江苏专用2020版高考物理新增分大一轮复习第三章牛顿运动定律本章学科素养提升讲义含解析.pdf
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1、本章学科素养提升本章学科素养提升 以图象的方式考查牛顿第二定律是一类很重要的题目,此类问题要求考生具备理解图象所给 予的信息和破译图象信息的能力, 图象的形式以vt、at、Ft图象居多, 考查最多的是v t图象,题型既有选择题也有计算题,难度中等 (1)题型特点 物理公式与物理图象的结合是中学物理的重要题型, 也是近年高考的热点, 特别是vt图象, 在考题中出现率极高对于已知图象求解相关物理量的问题,往往是从结合物理过程分析图 象的横、纵轴所对应的物理量的函数入手,分析图线的斜率、截距所代表的物理意义得出所 求结果 (2)问题实质 图象类问题的实质是力与运动的关系问题, 以牛顿第二定律Fma为
2、纽带, 理解图象的种类, 图象的轴、 点、 线、 截距、 斜率、 面积所表示的意义 运用图象解决问题一般包括两个角度 : 用给定图象解答问题;根据题意作图,用图象解答问题在实际的应用中要建立物理情景 与函数、图象的相互转换关系 (3)解题关键 解决这类问题的核心是分析图象, 我们应特别关注vt图象中的斜率(加速度)和力的图线与 运动的对应关系 例 1 (多选)如图 1(a),一物块在t0 时刻滑上一固定斜面,其运动的vt图线如图(b) 所示若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出( ) 图 1 A斜面的倾角 B物块的质量 C物块与斜面间的动摩擦因数 D物块沿斜面向上滑行的最大高
3、度 解析 由vt图象可知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a,根据牛顿第二定律得 v0 t1 mgsinmgcosma, 即gsingcos.同理向下滑行时gsingcos v0 t1 v1 t1 , 两式联立得 sin,可见能计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦 v0v1 2gt1 v0v1 2gt1cos 因数,选项 A、C 正确;物块滑上斜面时的初速度v0已知,向上滑行过程为匀减速直线运动, 末速度为 0,那么平均速度为,所以沿斜面向上滑行的最远距离为xt1,根据斜面的倾 v0 2 v0 2 斜角度可计算出向上滑行的最大高度为xsint1,选项 D 正确;仅 v0 2 v0v1 2gt1 v0
4、v0v1 4g 根据vt图象无法求出物块的质量,选项 B 错误 答案 ACD 例 2 (多选)2012 年 11 月,“歼 15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功图 2(a)为 利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图 飞机着舰并成功钩住阻拦索后, 飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距 离滑行后停止某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t0.4s 时恰好钩住阻拦索中间 位置,其着舰到停止的速度时间图线如图(b)所示假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要 的滑行距离约为 1000m 已知航母始终静止, 重力加速度的大小为g, 不计空气阻力
5、则( ) (a) (b) 图 2 A从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的 1 10 B在 0.4s2.5s 时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化 C在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过 2.5g D在 0.4s2.5s 时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变 思维导引 能正确识图,并从图象中提取所需的信息,是解答此类问题的关键,本题的分析 思路具有一定的代表性,逻辑流程如下: 解析 由vt图象中图线与t轴围成的面积, 可估算出飞机在甲板上滑行的距离约为 105m, 即大约是无阻拦索时的,A 正确;由vt图象的斜率可知飞机钩住阻拦索后加速度大约保 1 10 持在 27.
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