【期末专题复习】人教版(2019)物理必修1-高一上学期期末专题点拨与训练：第31讲 动力学两类基本问题

第31讲 动力学两类基本问题

动力学问题是将运动学与力学问题综合起来进行考查的一类问题，一般可分为“已知运动求力”和“已知力求运动”两类基本问题。求解两类动力学问题的关键在于做好“两个分析”（即物体的受力分析和物体的运动过程分析），抓住“一个桥梁”（即物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁）。

1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路：

先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F合＝ma)求出加速度，再由运动学的有关公式求出速度或位移。

2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路：

已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力.

3.应用牛顿第二定律解决动力学问题，受力分析和运动分析是关键，加速度是解决此类问题的纽带，分析流程如下：

4.常用方法

（1）合成法。在物体受力个数较少时一般采用合成法。

（2）正交分解法。若物体的受力个数较多（3个或3个以上），则采用正交分解法。

一、已知受力情况确定运动情况

已知物体受力情况确定运动情况，是指在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。

处理这类问题的基本思路是：先分析物体的受力情况，求出合力，再根据牛顿第二定律求出加速度，进一步利用运动学公式求出相关运动学量。

【例题1】如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧套在固定于地面的竖直杆上．弹簧上端与轻弹簧薄片P相连，P与杆之间涂有一层能调节阻力的智能材料．在P上方H处将另一质量为m的光滑圆环Q由静止释放，Q接触P后一起做匀减速运动，下移距离为时速度减为0.忽略空气阻力，重力加速度为g.求：Q下移距离d(d<)时，智能材料对P阻力的大小．

【例题2】如图甲所示，为一倾角θ＝37°的足够长斜面，将一质量为m＝1 kg的物体无初速度在斜面上释放，同时施加一沿斜面向上的拉力，拉力随时间变化的关系图像如图乙所示，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

(1)2 s末物体的速度；

(2)前16 s内物体发生的位移．

【例题3】质量为m＝60 kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图像如图所示．取g＝10 m/s2，由图像可知(　　)

A．t＝0.5 s时他的加速度为3 m/s2

B．t＝0.4 s时他处于超重状态

C．t＝1.1 s时他受到单杠的作用力的大小是620 N

D．t＝1.5 s时他处于超重状态

1. 根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置．但实际上，赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处，这一现象可解释为，除重力外，由于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球

A. 到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零
B. 到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零
C. 落地点在抛出点东侧
D. 落地点在抛出点西侧

2. 水平路面上质量为30kg的小车，在60N水平推力作用下由静止开始以的加速度做匀加速直线运动。2s后撤去该推力，则   

A. 小车2s末的速度是
B. 小车受到的阻力大小是15N
C. 撤去推力后小车的加速度大小是
D. 小车运动的总时间为6s

3. 一个物体在几个力的共同作用下处于静止状态，现让力逐渐减小到零再逐渐恢复到原来的值其余力保持不变，下列图像可能正确的是：

A. B. C. D.

4. 能够从物理的视角看世界是学习物理的重要目标。下面四张图片展现了生活中常见的情景，其中甲图是自行车无动力沿着斜坡冲下，乙图是自行车靠惯性冲上斜坡，丙图是托球动作中乒乓球与球拍一起相对静止向左运动的过程虚线表示水平方向，丁图是在球架上用竖直挡板卡住静止的与丙图相同的乒乓球，各图中的角均相等，忽略空气阻力和一切摩擦，对四个情景的物理规律分析正确的是

A. 甲图和乙图中自行车的加速度不相同
B. 甲图的自行车和丙图中的乒乓球加速度可能相同
C. 丙图中球拍和乒乓球可能一起做匀速直线运动
D. 丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等

5. 商场安装了的智能化的自动扶梯，无人乘行时扶梯运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示．那么下列说法中正确的是   

A. 顾客始终受到三个力的作用
B. 顾客受到扶梯作用力的方向先指向右上方，再竖直向上
C. 顾客受到扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下
D. 顾客始终处于超重状态

6. 质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图，下列判断正确的是       ．

A. P的速率为v B. P的速率为
C. 绳的拉力等于 D. 绳的拉力小于

7. 如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平N位置，已知AO与竖直杆成角，则

A. 刚开始时B的速度为
B. A匀速上升时，重物B也匀速下降
C. 重物B下降过程，绳对B的拉力小于B的重力
D. A运动到位置N时，B的速度为0

8. 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，当汽车在晴天干燥沥青路面上以的速度匀速行驶时，安全距离为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，若要求安全距离仍为，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．

9. 如图1所示，有一质量的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的时开始计时，测得电机的牵引力随时间变化的图线如图2所示，末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力，求物件
   做匀减速运动的加速度大小和方向；匀速运动的速度大小；总位移的大小。