所属成套资源:【高考冲刺】2023年高考物理考前01-20天终极冲刺攻略(可通用)
2023年高考物理考前01-20天终极冲刺攻略01卷第18-20天
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这是一份2023年高考物理考前01-20天终极冲刺攻略01卷第18-20天,共54页。试卷主要包含了整体法和隔离法的使用技巧是,板块问题,摩擦为介,相对分析,28D等内容,欢迎下载使用。
目 录 / contents
倒计时:第20天 直线运动………………………………………01
倒计时:第19天 相互作用………………………………………18
倒计时:第18天 牛顿运动定律…………………………………35
题1 直线运动和力
高考预测
近几年高考真题对直线运动和力的考查一般在6~12分,直线运动和力的知识点在高考中可能以选择题形式出题,也可能以计算题形式出题。例如在2022年全国乙卷第15题以轻绳两端各连接一质量为m的小球为情景,考查牛顿运动定律和力的合成及其相关知识点;2021年全国乙卷第21题通过呈现拉力随时间的变化图像以及木板加速度随时间的变化图像,要求学生综合分析两幅图像的特点,建立物块和木板的整个运动过程,从而提取图像中的关键信息进行逻辑推理,对学生信息加工能力、推理能力、分析综合能力要求较高,考查灵活运用运动和力相关知识分析解决板块模型问题的能力;2022年全国甲卷第15题以长为l的高速列车前方一长为L的隧道为情景,考查匀变速直线运动及其相关知识点;第19题以轻弹簧连接的两物块为情景,,考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律。预测2023年高考可能仍沿这种方法命题。
应试技巧
直线运动和力部分包括:运动的描述、匀变速直线运动、相互作用、牛顿运动定律。
1.对于匀变速直线运动,三大妙招,灵活选用。运用匀变速直线运动规律,灵活选用推论公式,事半功倍。逆向思维,变难为易;图像分析,数形结合。看破图像,找准线面,明确斜率面积的物理意义。
2.对于共点力平衡问题,析力为本,方法为钥匙。对于动态平衡问题,既可以利用解析法,也可以利用图解法。三力静态平衡问题处理方法通常是将三力通过平移,构成首尾相连的矢量三角形,依据直角三角函数、正弦定理、余弦定理、相似三角形等数学知识列方程得出未知力或其他物理量。
3.整体法和隔离法的使用技巧是:整体法是将几个相互关联的物体(叠加体或连接体)看成一个整体(系统),作为研究对象进行受力分析。对于不要求讨论系统内部各个物体之间的作用力时,可首先考虑使用整体法。隔离法是根据需要把研究对象与周围物体“隔离”开来,使原来不便于研究的力转化为易求解的物理量,列出方程求解。当需求解物体之间的相互作用时,需要采用隔离法。
4.轻绳中只能产生拉力,方向只能沿轻绳方向;轻杆中既可以是拉力,也可以是压力,既可以沿轻杆方向,也可以不沿轻杆方向;轻弹簧中可以产生拉力,也可以产生压力,轻弹簧的弹力遵循胡克定律。
5.板块问题,摩擦为介,相对分析。板、块的速度不同时,根据相对运动情况分析滑动摩擦力方向。
6.牛顿运动定律是高中物理的核心内容,加速度是运动和力的桥梁。当物体具有向下的加速度时,处于失重状态;当物体具有向上的加速度时,处于超重状态;绕地球做圆周运动的卫星处于完全失重状态;在空间站中所有与重力的现象都消失。
倒计时第20天
今日心情:
考点解读
了解描述的运动物理量质点、参考系、时间和时刻、位移和路程、平均速度和瞬时速度、加速度等;掌握匀变速直线运动规律,会运用打点计时器测量物体运动的速度,掌握纸带数据的处理方法;掌握位移图像、速度图像、加速度图像的相关知识;理解伽利略对自由落体运动规律的探究方法,其核心是把实验和逻辑推理和谐结合,掌握自由落体运动规律和竖直上抛运动规律。
高考预测
运动的描述和运动图像考查一般为选择题,考查匀变速直线运动规律可能为选择题或计算题,或与其他知识综合以计算题形式考查。
1.运动的描述
2.匀变速直线运动规律。
(1).掌握四类公式
(2).明确符号法则
匀变速直线运动的“四类公式”都是矢量式,应用时注意各物理量符号的确定。一般情况下,取初速度的方向为正方向。
【温馨提示】运动图像的四点提醒
1.对于xt图像,图线在纵轴上的截距表示t=0时物体的位置;对于vt和at图像,图线在纵轴上的截距并不表示t=0时物体的位置。
2.在vt图像中,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.vt图像中两条图线在坐标轴上的截距不同,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。
4.对于非常规图像,不要想当然地猜测图线的物理意义,要结合运动学公式和图像,找出函数表达式,进而确定斜率、截距等意义。
1. 1.(2022·全国理综甲卷·15)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为,要通过前方一长为L的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和,则列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为( )
A.
B.
C.
D.
【参考答案】C
【命题意图】本题考查匀变速直线运动规律。
【解题思路】列车减速运动时间t1=,匀速运动时间t2=,加速运动时间t3=,总时间t= t1+ t2+ t3=++=+,选项C正确。
【特别提醒】列车通过桥梁、隧道等时不能看作质点,一定要考虑列车长度。
2. (2022山东物理)无人配送小车某次性能测试路径如图所示,半径为的半圆弧与长的直线路径相切于B点,与半径为的半圆弧相切于C点。小车以最大速度从A点驶入路径,到适当位置调整速率运动到B点,然后保持速率不变依次经过和。为保证安全,小车速率最大为。在段的加速度最大为,段的加速度最大为。小车视为质点,小车从A到D所需最短时间t及在段做匀速直线运动的最长距离l为( )
A.
B.
C.
D.
【参考答案】B
【命题意图】本题考查直线运动及其相关知识点。
【名师解析】在BC段的最大加速度为a1=2m/s2,则根据
可得在BC段的最大速度为
在CD段的最大加速度为a2=1m/s2,则根据
可得在BC段的最大速度为
可知在BCD段运动时的速度为v=2m/s,在BCD段运动的时间为
AB段从最大速度vm减速到v的时间
位移
在AB段匀速的最长距离为l=8m-3m=5m
则匀速运动的时间
则从A到D最短时间为,故选B。
3. (2022高考上海)两质点由静止开始做直线运动,它们的位移x与时间t的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度分别为vI和vII,加速度分别为aI和aII。则( )
A. . vI>vII, ,aI>aII
B. vI>vII, ,aI>aII
C. vI>vII, ,aI>aII
D. vI>vII, ,aI>aII
【参考答案】A 【命题意图】本题考查位移图像+匀变速直线运动规律+图像思想
【名师解析】根据位移图像的斜率表示速度可知,在t0时刻,图像I对应的速度vI>vII(图像II对应的速度)。根据题述它们的位移x与时间t的图像均为抛物线,可知两质点均做初速度为零的匀加速直线运动,由v=at可知,图像I对应的加速度aI>aII(图像II对应的甲速度),选项A正确。
【一题多解】根据题述它们的位移x与时间t的图像均为抛物线,可知两质点均做初速度为零的匀加速直线运动。由位移图像可知在0~t0时间内,I的位移大于II的位移,由x=at2,可知图像I对应的加速度aI>aII(图像II对应的甲速度)。由v=at可知,在t0时刻,图像I对应的速度vI>vII(图像II对应的速度),选项A正确。
4. (2022年1月浙江选考)下列说法正确的是( )
A. 研究甲图中排球运动员扣球动作时,排球可以看成质点
B. 研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时,乒乓球不能看成质点
C. 研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小可以忽略
D. 研究丁图中体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分的速度可视为相同
【参考答案】B
【名师解析】研究甲图中排球运动员扣球动作时,排球形状和大小不能忽略,故不可以看成质点,故A错误;研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时,要考虑乒乓球的大小和形状,则乒乓球不能看成质点,故B正确;研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小不可以忽略,故C错误;研究丁图中体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分有转动和平动,各部分的速度不可以视为相同,故D错误;故选B。
5. (2022河北物理)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知( )
A. 时间内,训练后运动员的平均加速度大
B. 时间内,训练前、后运动员跑过距离相等
C. 时间内,训练后运动员的平均速度小
D. 时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
【参考答案】D
【命题意图】本题考查速度图像及其相关知识点。
【名师解析】根据v—t图像的斜率表示加速度,由题图可知0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度比训练前的小,选项A错误;根据v—t图像围成的面积表示位移,由题图可知0~t2时间内,训练前运动员跑过的距离比训练后的大,选项B错误;根据v—t图像围成的面积表示位移,由题图可知t2~t3时间内,训练后运动员的位移比训练前的位移大,根据平均速度等于位移与时间的比值,可知训练后运动员的平均速度大,选项C错误;根据v—t图像可直接判断知,t3时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动;t3时刻后,运动员训练后速度增加,做加速运动,故D正确。
6. (2022高考辽宁物理)如图所示,桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了,小车在桥架上单向移动了。该次作业中小车相对地面的位移大小为( )
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【命题意图】本题考查位移及其相关知识点.
【名师解析】根据位移是起点到终点的有向线段,可知,该次作业中小车相对地面的位移为两个相互垂直方向移动的分位移矢量和,即该次作业中小车相对地面的位移大小为,选项C正确.
7. (2022高考湖北物理)我国高铁技术全球领先,乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km,W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发,经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h,高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中,加速度大小均为0.5 m/s2,其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动,两种列车在每个车站停车时间相同,则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( )
A. 6小时25分钟
B. 6小时30分钟
C. 6小时35分钟
D. 6小时40分钟
【参考答案】B
【命题意图】本题考查匀变速直线运动规律的应用。
【解题思路】普通列车最高速度v1=108km/h=30m/s;高速列车最高速度v2=324km/h=90m/s;普通列车经过每个站加速或减速时间t1=v1/a=60s,加速或减速路程s1==900m,全程需要时间T1=10 t1+s=600s+35.7×103s=36.3×103s;高铁列车经过每个站加速或减速时间t2=v2/a=180s,加速或减速路程s2==8100m,全程需要时间T2=10 t2+s=1800s+11100s=12.9×103s;高铁比普通列车节省时间△T= T1-T2=36.3×103s-12.9×103s=23.4×103s=6.5h,选项B正确。
1. (2023湖北襄阳重点高中质检)如图,竖直放置的等螺距螺线管(螺距较小)是用长为l的透明硬质直管(内径尺寸可忽略)弯制而成,高为h,将一光滑小球自上端管口由静止释放,从上向下看(俯视),小球在重复作半径为R的圆周运动。小球完成第n圈圆周运动所用的时间为()
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【名师解析】小球的运动可以等效为沿倾角正弦值为h/l的光滑斜面做匀加速运动,由mgh/l=ma,解得a=gh/l。小球在前n-1圈运动,由2πR(n-1)=at12,解得时间t1=,小球在前n圈运动,由2πRn=at22,解得时间t2=,小球完成第n圈圆周运动所用的时间为t= t2- t1=-=,选项C正确。
2.(2023湖北新高考协作体高三起点考试)2022年6月17日,我国首艘平直通长飞行甲板航母福建舰下水,为我海军走向深蓝提供了重要支撑。假设在某次舰载机降落训练中,航母以15m/s的速度匀速行驶,舰载机着舰初速度为75m/s,与航母速度同向。在阻拦装置的作用下,舰载机减速着舰加速度大小为10m/s2,最后停在航母上。不考虑舰载机的大小、以及对航母运动的影响,把舰载机的运动看作是匀变速直线运动,则航母着舰区的安全长度至少应是( )
A. 281.25m B. 270m C. 180m D. 150m
【参考答案】C
【名师解析】
以航母为参考系,舰载机着舰时相对航母的速度为
根据位移与速度之间的关系可知
可得着舰区的安全长度至少为,故选C。
3.(2023河南安阳第一次调研)一枚苹果竖直上抛运动再回到原处,苹果运动过程中受到的空气阻力忽略不计。从苹果被抛出瞬间开始研究,其动能Ek满足二次函数Ek=ax2+bx+c的形式,其中abc为常数且均不等于零。关于x的物理意义,下列说法正确的是
A. x表示苹果的瞬时速度v
B. x表示苹果运动的位移h
C. x表示苹果运动的时间t
D. x表示苹果重力的功率P
【参考答案】C
【名师解析】根据竖直上抛运动规律,v2=v02-2gh,h= v0t-gt2,苹果的动能Ek=mv2,联立解得:Ek=mv02+mgtv0-m g 2t2,对照二次函数Ek=ax2+bx+c可知,x表示苹果运动的时间t,选项C正确。
4. (2022年9月甘肃张掖一诊)列车进站做匀减速直线运动的过程中,用、、分别表示列车运动的时间、位移和速度,下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【名师解析】
列车进站做匀减速直线运动,速度应越来越小,而A中x-t的斜率越来越大,表示其速度越来越大,故A错误;列车进站做匀减速直线运动,速度应越来越小,而B中x-t的斜率恒定,表示其做匀速,故B错误;根据匀变速直线的运动规律,有 ,以初速方向为正方向,则a为负且大小恒定,可知v2与x为线性关系,且斜率为负,故D错误,C正确。
5.(2022年9月河北示范性高中调研)在2021年东京奥运会上,我国选手朱雪莹发挥出色,获得了女子单人蹦床项目的冠军。为了研究朱雪莹的运动过程,如图所示,我们将朱雪莹的运动过程简化为一个小球从A点自由下落的过程,已知A点在O点的正上方15m处,O为弹性床MN的中心,B点为小球运动过程中的最低点且距离O点5m。不计空气阻力,取,则下列说法正确的是( )
A.小球在O点速度大小等于15m/s
B.小球第2s内平均速度等于15m/s
C.小球从O到B的过程为匀减速直线运动
D.小球下落的过程中,小球速度最大的位置位于O、B之间
【参考答案】.D
【名师解析】
小球从A到O的过程为自由落体运动,,A错误。第2s末小球已经落到弹性床上,小球第2s内的平均速度无法求解,B错误。小球从O到B的过程中,由于弹性床给小球的弹力一直增大,小球的所受的合力先减小后反向增大,所以速度先增大后减小,C错误,D正确。
1. (2023山东济南期末) 2022年卡塔尔世界杯吸引了全球球迷目光,再次点燃了人们对足球的热情。某次比赛中,甲、乙两名运动员沿同一直线同向运动,两人的速度v与时间t的关系图像如图所示。时刻甲在乙前方5m处,时下列说法正确的是( )
A. 甲乙恰好相遇 B. 甲在乙前方1m处
C. 乙在甲前方1m处 D. 甲在乙前方4m处
【参考答案】B
【名师解析】
图像的面积代表运动员的位移,则时甲和乙的位移为
而时刻甲在乙前方处,则两者的距离为
即甲在乙前方1m处。B正确。
2. (2023山西临汾联考)第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月日在北京和张家口联合举行,这是中国历史上第一次举办冬季奥运会。冬奥会主要是滑雪、滑冰项目。甲、乙两名短道速滑运动员在某次训练时的速度一时间图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 时刻,甲、乙速度大小相等,方向相反
B. 时刻,甲、乙的加速度方向相反
C. 甲、乙在、时刻两次相遇
D. 时间内,甲的位移大于乙的位移
【参考答案】B
【名师解析】
时刻,两图像相交,说明甲、乙速度大小相等,方向相同,故A错误;根据图像的斜率表示加速度,斜率的正负表示加速度方向,知时刻,甲、乙的加速度方向相反,故B正确;甲、乙在、时刻两次速度相等,但不一定两次相遇,故C错误;根据图像与时间轴所围面积表示位移,知时间内,甲的位移小于乙的位移,故D错误。
3. .(2023广东名校质检)汽车A和汽车B(均可视为质点)在平直的公路上沿两平行车道同向行驶,A车在后(如图甲所示),以某时刻作为计时起点,此时两车相距x0=12m,汽车A运动的图象如图乙所示,汽车B运动的图象如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.两车相遇前,在t=2s时,两车相距最远,且最远距离为16m
B.在0~6s内,B车的位移为16m
C.在t=8s时,两车相遇
D.若t=1s时,A车紧急制动(视为匀减速直线运动),要使A车追不上B车,则A车的加速度大小应大于
【参考答案】.D
【名师解析】.当两车速度相等时,两车相距最远,由图乙可得
由图丙,可得B车 的加速度
设匀减速运动的时间为t时速度相等,则有
代入数据解得
即在3s时二者相距最远,此时
B车位移
则两车最远距离 ,A错误;
B车在 内的位移等于在 内的位移,由图像围成面积表示位移可得
,B错误;
时,A车位移
B车的位移等于在 内的位移,为
有 ,所以两车不相遇,C错误;
时,A匀速位移
B车匀速位移
两车间的距离
B车匀减速到停止的位移
当A停止时位移等于B车,A的加速度最小,A车匀减速运动的总位移
对A车,根据速度位移公式 ,所以A车的加速度至少为,D正确。
[2023河北名校联考](20分)货车A正在该公路上以20 m/s的速度匀速行驶,因疲劳驾驶司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B时,两车距离仅有64 m.
(1)若此时B车立即以2 m/s2的加速度启动,通过计算判断:如果A车司机没有刹车,是否会撞上B车;若不相撞,求两车相距最近时的距离;若相撞,求出从A车发现B车开始到撞上B车的时间.
(2)若A车司机发现B车,立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s2(两车均视为质点),为避免碰撞,在A车刹车的同时,B车立即做匀加速直线运动(不计反应时间),问:B车加速度a2至少多大才能避免事故.(这段公路很窄,无法靠边让道)
【名师解析】:(1)当两车速度相等时,所用时间为
t0==10 s (2分)
在此10 s内A车的位移为
xA=vAt0=20×10 m=200 m (2分)
B车的位移为xB=at=×2×102 m=100 m (2分)
此时A、B两车间的位移差为
Δx=xA-xB=100 m>64 m (2分)
所以两车必定相撞.
设两车相撞的时间为t,
则相撞时有vAt-at2=64 m (2分)
代入数据解得t=4 s(另一根不合题意舍去)
所以A车撞上B车的时间为4 s.(2分)
(2)已知A车的加速度aA=-2 m/s2,
初速度vA=20 m/s
设B车的加速度为a2,B车运动经过时间为t′,
两车相遇时,则有
vAt′+aAt′2=a2t′2+L(2分)
代入数据有t′2-20t′+64=0(2分)
要避免相撞,则上式无实数解,
根据数学关系知,a2>1.125 m/s2(2分)
所以B的加速度的最小值为1.125 m/s2(2分)
美国两位学者在全美物理学家中做了一份调查,请他们提名有史以来最出色的十大物理实验,结果刊登在了美国《物理世界》杂志上。令人惊奇的是十大经典实验几乎都是由一个人独立完成,或者最多有一两个助手协助。实验中没有用到什么大型计算工具比如电脑一类,最多不过是把直尺或者是计算器。
所有这些实验的另外共通之处是他们都仅仅“抓”住了物理学家眼中“最美丽”的科学之魂:最简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科学概念,就像是一座座历史丰碑一样,扫开人们长久的困惑和含糊,开辟了对自然界的崭新认识。从十大经典科学试验评选本身,我们也能清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹,就像我们“鸟瞰”历史一样。这最出色的十大物理实验其中有两个都是伽利略完成的,分别是排名第二的伽利略的自由落体实验和排名第八的伽利略的加速度实验。
在伽利略之前,一切科学、哲学问题,全部包括在亚里士多德(前384—前322)的学说里。亚里士多德是一位古圣人,他的思想被奉为金科玉律。当时,要是有学生提出一个问题,老师只消一句“这是亚里士多德说的”,问者便不敢再生怀疑。而伽利略却与众不同,凡事不但喜欢多想一想,还要去试一试。他的父亲是一位数学家和音乐家,因家境贫寒,不让他再学不能赚钱的音乐和数学,而送他到比萨大学去学医。可是,他学医不用功,却对数学、物理格外有心。21岁那年,父亲见他这样不听话,一生气,再不给他学费,他只好退学。但是,四年之后,因他在数学、物理方面自学的成就,伽利略被母校聘请回去任数学教授。伽利略一登上大学讲台,可不是像其他人那样照宣亚里士多德的教条,而是大力提倡观察和实验。这在当时的学者看来,简直是一个不知天高地厚的疯子。1590年,25岁的伽利略,对亚里士多德的一个经典理论提出怀疑。亚里士多德说,如果把两件东西从空中扔下,必定是重的先落地,轻的后落地。伽利略却认为是同时落地。
这自然没有人信他的,于是他决心搞一次实验,让人们亲眼看看。
说也奇怪,这比萨城里有一座斜塔,拔地之后,却向一边斜去。这塔建于1174年,开始还是直的,但建到三层时开始偏斜,只好停工。过了九十四年后人们终不死心,又继续施工。最后共修了八层,高54.5米,重14200多吨。没想到这个偶然的施工错误,倒造成了世界上独一无二的名胜。说起意大利的斜塔,谁人不知,何人不晓。
再说这天,年轻的伽利略宣布要进行一次实验,一班教授大为不满,便一起到校长面前告他的状。校长转念一想,这样也好,让他当众出一次丑,也好杀杀他的傲气。这时,早有一班喜欢新奇的学生,将他们的老师伽利略拥到塔下。一会儿,伽利略便爬上斜塔七层的阳台。塔下已是人头攒动。比萨大学的校长、教授、学生,还有许多看热闹的市民,将斜塔围了个水泄不通。就在这时,也还是没有一个人相信伽利略会是对的。人们正在疑惑,只见伽利略将身子从阳台上探出,左右双手各拿一个铁球,一个比另一个要重十倍。当他两手同时撒开时,只见这两只球从空中落下,齐头并进,眨眼之间,“咣当”一声,同时落地。塔下的人,一下子都懵了。先是寂静了片刻,接着便嗡嗡地嚷作一团。这时,伽利略从塔上走下来,校长和几个老教授立即将他围住说:“你一定是施了什么魔术,让两个球同时落地。亚里士多德是绝对不会错的。”伽利略说:“如若不信,我还可以上去重做一遍,这回你们可要注意看着。”校长说:“不必做了,亚里士多德全是靠道理服人的。重东西当然比轻东西落得快,这是公认的道理。就算你的实验是真的,但它不符合道理,也是不能承认的。”伽利略说:“好吧,既然你们不相信事实,一定要讲道理,我也可以来讲一讲。就算重物下落比轻物快吧,我现在把这两个球绑在一起,从空中扔下,按照亚里士多德的道理,你们说说看,它落下时比重球快呢还是比重球慢?”
校长不屑一答地说道:“当然比重球要快!因为它是重球加轻球,自然更重了。”
这时一个老教授忙将校长的衣袖扯了一下,挤上前来说:“当然比重球要慢。
它是重球加轻球,轻球接拉它,所以下落速度应是两球的平均值,介乎重球和轻球之间。”伽利略这时才不慌不忙地说道:“可是世上只有一个亚里士多德啊,按照他的理论,怎么会得出两个不同的结果呢?”
校长和教授们面面相觑,半天说不出话来。一会儿才突然醒悟到,他们本是一起来对付伽利略的,怎么能在伽利略面前互相对立起来呢?校长的脸一下红到脖根,气急败坏地喊道:“你这是强辩,放肆!”这时围观的学生轰地一声大笑起来。伽利略还是不动火,慢条斯理地说:“看来还是亚里士多德错了!物体从空中自由落下时不管轻重,都是同时落地,就是说物体无论轻重,它们的加速度是相同的。”伽利略,大胆的向公众的观点挑战,他向世人展示尊重科学而不畏权威的可贵精神。
伽利略做了一个6米多长,3米多宽的光滑直木板槽。再把这个木板槽倾斜固定,让铜球从木槽顶端沿斜面滑下。然后测量铜球每次下滑的时间和距离,研究它们之间的关系。亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的:铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和时间的平方成比例:两倍的时间里,铜球滚动4倍的距离,这是因为存在重力加速度。
名校预测
专家押题
倒计时第19天
今日心情:
考点解读
掌握力学中的三种力,掌握胡克定律;掌握矢量合成的平行四边形定则;掌握力的合成与分解的方法;:掌握物体平衡条件,掌握牛顿第三定律,能够进行相关计算。
高考预测
高考对相互作用的考查,重点是受力分析,平衡条件。物体从一个平衡状态变到另一个平衡状态的题目常常会出现“缓慢”等关键词,隐含的就是平衡。相互作用高考通常以选择题形式的考查。
1.解决静态平衡问题的常用方法
(1)力的合成法;
(2)力的正交分解法;
(3)正弦定理(拉米定理)法;
(4)矢量三角形图解法。
2. 处理平衡问题的三个技巧
(1)物体受三个力平衡时,利用力的分解法或合成法比较简单。
(2)物体受四个以上的力作用时,一般要采用正交分解法。
(3)正交分解法建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合,需要分解的力尽可能少。
3. 动态平衡
(1)动态平衡:通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢的变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态,在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。
(2)处理动态平衡问题的基本思路:化“动”为静,“静”中求动。
(3)解决动态平衡问题的三种方法
如果物体受到多个力的作用,可进行正交分解,利用解析法,建立平衡方程,找函数关系,根据自变量的变化确定因变量的变化,还可由数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。
应用解析法解决动态平衡的解题思路
(i)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式;
(ii)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。
物体受三个力作用并处于平衡:一个力恒定,另一个力的方向恒定时可用此法。由三角形中边长的变化知力的大小的变化,还可判断出极值。一般按照以下流程解题。
应用图解法解决动态平衡的解题思路
(i)根据已知量的变化情况,画出平行四边形边、角的变化;
(2)确定未知量大小、方向的变化。
物体受三个力平衡:一个力恒定,另外两个力的方向同时变化,当所作“力的矢量三角形”与空间的某个“几何三角形”总相似时,利用相似三角形法。
应用相似三角形法解决动态平衡的解题思路
(1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形,确定对应边,利用三角形相似知识列出比例式;
(2)确定未知量大小的变化情况。
4.平衡中的临界和极值问题
(1).临界问题:当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”,在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述。
(2)极值问题:平衡物体的极值问题,一般指在力的变化过程中出现的最大值和最小值问题。
处理平衡中的临界和极值问题的方法:
(1)极限分析法
正确进行受力分析和变化过程分析,找到平衡的临界点和极值点;临界条件必须在变化中寻找,不能在一个状态上研究临界问题,要把某个物理量推向极大或极小。
(2) 数学分析法
通过对问题分析,根据平衡条件列出物理量之间的函数关系(画出函数图象),用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)。
(3) 图解法
根据平衡条件,作出力的矢量图,通过对物理过程的分析,利用平行四边形定则进行动态分析,确定最大值和最小值。
1..(2023年1月浙江选考· 2)如图所示,轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点,轻绳的拉力为,墙壁对足球的支持力为,则( )
A. B. C. D.
【参考答案】C
【命题意图】本题考查受力分析、平衡条件及其相关知识点。
【名师解析】对网兜和足球受力分析,设轻绳与竖直墙面夹角为θ,由平衡条件可得,据此可知,,选项C正确。
2.(2022·全国理综乙卷·15)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距时,它们加速度的大小均为( )
A. B.
C. D.
【参考答案】A
【名师解析】当两球运动至二者相距时,,如图所示
由几何关系可知
设绳子拉力为,水平方向有
解得
对任意小球由牛顿第二定律可得
解得,故A正确,BCD错误。
3.(2022年6月浙江选考)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角θ=60°。一重为G的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的
A.作用力为 B.作用力为
C.摩擦力为 D.摩擦力为
【参考答案】B
【命题意图】本题考查受力分析、物体平衡条件,力的分解及其相关知识点。
【解题思路】把轻质晒衣架和重物看作整体,设每根斜杆受到地面的作用力为F,4Fcos30°=G,解得F=,选项A错误B正确;把F沿水平方向和竖直方向分解,在水平方向,每根斜杆受到地面的摩擦力f=Fcos60°=,CD错误。
4.(2022·高考广东物理)图1是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时,连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点,F、和分别表示三根绳的拉力大小,且。下列关系式正确的是( )
.
A. B. C. D.
【参考答案】D
【命题意图】本题考查对结点的受力分析、平衡条件。
【解题思路】
以结点O为研究对象,分析受力,由平衡条件。可得F=2F1cos30°= F1,选项D正确。
5.(2022高考河北卷)[河北2022·7,4分]如图,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点,将木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦,在转动过程中( )
A.圆柱体对木板的压力逐渐增大
B.圆柱体对木板的压力先增大后减小
C.两根细绳上的拉力均先增大后减小
D.两根细绳对圆柱体拉力的方向不变
【参考答案】A
【名师解析】将木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平,在转动过程中,圆柱体对木板的压力逐渐增大,两根细绳上的拉力均减小,两根细绳对圆柱体拉力方向变化,选项A正确BCD错误。
6.(2022新高考海南卷)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为,不计石块间的摩擦,则为( )
A. B. C.1 D.2
【参考答案】D
【名师解析】隔离石块3分析受力,如图1,由平衡条件可得,tan30°=m’g/F43,
把石块2和3看作整体隔离分析受力,如图2,由平衡条件可得, tan60°=(m’+m)g/F43, 联立解得:=2,选项D正确。
1. (2023湖南衡阳二模) 如图为常见的“汽车千斤顶”。当汽车需要换轮胎时,司机将它放在车身底盘和地面之间,只需摇动手柄使螺旋杆转动,O、A之间的距离就会逐渐减小,O、C之间的距离就会增大,就能将汽车车身缓缓地顶起来。在千斤顶将汽车顶起来的过程中,下列关于、之间的弹力的说法正确的是( )
A. 、之间的弹力不断变大
B. 、之间的弹力不断变小
C. 之间的弹力变大、之间的弹力变小
D. 之间的弹力变小、之间的弹力变大
【参考答案】B
【名师解析】
对点进行受力分析,它受到竖直方向的汽车对它的压力,大小等于汽车的重力;方向杆的拉力,方向的弹力,与水平方向夹角为,可知
当变大时,和均变小。
故选B。
2.(2023洛阳名校联考)日常生活中,我们在门下缝隙处塞紧一个木楔(侧面如图所示),往往就可以把门卡住。有关此现象的分析,下列说法正确的是
A. 木楔对门的作用力大于门对木楔的作用力,因而能将门卡住
B. 门对木楔作用力的水平分量等于地面对木楔摩擦力的大小
C. 只要木楔的厚度合适都能将门卡住,与顶角θ的大小无关
D. 只要木楔对门的压力足够大就能将门卡住,与各接触面的粗糙程度无关
【参考答案】B
【名师解析】木楔对门的作用力和门对木楔的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,故A错误;对木楔受力分析如图所示:
水平方向:f=Fsinθ,最大静摩擦力约等于滑动摩擦力,门对木楔作用力的水平分量等于地面对木楔摩擦力的大小,故B正确; 对木锲,竖直方向:N=Fcosθ+mg,则fmax=μN=μ(Fcosθ+mg),要把门卡住,则有:不管多大的力F均满足满足fmax≥f,即μ(Fcosθ+mg)≥Fsinθ,不管m的大小,只要μ≥tanθ,就可把门卡住,故能否把门卡住,与顶角θ与接触面的粗糙程度有关,故CD错误。
3.(2023山东名校联考)如图所示,某同学用胶棉拖把擦黑板,拖把由拖杆和拖把头构成。设某拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略,拖把头与黑板之间的动摩擦因数为,重力加速度为g。该同学用沿拖杆方向的力F推拖把,让拖把头在竖直面内的黑板上匀速移动,此时拖杆与竖直方向的夹角为。则下列判断正确的是( )
A.黑板受到的压力
B.拖把对黑板的摩擦力
C.上推时的推力
D.下推时的推力
【参考答案】 D
【名师解析】
下推时,对拖把受力分析
由平衡条件
,,
解得
上推时,对拖把受力分析
由平衡条件,,
解得,故选D。
4.(6分)(2023辽宁辽阳名校联考)如图所示,固定的木板与竖直墙面的夹角为θ,重为G的物块静止在木板与墙面之间,不计一切摩擦,则( )
A.物块对木板的压力大小为
B.物块对木板的压力大小为Gcosθ
C.物块对墙面的压力大小为Gtanθ
D.物块对墙面的压力大小为Gsinθcosθ
【参考答案】A
【名师解析】以物块为研究对象,分析受力情况:重力G、墙面的支持力N1和木板的支持力N2,如图所示:
根据平衡条件得:N1=Gcotθ,N2=
根据牛顿第三定律可得物块对木板的压力大小为,物块对墙面的压力大小为Gcotθ.故A正确,BCD错误.。
专家押题
1. (2023天津名校联考)5. 如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中
A. N1始终减小,N2始终增大
B. N1始终减小,N2始终减小
C. N1先增大后减小,N2始终减小
D. N1先增大后减小,N2先减小后增大
【参考答案】B
【名师解析】
对小球进行受力分析如图所示,
设:板与竖直方向夹角为,则:,,随着板顺时针方向转动,越来越大,因此N2越来越小,同样也越来越小,答案B正确.
2.(2023陕西师大附中期初检测)如图,绳下端挂一物体,用力 F 拉物体使悬线偏离竖直方向的夹角为α,且保持其平衡。保持α不变,当拉力 F 有极小值时,F 与水平方向的夹角 β应是( )
A. 0 B. C. α D. 2α
【参考答案】C
【名师解析】
对O点受力分析,如图所示
转动拉力F,当时,拉力有最小值,由几何关系可知F 与水平方向的夹角 β应是α,故选C。
3.(2023辽宁沈阳一模)中国的杂技艺术种类繁多、底蕴深厚。如图所示,男女演员均处于静止状态。下列说法正确的是
A. 男演员对女演员的作用力竖直向上
B. 女演员对男演员的作用力斜向左下方
C. 男演员对地面有向右的摩擦力作用
D. 男演员对地面的作用力等于两人的重力
【参考答案】AD
【名师解析】隔离女演员受力分析,由平衡条件可知,男演员对女演员的作用力竖直向上,由牛顿第三定律可知,女演员对男演员的作用力竖直向下,A正确B错误;对男女演员整体受力分析,由平衡条件可知,地面对男演员的作用力方向竖直向上,大小等于两人的重力,根据牛顿第三定律,男演员对地面的作用力等于两人的重力,D正确C错误。
4. (2023四川成都蓉城名校联盟联考) 如图,质量为M=3kg的木板B置于水平面上,轻绳一端固定于竖直墙上,另一端连接质量为m=2kg的物块A,物块A拉直轻绳后叠放在木板B上,此时轻绳与水平面间的夹角为θ=53°。现用一水平力F(大小未知)将木板B从物块A下方匀速拉出,已知A、B之间及B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度大小为g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。下列说法正确的是( )
A. 木板B对地面的压力大小为50N
B. 木板B对物块A的弹力大小为12N
C. 轻绳对墙的拉力大小为12N
D. 水平力F的大小为27N
【参考答案】BD
【名师解析】
对物块A,其受力分析及正交分解如答图8所示,由平衡条件得:
x方向有,
y方向有
联立解得,,故B正确,C错误;
对木板B,其受力分析如图所示
木板B匀速,由平衡条件得,竖直方向
水平方向
由牛顿第三定律得,
解得,,故A错误,D正确。
重力影响着我们世界
在地球上,任何物体都会受到重力的作用,它们的运动和变化也会受到重力的制约。
世界上最高的植物是美洲是美洲红杉,它可高达117m,直径可达11m。但是树木不能无限长高,这是因为由于重力的作用会使树木顶部叶子缺水,而且无限高大的树木自身的重力还会使树干碎裂。黑犀牛之所以不被自身的重力压垮,并能够正常行走,是因为它的骨骼特别粗大。
喜马拉雅山是地球上海拔高度最高的山脉,珠穆朗玛峰海拔达8844.43m。但是由于重力的作用,地球上山脉的高度会受到一定的限制。陆地上如果出现巨人,由于重力的作用,他的身体与正常人相比,会变得不成比例的粗大和笨重。
1638年出版的意大利科学家伽利略所著的《关于两门新科学的对话》中,精彩描述了重力对动植物的影响:“在自然界也不可能产生超超尺寸的树,因为树枝会在它们的自重下折断;同样,如果人、马或其他动物增大到非常的高度,那么要构造它们的骨骼,并把这些骨骼结合在一起,执行它们的正常功能是不可能的,因为这种高度的增大只能通过采用一种比通常更硬更强的材料,或者增大骨骼的尺寸才能实现。这样就改变了它们的外形,以至于动物的外貌和形状呈现一种畸形。”
美洲红杉
喜马拉雅山珠穆朗玛峰
黑犀牛
名校预测
专家押题
倒计时第18天
今日心情:
考点解读
牛顿运动定律是经典物理学的基础,牛顿第二定律物理核心知识。掌握牛顿三定律,能够综合运用相关知识分析解决从受力确定运动情况和从运动情况确定受力这两类问题,分析解决与牛顿运动定律相关的实际问题。了解单位制,知道国际单位制的基本单位。
高考预测
牛顿运动定律是高考必考内容,可能单独考查,也可能与功和能、动量、电学知识等综合考查。
1. 在求解瞬时加速度时应注意的问题
(i)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。
(ii)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个积累的过程,不会发生突变。
求解瞬时加速度的步骤
2. 解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图:
作为“桥梁”的加速度,既可能需要根据已知受力求解,也可能需要根据已知运动求解。
动力学两类基本问题的解题步骤
3. 连接体是高考考查重点,求解相对静止类连接体问题的关键是:
(1)一个核心规律:牛顿第二定律;
(2)一个重要特点:物体之间内力是作用力反作用力,大小相等,方向相反;
(3)两种重要方法:隔离法和整体法。
4. 滑块—滑板模型
(1).模型特征
滑块—滑板模型(如图a),涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热,多次相互作用,属于多物体、多过程问题。另外,常见的子弹射击滑板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题,处理方法与滑块—滑板模型类似。
滑块由木板一端运动到另一端的过程中,滑块与木板同向运动时,位移之差x1-x2=L;
滑块与木板反向运动时,位移之和x1+x2=L;
(2).分析“滑块——滑板”模型时要抓住一个转折和两个关联
(3).解决滑块——木板模型中速度临界问题的思维模板
5。传送带
(1)水平传送带模型
情景1
(1)可能一直加速
(2)可能先加速后匀速
情景2
(1)v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速
(2)v0v返回时速度为v,当v0 0,代入数据有v0 < 2m/s,故A不可能,B可能;
对物块做受力分析,由牛顿第二定律有a = - μg,利用匀变速直线运动规律得v2 - v02= 2ax,整理有v02 - 2ax > 0,由于v0 < 2m/s可得μ < 0.2,故选项CD不可能。
5.(2022新高考海南卷)在冰上接力比赛时,甲推乙的作用力是,乙对甲的作用力是,则这两个力( )
A.大小相等,方向相反
B.大小相等,方向相同
C.的冲量大于的冲量
D.的冲量小于的冲量
【参考答案】A
【名师解析】甲推乙的作用力与乙对甲的作用力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,这两个力大小相等,方向相反,根据冲量的定义,可知的冲量等于于的冲量,选项A正确BCD错误。
6. (2022山东物理)某粮库使用额定电压,内阻的电动机运粮。如图所示,配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡,装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行,此时电流。关闭电动机后,小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时,速度恰好为零。卸粮后,给小车一个向下的初速度,小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量,车上粮食质量,配重质量,取重力加速度,小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比,比例系数为k,配重始终未接触地面,不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求:
(1)比例系数k值;
(2)上行路程L值。
【参考答案】(1);(2)
【命题意图】本题考查能量守恒定律、平衡条件、牛顿运动定律及其相关知识点。
【名师解析】
(1)设电动机的牵引绳张力为,电动机连接小车的缆绳匀速上行,由能量守恒定律有
解得
小车和配重一起匀速,设绳的张力为,对配重有
设斜面倾角为,对小车匀速有
而卸粮后给小车一个向下的初速度,小车沿斜坡刚好匀速下行,有
联立各式解得,
(2)关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动,设加速度为,对系统由牛顿第二定律有
可得
由运动学公式可知
解得
7. (2021高考全国乙卷) 水平地面上有一质量为m1的长木板,木板的左端上有一质量为m2的物块,如图(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图(b)所示,其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1,物块与木板间的动摩擦因数为μ2。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。则( )
图(a) 图(b) 图(c)
A. F1=μ1m1g
B. F2=m2m1+m2m1(μ2−μ1)g
C. μ2>m1+m2m2μ1
D. 在0~t2时间段物块与木板加速度相等
【参考答案】CD
本题通过物块木板模型,分别以F——t图像和a——t图像给出解题信息,考查考生综合分析能力、科学思维能力。
【学科素养】本题考查的学科素养主要是物理观念中的运动和相互作用观念,考生要能够用牛顿运动定律分析,能从物理学的运动和相互作用的视角分析解决问题。
【解题思路】由(c)可知,在0~t1时间内,木板加速度为零,木板静止。在t1~t2时间内,木板加速度逐渐增大,t2时间后,木板加速度为恒量。由图(b),根据力F随时间变化图像的面积表示冲量可知,在0~t1时间内,物块与木板之间摩擦力为静摩擦力,物块静止,木板静止。在t1~t2时间内,物块与木板之间摩擦力为静摩擦力,物块静止,木板滑动,选项D正确;把物块和木板看作整体,在t1时刻,牛顿第二定律,F1- μ,1(m1+m2)g=0,解得:F1-=μ,1(m1+m2)g,选项A错误;t2时间后,物块相对于木板滑动,木板所受的滑动摩擦力为恒力,做匀加速直线运动。设t2时刻木板加速度为a,在t2时刻,对木板,由牛顿第二定律,μ2m2g- μ,1(m1+m2)g=(m1+m2)a,显然,μ2>,选项C正确;对物块,由牛顿第二定律,F2-μ2m2g=m2a,与μ2m2g- μ,1(m1+m2)g=(m1+m2)a,联立解得:F2=+(μ2-μ1)m2g,选项B错误。
8.(11分)(2021新高考辽宁卷)机场地勤工作人员利用初速度从飞机上卸行李。如图所示,以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°,转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送带方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.。求:
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a;
(2)小包裹通过传送带所需的时间t。
【解题思路】(1)取沿传送带向下为正方向,由牛顿第二定律,mgsinα-μmgcosα=ma1,
解得:a1=-0.4m/s2。负号表示加速度方向沿斜面向上。
即小包裹相对传送带滑动时的加速度大小为0.4m/s2。
(2)由v1-v2=at1,解得小包裹速度减小到等于传送带速度 时间t1=2.5s
由v12-v22=2ax,解得在这段时间小包裹位移x=2.75m
小包裹速度减小到等于传送带速度v1后,由于mgsinα<μmgcosα,小包裹与传送带同速向下运动,
由L-x= v1 t2,解得:t2=2.0s。
小包裹通过传送带所需时间t= t1+t2=2.5s+2.0s=4.5s。
1. (2023湖南名校高二联考)如图所示,在倾角为的光滑固定斜面上,放着三个质量均为m且用轻弹簧相连的小球a、小球b和小球c,现用细绳将c球固定,整个系统处于静止状态。重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A. 当剪断小球间靠近小球b这端的弹簧时,a球的加速度大小为0,b球的加速度大小为
B. 当剪断小球间靠近小球b这端的弹簧时,a球的加速度大小为0,b球的加速度大小为
C. 当剪断细绳时,a球加速度大小为0,b球加速度大小为0,c球加速度为
D. 当剪断细绳时,a球加速度大小为0,b球加速度大小为0,c球加速度为
【参考答案】BD
【名师解析】
剪断小球间靠近小球b这端的弹簧时,对a球根据牛顿第二定律得
a球处于静止状态,加速度大小为零,对b球根据牛顿第二定律得
b球加速度大小为,故A错误,B正确;
CD.当剪断细绳后瞬间弹簧的弹力不会发生突变,因此a,b两球受力不变,a球
对b球
对c球
解得c球加速度大小为,故C错误,D正确。
2. (2023重庆沙家坝重点中学质检) 如图所示,四只猴子水中捞月,它们将一颗又直又高的杨树压弯,竖直倒挂在树梢上,从上到下依次为1、2、3、4号猴子。正当4号打算伸手捞“月亮”时,3号突然两手一滑没抓稳,4号扑通一声掉进了水里。假设3号手滑前四只猴子都处于静止状态,四只猴子的质量都相等且为m,重力加速度为g,那么在3号猴子手滑后的一瞬间( )
A. 4号猴子的加速度和速度都等于0
B. 3号猴子的加速度大小为g,方向竖直向上
C. 2号猴子对3号猴子的作用力大小为
D. 1号猴子对2号猴子的作用力大小为
【参考答案】C
【名师解析】
在3号猴子手滑后的一瞬间,4号猴子只受重力作用,其加速度等于重力加速度,速度等于0,A错误;
B.在3号猴子手滑后的一瞬间,1号、2号、3号猴子的加速度a相同,由
解得加速度a大小为
加速度的方向竖直向上,B错误;
2号猴子对3号猴子的作用力F23大小为
解得,C正确;
1号猴子对2号猴子的作用力F12大小为
解得,D错误。
3.. (2023山西太原摸底)如图所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,上端叠放着两个质量均为m的物体A、B,其中物体B与弹簧拴接,初始时物体处于静止状态。t=0时,用竖直向上的拉力下作用在物体A上,使A开始向上做匀加速运动,测得两物体的-t图像如图所示,已知重力加速度为g,则( )
A. t=0时,F的大小为
B. 弹簧的劲度系数为
C. A、B分离时弹簧弹力的大小为
D. 0-t2过程中,B上升的高度为
【参考答案】B
【名师解析】
开始运动时的加速度,开始时对AB整体,,解得,选项A错误;开始时,在t1时刻AB脱离,此时对B,由牛顿第二定律, ,其中, ,联立解得弹簧的劲度系数为,选项B正确;A、B分离时弹簧弹力的大小为,选项C错误;在t2时刻B的速度最大,此时,则0-t2过程中,B上升的高度为,选项D错误。
4.(2023湖北名校高一质检)如图所示,一条质量为1kg的均匀柔软绳索置于光滑水平桌面上,开始有一小段垂在桌边,使它从静止开始运动。重力加速度,在运动过程中,绳的转折处O点的最大张力是( )
A. 2.5N B. 5N C. 10N D. 7.5N
【参考答案】A
【名师解析】设均匀柔软绳索长度为L,质量为M,假设下垂部分长度为x时O处张力为T,均匀柔软绳索下落时的加速度大小为a,分别以桌面上与垂下部分两段绳索为研究对象,对L-x段,T=(L-x)a,对x段,xg-T=xa,联立解得:T=(L-x)x,由数学知识可知,当L-x=x,即x=L/2时,张力T最大,在运动过程中,绳的转折处O点的最大张力是Tmax=Mg/4=2.5N,选项A正确。
1. (2023江苏常州名校二模)把一根铁链水平拉直,沿AB方向一部分放在顺时针匀速转动的传送带上,一部分放在光滑水平面上,水平桌面和传送带水平段在A点相接(忽略衔接处空隙),由于传送带摩擦力的作用,铁链向右做直线运动,传送带长度大于铁链长度。X为铁链在A点右侧的长度,F为A点右侧铁链对A点左侧铁链的拉力,a为铁链的加速度,f为传送带对铁链的摩擦力,则在铁链加速进入传送带的过程中,下列图像可能正确的是
【参考答案】B【名师解析】设单位长度铁链的质量为m,,长度为L,传送带的动摩擦因数为μ,f=μmxg,图像A错误;由f=μmxg=mLa,解得a=,图像B正确;隔离左侧铁链,F=m(L-x)a= m(L-x),图像CD错误。
1. 如图所示,倾角为θ的斜面固定在水平地面上,由斜面上方A点伸出三根光滑轻杆至斜面上BCD三点,其中轻杆AC与斜面垂直,且∠BAC=∠DAC<θ,把可以看出质点的质量为m的圆环依次从A点沿轻杆AB、AC、AD由静止滑下,滑到斜面用时分别为tB、tC、tD,下列说法正确的是
A. tB>tD>tC, B. tB=tC=tD, C. tB<tC<tD, D. tB>tC=tD,
【参考答案】A。
【名师解析】以A为最高点,以AC为弦做一竖直平面内的圆,根据等时圆模型可知,选项A正确。
2.(2023湖南郴州重点高中质检)如图所示,有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N,传送带M、N做匀速直线运动的速度大小分别为0.6m/s、0.8m/s,方向均已在图中标出,一小煤块(视为质点)离开传送带M前已经与传送带M的速度相同,并平稳地传送到传送带N上。小煤块的质量为1kg,与传送带N的动摩擦因数为0.2,取重力加速度大小,传送带N的宽度足够大。下列说法正确的是( )
A. 小煤块传送到传送带N前的瞬间,相对传送带N的速度大小为1.4m/s
B. 小煤块传送到传送带N上后,经1s与传送带N保持相对静止
C. 小煤块在传送带N上滑动划痕是直线,其长度为0.25m
D. 小煤块在传送带N上滑动的过程中,因摩擦产生的热量为1J
【参考答案】C
【名师解析】
.小煤块传送到传送带N前的瞬间,相对传送带N的速度大小
选项A错误;
小煤块在传送带N上滑动的过程中,其所受滑动摩擦力大小
方向如图所示。
小煤块相对传送带N做匀减速直线运动,其加速度大小
从小煤块滑上传送带N到小煤块与传送带N保持相对静止的时间
选项B错误;
设小煤块在传送带N上滑动的划痕的长度为x,根据匀变速直线运动的规律有
解得
选项C正确:
小煤块在传送带N上滑动的过程中,因摩擦产生的热量
选项D错误。
3. (2023湖北武汉4月调研)一敞口正方体水箱边长为,水箱的右侧面上有一个小孔(孔的大小忽略不计),到水箱底的距离,用塞子将堵住,往水箱中注水至水面到达,到水箱底的距离,如图所示。已知重力加速度大小为。现使水箱以的加速度水平向右匀加速直线运动,同时打开小孔,则流出水箱的水的体积最多为( )
A. B. C. D.
【参考答案】C
【名师解析】使水箱以的加速度水平向右匀加速直线运动,水箱中水形成一倾角为θ的斜面,取倾斜水面上微元水m,由tanθ=ma/mg解得tanθ=0.6,流出水箱的水的体积最多为V=L2(cb-ab)- L3tanθ=4×1m3-×8×0.6 m3=1.6 m3,C正确。
4. (2023天津河西区一模)2022年10月9日搭载天基太阳天文台“夸父一号”的长征二号丁运载火箭成功发射。下图为火箭发射后,第6秒末的照片,现用毫米刻度尺对照片进行测量,刻度尺的0刻度线与刚发射时火箭底部对齐。假设火箭发射后6秒内沿竖直方向做匀加速直线运动,且质量不变。已知火箭高为40.6米,起飞质量为250吨,重力加速度g取。则下列估算正确的是( )
A. 火箭竖直升空的加速度大小为
B. 火箭竖直升空的加速度大小为
C. 火箭升空所受到的平均推力大小为
D. 火箭升空所受到的平均推力大小为
【参考答案】AD
【名师解析】根据火箭高为40.6米,照片对应的刻度2.6cm,发射后6秒内沿竖直方向做匀加速直线运动,上升高度h=×2.5m=38.3m,由h=解得a=,A正确B错误;由牛顿第二定律F-mg=ma,解得F=,C错误D正确。
5.(2023重庆名校教育联盟质检)如图所示,质量的物块(视为质点)放在质量的木板的右端,木板长。开始木板静止放在水平地面上,物块与木板及木板与水平地面间的动摩擦因数均为。现对木板施加一水平向右的恒力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,。则物块在木板上运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.物块与木板以相同的加速度做匀加速运动
B.木板的加速度大小为
C.物块的最大速度大小为3.5m/s
D.物块到达木板左端时木板前进的位移大小为
【参考答案】.D
【名师解析】.物体与物体恰好相对滑动时物块的加速度:
拉力的临界值:解得:物块与木板相对滑动,不可能以相同的加速度做匀加速运动,A错误;
木板的加速度:B错误;
木块的加速度:经过时间木块从木板上滑落,则:
代入数据解得:此时木块的速度最大为:C错误;
物块到达木板左端时木板前进的位移大小:D正确。故选D。
6. (2023山东济宁期中)如图所示,传送带A、B之间的距离为L=3.2m,与水平面间夹角θ=,传送带沿顺时针方向转动,速度恒为v=2m/s,在上端A点无初速放置一个质量为m=1kg、大小可视为质点的金属块,它与传送带的动摩擦因数为μ=0.5,金属块滑离传送带后,经过弯道,沿半径R=0.4m的光滑圆轨道做圆周运动,刚好能通过最高点E,已知B、D两点的竖直高度差为h=0.5m(g取10m/s2)。
(1)金属块经过D点时的速度;
(2)金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功。
【参考答案】(1);(2)3J
【名师解析】
(1)对金属块在E点,有
代入数据解得
在从D到E过程中,由动能定理得
代入数据得
(2)金属块刚刚放上时,有
代入数据得
设经位移s1达到共同速度,有
代入数据解得
继续加速过程中,有
代入数据解得
则
由公式得
在从B到D过程中,由动能定理可知
解得
1.西瓜砸坏汽车
一九二四年秋天的一天,欧洲某国家的某个城市里正在举行汽车竞赛。“砰”的一声枪响,几辆赛车飞也似的冲了出去。一路上赛车运动员加大油门,你追我赶地向前飞驶而去。赛车经过一片瓜田,这是正是瓜果收获的季节,农民们满怀着丰收的喜悦在采摘瓜果。他们在瓜田里看着这紧张的比赛场面,纷纷拍手叫好。一个青年农民天真地想,送一个西瓜给运动员,让他们解解渴!于是,他随手将一个西瓜抛过去。结果,这个好心的礼物竟然把赛车给砸坏了,司机也受力重伤。
小鸟和西瓜怎么会有这么大的威力呢?
2. 不怕拳击的 “钢肚”
陆韶新是香港国术总会的永远名誉会长,他的肚子能抵御任何人的拳头的打击,在世界上曾被人们誉为“钢肚”。
一九七五年十月,英国伦敦的好几家报纸刊登了陆韶新的公开声明。声明说,陆韶新将在伦敦作“钢肚”表演,任何人都可以在他的肚子上连击三拳。声明刚登出几天,就有一百多人排队前来试拳。在这些人中,有不少都是拳击手呐!其中排在第30位的是英国重量级拳王,名字叫亨利·谷巴。亨利·谷巴的拳头是非常厉害的,如果他的拳打在沙袋上,就有2000多牛顿的冲击力,一般人挨上亨利·谷巴一拳,准是半死。
轮到亨利·谷巴上前试拳时,陆韶新的肚子已经连续受到29个人的87次拳击。他仍然站在那儿笑嘻嘻的,同平常一样。亨利·谷巴被陆韶新那种神态自若的面容惊住了一种取胜的心理从亨利·谷巴心中升起,他拼足全力向陆韶新的钢肚打去,一下、二下、三下,结果陆韶新面不改色,纹丝不动,亨利·谷巴不得不承认认输了。
陆韶新战胜亨利·谷巴的消息不胫而走,很快就传到了世界重量级拳王阿里的耳朵中。阿里简直不敢相信陆韶新的钢肚会比他的铁拳厉害。于是便特地赶到伦敦去试拳。陆韶新又愉快地接受了阿里的挑战。阿里拼尽全力挥拳项陆韶新的肚子上击去,然而却一点也没有损伤,这使阿里惊呆了。
普通人的肚子当然承受不了拳王们重拳的打击,可是陆韶新那个久经锻炼的弹性肚子,为什么能够承受得住呢?你能够利用牛顿运动定律分析,陆韶新怎样做才能够减小拳王对他肚子的打击呢?
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