第三章 运动和力的关系 章末素养提升-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，粤教版）

章末素养提升 [科学小报] 冰壶还被称作是掷冰壶、冰上溜石,冰壶是按照队伍为单位,在冰上进行的一种运动,属于投掷性竞赛项目,也是冬奥会当中的一个比赛项目,同时还设置了冰壶世锦赛。比赛当中每队有四个人。冰壶呈现出圆壶的形状,由苏格兰天然花岗岩制作而成。世界上所有的优质冰壶使用的都是一种天然花岗岩,而这种天然花岗岩全部来自苏格兰近海的一个小岛,世界范围内也只有苏格兰人掌握着制作世界相对比较高水平冰壶的技术。 [原创新题1] 在冰壶比赛过程中,运动员可以用冰壶刷在冰壶前进路径上刷冰面,使冰壶与冰面之间的动摩擦因数减小。如图所示,在某场冰壶比赛中,一冰壶(可看作质点)以速度v从A点垂直进入三个矩形区域沿虚线做减速运动,到达B处的速率为0.5v,用冰壶刷以不同的力度刷BC、CD间的冰面,冰壶运动到C处的速率为 0.2v,且刚要离开第三个矩形区域边缘的D点时速率恰好为零,已知AB=BC=CD,设冰壶在AB、BC、CD间冰面的动摩擦因数分别为μ1、μ2、μ3,冰壶在AB、BC、CD间冰面的运动时间分别为t1、t2、t3,则(　C　) A.μ1∶μ2∶μ3=5∶3∶2 B.μ1∶μ2∶μ3=25∶9∶4 C.t1∶t2∶t3=14∶30∶105 D.t1∶t2∶t3=(-)∶(-1)∶1 解析:设AB=BC=CD=L,冰壶在AB、BC、CD间冰面运动时加速度大小分别为a1、a2、a3。根据s=t=t得,在AB段有L=t1,在BC段有L=t2,在CD段有L=t3,可得t1∶t2∶t3=14∶30∶105,故C正确,D错误。根据速度—位移公式v2-=2as得,在AB段有(0.5v)2-v2=-2a1L,在BC段有(0.2v)2-(0.5v)2=-2a2L,在CD段有02-(0.2v)2=-2a3L,可得各段加速度大小之比为a1∶a2∶a3=75∶21∶4。根据牛顿第二定律得在AB段有μ1mg=ma1,在BC段有μ2mg=ma2,在CD段有μ3mg=ma3,可得μ1∶μ2∶μ3=75∶21∶4,故A、B错误。 [原创新题2] 冰壶比赛是冬奥会比赛项目之一,如图为比赛场地示意图,比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处将冰壶以一定的初速度推出,按比赛规则,投掷冰壶运动员的队友可以用毛刷在冰壶滑行的前方来回摩擦冰面,以调节冰壶的运动。已知冰壶和冰面间的动摩擦因数为0.02,冰面被摩擦后,动摩擦因数减小为原来的90%,投掷线AB与O之间的距离为30 m,重力加速度g取10 m/s2。 (1)运动员以多大的速度沿图中虚线将冰壶推出,队友不用摩擦冰面,冰壶能恰好停在O点? (2)若运动员以3.4 m/s的速度将冰壶推出,队友应该在冰壶滑出多长的距离后,开始一直连续摩擦前方冰面,才能使冰壶停在O点? 解析:(1)设队友不摩擦冰面,冰壶滑行的加速度大小为a1=μg,由运动学公式得=2a1s0, 解得v0=2 m/s。 (2)由运动学公式可得-=2a1s1, 设队友摩擦冰面后冰壶滑行的加速度为a2,则 a2=0.9a1, =2a2s2, s1+s2=s, 联立解得s1=19 m。 答案:(1)2 m/s　(2)19 m “滑块—滑板”模型 1.(2021·全国乙卷,21)(多选)水平地面上有一质量为m1的长木板,木板的左端上有一质量为m2的物块,如图a所示。用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图b所示,其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图c所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1,物块与木板间的动摩擦因数为μ2。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。则(　BCD　) A.F1=μ1m1g B.F2=(μ2-μ1)g C.μ2>μ1 D.在0～t2时间段物块与木板加速度相等 考题题型归类:基本规律的应用——牛顿第二定律、整体法与隔离法的选用、图像的应用。 考查的难点:通过a-t图像确定滑动的拉力和加速度。 突破点:叠放的滑块和滑板相对滑动的临界条件——滑块和滑板间的静摩擦力达到最大静摩擦力。 解析:分析可知,t1时刻长木板和物块刚要一起滑动,此时有F1=μ1(m1+m2)g,A错误;t1～t2时间内,长木板向右加速滑动,一定有μ2m2g-μ1(m1+m2)g>0,故μ2>μ1,C正确;0～t1时间内长木板和物块均静止,t1～t2时间内长木板和物块一起加速,一起加速的最大加速度满足μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1am,F2-μ1(m1+m2)g=(m1+m2)am,解得F2=(μ2-μ1)g,B、D正确。 瞬时性问题和动力学的两类基本问题 2.(2022·全国甲卷,19)(多选)如图,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面