2012高考物理二轮复习 专题2 牛顿运动定律与直线运动教学案(教师(6)

则通过最低点时，小球的速度大小 v?2gl(1?cos?) T F v2根据牛顿第二定律 T??mg?m

l解得轻绳对小球的拉力 T??mg?mv?mg(3?2cos?)，方向竖直向上 l2mg 11．（上海）如图，质量m?2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大

??0.8小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0?2s拉至B处。(已知cos37，sin37??0.6。取g?10m/s2)

(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；

(2)用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。

【解析】 (1)物体做匀加速运动 L?∴a?12at0 22L2?20??10(m/s2) 22t02由牛顿第二定律

F?f?ma

f?30?2?10?10(N) ∴??f10??0.5 mg2?10(2)设F作用的最短时间为t，小车先以大小为a的加速度匀加速t秒，撤去外力后，以大小为a'，的加速度匀减速t'秒到达B处，速度恰为0，由牛顿定律

Fcos37???(mg?Fsina37?)?ma

∴a?F(cos37???sin37?)30?(0.8?0.5?0.6)??g??0.5?10?11.5(m/s2)

m2a'?f??g?5(m/s2) （1分） m由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有

at?a't'

∴t'?a11.5t?t?2.3t a'511L?at2?a't'2

22∴t?2L2?20??1.03(s) 22a?2.3a'11.5?2.3?5（2）另解：设力F作用的最短时间为t，相应的位移为s，物体到达B处速度恰为0，由动能定理

[Fcos37???(mg?Fsin37?)]s??mg(L?s)?0

∴s??mgL0.5?2?10?20??6.06(m)

F(cos37???sin37?)30?(0.8?0.5?0.6)由牛顿定律

Fcos37???(mg?Fsin37?)?ma

F(cos37???sin37?)30?(0.8?0.5?0.6)??g??0.5?10?11.5(m/s2)

m212∵s?at

2∴a?t?2s2?6.06??1.03(s) a11.5【答案】?0.5 ?1.03s 12．（福建）（15分）

反射式速调管是常用的微波器械之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是E1?2.0?10N/C和E2?4.0?103N/C，方向如图所示，带

3电微粒质量m?1.0?10?20kg，带电量q??1.0?10?9C,A点距虚线MN的距离d1?1.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：

（1）B点到虚线MN的距离d2；

（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t。

解析：此题考查电场力、动能定理、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律等知识点。 （1）带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理有│q│E1d1-│q│E2d2=0， 解得d2=

E1d2=0.50cm. E2（2）设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有 │q│E1=m a1，│q│E2=m a2，

设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有d1=

1a1t12， 2d2=

1a2t22，t= t1+t2， 2-8

联立解得 t=1.5×10s。 【2010高考试题解析】

1．（2010·全国卷Ⅰ）如右图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、

a2。重力加速度大小为g。则有

A．a1?g，a2?g B．a1?0，a2?g C．a1?0，a2?【答案】C

【解析】在抽出木板的瞬时，弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变。对1物体受重力和支持力，mg=F,a1=0. 对2物体受重力和压力，根据牛顿第二定律a?m?Mm?Mg D．a1?g，a2?g MMF?MgM?m?g MM2．(2010·上海物理)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体

（A）刚抛出时的速度最大 （B）在最高点的加速度为零

（C）上升时间大于下落时间 （D）上升时的加速度等于下落时的加速度 【答案】A

【解析】af上?g?m，af下?g?m，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，D错误；根据h?12gt2，上升时间小于下落时间，C错误，B也错误，本题选A。 3．(2010·海南物理)下列说法正确的是

A．若物体运动速率始终不变，则物体所受合力一定为零 B．若物体的加速度均匀增加，则物体做匀加速直线运动 C．若物体所受合力与其速度方向相反，则物体做匀减速直线运动 D．若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动 【答案】D

【解析】物体运动速率不变但方向可能变化，因此合力不一定为零，A错；物体的加速度均匀增加，即加速度在变化，是非匀加速直线运动，B错；物体所受合力与其速度方向相反，只能判断其做减速运动，但加速度大小不可确定，C错；若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动，D对。

4．(2010·海南物理)在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止．现将该木板改置成倾角为45°的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑．若小物块与木板之间的动摩擦因数为?．则小物块上滑到最高位置所需时间与t之

比为

2???1??A．1??

B．1?2? C．2?? D．2? 【答案】A

【解析】木板水平时，小物块的加速度

a1??g，设滑行初速度为v0，则滑行时间为

t?v0mgsin45??ga??mgcos45?(1??)2g；木板改成后，小物块上滑的加速度2?m?2，

t??v0v0t?a1滑行时间

a?(1??)2g??2?2，因此ta21??，A项正确。

5．(2010·海南物理)如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块：木箱静止时弹自由落体处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为

A．加速下降 B．加速上升 C．减速上升 D．减速下降 【答案】BD

【解析】木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，表明系统有向上的加速度，是超重，BD正确。

6．(2010·海南物理)雨摘下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关，雨滴速度越大，它受到的空气阻力越大：此外，当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的?次方成正比(1≤?≤2)．假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落，最终它们都_______（填“加速”、“减速”或”匀速”）下落．______（填“大”或“小”）雨滴先落到地面；接近地面时，______（填“大”或“小”）雨滴的速度较小．

【答案】匀速(2分) 大(1分) 小(1分)

【解析】由于雨滴受到的空气阻力与速度有关，速度越大阻力越大，因此最终当阻力增大到与重力平衡时都做匀速运动；设雨滴半径为r，则当雨滴匀速下落时受到的空气阻力

43mg????rf?r?，而重力3，由于1≤?≤2，因此半径大的匀速运动的速度大，先落地

且落地速度大，小雨滴落地速度小。

7．(2010·海南物理)图l中，质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为

F/mg 1 2m 图1

m F 0.4 0 1 1.5 2 图2 ?＝0.2．

在木板上施加一水平

向右的拉力F，在0~3s内F的变化如图2所示，图中F以

2mg为单位，

重力加速度g?10m/s．整

3 t/s

个系统开始时静止．

(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度；

(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的v?t图象，据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。

【答案】（1）（2）

【解析】(1)设木板和物块的加速度分别为a和a?，在t时刻木板和物块的速度分别为

vt和

vt?，木板和物块之间摩擦力的大小为f，依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得

f?ma?

① ② ③ ④ ⑤

f??mg，当vt??vt

vt?2?vt?1?a?(t2?t1)F?f?(2m)a

vt2?vt1?a(t2?t1)

由①②③④⑤式与题给条件得

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