专题2力与直线运动

专题2 力与直线运动 专题2 力与直线运动 考题 考点 情景展示 2022·全国甲卷·T15 运动学基本公式应用 2022·江苏卷·T1 牛顿第二定律的基本应用 2022·上海卷·T11 2022·辽宁卷·T7 动力学基本问题（含超失重、瞬时性问题） 2021·北京卷·T13 2021·辽宁卷·T13 动力学中的传送带问题 2021·全国乙卷·T21 动力学中的板块问题 ☆生活情景1 游乐场是很多大人小孩都比较熟悉的场景，游乐场中有很多项目都与我们所学的知识有关，我们借用此情景来复习牛顿运动的基本问题。 1．在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面76m高处，然后由静止释放，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动到距地面28m时开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．在座椅整个下降过程中，人都处于失重状态 B．在座椅减速下降过程中，人处于超重状态 C．座椅距离地面50m高度时，座椅对游客的作用力是游客重力的2倍 D．座椅距离地面15m高度时，座椅对游客的作用力是游客重力的3倍 ☆☆考点解读 物体的超重、失重状态取决于加速度的方向，与速度方向无关．加速度a向上（或有向上的分量），就是超重，加速度a向下（或有向下的分量），就是失重． 2．如图所示，在游乐场里有一种滑沙运动。某学生坐在滑板上一起从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若人和滑板的总质量，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为，斜坡的倾角（，），斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计且人和滑板未发生相对运动，取重力加速度。 （1）求人和滑板在水平面上滑行时的摩擦力为多大？ （2）人和滑板一起在斜坡上下滑的加速度为多大？ （3）若由于场地的限制，水平滑道BC的最大长度，则斜坡上A、B两点间的距离应不超过多少？ ☆☆解题思路 动力学的两类基本问题的处理思路 3．某电视台娱乐节目在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动．比赛规则是：如图甲所示向滑动行驶的小车上搬放砖块，且每次只能将一块砖无初速度(相对地面)地放到车上，车停止时立即停止搬放，以车上砖块多少决定胜负．已知每块砖的质量m＝0.8 kg，小车的上表面光滑且足够长，比赛过程中车始终受到恒定牵引力F＝20 N的作用，未放砖块时车以v0＝3 m/s的速度匀速前进．获得冠军的家庭上场比赛时每隔T＝0.8 s搬放一块砖，从放上第一块砖开始计时，图中仅画出了0～0.8 s内车运动的v－t图象，如图乙所示，g取10 m/s2.求： (1)小车的质量及车与地面间的动摩擦因数； (2)车停止时，车上放有多少块砖． ☆☆解题关键 （1）临界条件：要使滑块不从木板的末端掉下来的临界条件是滑块到达木板末端时的速度与木板的速度恰好相同． （2）问题实质：“板—块”模型和“传送带”模型一样，本质上都是相对运动问题，要分别求出各物体对地的位移，再求相对位移． 3.分析“板—块”模型的四点注意 （1）从速度、位移、时间等角度，寻找滑块与滑板之间的联系。 （2）滑块与滑板共速是摩擦力发生突变的临界条件。 （3）滑块与滑板存在相对滑动的条件 ①运动学条件：若两物体速度不等，则会发生相对滑动。 ②力学条件：一般情况下，假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出一起运动的加速度，再用隔离法算出滑块“所需要”的摩擦力Ff，比较Ff与最大静摩擦力Ffm的关系，若Ff>Ffm，则发生相对滑动。 （4）滑块不从滑板上掉下来的临界条件是滑块到达滑板末端时，两者共速。 ☆生活情景2 地铁已成为大城市的主要绿色交通工具之一，为保障市民安全出行，有关部门规定：对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查。我们用此情景来复习力与直线运动问题。 4．下图是行李安检机示意图。行李箱由静止放上匀速运行的传送带，后沿着斜面滑到地面上，不计行李箱在转折处的机械能损失和斜面的摩擦力。关于行李箱在传送带和斜面的速度或加速度随时间变化的图像，下列可能正确的是（　　） A． B． C． D． ☆☆解题思路 建立物体运动的情景，画出物体运动示意图，并在图上标明相关位置和所涉及的物理量，明确哪些量已知，哪些量未知，然后根据运动学公式的特点恰当选择公式求解． 5．2020年12月26日，太原地铁2号线开通运营，高效、规范的安检程序保障了地铁的稳定运行。图（a）是安检传送带运行图，为研究问题方便，我们把它简化为图（b）所示，水平传送带两端的距离为L=2.376m，以v=0.24m/s的速度匀速