（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動定律本章學(xué)科素養(yǎng)提升學(xué)案.docx

第三章 牛頓運(yùn)動定律 (1)兩種模型(如圖1) 圖1 (2)等時性的證明 圖2 設(shè)某一條光滑弦與水平方向的夾角為α，圓的直徑為d(如圖2)．根據(jù)物體沿光滑弦做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，加速度為a＝gsinα，位移為s＝dsinα，所以運(yùn)動時間為t0＝＝＝. 即沿同一起點(diǎn)或終點(diǎn)的各條光滑弦運(yùn)動具有等時性，運(yùn)動時間與弦的傾角、長短無關(guān)． 例1　如圖3所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，d點(diǎn)為圓周的最低點(diǎn)．每根桿上都套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個滑環(huán)A、B、C分別從a、b、c處由靜止開始釋放，分別用t1、t2、t3表示滑環(huán)A、B、C到達(dá)d點(diǎn)所用的時間，則(　　) 圖3 A．t1<t2<t3 B．t1>t2>t3 C．t3>t1>t2 D．t1＝t2＝t3 答案　D 解析　如圖所示，滑環(huán)在下滑過程中受到重力mg和桿的支持力FN作用．設(shè)桿與水平方向的夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ＝ma，得加速度大小a＝gsinθ.設(shè)圓周的直徑為D，則滑環(huán)沿桿滑到d點(diǎn)的位移大小x＝Dsinθ，x＝at2，解得t＝.可見，滑環(huán)滑到d點(diǎn)的時間t與桿的傾角θ無關(guān)，即三個滑環(huán)滑行到d點(diǎn)所用的時間相等，選項(xiàng)D正確． 例2　如圖4所示，位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓環(huán)軌道與水平面相切于M點(diǎn)，與豎直墻相切于A點(diǎn)．豎直墻上另一點(diǎn)B與M的連線和水平面的夾角為60，C是圓環(huán)軌道的圓心．已知在同一時刻a、b兩球分別由A、B兩點(diǎn)從靜止開始沿光滑傾斜直軌道AM、BM運(yùn)動到M點(diǎn)；c球由C點(diǎn)自由下落到M點(diǎn)．則(　　) 圖4 A．a(chǎn)球最先到達(dá)M點(diǎn) B．b球最先到達(dá)M點(diǎn) C．c球最先到達(dá)M點(diǎn) D．b球和c球都可能最先到達(dá)M點(diǎn) 答案　C 解析　設(shè)圓軌道半徑為R，據(jù)“等時圓”理論，ta＝＝2，tb>ta，c球做自由落體運(yùn)動tc＝，C選項(xiàng)正確． (1)題型特點(diǎn) 物理公式與物理圖象的結(jié)合是中學(xué)物理的重要題型，特別是v－t圖象，在考題中出現(xiàn)率極高．對于已知圖象求解相關(guān)物理量的問題，往往是從結(jié)合物理過程分析圖象的橫、縱軸所對應(yīng)的物理量的函數(shù)入手，分析圖線的斜率、截距所代表的物理意義得出所求結(jié)果． (2)問題實(shí)質(zhì) 圖象類問題的實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動的關(guān)系問題，以牛頓第二定律F＝ma為紐帶，理解圖象的種類，圖象的軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積所表示的意義．運(yùn)用圖象解決問題一般包括兩個角度：①用給定圖象解答問題；②根據(jù)題意作圖，用圖象解答問題．在實(shí)際的應(yīng)用中要建立物理情景與函數(shù)、圖象的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系． (3)解題關(guān)鍵 解決這類問題的核心是分析圖象，我們應(yīng)特別關(guān)注v－t圖象中的斜率(加速度)和力的圖線與運(yùn)動的對應(yīng)關(guān)系． 例3　(多選)如圖5(a)，一物塊在t＝0時刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動的v－t圖線如圖(b)所示．若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出(　　) 圖5 A．斜面的傾角 B．物塊的質(zhì)量 C．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度 思維導(dǎo)引　能正確識圖，并從圖象中提取所需的信息，是解答此類問題的關(guān)鍵，本題的分析思路具有一定的代表性，邏輯流程如下： 答案　ACD 解析　由v－t圖象可求知物塊沿斜面向上滑行時的加速度大小為a＝，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin θ＋μmgcos θ＝ma，即gsin θ＋μgcos θ＝.同理向下滑行時gsin θ－μgcos θ＝，兩式聯(lián)立得sin θ＝，μ＝，可見能計(jì)算出斜面的傾角θ以及動摩擦因數(shù)，選項(xiàng)A、C正確；物塊滑上斜面時的初速度v0已知，向上滑行過程為勻減速直線運(yùn)動，末速度為0，那么平均速度為，所以沿斜面向上滑行的最遠(yuǎn)距離為x＝t1，根據(jù)斜面的傾斜角度可計(jì)算出向上滑行的最大高度為xsin θ＝t1＝，選項(xiàng)D正確；僅根據(jù)v－t圖象無法求出物塊的質(zhì)量，選項(xiàng)B錯誤．