2013备战高考之物理一轮复习讲义6 与牛顿运动定律相关.doc

备战高考之物理一轮复习讲义：
6与牛顿运动定律相关的图象问题（人教版）
高频考点：牛顿运动定律相关的速度图象、牛顿运动定律相关的F-t图象图象、牛顿运动定律相关的加速度图象
动态发布：2010安徽理综第22题、2011北京理综卷第18题、2010福建理综第16题、2010高考海南物理第16题、2011新课标卷第21题
命题规律：与牛顿运动定律相关的图象问题主要有速度图象、F-t图象、加速度图象等。牛顿运动定律是高中物理的重点知识，图象是重要的知识点，牛顿运动定律相关的速度图象问题是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题。难度中等。
命题分析[来源:Z+xx+k.Com]
考查方式一与牛顿运动定律相关的速度图象问题
【命题分析】速度图象的斜率表示加速度，由速度图象可得出加速度，根据牛顿第二定律可求出合外力。高考与牛顿运动定律相关的速度图象问题考查基础知识，一般难度不大。
图1
例1．(2010安徽理综第22题)质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v—t图象如图1所示。g取10m/s2，求：
(1)物体与水平面间的运动摩擦系数μ；
(2)水平推力的大小；
（3）0~10s内物体运动位移的大小。
a1==1m/s2
根据牛顿第二定律，有F+Ff=ma1
解得F=6N
（3）由速度图象与横轴所围的面积得s=×△t1+×v20×△t2=46m
【点评】此题考查与图象相关的牛顿第二定律应用问题。要把物体运动图象与物体运动图景对应起来，应用相关知识解答。
考查方式二与牛顿运动定律相关的F-t图象问题
【命题分析】F-t图象与牛顿运动定律密切相关，图象问题要善于从图象中找出解题信息，把图象与物理图景相联系，应用牛顿运动定律及其相关知识解答。高考对F-t图象的考查难度中等。
例2.（2011北京理综卷第18题）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的上部随时间t变化的情况如图所示，将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为

A.g
B.2g
C.3g
D.4g
【解析】：从图象可知此人重力约为0.6F0，质量为0.6F0/g，弹性绳中最大拉力为1.8F0，由牛顿第二定律得，1.8F0-0.6F0=0.6F0/g·a，解得最大加速度a=2g，选项B正确。
【答案】：B
【点评】此题考查牛顿第二定律、F-t图象等知识点。
图2
例3．（2010福建理综第16题）质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图2所示。重力加速度g取10m/s2，则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为
在6-9s时间内：F=f，物体做匀速直线运动，位移s3=vt=6×3m=18m。
在9-12时间内：F>f，物体以v=6m/s为初速度，以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，位移s4=vt+at2=6×3m+×2×32m=27m
所以0~12s内物体的位移为：s=s1+s2+s3+s4=54m，选项B正确
【答案】B
【点评】本题属于多过程问题，综合考查静摩擦力、滑动摩擦力、牛顿运动定律、匀速直线运动和匀变速直线运动等知识点，需要考生准确分析出物体在每一段时间内的运动性质。
例4．（2010高考海南物理第16题）图3-1中，质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.2．在木板上施加一水平向右的拉力F，在0~3s内F的变化如图3-2所示，图中F以mg为单位，重力加速度g=10m/s2．整个系统开始时静止．
2m
m
F
图1
图2
1
2
1
3
t/s
0
0.4
F/mg
1.5
图3-1图3-2
(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度；
(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的v—t图象，据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。
【解析】(1)设木板和物块的加速度分别为a和a’，在t时刻木板和物块的速度分别为vt和vt’，木板和物块之间摩擦力的大小为f，依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得f=ma’①[来源:学&科&网Z&X&X&K]
f=μmg，当vt’<vt ②[来源:学科网ZXXK]
vt2’=vt1’+a’(t2-t1) ③
F-f=(2m)a ④
vt2=vt1+a(t2-t1) ⑤
由①②③④⑤式与题给条件得v1=4m/s，