2022届高三物理一轮复习 微专题05 牛二两类动力学问题（全国通用）

这是一份2022届高三物理一轮复习 微专题05 牛二两类动力学问题（全国通用），共9页。试卷主要包含了6，cs 37°＝0，5 m/s2，牛顿第一定律，牛顿第二定律，【答案】B，【答案】CD等内容，欢迎下载使用。
微专题05 牛二两类动力学问题解决目标及考点：基本力学单位制受力分析问题两类动力学问题例1如图所示，质量为4 kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上，绳与竖直方向夹角为37°。已知g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)当汽车以a＝2 m/s2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力；(2)当汽车以a′＝10 m/s2的加速度向右匀减速运动时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力。【解析】(1)当汽车以a＝2 m/s2向右匀减速行驶时，小球受力分析如图。由牛顿第二定律得：FT1cos θ＝mg，FT1sin θ－FN＝ma代入数据得：FT1＝50 N，FN＝22 N由牛顿第三定律知，小球对车后壁的压力大小为22 N。(2)当汽车向右匀减速行驶时，设车后壁弹力为0时(临界条件)的加速度为a0，受力分析如图所示。由牛顿第二定律得：FT2sin θ＝ma0，FT2cos θ＝mg代入数据得：a0＝gtan θ＝10× m/s2＝7.5 m/s2因为a＝10 m/s2>a0 所以小球飞起来，FN′＝0所以，当汽车以a′＝10 m/s2向右匀减速运动行驶时，由牛顿第二定律得FT2cosθ′＝mg。FT2sinθ′＝ma′代入数据得FT2＝40 N。【答案】(1)50 N　22 N　(2)40 N　0一、单位制基本单位：基本物理量的单位.基本物理量共七个，m\s\kg\mol\cd\A\K其中力学有三个，是长度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒.注意：牛顿（N）不是基本单位。二、牛顿定律1.牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律；②揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因.2.牛顿第二定律(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.(2)表达式：F＝ma.(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系.②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况.牛顿第三定律1.作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体同时对前一个物体也施加力.2.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.考点： 单位制例2下列说法正确的是（　　）A 力学中的基本单位共有四个：长度的单位、力的单位、时间的单位、质量的单位B力学中的基本单位有三个：长度的单位、时间的单位和质量的单位C力是力学中最常见的物理量，所以它的单位一定是力学中的基本单位之一D速度是力学中最常见的物理量，所以它的单位一定是力学中的基本单位之一考点：(拓展点)牛顿第三定律在受力分析中的应用由于作用力与反作用力的关系，当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力.如求压力时，可先求支持力.【例3】一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m， 如图所示.已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱对地面的压力大小为（　　）A.Mg＋Ff  B.Mg－Ff  C.Mg＋mg  D.Mg－mg【答案】A【解析】环在竖直方向上受重力及箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力Ff′，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力Ff′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得FN＝Ff′＋Mg＝Ff＋Mg.根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即FN′＝Mg＋Ff，故选项A正确.出现两个物体各自加速度不同的时候，先隔离看每个物体的合外力的构成，利用作用力与反作用力的关系与另一个物体联系上，再结合第二个物体的合外力进行受力分析。【变式1】如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力大小和方向一定为（　　）A.μ1(m＋M)g，向左B.μ2mg，向右C.μ2mg＋ma，向右D.μ1mg＋μ2Mg，向左【答案】B【解析】对m分析可知受M对它水平向左的摩擦力Ff1，由牛顿第三定律可知，m对M的摩擦力向右，大小为Ff1；对M受力分析可知，受地面对M的静摩擦力Ff2，方向向左，Ff2＝Ff1＝μ2mg，由牛顿第三定律可知，长木板对地面摩擦力大小为μ2mg，方向向右，B项正确.【变式2】(2018·辽宁本溪模拟)如图所示，质量为m的物体放在质量为M、倾角为θ的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止，则下列说法正确的是（　　）A.地面对斜面体的摩擦力大小为Fcos θB.地面对斜面体的支持力为(M＋m)gC.物体对斜面体的摩擦力的大小为FD.斜面体对物体的作用力竖直向上【答案】A【解析】由于斜面体和物体都处于平衡状态，将斜面体和物体看成一个整体，由受力情况可得：地面对斜面体的摩擦力大小为Fcos θ，地面对斜面体的支持力大小为(M＋m)g＋Fsin θ，故A对，B错；隔离物体进行受力分析，物体对斜面体的摩擦力大小为F＋mgsin θ，故C错；将斜面体作为施力物体，则斜面体对物体的作用力即为物体受到的支持力与摩擦力的合力，由力的合成可知斜面体对物体的作用力与物体的重力和F的合力大小相等、方向相反，故斜面体对物体的作用力不在竖直方向上，D错.考点：力——运动【例4】一物体沿倾角为α的斜面下滑时，恰好做匀速直线运动，若物体以某一初速度冲上斜面，则上滑时物体加速度大小为（　　）A．gsin α  B．gtan α  C．2gsin α  D．2gtan α【解析】对物体下滑时进行受力分析，如图甲。由于恰好做匀速直线运动，根据平衡知识得：mgsin α＝Ff物体以某一初速度冲上斜面，对物体受力分析，如图乙。物体的合力F合＝mgsin α＋Ff＝2mgsinα根据牛顿第二定律得：a＝＝2gsinα　甲　　　　     　乙应用牛顿第二定律解决两类动力学问题的关键思路说白了就是两种类型：1、通过物体的运动情况来分析受力情况；2、通过受力情况来判断物体接下来的运动情况运动情况：如物体的加速度、速度、位移、时间受力情况：如物体受到的拉力、摩擦力、μ等等。基本思路：首先，先判断已知的运动情况和受力情况；其次，根据题意确定物体的加速度（加速度可以从受力和运动两个角度获得，一般根据已知条件只能从其中一个角度求得加速度a；若从运动角度，则需要用运动公式来求得a，再运用F合=ma求得合力大小，最后根据受力分析确定F合的构成，从而求出未知量，此时一般是求受力情况；若从受力角度分析，则直接通过分析合力，构成F合，再利用公式求得a，从而求得未知量，此时一般是求运动情况）1.下列关于力学单位制说法中，正确的是（  ）A 在力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位                   B 力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、时间、质量C 力学单位制中，国际单位制的基本单位有：千克、米、秒D 单位之中的导出单位可以用基本单位来表示 2.在国际制单位中，功率的单位‘瓦’是导出单位，用基本单位表示，正确的是A .J/s       B.N·m/s      C.Kg·m2/s3     D.Kg·m/s23.(多选)(2018·山东青岛调研)木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图所示，则有（　　）A.人对木箱底的压力大小为G2＋FB.人对木箱底的压力大小为G2C.木箱对地面的压力大小为G2＋G1－FD.木箱对地面的压力大小为G1＋G24．如图所示，质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为1 kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为(取g＝10 m/s2)（　　）A．0 N  B．8 NC．10 N  D．50 N5．(2016·安徽皖南八校联考)放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑， 如图甲。在滑块A上放一物体B，物体B始终与A保持相对静止，以加速度a2沿斜面匀加速下滑，如图乙。在滑块A上施加一竖直向下的恒力F，滑块A以加速度a3沿斜面匀加速下滑，如图丙。则（　　）A．a1＝a2＝a3  B．a1＝a2<a3C．a1<a2＝a3 D．a1<a2<a36．竖直悬挂的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态， 如图所示。则迅速放手后（　　）A．小球开始向下做匀加速运动B．弹簧恢复原长时小球速度达到最大C．弹簧恢复原长时小球加速度等于gD．小球运动过程中最大加速度大于g7.(多选)(2016·全国卷Ⅰ·18)一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则（　　）A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变8.关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是（　　）A.做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的B.做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上C.物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快D.物体所受合外力为零时，一定处于静止状态9.(多选)某物体在光滑的水平面上受到两个恒定的水平共点力的作用，以10 m/s2的加速度做匀加速直线运动，其中F1与加速度的方向的夹角为37°，某时刻撤去F1，此后该物体（　　）A.加速度可能为5 m/s2B.速度的变化率可能为6 m/s2C.1 秒内速度变化大小可能为20 m/sD.加速度大小一定不为10 m/s210．(2016·海南单科，13)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，另一端跨过轻质动滑轮与A相连，动滑轮与B相连， 如图所示。初始时，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：图8(1)物块B克服摩擦力所做的功；(2)物块A、B的加速度大小。11．(2017·河南洛阳联考)有一个冰上推木箱的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推木箱一段时间后，放手让木箱向前滑动，若木箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；若木箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败。其简化模型 如图所示，AC是长度为L1＝7 m的水平冰面，选手们可将木箱放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推木箱，BC为有效区域。已知BC长度L2＝1 m，木箱的质量m＝50 kg，木箱与冰面间的动摩擦因数μ＝0.1。某选手作用在木箱上的水平推力F＝200 N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取10 m/s2。那么该选手要想游戏获得成功，试求：图9(1)推力作用在木箱上时的加速度大小；(2)推力作用在木箱上的时间满足的条件。参考答案1.【答案】BCD【解析】在有关力学的分析计算中，可以采用国际单位，也可以采用其他单位．故A错误；在七个基本单位制中力学的基本单位有三个，分别是长度、质量、时间的单位。2.【答案】C【解析】J和N都不是基本单位，故AB错误。根据公式P=W/t=FS/t =maS/t所以单位是kg*m/s2*m/s=kg*m2/s33.【答案】AD【解析】对人隔离受力分析有：竖直向下的重力G2、向下的作用力F、向上的支持力FN，可得FN＝G2＋F，根据牛顿第三定律，人对木箱底的压力大小为G2＋F，选项A正确，B错误；将人与木箱看成一个整体，可得木箱对地面的压力大小为G1＋G2，选项C错误，D正确.4.【答案】B【解析】细线剪断瞬间，弹簧弹力不变，A和B整体受到的合外力等于物体B的重力，因此整体的加速度为a＝＝g，对物体B：mBg－FN＝mBa，所以A、B间作用力FN＝mB(g－a)＝mBg＝8 N。5.【答案】B【解析】题图甲中的加速度为a1，则有mgsinθ－μmgcosθ＝ma1，解得a1＝gsinθ－μgcosθ。题图乙中的加速度为a2，则有(m＋m′)gsinθ－μ(m＋m′)gcosθ＝(m＋m′)a2，解得a2＝gsinθ－μgcosθ。题图丙中的加速度为a3，设F＝m′g，则有(m＋m′)gsin θ－μ(m＋m′)gcos θ＝ma3，解得a3＝。6.【答案】CD【解析】迅速放手后，小球受到重力、弹簧向下的弹力作用，向下做加速运动，弹力将减小，小球的加速度也减小，小球做变加速运动，故A错误；弹簧恢复原长时，小球只受重力，加速度为g，故C正确；弹簧恢复原长后，小球继续向下运动，开始时重力大于弹力，小球加速度向下，做加速运动，当重力等于弹力时加速度为零，速度最大，故B错误；刚放手时，小球所受的合力大于重力，加速度大于g，故D正确。7.【答案】BC【解析】质点一开始做匀速直线运动，处于平衡状态，施加恒力后，则该质点所受的合外力为该恒力.①若该恒力方向与质点原运动方向不共线，则质点做曲线运动，质点速度方向与恒力方向不同，故A错；②若F的方向某一时刻与质点运动方向垂直，之后质点做曲线运动，力与速度方向不再垂直，例如平抛运动，故B正确；③由牛顿第二定律可知，质点加速度方向总是与其所受合外力方向相同，C正确；④根据加速度的定义，相等时间内速度变化量相同，而速率变化量不一定相同，故D错.8.【答案】A【解析】做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿第二定律知：它所受合外力是恒定不变的，故A正确；由牛顿第二定律可知加速度与合外力方向相同，与速度不一定在同一方向上，故B错误；物体受到的合外力增大时，加速度一定增大，物体的运动速度变化一定加快，而速度不一定加快，故C错误；物体所受合外力为零时，物体的加速度一定等于零，速度不一定为零，故D错误.9.【答案】BC【解析】根据牛顿第二定律F合＝ma＝10m，F1与加速度方向的夹角为37°，根据几何知识可知，F2有最小值，最小值为F2m＝F合sin 37°＝6m.所以当F1撤消后，合力的最小值为Fmin＝6m，此时合力的取值范围为6m≤F合，所以最小的加速度为amin＝＝6 m/s2.故B、C正确，故选B、C.10.【解析】(1)物块A移动了距离s，则物块B移动的距离为s1＝ s物块B受到的摩擦力大小为f＝4μmg物块B克服摩擦力所做的功为W＝fs1＝2μmgs(2)设物块A、B的加速度大小分别为aA、aB，绳中的张力为T，由牛顿第二定律得：F－μmg－T＝maA，2T－4μmg＝4maB由A和B的位移关系得：aA＝2aB联立得aA＝，aB＝。【答案】(1)2μmgs　(2)　11.【解析】(1)设推力作用在木箱上时，木箱的加速度为a，根据牛顿运动定律得F－μmg＝ma1，解得a1＝3 m/s2。(2)设撤去推力后，木箱的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律得μmg＝ma2，解得a2＝1 m/s2。设推力作用在木箱上的时间为t，此时间内木箱的位移为x1＝a1t2，撤去力F后木箱继续滑行的距离为x2＝，要使木箱停在有效区域内，须满足L1－L2≤x1＋x2≤L1，解得1 s≤t≤ s。【答案】(1)3 m/s2　(2)1 s≤t≤ s