内容正文:
重难02 力与直线运动
(
内容导航
速度提升
技巧掌握
手感养成
重难考向聚焦
锁定目标 精准打击:
快速指明将要攻克的核心靶点,明确主攻方向
重难技巧突破
授予利器 瓦解难点:
总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧
重难保分练
稳扎稳打 必拿分数
:
聚焦可稳拿分数题目,确保重难点基础分值
重难抢分练
突破瓶颈 争夺高分:
聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:
挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
)
一、 匀变速直线运动规律及其应用
重难点1.初速速为零的匀加速直线运动规律
1.在1s末、2s末、3s末、4s末……n s末的速度比为1:2:3……:n
2.在1s内、2s内、3s内、4s内……n s内的位移比为12:22:32……:n2
3.在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内……第n s内的位移比为1:3:5……:(2n-1)
4.从静止开始通过连续相等位移的时间比为
5.从静止开始通过连续相等位移末速度比为
重难点2.追及相遇问题
1.基本物理模型:以甲车追乙车为例.
1)无论v甲增大、减小或不变,只要v甲<v乙,甲、乙的距离不断增大.
2)若v甲=v乙,甲、乙的距离保持不变,此时甲、乙之间的距离具有最大值或最小值.
3)无论v甲增大、减小或不变,只要v甲>v乙,甲、乙的距离不断减小.
2.基本思路:分析两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置
3.解题关键:画出运动过程草图,列出两物体的位移关系(隐含时间等量关系)。
4.临界问题关键:速度相等.它往往是物体间能否追上或两者距离最大、最小的临界条件,也是分析、判断问题的切入点
5.常用方法:
1)物理方法:通过画出两物体运动过程草图,利用“时间等量关系”与“位移+距离等量关系”分析。
初始距离为x0,若两物体速度相等时,x甲≥x乙+x0,则能追上,临界条件为等于,表示恰好追上。若x甲<x乙+x0,则追不上,
2)数学方法:根据“时间等量关系”设时间t,由位移关系x甲=x乙+x0,,由运动学公式列出位移与时间t的二次函数关系,利用二次函数的求根公式判别是否能追上。
Ⅰ、若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次(追上后被反超);
Ⅱ、若Δ=0,一个解,说明刚好追上或相遇;
Ⅲ、若Δ<0,无解,说明追不上或不能相遇.
当t=-时,函数有极值,代表两者距离的最大或最小值.
3)图像法:在同一坐标系中画出两物体的运动图像.位移-时间图像的交点表示相遇,分析速度-时间图像时,应抓住速度相等时的“面积”关系找位移关系
6.常见追及情景
1)速度小者追速度大者:当二者速度相等时,二者距离最大.
2)速度大者追速度小者(避免碰撞类问题):二者速度相等是判断是否追上的临界条件,若此时追不上,二者之间的距离有最小值.
重难点3. 求解运动学问题的基本思路
画过程分析图判断运动性质选取正方向选用公式列方程解方程并讨论
如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,速度往往是各个阶段联系的纽带,即前过程的末速度是后过程的初速度.
画各个阶段分析图明确各阶段运动性质找出已知量、待解量、中间量
各阶段选公式列方程找出各阶段关联量列方程
重难点4.解决匀变速直线运动的六种思想方法
1.基本公式法:描述匀变速直线运动的基本物理量涉及v0、v、a、x、t五个量,知道其中任何三个物理量就可以根据三个基本公式()求出其他物理量。
2.平均速度法:适合解决不需要知道加速度的匀变速运动类问题
3.比例法:对于初速速为零的匀加速直线运动,可利用其规律比例解题
4.逆向思维法:对于末速度为零的匀减速运动,可以反向看成初速度为零的匀加速直线运动,并结合比例法求解
5.推论法:利用匀变速直线运动的推论或,解决已知相同时间内相邻位移的或相同时间内跨段位移的问题(如纸带类问题求加速度)
6.图像法:利用v-t图像解决问题
二、运动学图像和动力学图像
重难点1.运动学图像
1.位移图像(x-t图像)
1)图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;
2)图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;
3)图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边.
2.速度图像(v-t图像)
1)在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;
2)在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.
3)在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率.
4)图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向.
5)图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.
重难点2.动力学图像
1.常见图像
1)a-t图像:注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体的受力情况应用牛顿第二定律列方程求解.由Δv=aΔt可知图像中图线与横轴所围面积表示速度变化量.
2)F-t图像:结合物体受到的力,由牛顿第二定律求出加速度,分析每一段的运动情况.
3)F-a图像:首先要根据具体的物理情景,对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式,根据函数关系式结合图像,明确图像的斜率、截距或面积的意义,从而由图像给出的信息求出未知量.
重难点3.非常规图像题的解法
1.基本思路:对于非常规图像(非x-t、v-t图),基本思路是结合图像横纵坐标,由运动学公式,推导出横纵坐标之间的函数关系表达式,进而结合函数表达式分析斜率、截距及面积的含义.
2.典型问题
1)a-x图像:由v2-v02=2ax可得ax=,可知图像中图线与横轴所围面积表示速度平方变化量的一半.
2)-t图像:由x=v0t+at2可得=v0+at,截距b为初速度v0,图像的斜率k为a.
3)-图像:由x=v0t+at2可得=v0·+a,纵截距表示加速度一半,斜率表示初速度v0.
4)v2-x图像:由v2-v02=2ax可知v2=v02+2ax,截距b为v02,图像斜率k为2a.
5)-x图像:由t=可知图像中图线与横轴所围面积表示运动时间t.
重难点4.图像问题的解题思路
一看
坐标轴
①确认纵、横坐标轴对应的物理量及其单位
②注意纵、横坐标是否从零刻度开始
二看
截距、
斜率、面积
图线在坐标轴上的截距表示运动的初始情况
斜率通常能够体现某个物理量(如v-t图像的斜率反映了加速度)的大小、方向及变化情况
最常见的是v-t图像中面积表示位移大小,要注意时间轴下方的面积表示位移为负,说明这段位移方向与正方向相反
三看
交点、
转折点、
渐近线
交点往往是解决问题的切入点,注意交点表示物理量相等,不一定代表物体相遇
转折点表示物理量发生突变,满足不同的函数关系式,如v-t图像中速度由增变减,表明加速度突然反向
利用渐近线可以求出该物理量的极值或确定它的变化趋势
三、牛顿运动定律及其应用
重难点1.两类基本动力学问题的求解步骤
1.确定研究对象:根据问题需要和解题方便,选择某个物体或某几个物体组成的系统整体为研究对象.
2.分析受力情况和运动情况:画好示意图、情景示意图,明确物体的运动性质和运动过程;
3.选取正方向或建立坐标系:通常以初速度方向为正方向,若无初速度则以加速度的方向为某一坐标轴的正方向.
4.确定题目类型:
1)已知运动求力类问题→确定加速度:寻找题目中3个运动量(),根据运动学公式()求解
2)已知力求运动类问题→确定合力:若以物体只受到两个力作用,通常用合成法;若受到3个及3个以上的力,一般用正交分解法.求解
5.列方程求解剩下物理量:根据牛顿第二定律或者列方程求解,必要时对结果进行讨论
四、动力学中的热点问题与模型
重难点1.瞬时类问题
1.解题依据:当物体所受合外力发生变化时,加速度也随着发生变化,而物体运动的速度不能发生突变.
2.两种基本模型的特点
1)刚性绳(或接触面)模型:这种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,形变恢复几乎不需要时间,故认为弹力可以立即改变或消失.
2)弹簧(或橡皮绳)模型:此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,在弹簧(或橡皮绳)的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变,往往可以看成是瞬间不变的.
3.基本方法
1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,明确各力大小.
2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力、发生在被撤去物体接触面上的弹力都立即消失).
3)求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律,求出瞬时加速度.
重难点2.等时圆模型
1.质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到圆环的最低点所用时间相等,如图甲所示;
2.质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等,如图乙所示 ;
3.两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点,质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等,如图丙所示.
重难点3.板块问题
1.模型概述:一个物体在另一个物体上,两者之间有相对运动.问题涉及两个物体、多个过程,两物体的运动速度、位移间有一定的关系.
2.解题关键点
1)统一参考系:所有物理量和计算以地面作为参考系。
2)临界点:当滑块与木板速度相同时,“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动),因此速度相同是摩擦力突变的一个临界条件.
3.解题方法
1)明确各物体对地的运动和物体间的相对运动情况,确定物体间的摩擦力方向,.
2)分别隔离两物体进行受力分析,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).
3)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,即每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.
4.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,若滑块和木板同向运动,则滑离木板的过程中滑块的位移与木板的位移之差等于木板的长度;若滑块和木板相向运动,滑离木板时滑块的位移和木板的位移大小之和等于木板的长度.
重难点4.传送带问题
1.传送带的基本类型
传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到其他地方,有水平传送带和倾斜传送带两种基本模型.
2.传送带模型分析流程
3.类型
1)水平传送带常见类型及滑块运动情况
类型
滑块运动情况
①可能一直加速
②可能先加速后匀速
①v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速
②v0=v时,一直匀速
③v0<v时,摩擦力为动力,可能一直加速,也可能先加速再匀速
①传送带较短时,摩擦力为阻力,滑块一直减速到达左端
②传送带足够长时,摩擦力先为阻力,滑块先向左减速,减速到零后摩擦力再为动力,物体反向加速运动回到右端。
2)倾斜传送带常见类型及滑块运动情况
类型
滑块运动情况
①可能一直加速
②可能先加速后匀速
①可能一直加速
②可能先加速后匀速
③可能先以a1加速再以a2加速
(建议用时:15分钟)
1.(2025·江苏南通·一模)一辆汽车在水平面上由A经B运动至C时停下,其v-t图像如图所示,已知两段运动的时间相等,则两段的位移之比为( )
A.4∶1 B.3∶1 C.2∶1 D.1∶1
2.(2025·江苏南京·模拟预测)为检测汽车无人驾驶技术的安全性能,某汽车公司进行了汽车无人驾驶的障碍物避让实验。汽车行驶途中,当前方传感器检测到障碍物时,系统马上采取措施制动避让。下图是该实验过程中的汽车运动图像,刹车时阻力恒定,汽车恰好在障碍物前停下。下列说法错误的是( )
A.该汽车在路面上行驶的安全速度为
B.该汽车减速的加速度为
C.该汽车传感器的感应距离为
D.汽车运动图像中
3.(2025·江苏·二模)某物体沿直线运动,其速度v与时间t的关系如图所示,其中表示物体加速的时间段是( )
A.0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4
4.(2025·江苏·二模)在一辆向右匀加速直线运动的车厢里,将光滑的小球从高h处相对车厢静止释放,小球与车厢水平地板发生弹性碰撞,部分相邻落点a、b、c如图所示,已知小方格边长为d,重力加速度为g,不计空气阻力。则 ( )
A.可以求出车厢的加速度
B.可以求出小球释放时车厢的速度
C.可以求出车厢在落点a、c对应时间内的位移
D.可以判断c是小球与地板第一次碰撞的落点
5.(2024·江苏苏州·模拟预测)高铁站台上,5位旅客在各自车厢候车线处候车,若动车每节车厢长均为l,动车进站时做匀减速直线运动.站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为t,动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口(2号车厢最前端),如图所示,则( )
A.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动,经历的时间为
B.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动,平均速度
C.1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度
D.动车的加速度大小
6.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图甲所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后该力突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,g=10 m/s2。下列选项中正确的是( )
A.2~3 s内物块做匀减速运动
B.在t=1 s时刻,恒力F反向
C.物块与水平面间的动摩擦因数为0.5
D.恒力F大小为10 N
7.(2023·江苏盐城·模拟预测)CS/LR4是我国自主研制的第一种高精度狙击步枪。某次性能测试中,弹头以初速度垂直射入一排竖直固定的钢板且未穿出,如图所示。若弹头所受阻力与其速度成正比,则弹头的速度和动能随时间、位移变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8.(2025·江苏徐州·二模)如图所示,将一小物块(可视为质点)放置在足够长的固定光滑斜面上,用沿着斜面向上的拉力作用在物块上,拉力的功率P恒定,使物块由静止开始斜向上运动,已知运动过程中物块的动量最大为p,重力加速度为,根据已知条件,则( )
A.可求出物块的质量
B.可求出拉力的最小值
C.可求出斜面倾角的正弦值
D.若撤去拉力,不可求出物块的加速度
(建议用时:30分钟)
9.(2025·江苏南通·二模)如图所示,木杆AB和CD平行斜靠在竖直墙壁上,两杆构成了滑轨。将一摞瓦轻放在滑轨上,瓦将沿滑轨滑到低处。为防止瓦滑到底端时速度过大,可采取的措施是( )
A.增加瓦放在滑轨上的高度 B.增加每次运送瓦的片数
C.增大两杆与水平面的夹角 D.增大两杆之间的距离
10.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,劲度系数为的轻质弹簧一端连接在固定挡板上,另一端连接一质量为的物体,一轻细绳通过定滑轮,一端系在物体上,另一端与质量也为的小球相连,细绳与斜面平行,斜面足够长,用手托住球使绳子刚好没有拉力,然后由静止释放,不计一切摩擦,取.则( )
A.A、B组成的系统在运动过程中机械能守恒
B.弹簧恢复原长时细绳上的拉力为
C.A沿斜面向上运动的最远距离为
D.如果把斜面倾角改为,上滑到最高点时间不变
11.(2024·江苏泰州·一模)如图所示,半球形容器内有三块不同长度的滑板、、,其下端都固定于容器底部点,上端搁在容器侧壁上,已知三块滑板的长度。若三个滑块同时从A、B、C处开始由静止下滑(忽略阻力),则( )
A.A处滑块最先到达点 B.B处滑块最先到达点
C.C处滑块最先到达点 D.三个滑块同时到达点
12.(2024·江苏扬州·二模)如图所示,斜面体固定在水平面上,斜面体的两侧面与水平面平滑连接,两小木块同时从斜面体的顶端由静止下滑,最终停在水平面上。已知木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同,下列描述木块水平分速度大小随时间变化关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
13.(2025·江苏宿迁·模拟预测)一根一端粗、一端细的木材,当用水平恒力拉较粗的一端在光滑的水平面上运动时,其中点所在截面受到的总弹力大小为T1;若换成用同样大小的水平恒力推木材较粗的一端运动时,木材中点所在截面受到的总弹力大小为T2。则下列说法正确的是( )
A.T2>T1
B.T2<T1
C.T2=T1
D.T1、T2的大小关系与质量的分布有关
14.(2024·江苏淮安·一模)A、B两物体上下叠放在一起沿竖直方向运动,其速度随时间均匀变化,则( )
A.A、B间相互作用力不可能为零
B.A、B间相互作用力一定为零
C.A、B间相互作用力不可能在水平方向
D.A、B间相互作用力一定在水平方向
(建议用时:40分钟)
15.(2024·江苏泰州·一模)有一长为L,质量为2m且质量分布均匀的软绳,放在足够高的斜面上,斜面顶端是一个很小的滑轮,斜面倾角为30°,软绳一端通过一根轻质细线系着一质量为2m的物块。初始时,用手托住物块底部,使细线恰好拉直。然后由静止释放物块,忽略空气阻力,不计软绳与滑轮之间的摩擦,重力加速度为g,软绳与斜面间动摩擦因数为,则在物块下落的过程中,下列说法正确的是( )
A.释放瞬间,物块的加速度为 B.释放瞬间,细线的拉力为
C.当软绳全部滑出时摩擦力做功为 D.当软绳全部滑出时物块的速度为
16.(2025·江苏·二模)如图所示,一水平传送带与一倾斜固定的传送带在B点相接,倾斜传送带与水平面的倾角为θ。传送带均以速率v沿顺时针方向匀速运行。从倾斜传送带上的A点由静止释放一滑块(视为质点),滑块与传送带间的动摩擦因数均为μ,且。不计滑块在传送带连接处的能量损失,传送带足够长。下列说法正确的是( )
A.滑块在倾斜传送带上运动时加速度总相同
B.滑块一定可以回到A点
C.滑块最终停留在B点
D.若增大水平传送带的速率,滑块可以运动到A点上方
17.(2024·江苏·一模)如图所示,一足够长的倾斜传送带以恒定的速率逆时针转动,某时刻在传送带上适当的位置放上具有一定初速度的小物块,如图所示。取沿传送带向下的方向为正方向,则下列图中不可能描述小物块在传送带上运动的是( )
A. B.
C. D.
18.(2023·江苏南通·模拟预测)如图所示,足够长的倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动,一滑块从斜面顶端由静止释放后一直做加速运动。则( )
A.滑块受到的摩擦力方向保持不变
B.滑块的加速度保持不变
C.若减小传送带的倾角,滑块可能先做加速运动后做匀速运动
D.若传送带改为顺时针转动,滑块可能先做加速运动后做匀速运动
19.(2024·江苏南通·模拟预测)如图所示,水平面上一滑块压在一张纸上,将纸匀速抽出,滑块向前移动一段距离后停止。若换一质量更大的滑块,压在纸上的同一位置,将纸以相同的速度抽出,已知两滑块与纸、水平面之间的动摩擦因数相同,则( )
A.纸抽出的时间变长 B.纸抽出的时间变短
C.抽纸过程拉力做功变多 D.抽纸过程拉力做功不变
20.(2024·江苏·模拟预测)如图甲所示,光滑水平面上有一质量的木板A,板左端有一质量的物块B(视为质点),A与B间的动摩擦因数为0.2,初始时均处于静止状态,仅给物块B施加水平向右的力,随时间变化的图像如图乙所示,末撤去,物块B始终未从木板A上滑下。取,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,则( )
A.时物块B的加速度大小为
B.时物块B的速度大小为
C.后木板A与物块B因摩擦产生的热量为
D.木板A的长度可能为
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)
一、 匀变速直线运动规律及其应用
重难点1.初速速为零的匀加速直线运动规律
1.在1s末、2s末、3s末、4s末……n s末的速度比为1:2:3……:n
2.在1s内、2s内、3s内、4s内……n s内的位移比为12:22:32……:n2
3.在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内……第n s内的位移比为1:3:5……:(2n-1)
4.从静止开始通过连续相等位移的时间比为
5.从静止开始通过连续相等位移末速度比为
重难点2.追及相遇问题
1.基本物理模型:以甲车追乙车为例.
1)无论v甲增大、减小或不变,只要v甲<v乙,甲、乙的距离不断增大.
2)若v甲=v乙,甲、乙的距离保持不变,此时甲、乙之间的距离具有最大值或最小值.
3)无论v甲增大、减小或不变,只要v甲>v乙,甲、乙的距离不断减小.
2.基本思路:分析两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置
3.解题关键:画出运动过程草图,列出两物体的位移关系(隐含时间等量关系)。
4.临界问题关键:速度相等.它往往是物体间能否追上或两者距离最大、最小的临界条件,也是分析、判断问题的切入点
5.常用方法:
1)物理方法:通过画出两物体运动过程草图,利用“时间等量关系”与“位移+距离等量关系”分析。
初始距离为x0,若两物体速度相等时,x甲≥x乙+x0,则能追上,临界条件为等于,表示恰好追上。若x甲<x乙+x0,则追不上,
2)数学方法:根据“时间等量关系”设时间t,由位移关系x甲=x乙+x0,,由运动学公式列出位移与时间t的二次函数关系,利用二次函数的求根公式判别是否能追上。
Ⅰ、若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次(追上后被反超);
Ⅱ、若Δ=0,一个解,说明刚好追上或相遇;
Ⅲ、若Δ<0,无解,说明追不上或不能相遇.
当t=-时,函数有极值,代表两者距离的最大或最小值.
3)图像法:在同一坐标系中画出两物体的运动图像.位移-时间图像的交点表示相遇,分析速度-时间图像时,应抓住速度相等时的“面积”关系找位移关系
6.常见追及情景
1)速度小者追速度大者:当二者速度相等时,二者距离最大.
2)速度大者追速度小者(避免碰撞类问题):二者速度相等是判断是否追上的临界条件,若此时追不上,二者之间的距离有最小值.
重难点3. 求解运动学问题的基本思路
画过程分析图判断运动性质选取正方向选用公式列方程解方程并讨论
如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,速度往往是各个阶段联系的纽带,即前过程的末速度是后过程的初速度.
画各个阶段分析图明确各阶段运动性质找出已知量、待解量、中间量
各阶段选公式列方程找出各阶段关联量列方程
重难点4.解决匀变速直线运动的六种思想方法
1.基本公式法:描述匀变速直线运动的基本物理量涉及v0、v、a、x、t五个量,知道其中任何三个物理量就可以根据三个基本公式()求出其他物理量。
2.平均速度法:适合解决不需要知道加速度的匀变速运动类问题
3.比例法:对于初速速为零的匀加速直线运动,可利用其规律比例解题
4.逆向思维法:对于末速度为零的匀减速运动,可以反向看成初速度为零的匀加速直线运动,并结合比例法求解
5.推论法:利用匀变速直线运动的推论或,解决已知相同时间内相邻位移的或相同时间内跨段位移的问题(如纸带类问题求加速度)
6.图像法:利用v-t图像解决问题
二、运动学图像和动力学图像
重难点1.运动学图像
1.位移图像(x-t图像)
1)图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;
2)图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;
3)图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边.
2.速度图像(v-t图像)
1)在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;
2)在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.
3)在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率.
4)图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向.
5)图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.
重难点2.动力学图像
1.常见图像
1)a-t图像:注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体的受力情况应用牛顿第二定律列方程求解.由Δv=aΔt可知图像中图线与横轴所围面积表示速度变化量.
2)F-t图像:结合物体受到的力,由牛顿第二定律求出加速度,分析每一段的运动情况.
3)F-a图像:首先要根据具体的物理情景,对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式,根据函数关系式结合图像,明确图像的斜率、截距或面积的意义,从而由图像给出的信息求出未知量.
重难点3.非常规图像题的解法
1.基本思路:对于非常规图像(非x-t、v-t图),基本思路是结合图像横纵坐标,由运动学公式,推导出横纵坐标之间的函数关系表达式,进而结合函数表达式分析斜率、截距及面积的含义.
2.典型问题
1)a-x图像:由v2-v02=2ax可得ax=,可知图像中图线与横轴所围面积表示速度平方变化量的一半.
2)-t图像:由x=v0t+at2可得=v0+at,截距b为初速度v0,图像的斜率k为a.
3)-图像:由x=v0t+at2可得=v0·+a,纵截距表示加速度一半,斜率表示初速度v0.
4)v2-x图像:由v2-v02=2ax可知v2=v02+2ax,截距b为v02,图像斜率k为2a.
5)-x图像:由t=可知图像中图线与横轴所围面积表示运动时间t.
重难点4.图像问题的解题思路
一看
坐标轴
①确认纵、横坐标轴对应的物理量及其单位
②注意纵、横坐标是否从零刻度开始
二看
截距、
斜率、面积
图线在坐标轴上的截距表示运动的初始情况
斜率通常能够体现某个物理量(如v-t图像的斜率反映了加速度)的大小、方向及变化情况
最常见的是v-t图像中面积表示位移大小,要注意时间轴下方的面积表示位移为负,说明这段位移方向与正方向相反
三看
交点、
转折点、
渐近线
交点往往是解决问题的切入点,注意交点表示物理量相等,不一定代表物体相遇
转折点表示物理量发生突变,满足不同的函数关系式,如v-t图像中速度由增变减,表明加速度突然反向
利用渐近线可以求出该物理量的极值或确定它的变化趋势
三、牛顿运动定律及其应用
重难点1.两类基本动力学问题的求解步骤
1.确定研究对象:根据问题需要和解题方便,选择某个物体或某几个物体组成的系统整体为研究对象.
2.分析受力情况和运动情况:画好示意图、情景示意图,明确物体的运动性质和运动过程;
3.选取正方向或建立坐标系:通常以初速度方向为正方向,若无初速度则以加速度的方向为某一坐标轴的正方向.
4.确定题目类型:
1)已知运动求力类问题→确定加速度:寻找题目中3个运动量(),根据运动学公式()求解
2)已知力求运动类问题→确定合力:若以物体只受到两个力作用,通常用合成法;若受到3个及3个以上的力,一般用正交分解法.求解
5.列方程求解剩下物理量:根据牛顿第二定律或者列方程求解,必要时对结果进行讨论
四、动力学中的热点问题与模型
重难点1.瞬时类问题
1.解题依据:当物体所受合外力发生变化时,加速度也随着发生变化,而物体运动的速度不能发生突变.
2.两种基本模型的特点
1)刚性绳(或接触面)模型:这种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,形变恢复几乎不需要时间,故认为弹力可以立即改变或消失.
2)弹簧(或橡皮绳)模型:此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,在弹簧(或橡皮绳)的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变,往往可以看成是瞬间不变的.
3.基本方法
1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,明确各力大小.
2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力、发生在被撤去物体接触面上的弹力都立即消失).
3)求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律,求出瞬时加速度.
重难点2.等时圆模型
1.质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到圆环的最低点所用时间相等,如图甲所示;
2.质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等,如图乙所示 ;
3.两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点,质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等,如图丙所示.
重难点3.板块问题
1.模型概述:一个物体在另一个物体上,两者之间有相对运动.问题涉及两个物体、多个过程,两物体的运动速度、位移间有一定的关系.
2.解题关键点
1)统一参考系:所有物理量和计算以地面作为参考系。
2)临界点:当滑块与木板速度相同时,“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动),因此速度相同是摩擦力突变的一个临界条件.
3.解题方法
1)明确各物体对地的运动和物体间的相对运动情况,确定物体间的摩擦力方向,.
2)分别隔离两物体进行受力分析,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).
3)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,即每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.
4.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,若滑块和木板同向运动,则滑离木板的过程中滑块的位移与木板的位移之差等于木板的长度;若滑块和木板相向运动,滑离木板时滑块的位移和木板的位移大小之和等于木板的长度.
重难点4.传送带问题
1.传送带的基本类型
传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到其他地方,有水平传送带和倾斜传送带两种基本模型.
2.传送带模型分析流程
3.类型
1)水平传送带常见类型及滑块运动情况
类型
滑块运动情况
①可能一直加速
②可能先加速后匀速
①v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速
②v0=v时,一直匀速
③v0<v时,摩擦力为动力,可能一直加速,也可能先加速再匀速
①传送带较短时,摩擦力为阻力,滑块一直减速到达左端
②传送带足够长时,摩擦力先为阻力,滑块先向左减速,减速到零后摩擦力再为动力,物体反向加速运动回到右端。
2)倾斜传送带常见类型及滑块运动情况
类型
滑块运动情况
①可能一直加速
②可能先加速后匀速
①可能一直加速
②可能先加速后匀速
③可能先以a1加速再以a2加速
(建议用时:15分钟)
1.(2025·江苏南通·一模)一辆汽车在水平面上由A经B运动至C时停下,其v-t图像如图所示,已知两段运动的时间相等,则两段的位移之比为( )
A.4∶1 B.3∶1 C.2∶1 D.1∶1
【答案】B
【详解】v-t图像的面积表示位移,可知。
故选B。
2.(2025·江苏南京·模拟预测)为检测汽车无人驾驶技术的安全性能,某汽车公司进行了汽车无人驾驶的障碍物避让实验。汽车行驶途中,当前方传感器检测到障碍物时,系统马上采取措施制动避让。下图是该实验过程中的汽车运动图像,刹车时阻力恒定,汽车恰好在障碍物前停下。下列说法错误的是( )
A.该汽车在路面上行驶的安全速度为
B.该汽车减速的加速度为
C.该汽车传感器的感应距离为
D.汽车运动图像中
【答案】D
【详解】A.根据x−t图像,0~t0汽车做匀速直线运动,速度大小为,汽车刚好在障碍物前停下,即最大安全速度为,故A正确,不符合题意;
B.减速位移为x1−x0,匀减速至速度为0,根据运动学公式
解得,故B正确,不符合题意;
CD.由图可知,在t0时刻,传感器感应到障碍物,刹车时阻力恒定,汽车做匀减速直线运动,减速到0。因此,传感器感应距离即为刹车距离,有,
联立解得,,故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
3.(2025·江苏·二模)某物体沿直线运动,其速度v与时间t的关系如图所示,其中表示物体加速的时间段是( )
A.0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4
【答案】C
【详解】A.0~t1时间内物体向正方向做匀速运动,A不符合题意;
B.t1~t2时间内物体向正方向做匀减速运动,B不符合题意;
C.t2~t3时间内物体向负方向做匀加速运动,C符合题意;
D.t3~t4时间内物体向负方向做匀减速运动,D不符合题意。
故选C。
4.(2025·江苏·二模)在一辆向右匀加速直线运动的车厢里,将光滑的小球从高h处相对车厢静止释放,小球与车厢水平地板发生弹性碰撞,部分相邻落点a、b、c如图所示,已知小方格边长为d,重力加速度为g,不计空气阻力。则 ( )
A.可以求出车厢的加速度
B.可以求出小球释放时车厢的速度
C.可以求出车厢在落点a、c对应时间内的位移
D.可以判断c是小球与地板第一次碰撞的落点
【答案】A
【详解】A.由题意,小球相对车厢静止释放,小球在水平方向上与车具有相同的初速度,小球与车厢水平地板发生弹性碰撞,可知每次小球与车厢相撞前后竖直方向的速度大小不变,则相邻落点a、b、c之间的时间间隔相同,根据,,
联立可求出车厢的加速度
故A正确;
B.要想求出小球释放时车厢(及小球本身)相对于地面的初速度 ,需要知道小球相对于地面的水平运动情况;而题中仅给出了车厢内相邻落点的示意,并无对地速度的任何参照,故无法求出释放时车厢相对于地面的速度,故B错误;
C.车厢相对于地面的位移,其中 是车厢初速度,题中并不知道的数值,故无法明确计算从碰撞a到碰撞c所经历时间内车厢相对于地面的“绝对”位移,故C错误。
D.仅凭示意图中几个落点的位置并不能断定哪个落点是小球第一次碰撞地板的位置,例如落点c也可能是第二次或第三次碰撞时的位置,故D错误。
故选A。
5.(2024·江苏苏州·模拟预测)高铁站台上,5位旅客在各自车厢候车线处候车,若动车每节车厢长均为l,动车进站时做匀减速直线运动.站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为t,动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口(2号车厢最前端),如图所示,则( )
A.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动,经历的时间为
B.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动,平均速度
C.1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度
D.动车的加速度大小
【答案】C
【详解】A.采用逆向思维可知,动车连续经过相等的位移所用的时间之比为
则动车第1节车厢最前端从经过5号旅客到停下所用的时间为第1节车厢经过他用时的2倍,历时2t,故A错误;
B.动车第1节车厢最前端从经过5号旅客到停下总位移为4l,用时2t,则平均速度为
故B错误;
C.由以上逆向思维可知
则加速度
并且
解得
同时又有
所以
故C正确,D错误。
故选C。
6.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图甲所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后该力突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,g=10 m/s2。下列选项中正确的是( )
A.2~3 s内物块做匀减速运动
B.在t=1 s时刻,恒力F反向
C.物块与水平面间的动摩擦因数为0.5
D.恒力F大小为10 N
【答案】B
【详解】AB.根据速度位移公式
可得匀减速直线运动的加速度大小
匀加速直线运动的加速度大小
由乙图,可知物体做匀减速的初速度为,则速度减为零的时间
则物块1s后做匀加速直线运动,所以2~3 s内物块做匀加速运动,在t=1s时刻恒力F反向,故A错误,B正确;
CD.根据牛顿第二定律,物体做匀减速有
物体做匀加速有
联立解得,,故CD错误。
故选B。
7.(2023·江苏盐城·模拟预测)CS/LR4是我国自主研制的第一种高精度狙击步枪。某次性能测试中,弹头以初速度垂直射入一排竖直固定的钢板且未穿出,如图所示。若弹头所受阻力与其速度成正比,则弹头的速度和动能随时间、位移变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.由于弹头所受阻力与其速度成正比,则可设其阻力为,在弹头运动过程中由牛顿第二定律有
弹头做减速运动,速度逐渐减小,则可知其所受阻力也逐渐减小,加速度逐渐减小,即弹头随时间做加速度逐渐减小的减速运动,而图像斜率的绝对值表示加速度大小,图示斜率的绝对值逐渐增大,表示加速度逐渐增大,故A错误;
B.根据题意可得阻力的功率
而子弹的速度逐渐减小,则阻力的功率逐渐减小,图像斜率的绝对值表示阻力的功率大小,图示斜率逐渐增大,则表示阻力的功率逐渐增大,故B错误;
C.根据
则可得在任意极短时间内有
可得
即
速度与位移成正比,故C正确;
D.在任意极短时间内有
则可得
由此可知图像斜率的绝对值应逐渐减小,而图示斜率的绝对值逐渐增大,故D错误。
故选C。
8.(2025·江苏徐州·二模)如图所示,将一小物块(可视为质点)放置在足够长的固定光滑斜面上,用沿着斜面向上的拉力作用在物块上,拉力的功率P恒定,使物块由静止开始斜向上运动,已知运动过程中物块的动量最大为p,重力加速度为,根据已知条件,则( )
A.可求出物块的质量
B.可求出拉力的最小值
C.可求出斜面倾角的正弦值
D.若撤去拉力,不可求出物块的加速度
【答案】C
【详解】ABC.设物块的质量为,斜面倾角为,拉力的大小为,拉力的功率恒定,则有
物块受到拉力、重力和斜面对它的支持力,由牛顿第二定律可知,物块的加速度大小为
当时,最大,有最小值,此时物块做匀速直线运动,有
结合可得
由题意得
联立解得斜面倾角的正弦值
但无法求出物块的质量、拉力的最小值,故AB错误,C正确;
D.若撤去拉力,物块只受重力和斜面对它的支持力,由牛顿第二定律可知,物块加速度大小,故D错误。
故选C。
(建议用时:30分钟)
9.(2025·江苏南通·二模)如图所示,木杆AB和CD平行斜靠在竖直墙壁上,两杆构成了滑轨。将一摞瓦轻放在滑轨上,瓦将沿滑轨滑到低处。为防止瓦滑到底端时速度过大,可采取的措施是( )
A.增加瓦放在滑轨上的高度 B.增加每次运送瓦的片数
C.增大两杆与水平面的夹角 D.增大两杆之间的距离
【答案】D
【详解】对瓦片受力分析,根据瓦片在沿斜面、垂直于斜面方向的受力分析如图
若瓦的高度为h、瓦的片数为n、两杆间夹角为,则两杆距离越大,越大,在垂直于斜面方向
沿斜面方向
联立解得
为防止瓦的末速度过大,需要减小加速度a,结合加速度表达式即可知瓦的高度为h、瓦的片数n对a无影响;增大两杆与水平面的夹角,加速度a增大;增大两杆之间的距离, 越大,加速度a减小,故ABC错误, D正确。
故选D。
10.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,劲度系数为的轻质弹簧一端连接在固定挡板上,另一端连接一质量为的物体,一轻细绳通过定滑轮,一端系在物体上,另一端与质量也为的小球相连,细绳与斜面平行,斜面足够长,用手托住球使绳子刚好没有拉力,然后由静止释放,不计一切摩擦,取.则( )
A.A、B组成的系统在运动过程中机械能守恒
B.弹簧恢复原长时细绳上的拉力为
C.A沿斜面向上运动的最远距离为
D.如果把斜面倾角改为,上滑到最高点时间不变
【答案】D
【详解】A.因AB系统运动过程中有弹簧的弹力对A做功,则A、B组成的系统在运动过程中机械能不守恒,选项A错误;
B.弹簧恢复原长时,对A,
对B,
解得细绳上的拉力为
选项B错误;
C.开始时弹簧压缩量
当到达平衡位置时
解得
由对称性可知A沿斜面向上运动的最远距离为
选项C错误;
D.因AB系统做简谐振动,则振动周期与斜面倾角无关,即如果把斜面倾角改为,系统的周期不变,则上滑到最高点时间不变,选项D正确。
故选D。
11.(2024·江苏泰州·一模)如图所示,半球形容器内有三块不同长度的滑板、、,其下端都固定于容器底部点,上端搁在容器侧壁上,已知三块滑板的长度。若三个滑块同时从A、B、C处开始由静止下滑(忽略阻力),则( )
A.A处滑块最先到达点 B.B处滑块最先到达点
C.C处滑块最先到达点 D.三个滑块同时到达点
【答案】D
【详解】令半球形容器的半径为R,滑板的倾角为θ,对滑块进行分析,根据牛顿第二定律有
根据位移公式有
解得
可知时间t与滑板的倾角和板的长度均无关,故三个滑块同时到达点。
故选D。
12.(2024·江苏扬州·二模)如图所示,斜面体固定在水平面上,斜面体的两侧面与水平面平滑连接,两小木块同时从斜面体的顶端由静止下滑,最终停在水平面上。已知木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同,下列描述木块水平分速度大小随时间变化关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】到达水平面时,水平方向分速度变化为了合速度,故速度大小会突然变大,根据动能定理
可知两物体到达底端时的速度不等,倾角大的速度大,结合图像,故B正确。
故选B。
13.(2025·江苏宿迁·模拟预测)一根一端粗、一端细的木材,当用水平恒力拉较粗的一端在光滑的水平面上运动时,其中点所在截面受到的总弹力大小为T1;若换成用同样大小的水平恒力推木材较粗的一端运动时,木材中点所在截面受到的总弹力大小为T2。则下列说法正确的是( )
A.T2>T1
B.T2<T1
C.T2=T1
D.T1、T2的大小关系与质量的分布有关
【答案】C
【详解】设木材质量为m,当用水平恒力F拉较粗的一端在光滑的水平面上运动时,把木材看成一个整体,根据牛顿第二定律有
取木材后半段(以中心为界)为研究对象,设后半段质量为,后半段的加速度与整体相同,则中心处的弹力为
若换成用同样大小的水平恒力推木材较粗的一端在光滑的水平面上运动时,把木材看成一个整体,根据牛顿第二定律有
取木材前半段(以中心为界)为研究对象,则前半段质量也为,前半段的加速度与整体相同,则中心处的弹力为
联立可得T2=T1
故选C。
14.(2024·江苏淮安·一模)A、B两物体上下叠放在一起沿竖直方向运动,其速度随时间均匀变化,则( )
A.A、B间相互作用力不可能为零
B.A、B间相互作用力一定为零
C.A、B间相互作用力不可能在水平方向
D.A、B间相互作用力一定在水平方向
【答案】C
【详解】A.当两物体有向下的加速度g时,A、B间相互作用力为零,但若有向上或者向下不等于g的加速度时,作用力不为零,故AB错误;
CD.若A、B间相互作用力在水平方向,则水平方向会加速度,物体不会一直沿竖直方向运动,所以A、B间相互作用力一定不在水平方向,故C正确,D错误。
故选C。
(建议用时:40分钟)
15.(2024·江苏泰州·一模)有一长为L,质量为2m且质量分布均匀的软绳,放在足够高的斜面上,斜面顶端是一个很小的滑轮,斜面倾角为30°,软绳一端通过一根轻质细线系着一质量为2m的物块。初始时,用手托住物块底部,使细线恰好拉直。然后由静止释放物块,忽略空气阻力,不计软绳与滑轮之间的摩擦,重力加速度为g,软绳与斜面间动摩擦因数为,则在物块下落的过程中,下列说法正确的是( )
A.释放瞬间,物块的加速度为 B.释放瞬间,细线的拉力为
C.当软绳全部滑出时摩擦力做功为 D.当软绳全部滑出时物块的速度为
【答案】D
【详解】AB.释放瞬间,对物块受力分析有
对绳子受力分析有
解得
,
故AB错误;
C.软绳滑出过程中所受摩擦力为变力,且与位移成线性关系,整个过程中摩擦力的平均力为
所以整个过程摩擦力做功
故C错误;
D.根据动能定理可知
解得
故D正确。
故选D。
16.(2025·江苏·二模)如图所示,一水平传送带与一倾斜固定的传送带在B点相接,倾斜传送带与水平面的倾角为θ。传送带均以速率v沿顺时针方向匀速运行。从倾斜传送带上的A点由静止释放一滑块(视为质点),滑块与传送带间的动摩擦因数均为μ,且。不计滑块在传送带连接处的能量损失,传送带足够长。下列说法正确的是( )
A.滑块在倾斜传送带上运动时加速度总相同
B.滑块一定可以回到A点
C.滑块最终停留在B点
D.若增大水平传送带的速率,滑块可以运动到A点上方
【答案】A
【详解】A.因,可得
所以滑块由A点释放后沿传送带向下匀加速运动,所受摩擦力沿传送带向上,滑块经过B点后在水平传送带上运动,再次返回到B点时速度小于或等于v,然后沿倾斜传送带向上匀减速,所受摩擦力沿传送带向上,速度减小到零后重复之前的过程,所以滑块在倾斜传送带上运动时,向上运动和向下运动受力情况均相同,加速度也相同,故A正确;
BD.若滑块第一次到达B点时的速度小于或等于v,则滑块第二次到达B点时的速度与第一次到达B点时的速度大小相等,因滑块在倾斜传送带上向上运动和向下运动时的加速度相同,所以滑块上滑的最高点仍为A点;若滑块第一次到达B点时的速度大于v,则滑块第二次到达B点时的速度大小等于v,滑块上滑的最高点将比A点低,所以滑块不一定能回到A点,故BD错误;
C.由以上分析可知,滑块将在B点两侧来回运动,不会停止运动,故C错误。
故选A。
17.(2024·江苏·一模)如图所示,一足够长的倾斜传送带以恒定的速率逆时针转动,某时刻在传送带上适当的位置放上具有一定初速度的小物块,如图所示。取沿传送带向下的方向为正方向,则下列图中不可能描述小物块在传送带上运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.当小物块的初速度沿斜面向下(),且小于传送带的速度时,对小物块受力分析,由牛顿第二定律可得
即
可知小物块将沿传送带向下做匀加速直线运动,若传送带足够长,则会出现小物块达到传送带速度时,满足
可知二者将共速。故AB正确,与题意不符;
CD.同理,可知当小物块的初速度沿斜面向上(),对小物块受力分析,由牛顿第二定律可得
即
可知小物块先沿传送带向上匀减速直线运动,减到零后反向匀加速,若传送带足够长会出现与传送带共速的情况()或者继续匀加速()此时加速度满足
故C正确,与题意不符;D错误,与题意相符。
本题选不正确的故选D。
18.(2023·江苏南通·模拟预测)如图所示,足够长的倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动,一滑块从斜面顶端由静止释放后一直做加速运动。则( )
A.滑块受到的摩擦力方向保持不变
B.滑块的加速度保持不变
C.若减小传送带的倾角,滑块可能先做加速运动后做匀速运动
D.若传送带改为顺时针转动,滑块可能先做加速运动后做匀速运动
【答案】C
【详解】AB.设滑块质量为,传送带倾角为,刚开始时滑块受重力、支持力、沿传送带向下的摩擦力作用,由牛顿第二定律得
滑块向下匀加速运动,当滑块与传送带达到共同速度时,如果
则滑块受到沿传送带向上的摩擦力作用,由牛顿第二定律可得
则滑块继续向下加速运动,加速度大小改变,故AB错误;
C.若减小传送带的倾角,当滑块与传送带达到共同速度时
此后滑块与传送带一起匀速运动,所以滑块可能先做加速运动后做匀速运动,故C正确;
D.若传送带改为顺时针转动,若
滑块不能向下运动;若
则滑块一直向下匀加速运动,故D错误。
故选C。
19.(2024·江苏南通·模拟预测)如图所示,水平面上一滑块压在一张纸上,将纸匀速抽出,滑块向前移动一段距离后停止。若换一质量更大的滑块,压在纸上的同一位置,将纸以相同的速度抽出,已知两滑块与纸、水平面之间的动摩擦因数相同,则( )
A.纸抽出的时间变长 B.纸抽出的时间变短
C.抽纸过程拉力做功变多 D.抽纸过程拉力做功不变
【答案】C
【详解】AB.设滑块的质量为m,则滑块与纸之间的摩擦力大小为,纸抽出过程中,根据牛顿第二定律可知
解得滑块的加速度大小为
纸抽出过程中,物块相对纸的位移
两次将纸以相同的速度抽出,滑块压在纸上的同一位置,即x、相同,加速度相同,所以两次的纸抽出的时间相同,AB错误;
CD.纸抽出时,滑块的速度
加速度a与时间t相同,所以滑块的速度相同,而第二次滑块与纸之间的摩擦力增大,两者的相对位移不变,所以因摩擦产生的热量增大,根据能量守恒可得抽纸过程拉力做功变多,故C正确,D错误。
故选C。
20.(2024·江苏·模拟预测)如图甲所示,光滑水平面上有一质量的木板A,板左端有一质量的物块B(视为质点),A与B间的动摩擦因数为0.2,初始时均处于静止状态,仅给物块B施加水平向右的力,随时间变化的图像如图乙所示,末撤去,物块B始终未从木板A上滑下。取,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,则( )
A.时物块B的加速度大小为
B.时物块B的速度大小为
C.后木板A与物块B因摩擦产生的热量为
D.木板A的长度可能为
【答案】C
【详解】A.设拉力为,A、B刚好发生相对运动,以A、B为整体,根据牛顿第二定律可得
以A为对象,根据牛顿第二定律可得
联立解得
,
又图乙可知,A、B一开始就发生相对运动,时B的加速度大小为
故A错误;
B.在内对B根据动量定理可得
其中
解得时物块B的速度大小为
故B错误;
C.时木板A的速度大小为
末撤去,之后A、B组成的系统满足动量守恒,则有
解得最终两者的共同速度为
根据能量守恒可知,后木板A与物块B因摩擦产生的热量为
故C正确;
D.设后木板A与物块B发生的相对位移为,则有
解得
由于撤去力前,木板A与物块B也发生了相对位移,且整个过程相对运动方向不变,所以木板A的长度一定大于,故D错误。
故选C。
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