过程分析及运动中的规律的选取是解题的关键.3.实际问题中要理清运动过程,把握准时间关系、速度关系、位移关系.4.解决追及相遇问题时,要抓住题目中的关键词语(如“刚好”“最多”“至少”等). 1.(匀变速直线运动公式及推论的应用)(2016·Ⅲ卷T16)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为s ,动能变为原来的9倍.该质点的加速度为( ) A.s t 2 B.3s 2t 2 C.4st2D.8st 2A [质点在时间t 内的平均速度v =s t,设时间t 内的初、末速度分别为v 1和v 2,则v =v 1+v 22,故v 1+v 22=s t .由题意知:12mv 22=9×12mv 21,则v 2=3v 1,进而得出2v 1=s t.质点的加速度a =v 2-v 1t =2v 1t =st2.故选项A 正确.](2014·Ⅰ卷T 24)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离.当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰.通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为 1 s .当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h 的速度匀速行驶时,安全距离为120 m .设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的25.若要求安全距离仍为120 m ,求汽车在雨天安全行驶的最大速度.【解析】 本题是追及相遇问题,这类题目要抓住临界条件v A =v B ,从这一条件结合匀变速直线运动规律解决问题.设路面干燥时,汽车与地面间的动摩擦因数为μ0,刹车时汽车的加速度大小为a 0,安全距离为x ,反应时间为t 0,由牛顿第二定律和运动学公式得 μ0mg =ma 0① x =v 0t 0+v 202a 0②式中,m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度.设在雨天行驶时,汽车与地面间的动摩擦因数为μ,依题意有μ=25μ③设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ,安全行驶的最大速度为v ,由牛顿第二定律和运动学公式得 μmg =ma④ x =vt 0+v 22a⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得v =20 m/s(72 km/h).⑥【答案】 20 m/s2.(追及相遇问题)(2017·Ⅱ卷T 24)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s 0和s 1(s 1<s 0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图21所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以速度v 0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v 1.重力加速度大小为g .求: (1)冰球与冰面之间的动摩擦因数; (2)满足训练要求的运动员的最小加速度.图21[题眼点拨] ①“冰球以速度v 0击出”“到达挡板的速度为v 1”说明冰球的初速度为v 0,匀减速滑动距离s 0,末速度为v 1;②“至少到达小旗处”“最小加速度”说明冰球到达挡板时,运动员恰好到达小旗处,对应运动员的加速度最小,此过程中,冰球和运动员运动时间相等.【解析】 (1)设冰球质量为m ,冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ,由题意可知v 21-v 20=-2a 1s 0① 又μmg =ma 1②可解得:μ=v 20-v 212gs 0.(2)冰球到达挡板时,满足训练要求的运动员中,刚好到达小旗处的运动员的加速度最小.设这种情况下,冰球和运动员的加速度大小分别为a 1和a 2,所用的时间为t . 由运动学公式得v 20-v 21=2a 1s 0③ v 0-v 1=a 1t ④ s 1=12a 2t 2⑤联立③④⑤式得a 2=s 1 v 1+v 0 22s 2. ⑥【答案】 (1)v 20-v 212gs 0 (2)s 1 v 1+v 0 22s 2在第2题中,若要求运动员到达小旗处的速度为零,(设运动员在滑行过程中加速度大小恒定),则运动员训练时的加速度大小为多少?【解析】 由第2题解析可知,v 20-v 21=2a 1s 0v 0-v 1=a 1ts 1=12a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22×2可解得:a 2=s 1 v 0+v 1 2s 20.【答案】 s 1 v 0+v 1 2s 20■熟技巧·类题通法………………………………………………………………… 1.解决匀变速直线运动问题的四种常用方法2.追及相遇问题的解题思路、技巧和易错防范(1)解题思路:(2)解题技巧:①紧抓“一图三式”,即过程示意图、时间关系式、速度关系式和位移关系式. ②审题应抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件. (3)易错防范:①若被追赶的物体做匀减速运动,要注意追上该物体之前它是否已停止运动. ②注意最后对解的讨论分析.■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 匀变速直线运动基本公式的应用1.(2016·潍坊一模)如图22所示,一长为200 m 的列车沿平直的轨道以80 m/s 的速度匀速行驶,当车头行驶到进站口O 点时,列车接到停车指令,立即匀减速停车,因OA 段铁轨不能停车,整个列车只能停在AB 段内,已知OA =1 200 m ,OB =2 000 m ,求: (1)列车减速运动的加速度大小的取值范围; (2)列车减速运动的最长时间.【导学号:19624014】图22【解析】 (1)若列车车尾恰好停在A 点右侧,减速运动的加速度大小为a 1,距离为x 1,则0-v 20=-2a 1x 1① x 1=1 200 m +200 m =1400 m② 解得:a 1=167m/s2③若列车车头恰好停在B 点,减速运动的加速度大小为a 2,距离为x OB =2 000 m ,则 0-v 20=-2a 2x OB ④ 解得:a 2=85m/s2⑤故加速度大小a 的取值范围为85 m/s 2≤a ≤167 m/s 2.⑥(2)当列车车头恰好停在B 点时,减速运动时的时间最长, 则0=v 0-a 2t ⑦ 解得:t =50 s .⑧【答案】 (1)85 m/s 2≤a ≤167m/s 2(2)50 s(2016·湖南怀化模拟)近几年长假期间,国家取消了7座及其以下小型客车的收费公路过路费,给自驾族带来了很大的实惠,但车辆的增多也给交通道路的畅通增加了很大的压力,因此国家规定免费车辆在通过收费站时在专用车道上可以不停车拿卡或交卡而直接减速通过.假设收费站的前、后都是平直大道,长假期间过站的车速要求不超过v t =21.6 km/h ,汽车未减速的车速均为v 0=108 km/h ,制动时小汽车的加速度的大小为a 1=4 m/s 2.试问:(1)长假期间,驾驶员应在距收费站至少多远处开始制动?(2)假设车过站后驾驶员立即使车以a 2=6 m/s 2的加速度加速至原来的速度,则从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,汽车运动的时间至少是多少? (3)在(1)(2)问题中,车因减速和加速过站而耽误的时间至少为多少?【解析】 设汽车初速度方向为正方向,v t =21.6 km/h =6 m/s ,v 0=108 km/h =30 m/s ,a 1=-4 m/s 2(1)汽车进入收费站前做匀减速直线运动,设距离收费站x 1处开始制动,则v 2t -v 20=2a 1x 1代入数据解得x 1=108 m.(2)汽车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段,前后两段位移分别为x 1和x 2,时间为t 1和t 2,则减速阶段v t =v 0+a 1t 1t 1=v t -v 0a 1=6 s加速阶段v 0′=v t =6 m/s ,v t ′=v 0=30 m/s 则v 0=v t +a 2t 2t 2=v 0-v ta 2=4 s加速和减速阶段的总时间t =t 1+t 2=10 s.(3)在加速阶段v 20-v 2t =2a 2x 2 代入数据解得x 2=72 m 则总位移x =x 1+x 2=180 m 若不减速所需要时间t ′=x v 0=6 s车因减速和加速过站而耽误的时间Δt =t -t ′=4 s. 【答案】 (1)108 m (2)10 s (3)4 s 考向2 匀变速直线运动推论的应用2.如图23所示,物体自O 点由静止出发开始做匀加速直线运动,途径A 、B 、C 三点,其中A 、B 之间的距离L 1=2 m ,B 、C 之间的距离L 2=3 m .若物体通过L 1、L 2这两段位移的时间相等,则OA 之间的距离L 等于( )图23A.34 m B.43 m C.98m D.89m C [由题知“物体通过L 1、L 2这两段位移的时间相等(设为T )”,则v B =L 1+L 22T =52T,加速度a =L 2-L 1T 2=1T 2,在A 点速度v A =v B -aT =32T ,于是L =v 2A 2a =12a ·94T 2,L +2=v 2B2a=12a ·254T 2,两式相比,解得L =98 m .] 考向3 追及相遇问题3.(2016·山东潍坊一中模拟)如图24所示,甲从A 地由静止匀加速跑向B 地,当甲前进距离为x 1时,乙从距A 地x 2处的C 点由静止出发,加速度与甲相同,最后二人同时到达B 地,则A 、B 两地距离为( )【导学号:19624015】图24A .x 1+x 2 B. x 1+x 2 24x 1C.x 214 x 1+x 2D. x 1+x 2 2 x 1-x 2 x 1B [设甲前进距离为x 1时,速度为v ,甲和乙做匀加速直线运动的加速度为a ,乙从C 点到达B 地所用时间为t ,则有:vt +12at 2-12at 2=x 2-x 1,根据速度-位移公式得,v 2=2ax 1,解得t =x 2-x 12ax 1,则A 、B 的距离x =x 2+12at 2= x 1+x 224x 1,故B 正确.](2017·辽宁省盘锦模拟)2016年世界中学生五人制足球锦标赛落下帷幕,代表中国参赛的河南男队和河北女队取得了优异成绩.五人制足球的赛场长40 m ,宽20 m ,如图所示.在比赛中,攻方队员在中线附近突破防守队员,将足球沿边路向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为v 1=6 m/s 的匀减速直线运动,加速度大小为a 1=1 m/s 2.该队员将足球踢出后,立即由静止启动追赶足球,他的运动可看作是匀加速直线运动,最大加速度为a 2=1 m/s 2,能达到的最大速度为v 2=4 m/s.该队员至少经过多长时间能追上足球?【解析】 设足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为x 1,则有:x 1=v 212a 1带入数据解得x 1=362×1m =18 m 足球匀减速运动时间为:t 1=v 1a 1=6 s前锋队员以最大加速度追赶的加速时间为:t 2=v 2a 2=4 s在此过程中的位移为:x 2=v 222a 2=8 m之后攻方队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为x 3=v 2(t 1-t 2)=8 m 由于x 2+x 3<x 1,故足球停止运动时,攻方队员没有追上足球,然后攻方队员继续以最大速度匀速运动追赶足球,由匀速运动公式得:x 1-(x 2+x 3)=v 2t 3 代入数据解得t 3=0.5 s攻方队员追上足球的时间为:t =t 1+t 3=6.5 s. 【答案】 6.5 s考点2 运动图象问题 (对应学生用书第8页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………· [考题统计] 五年6考:2016年Ⅰ卷T 21 2015年Ⅰ卷T 20 2014年Ⅱ卷T 14、T 24 2013年Ⅰ卷T 19、T 21 [考情分析]1.以选择题型为主,重在考查v t 图象的意义及图象信息的提取能力.2.v t 图象斜率及其变化与牛顿第二定律相结合分析相关物理量的变化是常见的命题方向. 3.明确图象交点、斜率、截距的意义,并将图象信息与物体的运动过程相结合是解题的关键.4.v t 图象、x t 图象均反映物体直线运动的规律. 5.在v t 图象中易误将交点当成相遇.3.(图象信息的应用)(多选)(2016·Ⅰ卷T 21)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v t 图象如图25所示.已知两车在t =3 s 时并排行驶,则( )【导学号:19624016】图25A .在t =1 s 时,甲车在乙车后B .在t =0时,甲车在乙车前7.5 mC .两车另一次并排行驶的时刻是t =2 sD .甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 mBD [由题图知,甲车做初速度为0的匀加速直线运动,其加速度a 甲=10 m/s 2.乙车做初速度v 0=10 m/s 、加速度a 乙=5 m/s 2的匀加速直线运动.3 s 内甲、乙车的位移分别为:x 甲=12a 甲t 23=45 m x 乙=v 0t 3+12a 乙t 23=52.5 m由于t =3 s 时两车并排行驶,说明t =0时甲车在乙车前,Δx =x 乙-x 甲=7.5 m ,选项B 正确;t =1 s 时,甲车的位移为5 m ,乙车的位移为12.5 m ,由于甲车的初始位置超前乙车7.5 m ,则t =1 s 时两车并排行驶,选项A 、C 错误;甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5m -12.5 m =40 m ,选项D 正确.](2014·Ⅱ卷T 14)甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶.在t =0到t =t 1的时间内,它们的v t 图象如图所示.在这段时间内( )A .汽车甲的平均速度比乙的大B .汽车乙的平均速度等于v 1+v 22C .甲、乙两汽车的位移相同D .汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大A [根据v t 图象及其意义解题.根据v t 图象下方的面积表示位移,可以看出汽车甲的位移x 甲大于汽车乙的位移x 乙,选项C 错误;根据v =xt得,汽车甲的平均速度v甲大于汽车乙的平均速度v 乙,选项A 正确;汽车乙的位移x 乙小于初速度为v 2、末速度为v 1的匀减速直线运动的位移x ,即汽车乙的平均速度小于v 1+v 22,选项B 错误;根据v t 图象的斜率反映了加速度的大小,因此汽车甲、乙的加速度大小都逐渐减小,选项D 错误.]4.(图象信息的应用)(多选) (2015·Ⅰ卷T 20)如图26(a),一物块在t =0时刻滑上一固定斜面,其运动的v t 图线如图(b)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( )(a) (b)图26A .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[题眼点拨] ①利用图象信息求出相关量,如由斜率求出加速度,由图线与坐标轴所围面积求出上滑高度;②将图线与方程结合起来:根据图线显示的匀变速过程,结合牛顿第二定律列出上、下过程动力学方程,联立求解所求量……倾角、动摩擦因数.ACD [由题图(b)可以求出物块上升过程中的加速度为a 1=v 0t 1,下降过程中的加速度为a 2=v 1t 1.物块在上升和下降过程中,由牛顿第二定律得mg sin θ+f =ma 1,mg sin θ-f =ma 2,由以上各式可求得sin θ=v 0+v 12t 1g ,滑动摩擦力f =m v 0-v 12t 1,而f =μF N =μmg cos θ,由以上分析可知,选项A 、C 正确.由v t 图象中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离,可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度,选项D 正确.]在第4题中,若改为如下形式,如图27甲所示,直角三角形斜劈abc 固定在水平面上.t =0时,一物块(可视为质点)从底端a 以初速度v 0沿斜面ab 向上运动,到达顶端b 时速率恰好为零,之后沿斜面bc 下滑至底端c .若物块与斜面ab 、bc 间的动摩擦因数相等,物块在两斜面上运动的速率v 随时间变化的规律如图乙所示,取重力加速度的大小g =10 m/s 2,则下列物理量中不能求出的是( )图27A.斜面ab的倾角θB.物块与斜面间的动摩擦因数μC.物块的质量mD.斜面bc的长度LC[根据题图乙可求出物块在左右斜面上的加速度大小a1、a2,根据牛顿第二定律有mg sin θ+μmg cos θ=ma1,mg cos θ-μmg sin θ=ma2,则可求出θ和μ,但m 无法求出,根据题图乙可求出0.6~1.6 s时间内物块的位移大小,即可求出L,故选项C正确.](2014·Ⅱ卷T24)2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录.取重力加速度的大小g=10 m/s2.(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图象如图所示.若该运动员和所带装备的总质量m=100 kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数.(结果保留1位有效数字)[题眼点拨] ①“忽略空气阻力”说明运动员只在重力作用下运动;②“f=kv2”说明阻力与速度的平方成正比;③“达到最大速度”说明最大速度时,重力与阻力大小相等.【解析】(1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t,下落距离为s,在1.5 km高度处的速度大小为v.根据运动学公式有v=gt ①s =12gt 2②根据题意有 s =3.9×104 m -1.5×103 m =3.75×104 m③联立①②③式得t =87 s④ v =8.7×102 m/s. ⑤(2)该运动员达到最大速度v max 时,加速度为零,根据平衡条件有mg =kv 2max⑥由所给的v t 图象可读出 v max ≈360 m/s⑦由⑥⑦式得 k =0.008 kg/m.⑧ 【答案】 (1)87 s 8.7×102 m/s (2)0.008 kg/m■释疑难·类题通法…………………………………………………………………·1.v t 图象提供的信息2.处理力学图象问题的思路(1)明确什么性质的图象,看纵横两轴表示的物理量.(2)分析图线的意义,提取图象的关键信息.(3)将物体的运动过程与图象对应起来.(4)较复杂的图象,可通过列解析式的方法进行判断.■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 图象的选取4.竖直向上抛出一物块,物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比,则物块从抛出到落回抛出点的过程中,加速度随时间变化的关系图象正确的是(设竖直向下为正方向)( )A B C DC [物块在上升过程中加速度大小为a =mg +kv m,因此在上升过程中,速度不断减小,加速度不断减小,速度减小得越来越慢,加速度减小得越来越慢,到最高点加速度大小等于g ,在下降的过程中加速度a =mg -kv m,随着速度增大,加速度越来越小,速度增大得越来越慢,加速度减小得越来越慢,加速度方向始终向下,因此C 正确.] 考向2 图象的转换5.一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a t 图象如图28所示.下列v t 图象中,可能正确描述此物体运动的是( )【导学号:19624017】图28A BC DD [由图可知,在0~T 2时间内a =a 0>0,若v 0≥0,物体做匀加速运动;若v 0<0,物体做匀减速运动,故B 、C 皆错误;由于在T ~2T 时间内a =-a 0,故图线斜率的绝对值与0~T 2时间内相同,故A 错误,D 正确.] 考向3 图象信息的应用6.(2017·马鞍山市一模)两物块A 、B 并排放在水平地面上,且两物体接触面为竖直面,现用一水平推力F 作用在物体A 上,使A 、B 由静止开始一起向右做匀加速运动,如图29甲所示,在A 、B 的速度达到6 m/s 时,撤去推力F .已知A 、B 质量分别为m A =1 kg 、m B =3 kg ,A 与水平面间的动摩擦因数为μ=0.3,B 与地面没有摩擦,B 物体运动的v t 图象如图乙所示.取g =10 m/s 2,求:甲 乙图29(1)推力F 的大小;(2)A 物体刚停止运动时,物体A 、B 之间的距离.【解析】 (1)在水平推力F 作用下,物体A 、B 一起做匀加速运动,加速度为a ,由B 物体的v t 图象得,a =Δv Δt =62m/s 2=3 m/s 2 对于AB 整体,由牛顿第二定律得F -μm A g =(m A +m B )a代入数据解得F =15 N.(2)设物体A 匀减速运动的时间为t ,撤去推力F 后,A 、B 两物体分离,A 在摩擦力作用下做匀减速运动,B 做匀速运动对A 由-μm A g =m A a A ,解得a A =-μg =-3 m/s 2t =0-v 0a A =0-6-3s =2 s 物体A 通过的位移x A =v 02t =6 m 物体B 通过的位移x B =v 0t =6×2 m=12 m物体A 刚停止时A 、B 间的距离Δx =x B -x A =12 m -6 m =6 m.【答案】 (1)15 N (2)6 m1.(多选)(2017·梅河口市五中一模)如图甲所示,倾角为30°的斜面固定在水平地面上,一个小物块在沿斜面向上的恒定拉力F 作用下,从斜面底端A 点由静止开始运动,一段时间后撤去拉力F ,小物块能达到的最高位置为C 点,己知小物块的质量为0.3 kg ,小物块从A 到C 的v t 图象如图乙所示,g 取10 m/s 2,则下列说法正确的是( )甲 乙A .小物块加速时的加速度大小是减速时加速度的13B .小物块与斜面间的动摩擦因数为33C .小物块到达C 点后将沿斜面下滑D .拉力F 的大小为4 NAC [在速度-时间图象中图象的斜率表示加速度,在有F 作用时小物块做加速运动,a 1=7.53 m/s 2=2.5 m/s 2,撤去拉力F 后做减速运动,故a 2=-7.51m/s 2=-7.5 m/s 2,所以|a 1|=13|a 2|,A 正确;撤去拉力后,在沿斜面方向上有-mg sin θ-μmg cos θ=ma 2,解得μ=36,B 错误;因为mg sin 30°>μmg cos 30°,故小物块到达C 点后将沿斜面下滑,C 正确;有拉力作用时,根据牛顿第二定律可知F -mg sin 30°-μmg cos 30°=ma 1,解得F =3 N ,D 错误.]2.为研究运动物体所受的空气阻力,某研究小组的同学找来一个倾角可调、斜面比较长且表面平整的斜面体和一个滑块,并在滑块上固定一个高度可升降的风帆,如图甲所示.他们让带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,下滑过程中帆面与滑块运动方向垂直.假设滑块和风帆总质量为m .滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,风帆受到的空气阻力与风帆的运动速率成正比,即F f =kv .(1)写出滑块下滑过程中加速度的表达式;(2)求出滑块下滑的最大速度,并指出有哪些措施可以减小最大速度;(3)若m =2 kg ,斜面倾角θ=30°,g 取10 m/s 2,滑块从静止下滑的速度图象如图乙所示,图中的斜线为t =0时v t 图线的切线,由此求出μ、k 的值.(计算结果保留两位有效数字)【解析】 (1)由牛顿第二定律有:mg sin θ-μmg cos θ-kv =ma解得:a =g sin θ-μg cos θ-kv m.(2)当a =0时速度最大, v m =mg sin θ-μcos θ k减小最大速度的方法有:适当减小斜面倾角θ;风帆升起一些.(3)当v =0时,a =g sin θ-μg cos θ=3 m/s 2解得:μ=2315≈0.23,最大速度v m =2 m/s ,v m =mg sin θ-μcos θ k=2 m/s 解得:k =3.0 kg/s.【答案】 (1)g sin θ-μg cos θ-kv m(2)mg sin θ-μcos θ k适当减小斜面倾角θ(保证滑块能静止下滑);风帆升起一些(3)0.23 3.0 kg/s考点3 牛顿第二定律的应用(对应学生用书第9页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年9考:2017年Ⅲ卷T 25 2016年Ⅰ卷T 18、Ⅱ卷T 192015年Ⅰ卷T 25,Ⅱ卷T 20、T 25 2014年Ⅰ卷T 172013年Ⅱ卷T 14、T 25[考情分析]1.本考点的考查重在物体的受力分析,整体法、隔离法在连接问题中的应用及牛顿第二定律的理解.2.整体法、隔离法是动力学中连接体问题的常用方法,在不涉及相互作用力时,可用整体法,在涉及相互作用力时要用隔离法.3.对物体受力分析时易出现漏力、多力的现象.4.应用公式F =ma 时,要注意F 、m 、a 的一体性.5.(动力学的两类基本问题)(多选)(2016·Ⅱ卷T 19)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[题眼点拨] ①“同一种材料制成”说明相同的密度;②“阻力与球的半径成正比,与球的速率无关”说明下落过程中加速度不同,但两球都做匀加速运动.BD [设小球在下落过程中所受阻力F 阻=kR ,k 为常数,R 为小球半径,由牛顿第二定律可知:mg -F 阻=ma ,由m =ρV =43ρπR 3知:43ρπR 3g -kR =43ρπR 3a ,即a =g -3k 4ρπ·1R 2,故知:R 越大,a 越大,即下落过程中a 甲>a 乙,选项C 错误;下落相同的距离,由h =12at 2知,a 越大,t 越小,选项A 错误;由2ah =v 2-v 20知,v 0=0,a 越大,v 越大,选项B 正确;由W 阻=-F 阻h 知,甲球克服阻力做的功更大一些,选项D 正确.]6.(连接体问题)(多选)(2015·Ⅱ卷T 20)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ;当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时,P 和Q 间的拉力大小仍为F .不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( )【导学号:19624018】A .8B .10C .15D .18BC [设该列车厢与P 相连的部分为P 部分,与Q 相连的部分为Q 部分.设该列车厢有n 节,Q 部分为n 1节,每节车厢质量为m ,当加速度为a 时,对Q 有F =n 1ma ;当加速度为23a 时,对P 有F =(n -n 1)m 23a ,联立得2n =5n 1.当n 1=2,n 1=4,n 1=6时,n =5,n =10,n =15,由题中选项得该列车厢节数可能为10或15,选项B 、C 正确.]在第6题中,若车厢总数为10节,以大小为a 的加速度向东行驶,则第2节车厢受到的拉力与第10节车厢受到的拉力之比为( )A .9∶1B .1∶9C .10∶1D .1∶10A [设每节车厢的质量均为m ,第2节车厢所受拉力为F 1,第10节车厢所受拉力为F 2,由牛顿第二定律可知,F 1=9ma F 2=ma故F 1∶F 2=9∶1.]7.(动力学的临界极值问题)(2017·Ⅲ卷T 25)如图210,两个滑块A 和B 的质量分别为m A=1 kg 和m B =5 kg ,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m =4 kg ,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A 、B 两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v 0=3 m/s.A 、B 相遇时,A 与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g =10 m/s 2.求:图210(1)B 与木板相对静止时,木板的速度;(2)A 、B 开始运动时,两者之间的距离.[题眼点拨] ①A 与木板相对静止前A 、B 加速度不变;②B 与木板相对静止后以相同的加速度向右匀减速运动;③A 、B 相对地面的位移大小之和等于A 、B 开始运动时两者间的距离.【解析】 (1)滑块A 和B 在木板上滑动时,木板也在地面上滑动.设A 、B 和木板所受的摩擦力大小分别为f 1、f 2和f 3,A 和B 相对于地面的加速度大小分别为a A 和a B ,木板相对于地面的加速度大小为a 1,在物块B 与木板达到共同速度前有 f 1=μ1m A g① f 2=μ1m B g② f 3=μ2(m +m A +m B )g③由牛顿第二定律得 f 1=m A a A④ f 2=m B a B⑤ f 2-f 1-f 3=ma 1 ⑥设在t 1时刻,B 与木板达到共同速度,其大小为v 1,由运动学公式有v 1=v 0-a B t 1⑦ v 1=a 1t 1 ⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得v 1=1 m/s. ⑨(2)在t 1时间间隔内,B 相对于地面移动的距离为s B =v 0t 1-12a B t 21 ⑩设在B 与木板达到共同速度v 1后,木板的加速度大小为a 2,对于B 与木板组成的体系,由牛顿第二定律有f 1+f 3=(m B +m )a 2⑪由①②④⑤式知,a A =a B ;再由⑦⑧式知,B 与木板达到共同速度时,A 的速度大小也为v 1,但运动方向与木板相反.由题意知,A 和B 相遇时,A 与木板的速度相同,设其大小为v 2,设A 的速度大小从v 1变到v 2所用的时间为t 2,则由运动学公式,对木板有v 2=v 1-a 2t 2⑫对A 有 v 2=-v 1+a A t 2 ⑬在t 2时间间隔内,B (以及木板)相对地面移动的距离为s 1=v 1t 2-12a 2t 22 ⑭在(t 1+t 2)时间间隔内,A 相对地面移动的距离为s A =v 0(t 1+t 2)-12a A (t 1+t 2)2 ⑮A 和B 相遇时,A 与木板的速度也恰好相同,因此A 和B 开始运动时,两者之间的距离为s 0=s A +s 1+s B⑯联立以上各式,并代入数据得 s 0=1.9 m(也可用如图所示的速度—时间图线求解)【答案】 (1)1 m/s (2)1.9 m(2015·Ⅰ卷T 25)一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 m ,如图(a)所示.t =0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t =1 s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1 s 时间内小物块的v t 图线如图(b)所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g 取10 m/s 2.求:。
【推荐精选】2018届高考物理二轮复习 专题一 力与运动练习
专题一力与运动第一讲力与物体平衡1.[考查共点力的平衡条件、弹力的方向判断]如图所示,三个形状不规则的石块a、b、c在水平桌面上成功地叠放在一起。
下列说法正确的是( )A.石块b对a的支持力一定竖直向上B.石块b对a的支持力一定等于a受到的重力C.石块c受到水平桌面向左的摩擦力D.石块c对b的作用力一定竖直向上解析:选D 由题图可知,a与b的接触面不是水平面,可知石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力,跟a受到的重力是一对平衡力,故A、B错误;以三个石块作为整体研究,整体受到的重力与支持力是一对平衡力,则石块c不会受到水平桌面的摩擦力,故C错误;选取ab作为整体研究,根据平衡条件,石块c对b的作用力与其重力平衡,则石块c对b的作用力一定竖直向上,故D正确。
2.[考查摩擦力的有无及方向判断][多选]如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置一个质量为m的物块,M和m相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是( )A.图甲中物块m受到摩擦力B.图乙中物块m受到摩擦力C.图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D.图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力解析:选BD 对题图甲:设m受到摩擦力,则物块m受到重力、支持力、摩擦力,而重力、支持力平衡,若受到摩擦力作用,其方向与接触面相切,方向水平,则物体m受力将不平衡,与题中条件矛盾,故假设不成立,A、C错误。
对题图乙:设物块m不受摩擦力,由于m 匀速下滑,m 必受力平衡,若m 只受重力、支持力作用,由于支持力与接触面垂直,故重力、支持力不可能平衡,则假设不成立,由受力分析知:m 受到与斜面平行向上的摩擦力,B 、D 正确。
3.[考查力的合成与分解、胡克定律][多选]如图,粗糙水平面上a 、b 、c 、d 四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接,正好组成一个等腰梯形,系统静止。
ab 之间、ac 之间以及bd 之间的弹簧长度相同且等于cd 之间弹簧长度的一半,ab 之间弹簧弹力大小为cd 之间弹簧弹力大小的一半。
2018高考物理(浙江选考)二轮专题复习名师讲练课件:专题一 力与运动 专题一 第2讲(44张PPT)
√ C.重力、空气作用力
D.重力、向前冲力、空气作用力 图4
1
2
3
4
5
6
7
答案
5.(2017· 台州市9月选考)足球运动是目前全球体育界最具影响力 的项目之一,深受青少年喜爱 .如图 5 所示的四种与足球有关的 情景.其中正确的是
图5 A. 如图甲所示, 静止在草地上的足球,受到的弹力就是它受到 的重力
个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上,不计棋子间的相互作
用力,下列说法正确的是 A.小棋子共受三个力作用 B.棋子对棋盘的压力大小一定等于重力 C.磁性越强的棋子所受的摩擦力越大
D.质量不同的棋子所受的摩擦力不同
√
图7
1
2
3
4
5
6
7
解析
答案
规律总结
1.弹力有无的判断“三法”
(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否
D.1.0 解析 由图可知最大静摩擦力为5 N,滑动摩擦力为3 N,且滑 动摩擦力满足公式Ff=μmg,所以μ=0.3.
1 2 3 4 5 6 7
解析
答案
模拟训练
4.(2017· 浙江 “ 七彩阳光 ” 联考 )“ 跑酷 ” 是一项深受年轻人喜
爱的运动,如图4为运动员在空中跳跃过程中的照片,此时运动 员受到的力有 A.重力 B.重力、向前冲力
(3)根据牛顿第二定律进行求解.
4.摩擦力大小的计算方法 (1)首先分清摩擦力的种类,因为只有滑动摩擦力才能用公式 Ff = μFN 求解,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来 求解.
(2) 公式 Ff = μFN 中, FN 为两接触面间的正压力,与物体的重力
没有必然联系,不一定等于物体的重力大小. (3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,与接触面积的大 小也无关.
2018届高考物理二轮复习综合讲与练:专题一 力和运动
专题一力和运动考情分析备考策略1.本专题主要包括物体的平衡和动力学问题,命题灵活,情景新颖,形式多样。
其中物体的平衡问题主要以选择题的形式呈现,难度较低;而动力学问题涉及的知识面较广,难度中等。
2.高考对本专题考查的重点主要有以下几个方面:物体的受力分析;匀变速直线运动规律的应用;刹车问题;运动学图像;牛顿运动定律的应用;动力学两类基本问题;平抛运动;圆周运动;万有引力与航天等知识。
1.深刻理解各种性质力的特点,熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法。
2.解决动力学问题紧紧抓住“两个分析”和“一个桥梁”。
综合应用牛顿运动定律和运动学规律解决问题。
3.熟练掌握平抛、圆周运动的规律,对其综合问题,要善于由转折点的速度进行突破;熟悉解决天体运动问题的两条思路;灵活应用运动的合成与分解的思想,解决带电粒子在电场中的类平抛运动问题。
考向一物体的受力分析(选择题)1.六种常见力的方向力方向重力竖直向下弹力垂直于接触面指向受力物体摩擦力与接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反,但与运动方向不一定相反电场力由检验电荷的电性和电场的方向共同决定安培力用左手定则判断,垂直于I、B所决定的平面洛伦兹力用左手定则判断,垂直于v、B所决定的平面假设法、反推法、利用牛顿第二定律判断、利用牛顿第三定律判断。
3.掌握受力分析的基本步骤明确研究对象→隔离物体分析→画受力分析图→检查是否漏力或添力。
[例1](2014·泸州质检)如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N 处受力的方向,下列说法正确的是()A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向[审题指导](1)支撑点M、N分别属于点面接触和点点接触。
(2)静摩擦力的方向一定和物体的相对运动趋势方向相反。
[解析]支撑点M和地面是点面接触,受到地面支持力的方向垂直于地面,竖直向上,A 正确;支撑点N是点点接触,支持力方向垂直MN斜向上,B错误;M点有向左运动的趋势,则M点受到的静摩擦力沿水平方向向右,D错误;N点有斜向下运动趋势,受到的静摩擦力方向沿MN方向,C错误。
2018届高三物理二轮复习第一篇专题攻略课件:专题一力与直线 1.1
x= 1
2
at12
vt 2
设匀加速阶段通过的距离为x′,则x′=
1 2
at12
求得x′=10m
答案:5m/s2 10 m
真题变式1.若该短跑运动员的邻道上另一名运动员起 跑时比该运动员慢了0.1s,然后以相同的加速度加速, 但加速时间比该运动员长0.1 s,然后匀速跑完全程,两 人谁将赢得比赛?
【解析】由【典例2】可知,运动员加速阶段的加速度
⑤中间位置速度公式:_v_x2____v02_2_v_2_。 ⑥相邻等时间段的位移差公式:_Δ__x_=_a_T_2 。
⑦初速度为零的匀加速直线运动的比例公式。
(2)运动图象。
①v-t图象: 纵坐标:表示_速__度__的大小和方向。 斜率:表示_加__速__度__的大小和方向。 与横轴围成的面积:表示_位__移__的大小和方向。
②x-t图象: 纵坐标:表示_位__移__的大小和方向。 斜率:表示_速__度__的大小和方向。
热点考向1 运动图象的应用 【典例1】(2014·全国卷Ⅱ)甲、乙两汽车在一平直公 路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的v -t图 象如图所示。在这段时间内 ( )
A.汽车甲的平均速度比乙大 B.汽车乙的平均速度等于 v1 v2
前后两段位移分别为x1和x2,时间为t1和t2,则减速阶段:
vt=v0+a1t1
t1=
vt-v=0 2.4s
a1
加速阶段:t2=
v0-=v t 3s
a2
则加速和减速的总时间为:
t=t1+t2=5.4s
(3)在加速阶段:x2=
vt
2
v=0 t42 2m
则总位移:x=x1+x2=75.6m
2018届高三物理高考二轮复习 第一部分 专题一 第2讲 直线运动规律及牛顿运动定律
x2′=v1Δt+v1(t2-Δt)+12a(t2-Δt)2
考向一
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试题 解析
答案
考向一 考向二 考向三
解得 x1′=64.26 m,x2′=36.36 m 由于 x1′-x2′=27.9 m<d=35 m 故此种情况下两车不会发生相撞.
[答案] 见解析
考向一
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考向一 考向二
2.求解匀变速直线运动问题的一般思路 审题 → 画出示意图 → 判断运动性质 → 选取正方向 → 选用公式列方程
考向三 → 求解方程
考向四
考向一
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试题 解析
答案
考向一 考向二 考向三 考向四
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第 2 讲 直线运动规律及牛顿运动定律
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核心定位
1.命题规律:以选择题或计算题方式为主,以运动学知识、牛顿运动定律及 图象为载体,结合生活、体育、科技等相关背景及素材命制题目是高考命题 热点. 2.必须领会的“5 种方法和 2 种物理思想” (1)比例法、图象法、推论法、控制变量法、整体法、隔离法; (2)极限思想、逆向思维.
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3.必须辨明的“4 个易错易混点” (1)物体做加速或减速运动取决于速度与加速度方向间的关系;(2)“刹车” 问题要先判断刹车时间,再分析计算;(3)力是改变运动状态的原因,惯性大 小只与质量有关;(4)物体的超重、失重状态取决于加速度的方向,与速度方 向无关.
2018届高考物理二轮复习 专题整合高频突破: 专题一 力与运动 1 力与物体的平衡课件
乙),mg大小、方向不变,FN1方向不变,角A在逐渐变 小,则FN1逐渐变小直至为0,FN2'也在变小,直至木板
水 求平出F时N,1F=Nm2'g减ta小n θ为, FmNg2。'=本c���o���题s������������也,其可中以θ利为用FN力2'与的竖合直成
考情分析·备考定向
命题热点
考题统计 命题规律
第1 讲 力与 物体 的平 衡
热点一 物 体的受力分 析及静态平 衡
热点二 共 点力作用下 物体的动态 平衡
2016Ⅰ
卷,19;2016
Ⅲ
卷,17;2017
Ⅲ卷,17
2016Ⅱ
卷,14;2017
Ⅰ卷,21
近几年高考命题点主要有:①匀变
速直线运动规律及其公式、图象。
a、b、c都处于平衡状态,分别列三个平衡方程FT=mgsin θ+F安a,F安 b以=m上g四sin个θ方,FT程=,m可cg得,而F且安aa=、F安bb中=m电g流sin相θ等,m,c所=2以msFi安n aθ=,电F安流b=大B小Il,联为立���������������解s������i���n, ������ 所以A、D正确,C错误。
-20-
命题热点一
命题热点二
命题热点三
例4(多选)如图所示,在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑 平行金属导轨PQ、MN,相距为l,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁 场中,磁场方向垂直导轨平面向下。有两根质量均为m的金属棒a、 b,先将a棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连 接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直导轨 放置,a、c此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上。a棒在运 动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨接触良好,导轨电阻不计。 则( AD )
2018届高三物理高考二轮复习 第一部分 专题一 第1讲 力与物体的平衡
考向二 共点力作用下物体的静态平衡
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考向一 考向二 考向三 考向四
1.共点力的平衡条件 F 合=0(或 Fx=0,Fy=0),平衡状态是指物体处于匀速直线运动状态或静止 状态. 2.解决共点力静态平衡问题的典型方法 力的合成法、正交分解法、整体法和隔离法.
考向二
考向一 考向二 考向三 考向四
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试题 解析 答案
3.(2016·西安高三二模)将一横截面为扇形的物体 B 放在水平面上,一小滑
块 A 放在物体 B 上,如图所示,除了物体 B 与水平面间的摩擦力之外,其
余接触面的摩擦力均可忽略不计,已知物体 B 的质量为 M、滑块 A 的质量
考向三 考向四
物体 D.已知图中 2l=1.0 m,b=0.05 m,F=400 N,B 与左壁接触,接触面
光滑,则 D 受到向上顶的力为(滑块和杆的重力不计)( B )
A.3 000 N
B.2 000 N
C.1 000 N
D.500 N
考向二
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试题
解析
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第 1 讲 力与物体的平衡
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2018届高考物理二轮专题复习课件:专题一 力与运动第一讲 力与物体平衡
解析:设小球的质量为 m,A、B 的质量为 M,斜面的倾角为 α。 以小球与 A 整体为研究对象,由平衡条件可得:A 木块受到的摩擦 力 FfA=(M+m)gsin α;同理,以小球与 B 整体为研究对象,得到 B 木块受到的摩擦力 FfB=(M+m)gsin α,则 FfA=FfB,故 A 正确,B 错误。以 A 为研究对象,分析受力,如图所示,由平衡条件得: 斜面对 A 的支持力 FNA=Mgcos α-FN1sin α 以 B 为研究对象,分析受力,由平衡条件得: 斜面对 B 的支持力 FNB=Mgcos 力,故 C、D 错误。 α,则得 FNA<FNB。 由牛顿第三定律可知,A 木块对斜面的压力小于 B 木块对斜面的压
专题一 力与运动
第一讲 力与物体平衡
“力与物体平衡”学前诊断
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考点一
受力分析
本考点是对重力、弹力、摩擦力及受力分析等知识的考 查,常结合物体的平衡条件(如诊断卷第 1、4 题)、力的合成 与分解(如诊断卷第 3 题)等相关知识简单交汇命题,题型一 般为选择题。建议考生自学为主
1.理清知识体系
类型三
“动—静”突变
当物体间的摩擦力由滑动摩擦力突变为静摩擦力时, 摩 擦力的大小所遵循的规律也发生了突变。 [例3] (2017· 德州模拟)把一重为 G 的物
体,用一个水平的推力 F=kt(k 为恒量,t 为 时间 )压在竖直的足够高的平整的墙上 (如图 所示),从 t=0 开始物体所受的摩擦力 Ff 随 t 的关系是下图中的哪一个 ( )
解析:以 BC 组成的整体为研究对象,分析受 力, 画出受力分析图如图所示。 由图得到水平 面对 C 的支持力大小 FN=GC+GB-GAsin θ <GC+GB,故 A 错误。当 B 的重力沿斜面向 下的分力等于绳子的拉力时,B 不受摩擦力;当 B 的重力沿 斜面向下的分力不等于绳子的拉力时,B 受摩擦力,故 B 错 误。对 BC 整体分析,根据平衡条件得,水平面对 C 的摩擦 力 Ff=Fcos θ,方向水平向左,故 C 正确,D 错误。
2018版高考物理二轮复习 第1部分 专题整合突破 专题2 力与直线运动教案
专题二 力与直线运动—————[知识结构互联]——————[核心要点回扣] ——————1.匀变速直线运动的三个基本公式(1)速度公式:v =v 0+at . (2)位移公式:x =v 0t +1at 2.ax . 2图象是一条抛物线,斜率表示物体的速度.图象是一条倾斜直线,斜率表示物体运动的加速度,图线与时间轴所包围的3牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,即惯性,4.两个物体间的作用力与反作用力总是等大、反向,作用在同一直线上,与物体的运动状态无关.5.牛顿第二定律的五个特性:因果性、矢量性、瞬时性、同一性、独立性.考点1 匀变速直线运动规律的应用(对应学生用书第6页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………· [考题统计] 五年3考:2017年Ⅱ卷T 24 2016年Ⅲ卷T 16 2014年Ⅰ卷T 24[考情分析]1.高考注重考查基本概念的理解及基本公式、推论的灵活应用,计算题常涉及追及相遇类为背景的实际问题.2.熟练掌握运动学的基本规律及推论,实际问题中做好过程分析及运动中的规律的选取是解题的关键.3.实际问题中要理清运动过程,把握准时间关系、速度关系、位移关系.4.解决追及相遇问题时,要抓住题目中的关键词语(如“刚好”“最多”“至少”等). 1.(匀变速直线运动公式及推论的应用)(2016·Ⅲ卷T16)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为s ,动能变为原来的9倍.该质点的加速度为( ) A.s t 2 B.3s 2t 2 C.4st2D.8st 2A [质点在时间t 内的平均速度v =s tv 1和v 2,则v =v 1+v 22,故v 1+v 22=s t .由题意知:12mv 22=9×22v 1=s t.质点的加速度a =v 2-v 1t =2v 1t =st2.故选项A 正确.](2014·Ⅰ卷T 24)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离.当前车突使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰.通1 s .当汽车在晴天干燥沥青路120 m .设雨天时汽车轮胎与沥青路面120 m ,求汽车在雨天安全行驶的最v A =v B ,从这一条件结合μ0,刹车时汽车的加速度大小为a 0,安全距离为x ,反应时间为t 0,由牛顿第二定律和运动学公式得 μ0mg =ma 0① x =v 0t 0+v 202a 0②式中,m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度.设在雨天行驶时,汽车与地面间的动摩擦因数为μ,依题意有μ=25μ③设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ,安全行驶的最大速度为v ,由牛顿第二定律和运动学公式得 μmg =ma④ x =vt 0+v 22a⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得v =20 m/s(72 km/h).⑥【答案】 20 m/s2.(追及相遇问题)(2017·Ⅱ卷T 24)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s 0和s 1(s 1<s 0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图21所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以速度v 0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v 1.重力加速度大小为g .求: (1)冰球与冰面之间的动摩擦因数; (2)满足训练要求的运动员的最小加速度.图21[题眼点拨] ①“冰球以速度v 0击出”“到达挡板的速度为v 1”说明冰球的初速度为v 0,匀减速滑动距离s 0,末速度为v 1;②“至少到达小旗处”“最小加速度”说明冰球到达挡板时,运动员恰好到达小旗处,对应运动员的加速度最小,此过程中,冰球和运动员运动时间相等.【解析】 (1)设冰球质量为m ,冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ,由题意可知v 21-v 20=-2a 1s 0① 又μmg =ma 1②可解得:μ=v 20-v 212gs 0.(2)冰球到达挡板时,满足训练要求的运动员中,刚好到达小旗处的运动员的加速度最小.设这种情况下,冰球和运动员的加速度大小分别为a 1和a 2,所用的时间为t . 由运动学公式得v 20-v 21=2a 1s 0③ v 0-v 1=a 1t ④ s 1=12a 2t 2⑤联立③④⑤式得a 2=s 1v 1+v 022s 2. ⑥【答案】 (1)v 20-v 212gs 0 (2)s 1v 1+v 022s 2在第2题中,若要求运动员到达小旗处的速度为零,(设运动员在滑行过程中加速度大小恒定),则运动员训练时的加速度大小为多少?【解析】 由第2题解析可知,v 20-v 21=2a 1s 0v 0-v 1=a 1ts 1=12a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22×2可解得:a 2=s 1v 0+v 12s 20. 1v 0+v 12s■熟技巧·类题通法………………………………………………………………… 1.解决匀变速直线运动问题的四种常用方法2.追及相遇问题的解题思路、技巧和易错防范(1)解题思路:(2)解题技巧:①紧抓“一图三式”,即过程示意图、时间关系式、速度关系式和位移关系式. ②审题应抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件. (3)易错防范:①若被追赶的物体做匀减速运动,要注意追上该物体之前它是否已停止运动. ②注意最后对解的讨论分析.■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 匀变速直线运动基本公式的应用1.(2016·潍坊一模)如图22所示,一长为200 m 的列车沿平直的轨道以80 m/s 的速度匀速行驶,当车头行驶到进站口O 点时,列车接到停车指令,立即匀减速停车,因OA 段铁轨不能停车,整个列车只能停在AB 段内,已知OA =1 200 m ,OB =2 000 m ,求: (1)列车减速运动的加速度大小的取值范围; (2)列车减速运动的最长时间.【导学号:19624014】图22【解析】 (1)若列车车尾恰好停在A 点右侧,减速运动的加速度大小为a 1,距离为x 1,则0-v 20=-2a 1x 1① x 1=1 200 m +200 m =1400 m② 解得:a 1=167m/s2③若列车车头恰好停在B 点,减速运动的加速度大小为a 2,距离为x OB =2 000 m ,则 0-v 20=-2a 2x OB ④ 解得:a 2=85m/s2⑤故加速度大小a 的取值范围为85 m/s 2≤a ≤167 m/s 2.⑥(2)当列车车头恰好停在B 点时,减速运动时的时间最长, 则0=v 0-a 2t ⑦ 解得:t =50 s .⑧【答案】 (1)85 m/s 2≤a ≤167m/s 2(2)50 s(2016·湖南怀化模拟)近几年长假期间,国家取消了7座及其以下小型客车的收费公路过路费,给自驾族带来了很大的实惠,但车辆的增多也给交通道路的畅通增加了很大的压力,因此国家规定免费车辆在通过收费站时在专用车道上可以不停车拿卡或交卡而直接减速通过.假设收费站的前、后都是平直大道,长假期间过站的车速要求不超过v t =21.6 km/h ,汽车未减速的车速均为v 0=108 km/h ,制动时小汽车的加速度的大小为a 1=4 m/s 2.试问:(1)长假期间,驾驶员应在距收费站至少多远处开始制动?(2)假设车过站后驾驶员立即使车以a 2=6 m/s 2的加速度加速至原来的速度,则从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,汽车运动的时间至少是多少? (3)在(1)(2)问题中,车因减速和加速过站而耽误的时间至少为多少?【解析】 设汽车初速度方向为正方向,v t =21.6 km/h =6 m/s ,v 0=108 km/h =30 m/s ,a 1=-4 m/s 2(1)汽车进入收费站前做匀减速直线运动,设距离收费站x 1处开始制动,则v 2t -v 20=2a 1x 1代入数据解得x 1=108 m.(2)汽车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段,前后两段位移分别为x 1和x 2,时间为t 1和t 2,则减速阶段v t =v 0+a 1t 1t 1=v t -v 0=6 sv 0=30 m/s 12若不减速所需要时间t ′=xv 0=6 s车因减速和加速过站而耽误的时间Δt =t -t ′=4 s. 【答案】 (1)108 m (2)10 s (3)4 s 考向2 匀变速直线运动推论的应用2.如图23所示,物体自O 点由静止出发开始做匀加速直线运动,途径A 、B 、C 三点,其中A 、B 之间的距离L 1=2 m ,B 、C 之间的距离L 2=3 m .若物体通过L 1、L 2这两段位移的时间相等,则OA 之间的距离L 等于( )图23A.34 m B.43 m C.98m D.89m C [由题知“物体通过L 1、L 2这两段位移的时间相等(设为T )”,则v B =L 1+L 22T =52T,加速度a =L 2-L 1T 2=1T 2,在A 点速度v A =v B -aT =32T ,于是L =v 2A 2a =12a ·94T 2,L +2=v 2B2a=12a ·254T 2,两式相比,解得L =98 m .] 考向3 追及相遇问题3.(2016·山东潍坊一中模拟)如图24所示,甲从A 地由静止匀加速跑向B 地,当甲前进距离为x 1时,乙从距A 地x 2处的C 点由静止出发,加速度与甲相同,最后二人同时到达B 地,则A 、B 两地距离为( )【导学号:19624015】图24A .x 1+x 2 B.x 1+x 224x 1C.x 21x1+x 2D.x 1+x 22x 1-x 2x 1B [设甲前进距离为x 1时,速度为v ,甲和乙做匀加速直线运动的加速度为a ,乙从C 点到达B 地所用时间为t ,则有:vt +12at 2-12at 2=x 2-x 1,根据速度-位移公式得,v 2=2ax 1,解得t =x 2-x 12ax 1,则A 、B 的距离x =x 2+12at 2=x 1+x 224x 1,故B 正确.](2017·辽宁省盘锦模拟)2016年世界中学生五人制足球锦标赛落下帷幕,代表中国参赛的河南男队和河北女队取得了优异成绩.五人制足球的赛场长40 m ,宽20 m ,如图所示.在比赛中,攻方队员在中线附近突破防守队员,将足球沿边路向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为v 1=6 m/s 的匀减速直线运动,加速度大小为a 1=1 m/s 2.该队员将足球踢出后,立即由静止启动追赶足球,他的运动可看作是匀加速直线运动,最大加速度为a 2=1 m/s 2,能达到的最大速度为v 2=4 m/s.该队员至少经过多长时间能追上足球?【解析】 设足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为x 1,则有:x 1=v 212a 1带入数据解得x 1=362×1m =18 m 足球匀减速运动时间为:t 1=v 1a 1=6 s前锋队员以最大加速度追赶的加速时间为:t 2=v 2a 2=4 s在此过程中的位移为:x 2=v 222a 2=8 m之后攻方队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为x 3=v 2(t 1-t 2)=8 m 由于x 2+x 3<x 1,故足球停止运动时,攻方队员没有追上足球,然后攻方队员继续以最大速度匀速运动追赶足球,由匀速运动公式得:x 1-(x 2+x 3)=v 2t 3 代入数据解得t 3=0.5 s攻方队员追上足球的时间为:t =t 1+t 3=6.5 s. 【答案】 6.5 s考点2 运动图象问题 (对应学生用书第8页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………· [考题统计] 五年6考:2016年Ⅰ卷T 21 2015年Ⅰ卷T 20 2014年Ⅱ卷T 14、T 24 2013年Ⅰ卷T 19、T 21 [考情分析]1.以选择题型为主,重在考查v t 图象的意义及图象信息的提取能力.2.v t 图象斜率及其变化与牛顿第二定律相结合分析相关物理量的变化是常见的命题方向. 3.明确图象交点、斜率、截距的意义,并将图象信息与物体的运动过程相结合是解题的关键.4.v t 图象、x t 图象均反映物体直线运动的规律. 5.在v t 图象中易误将交点当成相遇.3.(图象信息的应用)(多选)(2016·Ⅰ卷T 21)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v t 图象如图25所示.已知两车在t =3 s 时并排行驶,则( )【导学号:19624016】图25A .在t =1 s 时,甲车在乙车后B .在t =0时,甲车在乙车前7.5 mC .两车另一次并排行驶的时刻是t =2 sD .甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 mBD [由题图知,甲车做初速度为0的匀加速直线运动,其加速度a 甲=10 m/s 2.乙车做初速度v 0=10 m/s 、加速度a 乙=5 m/s 2的匀加速直线运动.3 s 内甲、乙车的位移分别为:x 甲=12a 甲t 23=45 m x 乙=v 0t 3+12a 乙t 23=52.5 m由于t =3 s 时两车并排行驶,说明t =0时甲车在乙车前,Δx =x 乙-x 甲=7.5 m ,选项B 正确;t =1 s 时,甲车的位移为5 m ,乙车的位移为12.5 m ,由于甲车的初始位置超前乙车7.5 m ,则t =1 s 时两车并排行驶,选项A 、C 错误;甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5m -12.5 m =40 m ,选项D 正确.](2014·Ⅱ卷T 14)甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶.在t =0到t =t 1的时间内,它们的v t 图象如图所示.在这段时间内( )A .汽车甲的平均速度比乙的大B .汽车乙的平均速度等于v 1+v 22C .甲、乙两汽车的位移相同D .汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大A [根据v t 图象及其意义解题.根据v t 图象下方的面积表示位移,可以看出汽车甲的位移x 甲大于汽车乙的位移x 乙,选项C 错误;根据v =xt得,汽车甲的平均速度v甲大于汽车乙的平均速度v 乙,选项A 正确;汽车乙的位移x 乙小于初速度为v 2、末速度为v 1的匀减速直线运动的位移x ,即汽车乙的平均速度小于v 1+v 22,选项B 错误;根据v t 图象的斜率反映了加速度的大小,因此汽车甲、乙的加速度大小都逐渐减小,选项D 错误.]4.(图象信息的应用)(多选) (2015·Ⅰ卷T 20)如图26(a),一物块在t =0时刻滑上一固定斜面,其运动的v t 图线如图(b)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( )(a) (b)图26A .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[题眼点拨] ①利用图象信息求出相关量,如由斜率求出加速度,由图线与坐标轴所围面积求出上滑高度;②将图线与方程结合起来:根据图线显示的匀变速过程,结合牛顿第二定律列出上、a 1=v 0t 1,下降过程中的加速度由牛顿第二定律得mg sin θ+f =ma 1,mg sin θθ=v 0+v 12t 1g ,滑动摩擦力f =m v 0-v 12t 1,而f =A 、C 正确.由v t 图象中横轴上方的面可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度,选项D 正确.]在第4题中,若改为如下形式,如图27甲所示,直角三角形斜劈abc 固定在水平面上.t =0时,一物块(可视为质点)从底端a 以初速度v 0沿斜面ab 向上运动,到达顶端b 时速率恰好为零,之后沿斜面bc 下滑至底端c .若物块与斜面ab 、bc 间的动摩擦因数相等,物块在两斜面上运动的速率v 随时间变化的规律如图乙所示,取重力加速度的大小g =10 m/s 2,则下列物理量中不能求出的是( )图27A.斜面ab的倾角θB.物块与斜面间的动摩擦因数μC.物块的质量mD.斜面bc的长度LC[根据题图乙可求出物块在左右斜面上的加速度大小a1、a2,根据牛顿第二定律有mg sin θ+μmg cos θ=ma1,mg cos θ-μmg sin θ=ma2,则可求出θ和μ,但m 无法求出,根据题图乙可求出0.6~1.6 s时间内物块的位移大小,即可求出L,故选项C正确.](2014·Ⅱ卷T24)2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录.取重力加速度的大小g=10 m/s2.(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图象如图所示.若该运动员和所带装备的总质量m=100 kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数.(结果保留1位有效数字)[题眼点拨] ①“忽略空气阻力”说明运动员只在重力作用下运动;②“f=kv2”说明阻力与速度的平方成正比;③“达到最大速度”说明最大速度时,重力与阻力大小相等.【解析】(1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t,下落距离为s,在1.5 km高度处的速度大小为v.根据运动学公式有v=gt ①s =12gt 2②根据题意有 s =3.9×104 m -1.5×103 m =3.75×104 m③联立①②③式得t =87 s④ v =8.7×102 m/s. ⑤(2)该运动员达到最大速度v max 时,加速度为零,根据平衡条件有mg =kv 2max⑥由所给的v t 图象可读出 v max ≈360 m/s⑦由⑥⑦式得 k =0.008 kg/m.⑧ 【答案】 (1)87 s 8.7×102 m/s (2)0.008 kg/m■释疑难·类题通法…………………………………………………………………·1.v t 图象提供的信息2.处理力学图象问题的思路(1)明确什么性质的图象,看纵横两轴表示的物理量.(2)分析图线的意义,提取图象的关键信息.(3)将物体的运动过程与图象对应起来.(4)较复杂的图象,可通过列解析式的方法进行判断.■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 图象的选取4.竖直向上抛出一物块,物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比,则物块从抛出到落回抛出点的过程中,加速度随时间变化的关系图象正确的是(设竖直向下为正方向)( )A B C DC [物块在上升过程中加速度大小为a =mg +kv m,因此在上升过程中,速度不断减小,加速度不断减小,速度减小得越来越慢,加速度减小得越来越慢,到最高点加速度大小等于g ,在下降的过程中加速度a =mg -kv m,随着速度增大,加速度越来越小,速度增大得越来越慢,加速度减小得越来越慢,加速度方向始终向下,因此C 正确.] 考向2 图象的转换5.一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a t 图象如图28所示.下列v t 图象中,可能正确描述此物体运动的是( )【导学号:19624017】图28A BC DD [由图可知,在0~T 2时间内a =a 0>0,若v 0≥0,物体做匀加速运动;若v 0<0,物体做匀减速运动,故B 、C 皆错误;由于在T ~2T 时间内a =-a 0,故图线斜率的绝对值与0~T 2时间内相同,故A 错误,D 正确.] 考向3 图象信息的应用6.(2017·马鞍山市一模)两物块A 、B 并排放在水平地面上,且两物体接触面为竖直面,现用一水平推力F 作用在物体A 上,使A 、B 由静止开始一起向右做匀加速运动,如图29甲所示,在A 、B 的速度达到6 m/s 时,撤去推力F .已知A 、B 质量分别为m A =1 kg 、m B =3 kg ,A 与水平面间的动摩擦因数为μ=0.3,B 与地面没有摩擦,B 物体运动的v t 图象如图乙所示.取g =10 m/s 2,求:甲 乙图29(1)推力F 的大小;(2)A 物体刚停止运动时,物体A 、B 之间的距离.【解析】 (1)在水平推力F 作用下,物体A 、B 一起做匀加速运动,加速度为a ,由B 物体的v t 图象得,a =Δv Δt =62m/s 2=3 m/s 2 对于AB 整体,由牛顿第二定律得F -μm A g =(m A +m B )a代入数据解得F =15 N.t ,撤去推力F 后,A 、B 两物体分离,A 在摩擦力μg =-3 m/s 212 mΔx =x B -x A =12 m -6 m =6 m.【答案】 (1)15 N (2)6 m1.(多选)(2017·梅河口市五中一模)如图甲所示,倾角为30°的斜面固定在水平地面上,一个小物块在沿斜面向上的恒定拉力F 作用下,从斜面底端A 点由静止开始运动,一段时间后撤去拉力F ,小物块能达到的最高位置为C 点,己知小物块的质量为0.3 kg ,小物块从A 到C 的v t 图象如图乙所示,g 取10 m/s 2,则下列说法正确的是( )甲 乙A .小物块加速时的加速度大小是减速时加速度的13B .小物块与斜面间的动摩擦因数为33C .小物块到达C 点后将沿斜面下滑D .拉力F 的大小为4 NAC [在速度-时间图象中图象的斜率表示加速度,在有F 作用时小物块做加速运动,a 1=7.53 m/s 2=2.5 m/s 2,撤去拉力F 后做减速运动,故a 2=-7.51m/s 2=-7.5 m/s 2,所以|a 1|=13|a 2|,A 正确;撤去拉力后,在沿斜面方向上有-mg sin θ-μmg cos θ=ma 2,解得μ=36,B 错误;因为mg sin 30°>μmg cos 30°,故小物块到达C 点后将沿斜面下滑,C 正确;有拉力作用时,根据牛顿第二定律可知F -mg sin 30°-μmg cos 30°=ma 1,解得F =3 N ,D 错误.]2.为研究运动物体所受的空气阻力,某研究小组的同学找来一个倾角可调、斜面比较长且表面平整的斜面体和一个滑块,并在滑块上固定一个高度可升降的风帆,如图甲所示.他们让带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,下滑过程中帆面与滑块运动方向垂直.假设滑块和风帆总质量为m .滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,风帆受到的空气阻力与风帆的运动速率成正比,即F f =kv .(1)写出滑块下滑过程中加速度的表达式;(2)求出滑块下滑的最大速度,并指出有哪些措施可以减小最大速度;(3)若m =2 kg ,斜面倾角θ=30°,g 取10 m/s 2,滑块从静止下滑的速度图象如图乙所示,图中的斜线为t =0时v t 图线的切线,由此求出μ、k 的值.(计算结果保留两位有效数字)【解析】 (1)由牛顿第二定律有:mg sin θ-μmg cos θ-kv =ma解得:a =g sin θ-μg cos θ-kv m.(2)当a =0时速度最大,v m =mg θ-μcos θk减小最大速度的方法有:适当减小斜面倾角θ;风帆升起一些.(3)当v =0时,a =g sin θ-μg cos θ=3 m/s 2解得:μ=2315≈0.23,最大速度v m =2 m/s ,v m =2 m/s 解得:k =3.0 kg/s.【答案】 (1)g sin θ-μg cos θ-kv m(2)mg θ-μcos θk 适当减小斜面倾角θ(保证滑块能静止下滑);风帆升起一些(3)0.23 3.0 kg/s考点3 牛顿第二定律的应用(对应学生用书第9页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年9考:2017年Ⅲ卷T 25 2016年Ⅰ卷T 18、Ⅱ卷T 192015年Ⅰ卷T 25,Ⅱ卷T 20、T 25 2014年Ⅰ卷T 172013年Ⅱ卷T 14、T 25[考情分析]1.本考点的考查重在物体的受力分析,整体法、隔离法在连接问题中的应用及牛顿第二定律的理解.2.整体法、隔离法是动力学中连接体问题的常用方法,在不涉及相互作用力时,可用整体法,在涉及相互作用力时要用隔离法.3.对物体受力分析时易出现漏力、多力的现象.4.应用公式F =ma 时,要注意F 、m 、a 的一体性.5.(动力学的两类基本问题)(多选)(2016·Ⅱ卷T 19)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[题眼点拨] ①“同一种材料制成”说明相同的密度;②“阻力与球的半径成正比,与球的速率无关”说明下落过程中加速度不同,但两球都做匀加速运动.BD [设小球在下落过程中所受阻力F 阻=kR ,k 为常数,R 为小球半径,由牛顿第二定律可知:mg -F 阻=ma ,由m =ρV =43ρπR 3知:43ρπR 3g -kR =43ρπR 3a ,即a =g -3k 4ρπ·1R 2,故知:R 越大,a 越大,即下落过程中a 甲>a 乙,选项C 错误;下落相同的距离,由h =12at 2知,a 越大,t 越小,选项A 错误;由2ah =v 2-v 20知,v 0=0,a 越大,v 越大,选项B 正确;由W 阻=-F 阻h 知,甲球克服阻力做的功更大一些,选项D 正确.]6.(连接体问题)(多选)(2015·Ⅱ卷T 20)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ;当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时,P 和Q 间的拉力大小仍为F .不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( )【导学号:19624018】A .8B .10C .15D .18BC [设该列车厢与P 相连的部分为P 部分,与Q 相连的部分为Q 部分.设该列车厢有n 节,Q 部分为n 1节,每节车厢质量为m ,当加速度为a 时,对Q 有F =n 1ma ;当加速度为23a 时,对P 有F =(n -n 1)m 23a ,联立得2n =5n 1.当n 1=2,n 1=4,n 1=6时,n =5,n =10,n =15,由题中选项得该列车厢节数可能为10或15,选项B 、C 正确.]在第6题中,若车厢总数为10节,以大小为a 的加速度向东行驶,则第2节车厢受到的拉力与第10节车厢受到的拉力之比为( )A .9∶1B .1∶9C .10∶1D .1∶10A [设每节车厢的质量均为m ,第2节车厢所受拉力为F 1,第10节车厢所受拉力为F 2,由牛顿第二定律可知,F 1=9ma F 2=ma故F 1∶F 2=9∶1.]7.(动力学的临界极值问题)(2017·Ⅲ卷T 25)如图210,两个滑块A 和B 的质量分别为m A=1 kg 和m B =5 kg ,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m =4 kg ,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A 、B 两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v 0=3 m/s.A 、B 相遇时,A 与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g =10 m/s 2.求:图210(1)B 与木板相对静止时,木板的速度;(2)A 、B 开始运动时,两者之间的距离.[题眼点拨] ①A 与木板相对静止前A 、B 加速度不变;②B 与木板相对静止后以相同的加速度向右匀减速运动;③A 、B 相对地面的位移大小之和等于A 、B 开始运动时两者间的距离.【解析】 (1)滑块A 和B 在木板上滑动时,木板也在地面上滑动.设A 、B 和木板所受的摩擦力大小分别为f 1、f 2和f 3,A 和B 相对于地面的加速度大小分别为a A 和a B ,木板相对于地面的加速度大小为a 1,在物块B 与木板达到共同速度前有 f 1=μ1m A g① f 2=μ1m B g② f 3=μ2(m +m A +m B )g③由牛顿第二定律得 f 1=m A a A④ f 2=m B a B⑤ f 2-f 1-f 3=ma 1 ⑥设在t 1时刻,B 与木板达到共同速度,其大小为v 1,由运动学公式有v 1=v 0-a B t 1⑦ v 1=a 1t 1 ⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得v 1=1 m/s. ⑨(2)在t 1时间间隔内,B 相对于地面移动的距离为s B =v 0t 1-12a B t 21 ⑩设在B 与木板达到共同速度v 1后,木板的加速度大小为a 2,对于B 与木板组成的体系,由牛顿第二定律有f 1+f 3=(m B +m )a 2⑪由①②④⑤式知,a A =a B ;再由⑦⑧式知,B 与木板达到共同速度时,A 的速度大小也为v 1,但运动方向与木板相反.由题意知,A 和B 相遇时,A 与木板的速度相同,设其大小为v 2,设A 的速度大小从v 1变到v 2所用的时间为t 2,则由运动学公式,对木板有v 2=v 1-a 2t 2⑫对A 有 v 2=-v 1+a A t 2 ⑬在t 2时间间隔内,B (以及木板)相对地面移动的距离为s 1=v 1t 2-12a 2t 22 ⑭在(t 1+t 2)时间间隔内,A 相对地面移动的距离为s A =v 0(t 1+t 2)-12a A (t 1+t 2)2 ⑮A 和B 相遇时,A 与木板的速度也恰好相同,因此A 和B 开始运动时,两者之间的距离为s 0=s A +s 1+s B⑯联立以上各式,并代入数据得 s 0=1.9 m(也可用如图所示的速度—时间图线求解)【答案】 (1)1 m/s (2)1.9 m(2015·Ⅰ卷T 25)一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 m ,如图(a)所示.t =0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t =1 s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1 s 时间内小物块的v t 图线如图(b)所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g 取10 m/s 2.求:(a) (b)(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2;(2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离.【解析】 (1)规定向右为正方向.木板与墙壁相碰前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为a 1,小物块和木板的质量分别为m 和M .由牛顿第二定律有 -μ1(m +M )g =(m +M )a 1 ①由题图(b)可知,木板与墙壁碰撞前瞬间的速度v 1=4 m/s ,由运动学公式有v 1=v 0+a 1t 1② s 0=v 0t 1+12a 1t 21 ③式中,t 1=1 s ,s 0=4.5 m 是木板碰撞前的位移,v 0是小物块和木板开始运动时的速度.联立①②③式和题给条件得④v 1的初速度向左做匀变速运动,小物块以v 1的初速度a 2,由牛顿第二定律有⑤⑥⑦(2)设碰撞后木板的加速度为a 3,经过时间 Δt ,木板和小物块刚好具有共同速度v 3.由牛顿第二定律及运动学公式得μ2mg +μ1(M +m )g =Ma 3 ⑧v 3=-v 1+a 3Δt ⑨v 3=v 1+a 2Δt⑩ 碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板运动的位移为。
2018年物理二轮复习高考研究讲义:专题一 力与运动 (一) 聚焦选择题考法——力与物体平衡
高考研究(一) 聚焦选择题考法——力与物体平衡1.(2017·全国Ⅱ卷T16)如图,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
若保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。
物块与桌面间的动摩擦因数为( )A .2-3 B.36 C.33D.32解析:选C 当拉力水平时,物块做匀速运动,则F =μmg ,当拉力方向与水平方向的夹角为60°时,物块也刚好做匀速运动,则F cos 60°=μ(mg -F sin 60°),联立解得μ=33,A 、B 、D 项错误,C 项正确。
2.(2017·全国Ⅲ卷T 17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为 80 cm 。
将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm ;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( ) A .86 cm B .92 cm C .98 cmD .104 cm解析:选B 将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k )与竖直方向夹角θ均满足sin θ=45,对钩码(设其重力为G )静止时受力分析,得G =2k ⎝⎛⎭⎫1 m 2-0.8 m 2cos θ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,得G =2k ⎝⎛⎭⎫L 2-0.8 m 2,联立解得L =92 cm ,故A 、C 、D 项错误,B 项正确。
3.(2016·全国Ⅲ卷T 17)如图,两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时,a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为( ) A.m 2 B.32m C .mD .2m解析:选C 如图所示,由于不计摩擦,线上张力处处相等,且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心。
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第二讲力与物体的直线运动(2)(3)(4)考向一 匀变速直线运动的应用[归纳提炼]1.匀变速直线运动问题求解思路2.解答匀变速直线运动的常用技巧(1)基本公式法:v =v 0+at ,x =v 0t +12at 2,v 2-v 20=2ax .(2)重要推论法:v t 2=v 0+v t 2(利用平均速度求瞬时速度);v x2=v 20+v 2t2;Δx =aT 2(用逐差法求加速度).(3)逆向思维法:“匀减速至速度为零的过程”可逆向处理为“由静止开始做匀加速运动的过程”.(4)图象法:利用v -t 图象或x -t 图象求解. (5)比例法:初速度为零的匀变速直线运动规律1T 末、2T 末、3T 末……nT 末瞬时速度之比为1∶2∶3∶…∶n ; 1T 内、2T 内、3T 内……nT 内位移之比为12∶22∶32∶…∶n 2;第1T 内、第2T 内、第3T 内……第nT 内位移之比为1∶3∶5∶…∶(2n -1); 从静止开始通过连续相等位移所用时间之比为1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1);从静止开始连续相等位移末速度之比为1∶2∶3∶…∶n .(2017·全国卷Ⅱ)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s 0和s 1(s 1<s 0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v 0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v 1,重力加速度大小为g .求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数; (2)满足训练要求的运动员的最小加速度.[思路路线][解析] (1)假设冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ,冰球运动的加速度大小为a ,冰球运动到挡板处时间为t ,由于已知冰球运动的初速度和末速度及运动的位移.解法一:应用牛顿运动定律求解. 根据匀变速直线运动规律可得v 20-v 21=2as 0a =fm=μg解得μ=v 20-v 212gs 0解法二:应用动能定理求解.对于冰球依动能定理,恒定不变的摩擦力所做负功引起冰球动能减少量为 μmgs 0=12mv 20-12mv 21解得 μ=v 20-v 212gs 0可看出解法二的解题步骤较为简炼.(2)求冰球运动到挡板的时间有多种思路,简析如下:解法一:最直接的想法就是利用匀变速直线运动的速度规律求解.v 1=v 0-at ,a =μg且μ=v 20-v 212gs 0,可以求得t =2s 0v 0+v 1解法二:如果利用平均速度与位移的关系会比较简便.s 0=v 0+v 12t ,t =2s 0v 0+v 1解法三:用图象方法列方程式,会更直观清晰,如下图.方程同解法二.解法四:可以使用动量定理求解. μmgt =mv 0-mv 1且μ=v 20-v 212gs 0,可以求得t =2s 0v 0+v 1.然后依题设条件,要求在冰球到达挡板的同时,运动员运动的最小距离应等于起跑线到小旗的距离s 1,则冰球运动的最小位移s 1=12a m t 2可以解得加速度的最小值为a m =s 1 v 0+v 1 22s 2. [答案] (1)v 20-v 212gs 0 (2)s 1 v 1+v 0 22s 2多物体的多过程问题的解题思路:(1)明确各个物体在各个过程中的运动特点. (2)确定各个过程中物体间已知量的关系.(3)选用合适的公式分别列出各个物体遵循的关系式并求解. [熟练强化]迁移一 以生产、生活实际为背景考查1.2017年5月9日,位于浦东陆家嘴的上海中心突然有玻璃掉落下来,玻璃砸落到东泰路后炸开.高空坠物危害极大,在这之前,也常有媒体报道高空坠物伤人的事件.某建筑工地有一根长为l 的直钢筋突然从高空坠下,垂直落地时,恰好被检查安全生产的随行记者用相机拍到钢筋坠地瞬间的照片.为了查询钢筋是从几楼坠下的,检查人员将照片还原后测得钢筋的影像长为L ,且L >l ,查得当时相机的曝光时间为t ,楼房每层高为h ,重力加速度为g .则由此可以求得( )A .钢筋坠地瞬间的速度约为L tB .钢筋坠下的楼层为 L -l22ght2+1 C .钢筋坠下的楼层为gt 22h+1D .钢筋在整个下落时间内的平均速度约为l2t[解析] 钢筋坠下垂直落地时的影像长度包括钢筋长度和钢筋坠地前在曝光时间t 内下落的距离,因此在时间t 内的平均速度为v =L -lt,可认为此速度就等于钢筋坠地时的速度v ,因此A 选项错误;由v 2=2gH 、v =v ,钢筋坠下的楼层n =H h +1,解得n = L -l22ght2+1,B 选项正确,C 选项错误;钢筋在整个下落时间内的平均速度约为v ′=0+v 2=L -l2t ,D 选项错误.[答案] B迁移二 以追及、相遇模型考查2.2017年8月1日,宁波市32家驾校105辆教练车正式推行“计时培训、计时收费”的新型学驾模式.不同的车型有不同的刹车性能,因此在驾校学习的过程中,除了常规的驾驶技术外,还要学习和积累一些适应不同车型的驾驶经验.现有甲、乙两辆汽车正沿同一平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度大小均为v =10 m/s.当两车快要到十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间t 0=0.5 s).甲车司机之前为了熟悉车况,驾驶车辆进行了一段空挡滑行,根据经验计算出滑行加速度大小为a 0=0.5 m/s 2,已知乙车紧急刹车时加速度大小为a 2=5 m/s 2.(1)若甲车司机看到黄灯时车头距停车线x =16 m ,他在刹车过程中发现预计的停车位置离停车线还有一段距离,于是在车头离停车线x ′=4 m 时停止刹车让车做空挡滑行,车头恰好停在停车线前,则甲车紧急刹车时的加速度为多大?(2)在(1)的情况下,为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车在行驶过程中至少应保持多大距离?[解析] (1)设甲车空挡滑行前的速度大小为v 1,则v 21=2a 0x ′① 设甲车紧急刹车时的加速度为a 1,则v 2-v 21=2a 1(x -x ′)②联立①②解得a 1=4 m/s 2. (2)甲车紧急刹车的时间t 1=v -v 1a 1=2 s ③ 设甲、乙两车在行驶过程中至少应保持的距离为x 0,在乙车开始刹车后经过t 2时间两车速度相等,所以v -a 1(t 2+t 0)=v -a 2t 2④解得t 2=2 s(不符合题意)所以速度相等的时刻在甲车空挡滑行的时间内,上式应为v 1-a 0(t 2-t 1+t 0)=v -a 2t 2⑤解得t 2=1.61 s甲车的位移x 甲=(x -x ′)+v 1(t 2+t 0-t 1)-12a 0(t 2+t 0-t 1)2=12.2 m ⑥乙车的位移x 乙=vt 2-12a 2t 22=9.6 m ⑦x 0=x 甲-x 乙=2.6 m.[答案] (1)4 m/s 2(2)2.6 m考向二 运动图象的应用[归纳提炼]1.图象问题常见的是x-t和v-t图象,在处理特殊图象的相关问题时,可以把处理常见图象的思想以及方法加以迁移,通过物理情境遵循的规律,从图象中提取有用的信息,根据相应的物理规律或物理公式解答相关问题.处理图象问题可参考如下操作流程:2.处理特殊图象的问题时,在必要时可将该图象所反映的物理过程转换为常见的x-t 或v-t图象进行处理.(2017·宁夏银川一中二模)甲、乙两车在平直公路上行驶,其速度—时间图象如右图所示,则下列说法正确的是( )A.8 s末,甲、乙两车相遇B.甲车在0~4 s内的位移小于乙车在4~8 s内的位移C.4 s末,甲车的加速度小于乙车的加速度D.在0~8 s内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度[解析] 由于两车的初始位置关系未知,无法判断8 s 末甲、乙两车是否相遇,选项A 错误;连接图中(0,0)和(8,40)两点,根据“速度—时间图象中图线与时间轴所围成的面积表示位移”及对称性可知,甲车在0~4 s 内的位移(小于40 m)小于乙车在4~8 s 内的位移(等于40 m),选项B 正确;根据“速度—时间图象的切线斜率表示加速度”可知,4 s 末,甲车的加速度大于乙车的加速度,选项C 错误;由右图结合对称性可以得出,在0~8 s 内,两车的位移x 大小相等,由v =xt知,两车的平均速度大小相等,选项D 错误.[答案] B“面积法”是图象分析中重要的方法之一,而添加辅助线判断、比较更具新意.追及相遇问题常涉及图象的应用,而近四年全国卷中都出现了图象问题,其中速度图象四年四考,足见其重要性.关于速度图象的命题主要围绕三个方面进行.1 利用速度图象结合相关情境直接设问:解决此类问题的关键要清楚图线对应的点、线、截距 初速度或开始计时的时间 、面积 位移 、拐点 加速度方向变化 等表示的意义.2 图象转化:已知速度图象设问加速度图象,或者反其道而行之,解决处理问题的关键是利用时间段分段作出对应的图象.3 巧用图象:对一些变速类问题,如雨滴在空气中坠落、弹簧变化过程等,巧用速度图象辅助分析问题往往会更快捷.处理运动图象时同学们容易出现的错误有以下几点:1 对于x-t图象,图线在纵轴上的截距表示t=0时物体的位置;对于v-t和a-t图象,图线在纵轴上的截距并不表示t=0时物体的位置.2 在v-t图象中,两条图线的交点不表示两物体相遇,而是表示两者速度相同.3 v-t图象中两条图线在v轴上的截距不同,不少同学误认为两物体的初始位置不同,位置是否相同应根据题中条件确定.[熟练强化]1.(多选)(2017·广西三市联考)甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动.质点甲做初速度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动.质点乙做初速度为v0,加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止.甲、乙两质点在运动过程中的位置(x)—速度(v)图象如图所示,虚线与对应的坐标轴垂直.则下列判断正确的是( )A.在x-v图象中,图线a表示质点甲的运动B.质点乙的初速度v0=6 m/sC.质点甲的加速度大小a1=1 m/s2D.质点乙的加速度大小a2=1 m/s2[解析] 由速度与位移公式v2-v20=2ax分析题中x-v图象可知,图线a表示质点甲以加速度a1做匀加速直线运动,图线b表示质点乙以加速度a2做匀减速直线运动,选项A正确;由于甲、乙两质点是同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动,所以从图线b可知当位移为零时,质点乙的初速度v0=6 m/s,选项B正确;设图线a上横坐标为8的点对应的纵坐标为x0,图线a、b交点的横坐标为v1,由运动学规律并结合x-v图象有(6 m/s)2-(2 m/s)2=2a2x0,(8 m/s)2=2a1x0,可得甲、乙两质点加速度大小关系是a1=2a2,又从x -v图象知v21=2a1·6 m,v20-v21=2a2·6 m,解得a2=1 m/s2,a1=2 m/s2,选项C错误,D 正确.[答案]ABD2.(2017·江西南昌3月模拟)一辆汽车做直线运动,其v 2—x 图象如图所示.关于汽车的运动,下列说法错误的是( )A .汽车的初速度为4 m/sB .汽车的加速度大小为0.5 m/s 2C .汽车第4 s 末的速度为2 m/sD .汽车前10 s 内的位移为15 m[解析] 由图可知初始时速度的平方为16 m 2/s 2,则汽车的初速度v 0=4 m/s ,A 项正确.由题图可知v 2与x 的关系式为v 2-42=-x ,再与公式v 2-v 20=2ax 对比可知汽车做匀减速直线运动,加速度a =-0.5 m/s 2,B 项正确.由v =v 0+at ,可得汽车第4 s 末的速度为v 4=4 m/s -0.5×4 m/s=2 m/s ,C 项正确.因0-v 0a=8 s ,则知第8 s 末车停止,汽车前10 s 内位移x =0-v 22a=16 m ,D 项错误,故选D.[答案] D3.如图甲所示,物体受到水平推力F 的作用,在粗糙水平面上由静止开始做直线运动.通过传感器监测到加速度a 随时间t 变化的规律如图乙所示.取开始运动的方向为正方向,则下列说法正确的是( )A .在2~6 s 内,推力F 小于阻力,物体做减速运动B .在0~7 s 内,6 s 末时物体的速度最大,大小为12 m/sC .在2~7 s 内,物体做匀变速直线运动D .在0~7 s 内,物体先沿正方向运动,后沿负方向运动[解析] 在0~6 s 内,加速度为正,物体沿正方向运动,故2~6 s 内推力F 大于阻力,物体做加速度减小的加速运动;在6~7 s 内,加速度为负,物体沿正方向做减速直线运动,故A 、D 错误.在2~7 s 内,物体的加速度一直在变化,故C 错误.a -t 图线与t 轴围成的面积表示速度变化量,0~6 s 内物体一直在加速,6 s 末加速度反向,此时速度最大,v =12×6×4 m/s=12 m/s ,故B 正确. [答案] B考向三 动力学的连接体问题[归纳提炼]1.加速度相同的连接体问题(1)若求解整体的加速度,可用整体法.整个系统看作一个研究对象,分析整体受外力情况,再由牛顿第二定律求出加速度.(2)若求解系统内力,可先用整体法求出整体的加速度,再用隔离法将内力转化成外力,由牛顿第二定律求解.2.加速度不同的连接体问题若系统内各个物体的加速度不同,一般应采用隔离法.以各个物体分别作为研究对象,对每个研究对象进行受力和运动情况分析,分别应用牛顿第二定律建立方程,并注意各个物体的相互作用关系,联立求解.水平地面上有质量分别为m 和4m 的物块A 和B ,两者与地面的动摩擦因数均为μ.细绳的一端固定,另一端跨过轻质、光滑动滑轮与A 相连,动滑轮与B 相连,如图所示.初始时,细绳处于水平拉直状态.若物块A 在水平向右的恒力F 作用下向右移动了距离s ,重力加速度大小为g .求:(1)物块B 受到的摩擦力; (2)物块A 、B 的加速度大小.[思路点拨] 运动关系:由于细绳的长度不变,故A 前进距离s 时,A 、B 间的细绳上面部分长了12s ,下面部分短了12s ,由于细绳的固定端位置不动,故B 的位移为12s ,因此有a A =2a B .受力关系:考虑到滑轮质量不计,设细绳中的张力为T ,动滑轮对B 的作用力T B =2T . [解析] (1)物块A 移动了距离s ,则物块B 移动的距离为s 1=12s物块B 受到的摩擦力大小为f =4μmg(2)设物块A 、B 的加速度大小分别为a A 、a B ,细绳中的张力为T .由牛顿第二定律得F -μmg -T =ma A2T -4μmg =4ma B由A 和B 的位移关系得a A =2a B 联立解得a A =F -3μmg2ma B =F -3μmg 4m.[答案] (1)4μmg (2)F -3μmg 2m F -3μmg4m从上面的例题可以看出,解决有相对运动的连接体问题,要找到连接体中物体间的位移关系、速度关系和加速度关系,要充分考虑两物体的受力关系.滑轮质量不计,可得作用在滑轮上的绳子的受力关系,这是解题的关键,两物体加速度的关系是突破的难点.该题常见的易错点是不从位移关系入手,直接认为两物体速度相等,或者把B 的位移错认为A 的位移的2倍,从而错误地得到a B =2a A .[熟练强化]1.(2017·湖南衡阳联考)质量不等的两木块A 、B ,用跨过一轻质定滑轮的轻绳相连,在图示情况下,木块A 、B 一起做匀速运动.若木块A 、B 的位置互相交换,则木块A 运动的加速度为(木块A 、B 与桌面间的动摩擦因数均为μ,且μ<1,重力加速度为g ,空气阻力、滑轮摩擦均不计)( )A .(1-μ)gB .(1-μ2)gC.1-μ2μg D .与木块A 、B 的质量有关[解析] A 、B 匀速运动过程,有m A g =μm B gA 、B 互相交换后,对A 、B 整体受力分析后有 m B g -μm A g =(m A +m B )a解得a =(1-μ)g . 故选A. [答案] A2.(多选)(2017·河北六校联考)如图所示,一轻弹簧的劲度系数为k ,其一端固定在倾角为θ的光滑斜面底端,另一端与物块A 连接,物块B 紧挨着物块A 放置,两物块A 、B 的质量均为m ,初始时均静止.现用平行于斜面向上的力F 拉动物块B ,使物块B 做加速度为a 的匀加速运动,重力加速度为g ,则( )A .拉力F 一定是恒力B .A 、B 分离时刻,弹簧形变量为mg sin θ+makC .整个过程中物块A 与弹簧组成的系统机械能守恒D .从开始到A 、B 分离时刻,拉力F 做的功比弹簧弹力做的功少[解析] 对A 、B 整体受力分析可知,在A 和B 分离前该整体在沿斜面方向的拉力F 、总重力、斜面的支持力和弹簧弹力作用下做匀加速运动,运动过程中弹簧弹力发生变化,而重力沿斜面方向的分力不变,故F 一定是变力,A 错误;A 、B 分离时刻,A 、B 间的作用力为0,A 的加速度仍是a ,设弹簧弹力大小为F T ,根据牛顿第二定律有F T -mg sin θ=ma ,由胡克定律有F T =kx ,解得弹簧的形变量为mg sin θ+mak,B 正确;从开始到A 、B 分离前,弹簧弹力对A 、B 整体做正功,故A 与弹簧组成的系统机械能不守恒,C 错误;从开始到A 、B 分离时刻,拉力F 由2ma 随位移均匀增大到ma +mg sin θ,而弹簧弹力由2mg sin θ随位移均匀减小到ma +mg sin θ,所以拉力F 做的功比弹簧弹力做的功少,D 正确.[答案] BD对连接体中的临界极值问题可采用下列三种方法分析解决:1 极限法:把物理问题 或过程 推向极端,从而使临界现象 或状态 暴露出来,以达到正确解决问题的目的.2 假设法:临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题.3 数学法:将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件.考向四 牛顿第二定律的综合应用[归纳提炼]应用牛顿第二定律解题的思路[熟练强化]1.(多选)(2017·江西新余二模)如图所示为运送粮袋的传送装置,已知A、B间长度为L,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上,关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g)( )A.粮袋到达B点的速度可能大于、等于或小于vB.粮袋开始运动的加速度为g sinθ-μg cosθ,若L足够大,则粮袋最终将以速度v 做匀速运动C.若μ<tanθ,则粮袋从A到B一直做加速运动D.不论μ大小如何,粮袋从A到B一直做匀加速运动,且a>g sinθ[解析] 粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动,到达B点时的速度不大于v;也可能先匀加速运动,当速度与v相同后,粮袋做匀速运动,到达B点时速度与v相同;也可能先做加速度较大的匀加速运动,当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动,到达B 点时的速度大于v ,故A 正确;粮袋开始时受到沿传送带向下的滑动摩擦力,大小为μmg cos θ,根据牛顿第二定律得加速度a =g sin θ+μg cos θ,故B 错误;若μ<tan θ,则粮袋重力沿传送带方向的分力大于滑动摩擦力,故加速度的方向一直向下,粮袋从A 到B 一直做加速运动(可能一直以g sin θ+μg cos θ的加速度加速运动,也可能先以g sin θ+μg cos θ的加速度加速运动,后以g sin θ-μg cos θ的加速度加速运动),故C 正确;由上分析可知,粮袋从A 到B 不一定一直匀加速运动,故D 错误.[答案] AC2.如图甲所示,静止在光滑水平面上的长木板B (长木板足够长)的左端放着小物块A ,某时刻,B 受到水平向左的外力F 的作用.F 随时间t 的变化规律如图乙所示,即F =kt ,其中k 为已知常数.若A 、B 之间的滑动摩擦力F f 的大小等于最大静摩擦力,且A 、B 的质量相等,则下列图中可以定性描述物块A 的运动情况的v -t 图象是( )[解析] 刚开始时外力F 较小,A 、B 保持相对静止,加速度大小为a =F 2m =kt2m ,可见加速度a 的大小随着时间t 逐渐增大,这个过程对应的v -t 图线的斜率逐渐增加,C 、D 错误;随着时间t 的增加,外力F 增大,当物块和木板之间的摩擦力大小达到最大静摩擦力时,物块A 与木板B 之间刚好发生相对运动,此时有F f =ma ,F -F f =ma ,解得F =2F f ,即kt =2F f ,可见t >2F fk后物块将在大小恒定的摩擦力的作用下做匀加速直线运动,其对应的v -t 图线是倾斜的直线,A 错误、B 正确.[答案] B滑块临界问题处理方法高考题答题规范——“板—块”模型[考点归纳]板块模型中动力学问题的解题思路[典题示例](20分)(2017·全国卷Ⅲ)如图,两个滑块A和B的质量分别为m A=1 kg和m B=5 kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4 kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3 m/s.A、B相遇时,A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2.求(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离.第一步读题干—提信息1) }⇒⎭⎪⎬⎪⎫板向右运动B 向右运动⇒t 1时刻B 与板共速⎭⎪⎪⎬⎪⎪⎫2 B 与木板共速后―――――――――――――→牛顿第二定律木板加速度a 2=f 1+f 3m B +m⎭⎪⎬⎪⎫受力分析牛顿第二定律⇒B 与木板共速前A 、B 加速度相同⇒B 与板共速时A 、B 速度大小相同⇒⎩⎪⎨⎪⎧运动学公式图象法―→求解[满分答案] (1)滑块A 和B 在木板上滑动时,木板也在地面上滑动,设A 、B 和木板所受的摩擦力大小分别为f 1、f 2和f 3,A 和B 相对于地面的加速度大小分别为a A 和a B ,木板相对于地面的加速度大小为a 1.在物块B 与木板达到共同速度前有f 1=μ1m Ag ①(1分) f 2=μ1m B g ②(1分)f 3=μ2(m +m A +m B )g ③(2分)由牛顿第二定律得f 1=m A a A ④ f 2=m B a B ⑤f 2-f 1-f 3=ma 1⑥(2分)设在t 1时刻,B 与木板达到共同速度,其大小为v 1.由运动学公式有v 1=v 0-a B t 1⑦ v 1=a 1t 1⑧(2分)联立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得v 1=1 m/s ⑨(2分)(2)在t 1时间间隔内,B 相对于地面移动的距离为s B =v 0t 1-12a B t 21⑩(2分)设在B 与木板达到共同速度v 1后,木板的加速度大小为a 2.对于B 与木板组成的体系,由牛顿第二定律有 f 1+f 3=(m B +m )a 2⑪由①②④⑤式知,a A =a B ;再由⑦⑧式知,B 与木板达到共同速度时,A 的速度大小也为v 1,但运动方向与木板相反.由题意知,A 和B 相遇时,A 与木板的速度相同,设其大小为v 2.设A 的速度大小从v 1变到v 2所用的时间为t 2,则由运动学公式,对木板有v 2=v 1-a 2t 2⑫对A 有v 2=-v 1+a A t 2⑬(2分)在t 2时间间隔内,B (以及木板)相对地面移动的距离为s 1=v 1t 2-12a 2t 22⑭在(t 1+t 2)时间间隔内,A 相对地面移动的距离为 s A =v 0(t 1+t 2)-12a A (t 1+t 2)2⑮(2分)A 和B 相遇时,A 与木板的速度也恰好相同,因此A 和B 开始运动时,两者之间的距离为 s 0=s A +s 1+s B ⑯(2分)联立以上各式,并代入数据得s 0=1.9 m ⑰(2分)(也可用如图的速度-时间图线求解)[答案] (1)1 m/s (2)1.9 m1 慢审题,快答题,只有认真审题,透彻理解命题的意图、试题给定的物理情境、各物理量间的对应关系、物理过程所遵循的物理规律,才能快速正确答题.所谓审题要慢,就是要仔细,要审透,关键的词句理解要到位,深入挖掘试题的条件,提取解题所需要的相关信息,排除干扰因素.要做到这些,必须通读试题,特别是括号内的内容,千万不要忽视.2 习惯画图,分段处理,对综合性强、过程较为复杂的题,要习惯画草图,采用“分段”处理,所谓的“分段”处理,就是根据问题的需要和研究对象的不同,将问题涉及的物理过程,按照时间和空间的发展顺序,合理地分解为几个彼此相对独立又相互联系的阶段,再根据各个阶段遵从的物理规律逐个建立方程,最后通过各阶段的联系综合起来解决,从而使问题化整为零、各个击破.[满分体验] (2017·河南五校联考)如下图所示,可视为质点的物体A 叠放在长木板B 上,A 、B 的质量分别为m 1=10 kg 、m 2=10 kg ,B 长为L =16 m ,开始时A 在B 的最右端;A 与B 、B 与地之间的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.4;现将一水平恒力F =200 N 作用在B 上,使A 、B 由静止开始运动,当A 恰好运动到B 的中点时撤去外力F ,g 取10 m/s 2.求:(1)力F 作用的时间,及此时B 前进的距离;(2)撤去外力F 后B 还能走多远?[解析] (1)力F 开始作用时,设A 、B 的加速度分别为a 1、a 2,对A :μ1m 1g =m 1a 1,a 1=4 m/s 2对B :F -μ1m 1g -μ2(m 1+m 2)g =m 2a 2, a 2=8 m/s 2,设力F 作用的时间为t ,对应此时A 、B 的速度为v A 、v B则有12a 2t 2-12a 1t 2=12L 代入数据得,t =2 s ,v A =8 m/s ,v B =16 m/s此时B 前进的距离为x B =12a 2t 2=16 m. (2)撤去外力F 后,对A 有μ1m 1g =m 1a 3,a 3=4 m/s 2对B 有μ1m 1g +μ2(m 1+m 2)g =m 2a 4, a 4=12 m/s 2设A 、B 经过时间t 1达到共同速度v 1 则有v A +a 3t 1=v B -a 4t 1 解得:t 1=0.5 s ,v 1=10 m/s 此过程中B 前进的距离为x 1=v 2B -v 212a 4=6.5 mA 、B 共速后一起匀减速的加速度为a 5 μ2(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a 5,a 5=4 m/s 2此时B 前进的距离为x 2=v 212a 5=12.5 m撤去F 后B 前进的总距离为x =x 1+x 2=19 m.[答案] (1)2 s 16 m (2)19 m。