2017届江苏省高考物理第一轮复习检测题32.doc
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4、持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象(2)产生条件:物体具有向下的加速度3尽管物体的加速度不在竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态4物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的,其大小等于ma.思维深化判断下列说法是否正确(1)物体超重时,加速度向上,速度也一定向上()(2)减速下降的物体处于失重状态()(3)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态()(4)站在台秤上的人下蹲过程,台秤示数减小()1超重与失重的判断关于超重和失重现象,下列描述中正确的是()A电梯正在减速上升,在电梯中的乘客处于超重状态B磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶
5、时,列车上的乘客处于超重状态C荡秋千时秋千摆到最低位置时,人处于失重状态D“神舟九号”飞船在绕地球做圆轨道运行时,飞船内的航天员处于完全失重状态答案D2斜面上的超重与失重的判断为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图1所示,当此车减速上坡时,则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)()图1A处于超重状态B不受摩擦力的作用C受到向后(水平向左)的摩擦力作用D所受合力竖直向上答案C解析当车减速上坡时,加速度方向沿斜坡向下,人的加速度与车的加速度相同,根据牛顿第二定律知人的合力方向沿斜面向下,合力的大小不变人受重力、支持力
6、和水平向左的静摩擦力,如图将加速度沿竖直方向和水平方向分解,则有竖直向下的加速度,则:mgFNmay.FNmg,乘客处于失重状态,故A、B、D错误,C正确3应用牛顿第二定律求解超、失重问题(2015江苏单科6)(多选)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图2所示,以竖直向上为a的正方向,则人对电梯的压力()图2At2 s时最大Bt2 s时最小Ct8.5 s时最大Dt8.5 s时最小答案AD解析由题图知,在上升过程中,在04 s内,加速度方向向上,FNmgma,所以向上的加速度越大,电梯对人的支持力就越大,由牛顿第三定律可知,人对电梯的压力就越大,故A正确,B错误;由题图
7、知,在710 s内加速度方向向下,由mgFNma知,向下的加速度越大,人对电梯的压力就越小,故C错误,D正确超重和失重现象判断的“三”技巧1从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态,小于重力时处于失重状态,等于0时处于完全失重状态2从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态3从速度变化的角度判断(1)物体向上加速或向下减速时,超重;(2)物体向下加速或向上减速时,失重考点二动力学中的临界极值问题1概念临界问题是指某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状
8、态2临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点;(2)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点3解答临界问题的三种方法极限法把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的假设法临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题数学法将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件4接触与脱离的临界条件如图3所示,质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止
9、,用大小等于mg的恒力F向上拉B,运动距离h时,B与A分离下列说法正确的是()图3AB和A刚分离时,弹簧长度等于原长BB和A刚分离时,它们的加速度为gC弹簧的劲度系数等于D在B与A分离之前,它们做匀加速直线运动答案C解析A、B分离前,A、B共同做加速运动,由于F是恒力,而弹力是变力,故A、B做变加速直线运动,当两物体要分离时,FAB0,对B:Fmgma,对A:kxmgma.即Fkx时,A、B分离,此时弹簧处于压缩状态,由Fmg,设用恒力F拉B前弹簧压缩量为x0,又2mgkx0,hx0x,解以上各式得k,综上所述,只有C项正确5相对滑动的临界条件(2014江苏8)(多选)如图4所示,A、B两物块
10、的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上A、B间的动摩擦因数为,B与地面间的动摩擦因数为图4.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则()A当F3mg时,A相对B滑动D无论F为何值,B的加速度不会超过g答案BCD解析当0Fmg时,A、B皆静止;当mg3mg时,A相对B向右做加速运动,B相对地面也向右加速,选项A错误,选项C正确当Fmg时,A与B共同的加速度ag,选项B正确F较大时,取物块B为研究对象,物块B的加速度最大为a2g,选项D正确6应用数学方法求极值如图5所示,一质量m0.4 kg的小物块,以v02 m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜
11、面向上做匀加速运动,经t2 s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L10 m已知斜面倾角30,物块与斜面之间的动摩擦因数.重力加速度g取10 m/s2.图5(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?答案(1)3 m/s28 m/s(2)30 N解析(1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学公式得Lv0tat2vv0at联立式,代入数据得a3 m/s2v8 m/s(2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得Fcos mgsin FfmaFs
12、in FNmgcos 0又FfFN联立式得F由数学知识得cos sin sin(60)由式可知对应F最小的夹角30联立式,代入数据得F的最小值为Fmin N动力学中极值问题的临界条件和处理方法1“四种”典型临界条件(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离,临界条件是:弹力FN0.(2)相对滑动的临界条件:两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界条件是:静摩擦力达到最大值(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是:FT0.(4)加速度变化时,速度达到最值的临界条件:当加
13、速度变为0时2“四种”典型数学方法(1)三角函数法;(2)根据临界条件列不等式法;(3)利用二次函数的判别式法;(4)极限法考点三“传送带模型”问题两类传送带模型(1)水平传送带问题:求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度,也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻(2)倾斜传送带问题:求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向,然后根据物体的受力情况确定物体的
14、运动情况当物体速度与传送带速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变思维深化1将一物体静止放在倾斜传送带的底端,如图6,可能出现什么样的运动情景?图6答案若tan ,物体静止不动若tan ,物体可能一直加速也可能先加速到共速,再匀速2.将一物体静止放在倾斜传送带的顶端,如图7,可能出现什么样的运动情景?图7答案可能一直加速到底端,此时摩擦力的方向沿斜面向下,也可能先加速再共速,此时tan ,也可能先加速再加速,此时tan .7水平传送带模型(多选)如图8所示,水平传送带A、B两端相距x4 m,以v04 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转,今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A端,由于
15、煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕已知煤块与传送带间的动摩擦因数0.4,取重力加速度大小g10 m/s2,则煤块从A运动到B的过程中()图8A煤块到A运动到B的时间是2.25 sB煤块从A运动到B的时间是1.5 sC划痕长度是0.5 mD划痕长度是2 m答案BD解析根据牛顿第二定律,煤块的加速度a4 m/s2,煤块运动到速度与传送带速度相等时的时间t11 s,位移大小x1at2 mx,此后煤块与传送带以相同的速度匀速运动直至B端,所以划痕长度即为煤块相对于传送带的位移大小,即xv0t1x12 m,选项D正确,C错误;x2xx12 m,匀速运动的时间t20.5 s,运动的总时间tt
16、1t21.5 s,选项B正确,A错误8倾斜向下传送如图9所示为粮袋的传送装置,已知A、B两端间的距离为L,传送带与水平方向的夹角为,工作时运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为,正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度大小为g.关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是()图9A粮袋到达B端的速度与v比较,可能大,可能小或也可能相等B粮袋开始运动的加速度为g(sin cos ),若L足够大,则以后将以速度v做匀速运动C若tan ,则粮袋从A端到B端一定是一直做加速运动D不论大小如何,粮袋从到端一直做匀加速运动,且加速度agsin 答案A解析
17、若传送带较短,粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动,到达B端时的速度小于v;tan ,则粮袋先做匀加速运动,当速度与传送带的速度相同后,做匀速运动,到达B端时速度与v相同;若tan ,则粮袋先做加速度为g(sin cos )的匀加速运动,当速度与传送带相同后做加速度为g(sin cos )的匀加速运动,到达B端时的速度大于v,选项A正确;粮袋开始时速度小于传送带的速度,相对传送带的运动方向是沿传送带向上,所以受到沿传送带向下的滑动摩擦力,大小为mgcos ,根据牛顿第二定律得加速度ag(sin cos ),选项B错误;若tan ,粮袋从A到B可能一直是做匀加速运动,也可能先匀加速运动,当速度与传
18、送带的速度相同后,做匀速运动,选项C、D均错误9倾斜向上传送如图10所示,为传送带传输装置示意图的一部分,传送带与水平地面的倾角37,A、B两端相距L5.0 m,质量为M10 kg的物体以v06.0 m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数处处相同,均为0.5.传送带顺时针运转的速度v4.0 m/s,(g取10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8)求:图10(1)物体从A点到达B点所需的时间;(2)若传送带顺时针运转的速度可以调节,物体从A点到达B点的最短时间是多少?答案(1)2.2 s(2)1 s解析(1)设物体速度大于传送带速度时加速度大小为a1,由
19、牛顿第二定律得Mgsin Mgcos Ma1设经过时间t1物体的速度与传送带速度相同,t1通过的位移x1设物体速度小于传送带速度时物体的加速度为a2Mgsin Mgcos Ma2物体继续减速,设经t2速度到达传送带B点Lx1vt2a2t联立得式可得:tt1t22.2 s(2)若传送带的速度较大,物体沿AB上滑时所受摩擦力一直沿传送带向上,则所用时间最短,此种情况加速度一直为a2,Lv0ta2t2t1 s(t5 s舍去)分析传送带问题的三步走1初始时刻,根据v物、v带的关系,确定物体的受力情况,进而确定物体的运动情况2根据临界条件v物v带确定临界状态的情况,判断之后的运动形式3运用相应规律,进行
20、相关计算考点四“滑块木板模型”问题1问题的特点滑块木板类问题涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动2常见的两种位移关系滑块从木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板向同一方向运动,则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度;若滑块和木板向相反方向运动,则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度3解题方法此类问题涉及两个物体、多个运动过程,并且物体间还存在相对运动,所以应准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口求解中应注意联系两个过程的纽带,每一个过程的末速度是下一个过程的初速度10水平面上的滑块木板模型
21、(2015新课标25)一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 m,如图11 a所示t0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板已知碰撞后1 s时间内小物块的vt图线如图b所示木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10 m/s2.求:图11(1)木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2;(2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离答案(1)0.10.4(2)6 m(3)6.5 m解析(1
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