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    2021高考物理人教版一轮复习学案作业:第三章牛顿运动定律本章学科素养提升
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    2021高考物理人教版一轮复习学案作业:第三章牛顿运动定律本章学科素养提升

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    1题型特点

    物理公式与物理图象的结合是中学物理的重要题型也是近年高考的热点特别是vt图象在考题中出现率极高对于已知图象求解相关物理量的问题往往是从结合物理过程分析图象的横纵轴所对应的物理量的函数入手分析图线的斜率截距所代表的物理意义得出所求结果

    2解题关键

    (1)处理图象问题的关键是搞清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系全面系统地看懂图象中的”“线”“”“斜率”“面积”“截距等所表示的物理意义在运用图象求解问题时还需要具有将物理情景转化为图象问题的能力运用图象解题包括两个方面用给定的图象解答问题根据题意作图运用图象解答问题

    (2)图象语言函数语言及文字语言构成表达物理过程与物理参数关系的三种语言要求能够在任意两种语言间相互转换以便用相对简单的方法解决物理问题

    (3)文字语言函数语言图象语言与物理情景之间的相互转换是确立解题方向迅速明确解题方法的前提关系如图1.

    1

    1 如图2甲所示质量m1 kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动t0.5 s时撤去拉力利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(vt图象)如图乙所示g10 m/s2

    2

    (1)02 s内物块的位移大小x和通过的路程s

    (2)沿斜面向上运动的两个阶段加速度大小a1a2和拉力大小F.

    解析 (1)02 s内,由题图乙知:

    物块沿斜面向上运动的最大距离:x1×1×2 m1 m

    物块下滑的距离:x2×1×1 m0.5 m

    所以位移大小xx1x20.5 m

    路程sx1x21.5 m

    (2)由题图乙知,所求两个阶段加速度的大小:

    a14 m/s2

    a24 m/s2

    设斜面倾角为θ,斜面对物块的摩擦力为Ff,对物块进行受力分析,如图所示,根据牛顿第二定律有

    00.5 s内:FFfGsin θma1

    051 s内:FfGsin θma2

    联立解得F8 N.

    答案 (1)0.5 m 1.5 m (2)4 m/s2 4 m/s2 8 N

    角度1 滑块不受力而木板受拉力

    木板受逐渐增大的拉力而滑块不受力这种情况下开始滑块和木板一起做变加速运动当滑块加速度达到其最大值μg滑块木板开始发生相对滑动此后滑块加速度保持不变木板加速度逐渐增大

    角度2 给滑块一初速度v0,两者都不受拉力且叠放在光滑水平地面上

    1若木板足够长这种情况下滑块减速木板加速直至两者速度相等之后将一起匀速运动下去其速度关系为v0atat.

    2若木板不够长这种情况下滑块会一直减速到滑下木板木板会一直加速到滑块滑下分离前滑块加速度大小aμg木板的加速度大小a.

    角度3 木板有初速度v0,两者都不受拉力且叠放在光滑水平面上

    1若木板足够长木板减速滑块加速直至两者速度相等之后将一起匀速运动下去其速度关系为v0atat

    2若木板不够长则木板会一直减速到滑块滑下滑块会一直加速到滑下木板分离前滑块的加速度大小aμg木板的加速度大小a.

     

    2 (2019·安徽安庆市二模)如图3所示光滑水平地面上有一质量M2 kg的足够长木板以速度v010 m/s向右匀速运动,从t0时刻起对其施加一水平向左的恒力F8 N经过t11 s时,将一质量m2 kg的小物块轻放在木板右端已知物块与木板间的动摩擦因数μ0.4,取g10 m/s2.

    3

    (1)刚放上物块时木板的速度大小v1

    (2)物块在木板上相对木板滑动的时间t.

    解析 (1)放上物块之前,设木板的加速度大小为a1,对木板,根据牛顿第二定律有FMa1

    解得a14 m/s2

    木板做匀减速直线运动,则v1v0a1t1

    解得v16 m/s.

    (2)放上物块之后,设物块的加速度大小为a2,木板的加速度大小为a3.

    对物块,根据牛顿第二定律有μmgma2

    解得a24 m/s2

    对木板,根据牛顿第二定律有FμmgMa3

    解得a38 m/s2

    经过时间t2二者共速时有a2t2v1a3t2

    解得t20.5 s

    共速后若物块和木板相对静止,设二者共同的加速度大小为a0,由于F(Mm)a0

    解得a02 m/s2<a2

    所以共速后二者相对静止,共同减速,故tt20.5 s.

    答案 (1)6 m/s (2)0.5 s

    方法点拨 共速后,物块与木板会不会发生相对滑动是需要判断的常用的方法:假设二者相对静止,求出二者的共同加速度大小a0,与临界加速度a2大小进行比较,若a0>a2,则二者一定相对滑动,若a0a2,则二者一定相对静止

    易错提醒 有的学生会误认为物块轻放在木板右端后由于恒力F方向水平向左物块会受到水平向左的滑动摩擦力导致物块一开始就向左运动实际上物块轻放在木板右端后受到的滑动摩擦力方向是根据物块相对木板的运动方向来判断的物块相对木板是向左运动的物块受到的滑动摩擦力方向是向右的因而物块一开始是水平向右加速运动的

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