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沪科版 (2019)必修 第一册第4章 牛顿运动定律本章综合与测试习题课件ppt
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这是一份沪科版 (2019)必修 第一册第4章 牛顿运动定律本章综合与测试习题课件ppt，共22页。PPT课件主要包含了情境探究，关键能力，探究应用，答案ABD，答案B等内容，欢迎下载使用。
如图甲所示,光滑水平面上放置一个物体,质量m=1 kg,对物体施加如图乙所示的水平外力作用,试说明水平外力的特点以及物体的运动情况。
1.常见的图像形式在运动学与动力学问题中,常见、常用的图像是位移—时间图像(s-t图像)、速度—时间图像(v-t图像)和力—时间图像(F-t图像)等,这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律,而不代表物体的运动轨迹。
2.图像问题的分析方法(1)把图像与具体的题意、情境结合起来,明确图像的物理意义,明确图像所反映的物理过程。(2)特别注意图像中的一些特殊点,如图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等所表示的物理意义。注意图线的斜率、图线与坐标轴所围面积的物理意义。
例1(多选)物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB、mC,与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得加速度a与拉力F的关系图线如图中甲、乙、丙所示,则以下说法正确的是( )A.μA=μB,mAmCD.μA<μC,mA
解析 由题图乙可知,物体在1~2 s内做匀加速直线运动,a=4 m/s2,由牛顿第二定律得F-μmg=ma,故F=ma+μmg>12 N,故A错误;由a-t图像可知加速度一直为正,0~3 s内物体沿同一方向运动,故B错误;a-t图像与时间轴围成图形的面积为Δv,而初速度为零,故3 s末速度最大,为8 m/s,故C正确;整个过程中,物体一直做加速运动,故D错误。答案 C
例2质量为60 kg的消防队员,从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下,经2.5 s落地。轻绳上端有一力传感器,它记录的轻绳受到的拉力变化情况如图甲所示,g取10 m/s2,则:
(1)消防队员下滑过程中最大速度和落地速度大小各是多少?(2)在图乙中画出消防队员下滑过程中的v-t图像。
解析 (1)消防队员在t1=1 s内以加速度a1匀加速下滑(mg>F1),然后在t2=2.5 s-1 s=1.5 s内以加速度a2匀减速下滑(mg
答案 (1)4 m/s 1 m/s (2)见解析图
变式训练2在水平地面上有一个质量为4.0 kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动。10 s后拉力大小减小为 ,并保持恒定。该物体的速度—时间图像如图所示(g取10 m/s2)。求:(1)物体所受到的水平拉力F的大小;(2)该物体与水平地面间的动摩擦因数;(3)物体在30 s内运动的位移大小。
解析 (1)物体的运动分为两个过程,由题图可知两个过程的加速度分别为a1=1 m/s2,a2=-0.5 m/s2对物体进行受力分析,如图甲、乙所示
对于两个过程,由牛顿第二定律得F-f=ma1
联立以上两式解得F=9 N,f=5 N
(2)由滑动摩擦力公式得f=μN=μmg解得μ=0.125。(3)由v-t图像知,s= ×30×10 m=150 m。
答案 (1)9 N (2)0.125 (3)150 m
1.(多选)(2020山东济宁期末)如图甲所示,一质量为m的滑块放在粗糙的水平面上,滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ。现给滑块一水平向右的初速度v0=6 m/s,同时给滑块一水平向左的恒力F=4 N,若以滑块的出发点为原点,取向右的方向为正方向,在电脑上描绘出滑块速度随时间的变化规律如图乙所示,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.滑块的质量为2 kgB.滑块与水平面之间的动摩擦因数为0.2C.3 s末滑块返回到出发点D.4 s末滑块加速度大小为1 m/s2
解析 由滑块受力情况可知滑块先向右减速,由牛顿第二定律得F+μmg=ma1,再向左加速,F-μmg=ma2;由题图乙可知a1=3 m/s2,a2=1 m/s2,联立解得m=2 kg,μ=0.1,故A、D正确,B错误;由题图乙可知0~2 s内滑块向右减速的位移s1=6 m,2~3 s内滑块向左加速的位移s2=0.5 m,所以3 s末没有回到出发点,C错误。答案 AD
2.如图所示,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零。对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像能正确描述这一运动规律的是( )
解析 滑块沿斜面向下做匀减速运动,故滑块下滑过程中,速度随时间均匀变化,加速度a不变,选项C、D错误;设斜面倾角为θ,则 故h-t、s-t图像都应是开口向下的抛物线的一部分,选项A错误,B正确。
3.(多选)放置于固定光滑斜面上的物块,在平行于斜面向上的拉力F作用下,沿斜面向上做直线运动。拉力F和物块速度v随时间t变化的图像如图所示,g取10 m/s2,则( )
A.第1 s内物块受到的合外力为5.5 NB.物块的质量为1 kgC.斜面倾角为30°D.若第3 s末撤去拉力F,物块停止运动前加速度大小为5 m/s2
如图甲所示,光滑水平面上放置一个物体,质量m=1 kg,对物体施加如图乙所示的水平外力作用,试说明水平外力的特点以及物体的运动情况。
1.常见的图像形式在运动学与动力学问题中,常见、常用的图像是位移—时间图像(s-t图像)、速度—时间图像(v-t图像)和力—时间图像(F-t图像)等,这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律,而不代表物体的运动轨迹。
2.图像问题的分析方法(1)把图像与具体的题意、情境结合起来,明确图像的物理意义,明确图像所反映的物理过程。(2)特别注意图像中的一些特殊点,如图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等所表示的物理意义。注意图线的斜率、图线与坐标轴所围面积的物理意义。
例1(多选)物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB、mC,与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得加速度a与拉力F的关系图线如图中甲、乙、丙所示,则以下说法正确的是( )A.μA=μB,mA
解析 由题图乙可知,物体在1~2 s内做匀加速直线运动,a=4 m/s2,由牛顿第二定律得F-μmg=ma,故F=ma+μmg>12 N,故A错误;由a-t图像可知加速度一直为正,0~3 s内物体沿同一方向运动,故B错误;a-t图像与时间轴围成图形的面积为Δv,而初速度为零,故3 s末速度最大,为8 m/s,故C正确;整个过程中,物体一直做加速运动,故D错误。答案 C
例2质量为60 kg的消防队员,从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下,经2.5 s落地。轻绳上端有一力传感器,它记录的轻绳受到的拉力变化情况如图甲所示,g取10 m/s2,则:
(1)消防队员下滑过程中最大速度和落地速度大小各是多少?(2)在图乙中画出消防队员下滑过程中的v-t图像。
解析 (1)消防队员在t1=1 s内以加速度a1匀加速下滑(mg>F1),然后在t2=2.5 s-1 s=1.5 s内以加速度a2匀减速下滑(mg
答案 (1)4 m/s 1 m/s (2)见解析图
变式训练2在水平地面上有一个质量为4.0 kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动。10 s后拉力大小减小为 ,并保持恒定。该物体的速度—时间图像如图所示(g取10 m/s2)。求:(1)物体所受到的水平拉力F的大小;(2)该物体与水平地面间的动摩擦因数;(3)物体在30 s内运动的位移大小。
解析 (1)物体的运动分为两个过程,由题图可知两个过程的加速度分别为a1=1 m/s2,a2=-0.5 m/s2对物体进行受力分析,如图甲、乙所示
对于两个过程,由牛顿第二定律得F-f=ma1
联立以上两式解得F=9 N,f=5 N
(2)由滑动摩擦力公式得f=μN=μmg解得μ=0.125。(3)由v-t图像知,s= ×30×10 m=150 m。
答案 (1)9 N (2)0.125 (3)150 m
1.(多选)(2020山东济宁期末)如图甲所示,一质量为m的滑块放在粗糙的水平面上,滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ。现给滑块一水平向右的初速度v0=6 m/s,同时给滑块一水平向左的恒力F=4 N,若以滑块的出发点为原点,取向右的方向为正方向,在电脑上描绘出滑块速度随时间的变化规律如图乙所示,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.滑块的质量为2 kgB.滑块与水平面之间的动摩擦因数为0.2C.3 s末滑块返回到出发点D.4 s末滑块加速度大小为1 m/s2
解析 由滑块受力情况可知滑块先向右减速,由牛顿第二定律得F+μmg=ma1,再向左加速,F-μmg=ma2;由题图乙可知a1=3 m/s2,a2=1 m/s2,联立解得m=2 kg,μ=0.1,故A、D正确,B错误;由题图乙可知0~2 s内滑块向右减速的位移s1=6 m,2~3 s内滑块向左加速的位移s2=0.5 m,所以3 s末没有回到出发点,C错误。答案 AD
2.如图所示,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零。对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像能正确描述这一运动规律的是( )
解析 滑块沿斜面向下做匀减速运动,故滑块下滑过程中,速度随时间均匀变化,加速度a不变,选项C、D错误;设斜面倾角为θ,则 故h-t、s-t图像都应是开口向下的抛物线的一部分,选项A错误,B正确。
3.(多选)放置于固定光滑斜面上的物块,在平行于斜面向上的拉力F作用下,沿斜面向上做直线运动。拉力F和物块速度v随时间t变化的图像如图所示,g取10 m/s2,则( )
A.第1 s内物块受到的合外力为5.5 NB.物块的质量为1 kgC.斜面倾角为30°D.若第3 s末撤去拉力F,物块停止运动前加速度大小为5 m/s2
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