3、
5、牛頓第一定律、慣性、牛頓第二定律、牛頓第三定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍
【例6】如圖2-5所示，一輛汽車A拉著裝有集裝箱的拖車B，以速度進(jìn)入向下傾斜的直車道。車道每100m下降2m。為使汽車速度在s=200m的距離內(nèi)減到v2＝10m/s，駕駛員必須剎車。假定剎車時(shí)地面的摩擦阻力是恒力，且該力的70％作用于拖車B，30％作用于汽車A。已知A的質(zhì)量m1＝2000kg，Ｂ的質(zhì)量m2＝6000kg。求汽車與拖車的連接處沿運(yùn)動(dòng)方向的相互作用力。取重力加速度g=10m/s2。
點(diǎn)撥：本題是的牛頓第二定律的應(yīng)用題，屬于已知運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況的類型，需要聯(lián)系運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度，再求出相應(yīng)的力。本
4、題在解決過程中也采用了整體法、隔離法的交替運(yùn)用，考查靈活運(yùn)用的能力。
四、熱點(diǎn)分析：
黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)。求此黑色痕跡的長度。
傳送帶上留下的黑色痕跡的長度
⑦
由以上各式得
例2、在光滑的水平軌道上有兩個(gè)半徑都是r的小球A和B，質(zhì)量分別為m和2m，如圖2-6所示，當(dāng)兩球心間的距離大于L（L比2r大的多）時(shí)，兩球間不存在相互作用力；當(dāng)兩球心間的距離等于或小于L時(shí),兩球間存在相互作用的恒定斥力F,現(xiàn)A球從遠(yuǎn)離B球處以速度V0沿兩球心連接向原來靜止的B球運(yùn)動(dòng)，欲時(shí)兩球不發(fā)生接觸，V0必須滿足的條件？
本題簡介：本題考
5、查的是如何靈活運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析解決問題，同時(shí)也考查了能否從圖象角度來思考和解決問題。
反思：許多臨界問題，題干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脫離”……等詞語對(duì)臨界狀態(tài)給出了明確的暗示，審題時(shí)，一定要抓住這些特定的詞語發(fā)掘其內(nèi)含規(guī)律，找出臨界條件。
有時(shí)，有些臨界問題中并不顯含上述常見的“臨界術(shù)語”，但審題時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)物理量在變化過程中會(huì)發(fā)生突變，則該物理量突變時(shí)物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)。
臨界問題通常具有一定的隱蔽性，解題靈活性較大，審題時(shí)應(yīng)力圖還原習(xí)題的物理情景，抓住臨界狀態(tài)的特征，找到正確的解題方向。
本題的關(guān)鍵是正確找出兩球
6、“不接觸”的臨界狀態(tài)，為且此時(shí)。
反思：隔離法和整體法是解動(dòng)力學(xué)習(xí)題的基本方法，用這一基本技巧解題時(shí)，應(yīng)注意：當(dāng)用隔離法時(shí)，必須按題目的需要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇隔離體，否則將增加運(yùn)算過程的繁瑣程度，然后進(jìn)行分解，根據(jù)牛頓第二定律列方程即可；用整體法解題時(shí)，必須滿足一個(gè)條件，即連結(jié)體各部分加速度的值是相同的。如果不是這樣，便只能用隔離法求解。
⑴球B剛進(jìn)入電場時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度大??；
⑵帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零所需的時(shí)間及球A相對(duì)右板的位置。
解析：解：對(duì)帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析，假設(shè)球A能達(dá)到右極板，電場力對(duì)系統(tǒng)做功為W1，有：
①
而且還能穿過小孔，離開右極板。
假設(shè)球B
7、能達(dá)到右極板，電場力對(duì)系統(tǒng)做功為W2，有：
綜上所述，帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí)，球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。 ②
將③⑤代入⑥得： ⑦
反思：本題考查對(duì)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)基本規(guī)律的理解，考查運(yùn)用分析、假設(shè)、探究、推理等方法處理多過程物理問題的能力，分析多過程問題一定要把物體在不同過程的銜接點(diǎn)即中間轉(zhuǎn)折狀態(tài)搞清楚。
五、能力突破：
例1??、直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子，如圖所示。設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動(dòng)過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)。在箱子下落過程中，下列說法正確的是（ ）
A.箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部
8、始終沒有壓力
B.箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力最大
C.箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大
D.若下落距離足夠長，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”
例2、如圖2-14所示，在光滑水平地面上有一小車，車底板光滑且絕緣，車上左右兩邊分別豎直固定有金屬板M、N，兩板間的距離為L。M板接電源的正極，N板接電源的負(fù)極，兩極板間的電場可視為勻強(qiáng)電場。一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球，處在小車底板上靠近M板的位置并被鎖定（球與M板不接觸），小球與小車以速度v0共同向右運(yùn)動(dòng)。已知小球帶電量為q，質(zhì)量為m，車、金屬板和電源的總質(zhì)量為3m。某時(shí)刻突然解除對(duì)小球的鎖定，小球在電場
9、力的作用下相對(duì)小車向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球剛要與小車的N板接觸時(shí)，小車的速度恰好為零。求：
（1）兩極板間勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大小。
（2）從解除鎖定到小球運(yùn)動(dòng)到車底板的中央位置時(shí)，小球和小車的對(duì)地速度各是多少？（結(jié)果可帶根號(hào)）
反思：當(dāng)涉及兩個(gè)物體時(shí)，最好能畫出它們運(yùn)動(dòng)過程的草圖，從圖中可以方便地看出兩物體運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系。而在運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式時(shí)，要注意公式中各物理量都應(yīng)以同一慣性參考系，一般都選地面作為參照系。
例3、有一些問題你可能不會(huì)求解，但是你仍有可能對(duì)這些問題的解是否合理進(jìn)行分析和判斷。例如從解的物理量單位，解隨某些已知量變化的趨勢，解在一定特殊條件下的結(jié)果等方面進(jìn)行分析
10、，并與預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行比較，從而判斷解的合理性或正確性。舉例如下：如圖所示。質(zhì)量為M、傾角為的滑塊A放于水平地面上。把質(zhì)量為m的滑塊B放在A的斜面上。忽略一切摩擦，有人求得B相對(duì)地面的加速度a=,式中g(shù)為重力加速度。對(duì)于上述解，某同學(xué)首先分析了等號(hào)右側(cè)量的單位，沒發(fā)現(xiàn)問題。他進(jìn)一步利用特殊條件對(duì)該解做了如下四項(xiàng)分析和判斷，所得結(jié)論都是“解可能是對(duì)的”。但是，其中有一項(xiàng)是錯(cuò)誤的。請(qǐng)你指出該項(xiàng)( )
A.當(dāng)時(shí)，該解給出a=0，這符合常識(shí)，說明該解可能是對(duì)的
B.當(dāng)＝90時(shí)，該解給出a=g,這符合實(shí)驗(yàn)結(jié)論，說明該解可能是對(duì)的
C.當(dāng)M>>m時(shí)，該解給出a=
11、gsin,這符合預(yù)期的結(jié)果，說明該解可能是對(duì)的
D.當(dāng)m>>M時(shí)，該解給出,這符合預(yù)期的結(jié)果，說明該解可能是對(duì)的
反思：有關(guān)牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用的問題，解題的一般步驟是：（1）理解題意，弄清物理圖景和物理過程；（2）恰當(dāng)選取研究對(duì)象；（3）分析它的受力情況，畫出被研究對(duì)象的受力圖。對(duì)于各階段運(yùn)動(dòng)中受力不同的物體，必須分段分析計(jì)算；（4）按國際單位制統(tǒng)一各個(gè)物理量的單位；（5）根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律建立方程求解。
六、規(guī)律整合：
【2020高考預(yù)測】
1. “扳手腕”是中學(xué)生課余非常喜愛的一項(xiàng)游戲。如右圖，甲、乙兩同學(xué)正在進(jìn)行“扳手腕”游戲，下列關(guān)于他們的手之間的力，說法正確的是
12、 （ ）
A．甲扳贏了乙，是因?yàn)榧资謱?duì)乙手的作用力大于乙手對(duì)甲手的作用力
B．只有當(dāng)甲乙僵持不分勝負(fù)時(shí)，甲手對(duì)乙手的作用力才等于乙手對(duì)甲手的作用力
C．甲、乙比賽對(duì)抗時(shí)，無法比較甲手對(duì)乙手的作用力和乙手對(duì)甲手的作用力的大小關(guān)系
D．無論誰勝誰負(fù)，甲手對(duì)乙手的作用力大小等于乙手對(duì)甲手的作用力大小
2．在一次學(xué)校田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上，小明同學(xué)以背越式成功地跳過了1.90米的高度，打破校運(yùn)會(huì)記錄，如
右圖。若忽略空氣阻力，g取10m/s2。則下列說法正確的是（ ）
A．小明下降過程中處于失重狀態(tài)
B．小明起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)
C．小明起跳時(shí)地面對(duì)他的支持力
13、大于他的重力
D．小明起跳以后在下降過程中重力消失了
4．如右圖所示，物塊A放在傾斜的木板上，木板的傾角α為30°和45°時(shí)物塊所受摩擦力的大小恰好相同，則（ ）
A．物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5
B．物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
C．木板的傾角α為45°時(shí)物塊可能在斜面上做勻速運(yùn)動(dòng)
D．木板的傾角α為45°時(shí)物塊的加速等于
7．在探究超重和失重規(guī)律時(shí)，某體重為G的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng)作。傳感器和計(jì)算機(jī)相連，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到壓力F隨時(shí)間t變化的圖象，則下列圖象中可能正確的是 （ ）
A
14、B C D
8．如右圖所示，兩塊水平放在一起的物塊a和b，質(zhì)量分別為ma和mb，放在水平的光滑桌面上，現(xiàn)同時(shí)施給它們方向如圖所示的推力Fa和拉力Fb，已知Fa＞Fb，則a對(duì)b的作用力 （ ）
A．必為推力
B．必為拉力
C．大小為
D．大小可能為零
二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共20分。）
11．（8分）某實(shí)驗(yàn)小組利用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究當(dāng)合外力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系。
（1）實(shí)驗(yàn)前用刻度尺測出兩個(gè)光電門中心之間的距離s，并測得遮光條的寬度d。該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從
15、圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器可以讀出遮光條通過光電門1的時(shí)間Δt1，遮光條通過光電門2的時(shí)間Δt2，則滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v1= ，滑塊經(jīng)過光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v2= ，則滑塊的加速度的表達(dá)式a= 。（以上表達(dá)式均用直接測量的物理量的字母表示）。
（2）在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組通過改變滑塊質(zhì)量做了6組實(shí)驗(yàn)，得到如下表所示的實(shí)驗(yàn)
（1）下圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如下圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的
16、加速度a＝ （保留三位有效數(shù)字）。
（2）為測量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的有 。（填入所選物理量前的字母）
A．木板的長度l B．木板的質(zhì)量m1 C．滑塊的質(zhì)量m2
D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m3 E．滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t
（3）滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝ （用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）。與真實(shí)值相比，測量的動(dòng)摩擦因數(shù) （填“偏大”或“偏小”）。寫出支持你的看法的一個(gè)論據(jù)： 。
三、計(jì)算題（本題共4小題，共40分
17、。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫最后答案的不給分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值的單位。）
15．（10分）如下圖所示，水平地面上放有質(zhì)量均為m=1kg的物塊A和B，兩者之間的距離為l=0.75m。A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.4、μ2=0.1。現(xiàn)使A獲得初速度v0向B運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)B施加一個(gè)方向水平向右的力F=3N，使B由靜止開始運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間，A恰好追上B。g取10m/s2。求：
（1）B運(yùn)動(dòng)的加速度大小aB；
1． A的初速度的大小v0。
答案與解析：
5
18、．【答案】D
【解析】滑塊在水平方向受向左的滑動(dòng)摩擦力Ff和彈簧向右的拉力kx，合力F合=Ff-kx=ma，而x逐漸增大，所以加速度a先減小后反向增大，速度先增大后減小。
6．【答案】AD
【解析】降落傘未打開時(shí)，整體做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，安全帶的作用力為0，則A正確、B錯(cuò)誤；降落傘打開后，整體減速下降，加速度方向向上，對(duì)跳傘員B，由牛頓第二定律，安全帶的作用力大于B的重力，則C錯(cuò)誤、D正確。
9．
12． 【答案】（1）0.495~0.497m/s2 之間均可 （3分）
（2）CD（4分）
（3）（3分）偏大（1分） 存在紙帶與限位孔之間的阻力等（1分）
13．【
19、答案】（1）7.5m/s2 水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或水平向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng) （2）12.5N
【解析】（1）球和車廂相對(duì)靜止，它們的運(yùn)動(dòng)情況相同，由于對(duì)球的受力情況知道的較多，故應(yīng)以球?yàn)檠芯繉?duì)象。球受兩個(gè)力作用：重力mg和線的拉力FT，由球隨車一起沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故其加速度沿水平方向，合外力沿水平方向。（1分）
做出平行四邊形如下圖所示，由牛頓第二定律F合＝ma（2分）
可求得球的加速度為7.5m/s2（1分）
加速度方向水平向右。（1分）
車廂可能水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，也可能水平向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。（1分）
（2）由圖可得，線對(duì)球的拉力大小為N=12.5N。（2分）
15．【答案】（1）2m/s2（2）3m/s
【解析】（1）對(duì)B，由牛頓第二定律得：（2分）求得：（1分）
（2）設(shè)A經(jīng)過t時(shí)間追上B，對(duì)A，由牛頓第二定律得：（1分） （1分）
（1分） 恰好追上的條件為：（1分）
（1分） 代入數(shù)據(jù)解得：，（1分）
2020高考物理 考前30天之備戰(zhàn)沖刺押題系列Ⅰ 專題2 牛頓定律及其應(yīng)用
