力与直线运动专题
一、主干知法必记
1.共点力的平衡
(1)弹力和摩擦力的大小可根据平衡条件确定;弹簧弹力:F=kx;滑动摩擦力:f=μFN;静摩擦力:0≤f≤fmax。
(2)二力作用下物体平衡时,两个力等大、反向、共线;多力作用下物体平衡时,任意几个力的合力和其余力的合力等大、反向、共线。
2.匀变速直线运动的规律
(1)速度公式:v=v0+at。
(2)位移公式:x=v0t+
at2。
(3)速度与位移关系公式:v2-
=2ax。
(4)平均速度公式:
=
=
。
(5)中间时刻瞬时速度公式:
=
。
(6)位移差公式:Δx=aT2。
3.运动图像
(1)位移-时间图像的斜率表示速度,两图线的交点表示两物体相遇的位置。
(2)速度-时间图像的斜率表示加速度,速度图像与时间轴所围面积表示对应时间内的位移。
(3)分析图像时要注意“截距、交点、拐点、面积、斜率”的意义。
4.牛顿运动定律的应用
(1)加速度方向向上时,物体处于超重状态;加速度方向向下时,物体处于失重状态。
(2)受力分析和运动情况的分析是解决动力学问题的关键。
二、易错知识点拨
1.应用F=kx时,误将弹簧长度当成形变量。
2.将静摩擦力和滑动摩擦力混淆,盲目套用公式f=μFN。
3.误将物体的速度等于零当成平衡状态。
4.误将v、Δv、
的意义混淆。
5.错误地根据公式a=
认为a与Δv成正比,与Δt成反比。
6.误将加速度的正负当成物体做加速运动还是减速运动的依据。
7.误认为“惯性与物体的速度有关,速度大,惯性大,速度小,惯性小”。
8.误认为“牛顿第一定律”是“牛顿第二定律”的特例。
9.误将“力和加速度”的瞬时关系当成“力和速度”的瞬时关系。
10.误将超重、失重现象当成物体重力变大或变小。
三、保温训练
1.(粤教版必修1P35第5题改编)雨滴自屋檐由静止滴下,每隔0.2 s滴下一滴,第1滴落到地面时第6滴恰欲滴下,此时测得第1、2、3、4滴之间的距离依次为1.62 m、1.26 m、0.9 m。假定落下的雨滴的运动情况完全相同,则此时第2滴雨滴下落的速度和屋檐高度各为(假设雨滴下落过程中不考虑空气阻力)( )
A.3.6 m/s,4.5 m B.7.2 m/s,4.5 m
C.3.6 m/s,4 m D.8 m/s,4 m
答案 B
2.物体由静止开始做匀加速直线运动,加速8 s后,立即做匀减速直线运动,再经过4 s停下。关于该物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A.加速、减速过程中的加速度大小之比为2∶1
B.加速、减速过程中的平均速度大小之比为2∶1
C.加速、减速过程中的位移大小之比为2∶1
D.加速、减速过程中速度的变化率大小之比为2∶1
答案 C
3.如图所示,质量为M的物块通过与斜面平行的细绳与质量为m的小物体相连,斜面的倾角θ可以改变,讨论物块对斜面的摩擦力的大小,则一定有( )
A.若物块保持静止,则θ角越大,摩擦力越大
B.若物块保持静止,则θ角越大,摩擦力越小
C.若物块沿斜面下滑,则θ角越大,摩擦力越大
D.若物块沿斜面下滑,则θ角越大,摩擦力越小
答案 D
4.下列每个图像中的两条图线分别表示某质点运动的速度v和加速度a随时间t变化的关系,则可能正确的是( )
答案 B
5.(多选)将质量为M的滑块A放在倾斜滑板B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示出滑块A的速率-时间图像。先给滑块A一个沿滑板B向上的初速度,得到的速率-时间图像如图乙所示,已知滑板和传感器始终静止不动,取g=10 m/s2,则下列说法中正确的是( )
A.滑块A上滑时加速度的大小为8 m/s2
B.滑块A下滑时加速度的大小为8 m/s2
C.可以求出滑板与滑块间的动摩擦因数
D.不能求出滑板与水平面的夹角
答案 AC
6.(人教版必修1P45第5题)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图是小球自由下落时的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04 s闪光一次。如果通过这幅照片测量自由落体加速度,可以采用哪几种方法?试一试。照片中的数字是小球落下的距离,单位是厘米。
答案 见解析
解析 方法一 根据公式x=
gt2
x=19.6 cm=0.196 m。
t=5T=0.2 s
g=
=
m/s2=9.8 m/s2
方法二 根据公式Δx=gT2
g=
=
×10-2 m/s2=10.6 m/s2
方法三 根据v=gt和
=
=
=
=
m/s=1.56 m/s
g=
=
m/s2=9.75 m/s2
7.车站、码头、机场等使用的货物安检装置的示意图如图所示,绷紧的传送带始终保持v=1 m/s的恒定速率运行,AB为水平传送带部分且足够长,现有一质量为m=5 kg的行李包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的A端,传送到B端时没有被及时取下,行李包从B端沿倾角为37°的斜面滑入储物槽,已知行李包与传送带间的动摩擦因数为0.5,行李包与斜面间的动摩擦因数为0.8,g取10 m/s2,不计空气阻力(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
(1)行李包相对于传送带滑动的距离;
(2)若B轮的半径为R=0.2 m,求行李包在B点对传送带的压力;
(3)若行李包滑到储物槽时的速度刚好为零,求斜面的长度。
答案 (1)0.1 m (2)25 N,方向竖直向下 (3)1.25 m
