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    高三物理二轮复习(命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题)(江苏专用)专题02 牛顿运动定律与直线运动(原卷版+解析)

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    高三物理二轮复习(命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题)(江苏专用)专题02 牛顿运动定律与直线运动(原卷版+解析)

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    这是一份高三物理二轮复习(命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题)(江苏专用)专题02 牛顿运动定律与直线运动(原卷版+解析),共28页。
    专题02 牛顿运动定律与直线运动
    【命题规律】
    1、命题角度:
    (1)匀变速直线运动规律及应用;
    (2)牛顿运动定律及应用;
    (3)运动学和动力学图像.
    2、常考题型:选择题.
    【知识荟萃】
    ★考向一 匀变速直线运动规律的应用
    基本公式
    v=v0+at,x=v0t+eq \f(1,2)at2,v2-veq \\al(2,0)=2ax。
    重要推论
    veq \s\d9(\f(t,2))=eq \f(v0+v,2)(利用平均速度求瞬时速度);veq \s\d9(\f(x,2))=eq \r(\f(veq \\al(2,0)+v2,2));Δx=aT2(用逐差法测加速度)。
    符号法则
    选定正方向,将矢量运算转化为代数运算。
    1.匀变速直线运动问题常用的六种解题方法
    2.两种匀减速直线运动的分析方法
    (1)刹车问题的分析
    末速度为零的匀减速直线运动问题常用逆向思维法,对于刹车问题,应先判断车停下所用的时间,再选择合适的公式求解.
    (2)双向可逆类运动分析
    匀减速直线运动速度减为零后反向运动,全过程加速度的大小和方向均不变,故求解时可对全过程列式,但需注意x、v、a等矢量的正负及物理意义.
    3.处理追及问题的常用方法
    ★考向二 牛顿运动定律的应用
    动力学两类基本问题的解题思路
    1.超重与失重
    2.瞬时加速度问题
    ★考向三 连接体问题
    1.整体法与隔离法的选用技巧
    2.连接体问题中常见的临界条件
    3.常见连接体
    ★考向四 运动学和动力学图像
    1.常见图像
    2.非常规图像
    【经典例题】
    【例题1】某物体做匀变速直线运动,设该物体运动的时间为t,位移为x,其图象如图所示,则下列说法正确的是( )
    A.物体做的是匀加速直线运动B.t=0时,物体的初速度为ab
    C.0~b时间内物体的位移为ab2D.经过2b时间物体的速度为0
    【例题2】如图所示,两质点P、Q在光滑的水平面上分别以不同的速度向右运动,某时刻开始分别施以水平向左的力、,其中的大小不变,的大小由零逐渐增大,经过一段时间,它们恰好同时向右运动到最远,且位移大小相等。在此过程中,两质点同一时刻的瞬时速度与的关系是( )
    A.
    B.
    C.先,后
    D.先,后
    【例题3】在某个恶劣天气中,能见度很低,甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,甲在前、乙在后同向行驶。某时刻两车司机听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车,两车刹车后的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
    A.甲车的加速度大于乙车的加速度
    B.若t=24 s时两车未发生碰撞,则此时两车相距最远
    C.为避免两车发生碰撞,开始刹车时两车的间距至少为48 m
    D.若两车发生碰撞,则可能是在开始刹车24 s以后的某时刻发生的
    【例题4】如图所示,光滑竖直杆固定,杆上套一质量为m的环,环与轻弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在O点,O点与B点在同一水平线上,BC>AB,AC=h,环从A处由静止释放运动到B点时弹簧仍处于伸长状态,整个运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,环从A处开始运动时的加速度大小为2g,则在环向下运动的过程中( )
    A.环在B处的加速度大小为0B.环在C处的速度大小为
    C.环从B到C一直做加速运动D.环的速度最大的位置在B、C两点之间
    【精选习题】
    一、单选题
    1.在2015年7月的喀山游泳世锦赛中,我国名将陈若琳勇夺女子十米跳台桂冠.她从跳台斜向上跳起,一段时间后落入水中,如图所示.不计空气阻力.下列说法正确的是( )
    A.她在空中上升过程中处于超重状态
    B.她在空中下落过程中做自由落体运动
    C.她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度
    D.入水过程中,水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小
    2.质量为m的小球从地面以初速度v0竖直向上抛出,已知球所受的空气阻力大小与速度大小成正比.下列图象分别描述了小球在空中运动的速度大小v随时间t的变化关系和动能Ek随球距离地面高度h的变化关系,其中可能正确的是
    A.B.
    C.D.
    3.主动刹车功能是指车辆遇到突发危险情况时具有自主减速的能力。汽车正以的速度匀速行驶,突然正前方有一行人横穿马路,人的速度为,汽车立即启动刹车系统,开始匀减速运动,滑行了停下,质量为的司机在刹车过程中受到的合力为( )
    A.B.C.D.
    4.皮球从一定高度处由静止下落,t1时刻与地面碰撞后反弹,t2时刻上升到最高点,皮球运动时受到的空气阻力大小恒定,取皮球落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列皮球位置x与时间t的关系图像中,能描述该过程的是 ( )
    A.B.
    C.D.
    5.将一质量为m的小球靠近墙面整直向上抛出,图甲是向上运动小球的频闪照片,图乙是下降时的频闪照片,O是运动的最高点,甲乙两次闪光频率相同,重力加速度为g, 假设小球所受的阻力大小不变,则可估算小球受到的阻力大小约为( )
    A.mgB.C.D.
    6.如图为“中国好歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”,战车可以在倾斜直轨道上运动.当坐在战车中的导师按下按钮,战车就由静止开始沿长10米的斜面冲到学员面前,最终刚好停在斜面的末端,此过程约历时4s.则战车的运动过程中,下列说法正确的是
    A.战车在运动过程中导师所受合力为零
    B.战车在运动过程中所受外力始终不变
    C.战车在倾斜导轨上做匀加速直线运动
    D.根据题中信息可估算导师运动的平均速度大小
    7.如图所示,物块a放在轻弹簧上,物块b放在物块a上静止.当用力使物块b竖直向上做匀加速直线运动,在下面所的四个图像中,能反映物块b脱离物块a前的过程中力随时间变化规律的是( )
    A.B.
    C.D.
    8.如图所示,钢铁构件A、B叠放在卡车的水平底板上,卡车底板和B间动摩擦因数为μ1, A、B间动摩擦因数为μ2,μ1>μ2,卡车刹车的最大加速度为a,a> μ1g,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时,要求其刹车后在s0距离内能安全停下,则卡车行驶的速度不能超过
    A.B.C.D.
    9.物体在粗糙地面上匀减速滑动。若已知物体在第内位移为8m,在第3s内位移为0.5m。在其停止运动前说法不正确的是( )
    A.物体的动量随时间均匀减小B.物体的动能随位移均匀减小
    C.物体的加速度大小一定为D.物体在第2.5s末的速度一定为
    10.一物块由O点下落,到A点时与直立于地面的轻弹簧接触,到B点时速度达到最大,到C点时速度减为零,然后被弹回.物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变,弹簧始终在弹性限度内,则物块( )
    A.从A下降到B的过程中,合力先变小后变大
    B.从A下降到C的过程中,加速度先增大后减小
    C.从C上升到B的过程中,动能先增大后减小
    D.从C上升到B的过程中,系统的重力势能与弹性势能之和不断增加
    二、解答题
    11.一个质量为5kg的物体在一个与水平面成37°的拉力F作用下由静止开始运动,2s内运动了5.2m,F的大小为25N,随后撤去拉力F,求:
    (1)物体加速运动的加速度为多大;
    (2)撤去拉力F后,物体还能运动多远?
    12.如图所示,一质量M=0.3kg,足够长“T”形支架,竖直立在水平地面上,有一质量m=0.2kg的物块套在支架直杆上,物块与支架上端之间夹有一劲度系数足够大的轻质弹簧(弹簧与物块不相连),开始时弹簧压紧并被物块和支架顶端间的细线锁定,弹簧的弹性势能EP=J。现解除锁定,弹簧瞬间恢复形变。已知物块与直杆间滑动摩擦力大小恒为f=1.5N,不计空气阻力。求:
    (1)弹簧恢复形变的瞬间,支架获得的速度大小;
    (2)支架能上升的最大高度;
    (3)从解除锁定到支架落回地面的过程中系统因摩擦损失的机械能。
    过程分析法
    函数法
    Δx=x乙+x0-x甲为关于t的二次函数,当t=-eq \f(b,2a)时有极值,令Δx=0,利用Δ=b2-4ac判断有解还是无解,是追上与追不上的条件
    图像法
    画出v-t图像,图线与t轴所围面积表示位移,利用图像更直观
    整体法的
    选取原则
    若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力
    隔离法的
    选取原则
    若连接体内各物体的加速度不相同,或者需要求出系统内物体之间的作用力
    整体法、
    隔离法的
    交替运用
    若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求出物体之间的作用力,可以先整体求加速度,后隔离求内力
    接触与脱离
    接触面间弹力等于0
    恰好发生滑动
    摩擦力达到最大静摩擦力
    绳子恰好断裂
    绳子张力达到所承受的最大力
    绳子刚好绷直与松弛
    绳子张力为0
    三种情况中弹簧弹力、绳的张力相同且与接触面是否光滑无关
    常用隔离法
    常会出现临界条件
    常见图像
    斜率k
    面积
    两图像交点
    x-t图像
    eq \f(Δx,Δt)=v
    表示相遇
    v-t图像
    eq \f(Δv,Δt)=a
    位移x
    不表示相遇,往往是距离最大或最小的临界点
    a-t图像
    速度变化Δv
    表示此时加速度相等
    非常规图像(举例)
    函数表达式
    斜率k
    纵截距b
    v2-x图像
    由v2-v02=2ax
    得v2=v02+2ax
    2a
    v02
    eq \f(x,t)-t图像
    由x=v0t+eq \f(1,2)at2
    得eq \f(x,t)=v0+eq \f(1,2)at
    eq \f(1,2)a
    v0
    a-F图像
    由F-μmg=ma
    得a=eq \f(F,m)-μg
    eq \f(1,m)
    -μg
    2022年高三物理二轮复习资料(命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题)
    (江苏专用)
    专题02 牛顿运动定律与直线运动
    【命题规律】
    1、命题角度:
    (1)匀变速直线运动规律及应用;
    (2)牛顿运动定律及应用;
    (3)运动学和动力学图像.
    2、常考题型:选择题.
    【知识荟萃】
    ★考向一 匀变速直线运动规律的应用
    基本公式
    v=v0+at,x=v0t+eq \f(1,2)at2,v2-veq \\al(2,0)=2ax。
    重要推论
    veq \s\d9(\f(t,2))=eq \f(v0+v,2)(利用平均速度求瞬时速度);veq \s\d9(\f(x,2))=eq \r(\f(veq \\al(2,0)+v2,2));Δx=aT2(用逐差法测加速度)。
    符号法则
    选定正方向,将矢量运算转化为代数运算。
    1.匀变速直线运动问题常用的六种解题方法
    2.两种匀减速直线运动的分析方法
    (1)刹车问题的分析
    末速度为零的匀减速直线运动问题常用逆向思维法,对于刹车问题,应先判断车停下所用的时间,再选择合适的公式求解.
    (2)双向可逆类运动分析
    匀减速直线运动速度减为零后反向运动,全过程加速度的大小和方向均不变,故求解时可对全过程列式,但需注意x、v、a等矢量的正负及物理意义.
    3.处理追及问题的常用方法
    ★考向二 牛顿运动定律的应用
    动力学两类基本问题的解题思路
    1.超重与失重
    2.瞬时加速度问题
    ★考向三 连接体问题
    1.整体法与隔离法的选用技巧
    2.连接体问题中常见的临界条件
    3.常见连接体
    ★考向四 运动学和动力学图像
    1.常见图像
    2.非常规图像
    【经典例题】
    【例题1】某物体做匀变速直线运动,设该物体运动的时间为t,位移为x,其图象如图所示,则下列说法正确的是( )
    A.物体做的是匀加速直线运动B.t=0时,物体的初速度为ab
    C.0~b时间内物体的位移为ab2D.经过2b时间物体的速度为0
    【答案】 C
    【解析】
    ABD.由图象可知
    故的斜率代表,则由图可知
    由题意可知
    所以0〜b时间内物体做匀减速直线运动,经过b时间物体的速度为0,b〜2b时间内物体做反向的匀加速直线运动,故ABD错误;
    C.t=0时,物体的位移为x=0,t=b时,物体的位移为ab2,故0〜b时间内物体的位移为ab2,故C正确。
    故选C。
    【例题2】如图所示,两质点P、Q在光滑的水平面上分别以不同的速度向右运动,某时刻开始分别施以水平向左的力、,其中的大小不变,的大小由零逐渐增大,经过一段时间,它们恰好同时向右运动到最远,且位移大小相等。在此过程中,两质点同一时刻的瞬时速度与的关系是( )
    A.
    B.
    C.先,后
    D.先,后
    【答案】 C
    【解析】
    在图像上,任意一点的切线的斜率数值上等于该时刻的加速度,由于Q的加速度由零不断增大,曲线切线的斜率的绝对值也应该从零开始不断增大,即曲线的切线应该从水平状态不断开始变陡,那么只有向右边凸出的下降的曲线才能满足条件,又因为Q与P运动时间相等,运动的位移大小相等,所以图像的曲线包围的面积相等,根据这些要求,曲线的起点,即质点Q的初速度比大于质点Q的初速度,且两条图像必定会相交,ABD错误,C正确;
    故选C。
    【例题3】在某个恶劣天气中,能见度很低,甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,甲在前、乙在后同向行驶。某时刻两车司机听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车,两车刹车后的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
    A.甲车的加速度大于乙车的加速度
    B.若t=24 s时两车未发生碰撞,则此时两车相距最远
    C.为避免两车发生碰撞,开始刹车时两车的间距至少为48 m
    D.若两车发生碰撞,则可能是在开始刹车24 s以后的某时刻发生的
    【答案】 C
    【解析】
    A.甲车的加速度大小
    a1==m/s2=m/s2
    乙车的加速度大小
    a2==m/s2=m/s2
    所以甲车的加速度小于乙车的加速度,故A错误;
    B.t=24 s时,两车速度相等,开始时,甲在前、乙在后同向行驶,所以若t=24 s时两车未发生碰撞,则此时两车相距最近,故B错误;
    C.0~24 s内,甲车的位移
    x1=×24 m=288 m
    乙车的位移
    x2=×24 m=336 m
    两者位移之差
    Δx=x2-x1=48 m
    所以为避免两车发生碰撞,开始刹车时两车的间距至少为48 m,故C正确;
    D.t=24 s时,两车速度相等,若两车速度相等时没有相撞,则速度相等后,甲车的速度比乙车的大,两车不可能相撞,故D错误;
    故选C。
    【例题4】如图所示,光滑竖直杆固定,杆上套一质量为m的环,环与轻弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在O点,O点与B点在同一水平线上,BC>AB,AC=h,环从A处由静止释放运动到B点时弹簧仍处于伸长状态,整个运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,环从A处开始运动时的加速度大小为2g,则在环向下运动的过程中( )
    A.环在B处的加速度大小为0B.环在C处的速度大小为
    C.环从B到C一直做加速运动D.环的速度最大的位置在B、C两点之间
    【答案】 D
    【解析】
    A.环在处水平方向合外力为0,竖直方向上只受重力,所加速度为,A错误;
    B.环在运动过程中,OC的长度大于OA的长度,因此弹簧从A点到C点伸长量变大,弹性势能增加,如果物体的重力势能全部转化为动能则有
    可得物体的速度为,但是物体的重力势能转化为动能和弹性势能,因此速度小于,B错误;
    CD.环在处,根据牛顿第二定律
    弹力在竖直方向的分力
    环经过点向下做加速度减小的加速运动,滑动至距离点处时,弹簧的伸长量与在处大小相等,所以弹簧弹力在竖直方向的分力与重力等大反向,加速度为0,此时速度最大,之后环做减速运动,因为,所以环的速度最大的位置在B、C两点之间,环从B到C先加速后减速,C错误,D正确。
    故选D。
    【精选习题】
    一、单选题
    1.在2015年7月的喀山游泳世锦赛中,我国名将陈若琳勇夺女子十米跳台桂冠.她从跳台斜向上跳起,一段时间后落入水中,如图所示.不计空气阻力.下列说法正确的是( )
    A.她在空中上升过程中处于超重状态
    B.她在空中下落过程中做自由落体运动
    C.她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度
    D.入水过程中,水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小
    【答案】 D
    【解析】
    A.不计空气阻力,在空中上升过程中只受重力,所以她的加速度方向向下,故处于失重状态,故A错误;
    B.她具有水平初速度,所以不是做自由落体运动,故B错误;
    C.入水过程中,开始时水对她的作用力大小(浮力和阻力)小于她的重力,所以先向下做一段加速运动,即入水后的速度先增大,故C错误;
    D.入水过程中,水对她的作用力和她对水的作用力,因是一对作用力与反作用力,所以入水过程中,水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小,故D正确.
    2.质量为m的小球从地面以初速度v0竖直向上抛出,已知球所受的空气阻力大小与速度大小成正比.下列图象分别描述了小球在空中运动的速度大小v随时间t的变化关系和动能Ek随球距离地面高度h的变化关系,其中可能正确的是
    A.B.
    C.D.
    【答案】 C
    【解析】
    A.v-t图象与t轴的交点表示小球到达最高点,速度为0,此时空气阻力为0,小球所受的合力等于重力,由牛顿第二定律得:mg=ma,a=g不为零,故A错误;
    B.空气阻力f=kv,上升过程由牛顿第二定律得:,因为速度减小,所以加速度a大小逐渐减小,不可能恒定不变,故B错误;
    CD.根据动能定理得:上升过程有△Ek=-(mg+kv)△h,得=-(mg+kv),v减小,||减小,Ek-h图象应是切线斜率逐渐减小的曲线.下降过程有△Ek=(mg-kv)△h,得 =mg-kv,v增大,||减小,Ek-h图象应是切线斜率逐渐减小的曲线.故C正确,D错误.
    3.主动刹车功能是指车辆遇到突发危险情况时具有自主减速的能力。汽车正以的速度匀速行驶,突然正前方有一行人横穿马路,人的速度为,汽车立即启动刹车系统,开始匀减速运动,滑行了停下,质量为的司机在刹车过程中受到的合力为( )
    A.B.C.D.
    【答案】 B
    【解析】
    由速度位移关系可得
    代入数据解得汽车加速度大小为
    a=5m/s2
    由牛顿第二定律可得,司机在刹车过程中受到的合力为
    F=ma=400N
    故选B。
    4.皮球从一定高度处由静止下落,t1时刻与地面碰撞后反弹,t2时刻上升到最高点,皮球运动时受到的空气阻力大小恒定,取皮球落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列皮球位置x与时间t的关系图像中,能描述该过程的是 ( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】 A
    【解析】
    皮球从一定高度处由静止下落,小球的加速度大小为
    所以下落时速度越来越大,所以图线斜率增大;
    反弹上升时,加速度大小为
    方向与运动方向相反,所以上升时速度减小,图线斜率越来越小;
    上升时加速度大于下降时加速度,所以上升时速度变化更快,用时更短,同时因为阻力的存在,反弹后不能在上升到原高度,故A 正确,BCD错误。
    故选A。
    5.将一质量为m的小球靠近墙面整直向上抛出,图甲是向上运动小球的频闪照片,图乙是下降时的频闪照片,O是运动的最高点,甲乙两次闪光频率相同,重力加速度为g, 假设小球所受的阻力大小不变,则可估算小球受到的阻力大小约为( )
    A.mgB.C.D.
    【答案】 D
    【解析】
    设每块砖的厚度是d,向上运动上运动时:
    9d-3d=aT2 ①
    向下运动时:
    3d-d=a′T2 ②
    联立①②得:

    根据牛顿第二定律,向上运动时:
    mg+f=ma ④
    向下运动时:
    mg-f=ma′ ⑤
    联立③④⑤得:
    故选D。
    6.如图为“中国好歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”,战车可以在倾斜直轨道上运动.当坐在战车中的导师按下按钮,战车就由静止开始沿长10米的斜面冲到学员面前,最终刚好停在斜面的末端,此过程约历时4s.则战车的运动过程中,下列说法正确的是
    A.战车在运动过程中导师所受合力为零
    B.战车在运动过程中所受外力始终不变
    C.战车在倾斜导轨上做匀加速直线运动
    D.根据题中信息可估算导师运动的平均速度大小
    【答案】 D
    【解析】
    ABC.由题可知,“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速,结合牛顿第二定律可知,车受到的合外力先沿斜面向下,后沿斜面向上,故A错误,B错误,C错误;
    D.车的位移是10m,时间是4s,所以可以求出平均速度:
    故D正确.
    7.如图所示,物块a放在轻弹簧上,物块b放在物块a上静止.当用力使物块b竖直向上做匀加速直线运动,在下面所的四个图像中,能反映物块b脱离物块a前的过程中力随时间变化规律的是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】 C
    【解析】
    刚开始物体平衡,有有拉力F作用后,根据牛顿第二定律,有
    由于物体做匀加速直线运动,故,由上述两式得,故选C.
    8.如图所示,钢铁构件A、B叠放在卡车的水平底板上,卡车底板和B间动摩擦因数为μ1, A、B间动摩擦因数为μ2,μ1>μ2,卡车刹车的最大加速度为a,a> μ1g,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时,要求其刹车后在s0距离内能安全停下,则卡车行驶的速度不能超过
    A.B.C.D.
    【答案】 A
    【解析】
    由,分析可知要求其刹车后在距离内能安全停下来,则车的最大加速度,由运动学公式,车的最大速度:,故选A.
    9.物体在粗糙地面上匀减速滑动。若已知物体在第内位移为8m,在第3s内位移为0.5m。在其停止运动前说法不正确的是( )
    A.物体的动量随时间均匀减小B.物体的动能随位移均匀减小
    C.物体的加速度大小一定为D.物体在第2.5s末的速度一定为
    【答案】 D
    【解析】
    A.匀减速运动,速度随时间均匀减小,则物体的动量(mv)也随时间均匀减小,故A正确,不符合题意;
    B.匀减速运动的合外力F恒定,由动能定理可知
    得物体的动能表达式为
    动能与位移成一次函数(线性关系),说明动能与位移均匀减小,故B正确,不符合题意;
    C.根据位移时间公式,第1s内的位移为
    第3s内的位移为
    代入数据解得
    3s末速度
    说明在3s前物体已经停止。0.5s末的速度为8m/s,则从0.5s末开始到停止的时间为,则2s后运动的时间
    采用逆向思维得,2s后到停止的位移为
    解得
    故C正确,不符合题意。
    D.物体在3s前就已经停止运动,则物体在第2.5s末速度不等于第3秒的平均速度,故D错误,符合题意。
    故选D。
    10.一物块由O点下落,到A点时与直立于地面的轻弹簧接触,到B点时速度达到最大,到C点时速度减为零,然后被弹回.物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变,弹簧始终在弹性限度内,则物块( )
    A.从A下降到B的过程中,合力先变小后变大
    B.从A下降到C的过程中,加速度先增大后减小
    C.从C上升到B的过程中,动能先增大后减小
    D.从C上升到B的过程中,系统的重力势能与弹性势能之和不断增加
    【答案】 C
    【解析】
    A.从A下降到B的过程中,物块受到向下的重力,弹簧向上的弹力和向上的空气阻力,重力大于弹力和空气阻力之和,弹力逐渐增大,合力逐渐减小,加速度逐渐变小,到B点时速度达到最大,此时
    合力为零,则从A下降到B的过程中合力一直减小到零,故A错误;
    B.从A下降到B的过程中,弹簧的弹力和空气阻力之和小于重力,物块的合力逐渐向下,加速度逐渐减小到零;从B下降到C的过程中,物块的合力向上,加速度向上逐渐增大,则从A下降到C的过程中,加速度先减小后增大,故B错误;
    C.从C上升到B的过程中,开始弹力大于空气阻力和重力之和,向上加速,当加速度减为零时
    此时的压缩量,位置在B点下方,速度达到向上的最大,此后向上做变减速直线运动,故从C上升到B的过程中,动能先增大后减小,故C正确;
    D.对于物块和弹簧组成的系统,由于空气阻力做功,所以系统的机械能减小,即物块的动能、重力势能与弹性势能之和减小,从C上升到B的过程中,物块的动能先增大后减小,则系统的重力势能与弹性势能之和在动能最大之前是一直减小,之后就不能确定,故D错误。
    故选C。
    二、解答题
    11.一个质量为5kg的物体在一个与水平面成37°的拉力F作用下由静止开始运动,2s内运动了5.2m,F的大小为25N,随后撤去拉力F,求:
    (1)物体加速运动的加速度为多大;
    (2)撤去拉力F后,物体还能运动多远?
    【答案】 (1);(2)或
    【解析】
    (1)根据运动学公式 得
    (2)如果拉力斜向上,则有
    解得
    撤去拉力后,加速度为
    还能运动的距离为
    如果拉力斜向下,则有
    解得
    撤去拉力后,加速度为
    还能运动的距离为
    12.如图所示,一质量M=0.3kg,足够长“T”形支架,竖直立在水平地面上,有一质量m=0.2kg的物块套在支架直杆上,物块与支架上端之间夹有一劲度系数足够大的轻质弹簧(弹簧与物块不相连),开始时弹簧压紧并被物块和支架顶端间的细线锁定,弹簧的弹性势能EP=J。现解除锁定,弹簧瞬间恢复形变。已知物块与直杆间滑动摩擦力大小恒为f=1.5N,不计空气阻力。求:
    (1)弹簧恢复形变的瞬间,支架获得的速度大小;
    (2)支架能上升的最大高度;
    (3)从解除锁定到支架落回地面的过程中系统因摩擦损失的机械能。
    【答案】 (1)3m/s;(2)0.3m;(3)3J
    【解析】
    (1)解除锁定,系统动量守恒,设支架获得速度,物块获得速度为
    代入数据解得
    (2)对支架受力分析,根据牛顿第二定律有
    解得
    再由
    代入数据得
    (3)解除锁定到支架落回地面,物块受力不变,根据牛顿第二定律有
    解得
    设支架上升到最高点所用时间
    支架上升阶段,物块与支架间的相对位移
    支架下降阶段,物块与支架间的相对位移
    所以,从解除锁定到支架落回地面过程因摩擦而损失的能量
    过程分析法
    函数法
    Δx=x乙+x0-x甲为关于t的二次函数,当t=-eq \f(b,2a)时有极值,令Δx=0,利用Δ=b2-4ac判断有解还是无解,是追上与追不上的条件
    图像法
    画出v-t图像,图线与t轴所围面积表示位移,利用图像更直观
    整体法的
    选取原则
    若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力
    隔离法的
    选取原则
    若连接体内各物体的加速度不相同,或者需要求出系统内物体之间的作用力
    整体法、
    隔离法的
    交替运用
    若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求出物体之间的作用力,可以先整体求加速度,后隔离求内力
    接触与脱离
    接触面间弹力等于0
    恰好发生滑动
    摩擦力达到最大静摩擦力
    绳子恰好断裂
    绳子张力达到所承受的最大力
    绳子刚好绷直与松弛
    绳子张力为0
    三种情况中弹簧弹力、绳的张力相同且与接触面是否光滑无关
    常用隔离法
    常会出现临界条件
    常见图像
    斜率k
    面积
    两图像交点
    x-t图像
    eq \f(Δx,Δt)=v
    表示相遇
    v-t图像
    eq \f(Δv,Δt)=a
    位移x
    不表示相遇,往往是距离最大或最小的临界点
    a-t图像
    速度变化Δv
    表示此时加速度相等
    非常规图像(举例)
    函数表达式
    斜率k
    纵截距b
    v2-x图像
    由v2-v02=2ax
    得v2=v02+2ax
    2a
    v02
    eq \f(x,t)-t图像
    由x=v0t+eq \f(1,2)at2
    得eq \f(x,t)=v0+eq \f(1,2)at
    eq \f(1,2)a
    v0
    a-F图像
    由F-μmg=ma
    得a=eq \f(F,m)-μg
    eq \f(1,m)
    -μg

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