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文档简介
1、第三章 牛顿运动定律易错点1 对力和运动的关系认识错误一、 能力要求:1、知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识2、理解力决定加速度而不是速度,力和速度没有必然的联系3、理解牛顿第二定律的内容及运用二、易错题演练:1.(2011新课标理综).如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是正确答案:A 典型错误:B 错因分析:虽然考虑到在达到最大静摩擦力前,木块和木板以相同
2、加速度运动,根据牛顿第二定律。但没注意到木块和木板相对运动时, 恒定不变,。且出现相对滑动时 m2的加速度一定大于 m1的加速度,故错选B,2(2009武汉调研)一质点处于静止状态,现对该质点施加力F,力F随时间t按如图所示的正弦规律变化,力F的方向始终在同一直线上。在04s内,下列说法正确的是A第2s末,质点距离出发点最远B第2s末,质点的动能最大C第4s末,质点距离出发点最远D第4s末,质点的动能最大正确答案:BC 典型错误:A错因分析:(1)力是产生加速度的原因,误认为力增大速度就增大,力减小速度就减小,实际上力和速度没有必然联系(2)误把F-t图像当成v-t图像3 (2001上海卷).
3、一升降机在箱底装有若干个弹簧,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中() A.升降机的速度不断减小B.升降机的加速度不断变大C.先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功D.到最低点时,升降机加速度的值一定大于重力加速度的值正确答案:CD 典型错误:A错因分析:认为弹簧一接触地面升降机受到向上的弹力,这个力阻碍升降机往下运动,故速度减小,错选A实。际上弹簧弹力可以表示为F=kx,x为形变量(压缩量),且逐渐增大。由于刚开始x小,故Fmg,a2=(kx -mg )/m= kx/m -g ,随x增大a2增大,
4、a2方向向上,由于加速度和速度反方向,故速度开始减小,当速度为零时,压缩量最大,a2有最大值。故在此过程中加速度先向下减小,后向上增大;速度先向下增大,后向下减小。整个过程弹力一直做负功,重力一直做正功,在Fmg时弹力做的负功大于重力做的正功。学过简谐运动就知道,当球无初速的轻放在弹簧上时相当于最简单的弹簧振子,具有对称性,最高点(x=0,仅受重力)的加速度为g(向下),则最低点时加速度也为g(向上)。而实际上小球接触弹簧时是有初速度的,故弹簧的最大压缩量较初速度为零时更大,即最低点加速度大于g(向上)。4(2009上海卷)图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在点,另一端和运动员相连。运动员
5、从点自由下落,至点弹性绳自然伸直,经过合力为零的点到达最低点,然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程,下列表述正确的是 经过点时,运动员的速率最大 经过点时,运动员的速率最大 从点到点,运动员的加速度增大 从点到点,运动员的加速度不变A B C D正确答案:B 典型错误:A 错因分析:认为弹性绳一伸直就受到向上的弹力,这个力阻碍运动员往下运动,故速度减小。错选A。没能正确分析力和运动的关系,而凭感觉做题,实际上在此过程中加速度先向下减小,后向上增大;速度先向下增大,后向下减小。5(2009北京高考模拟)如图所示,弹簧一端系在墙上O点,自由伸长到B点,今将一小物体m 系在弹簧的另一端,并
6、将弹簧压缩到A点后释放,小物体运动到C点时速度为零,物体与水平面间的动摩擦因数恒定下列说法中正确的是:AABCOA.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小B.物体从A到B速度越来越小,从B到C速度先增后减C.物体从A到B速度先增后减,从B到C速度越来越小D. 物体从C向左运动时,速度先增后减正确答案:CD典型错误:A错因分析:由于没有考虑到摩擦力的存在,错误认为合力为零(速度最大)的位置为B点。实际上在AB之间某一位置,物体受到向右的弹力和向左的摩擦力相等。因为B点为弹簧的自然长度。6(2010福建卷)如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上
7、方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则A. 时刻小球动能最大B. 时刻小球动能最大C. 这段时间内,小球的动能先增加后减少D. 这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能正确答案:c典型错误:AD 错因分析:(1)不能正确理解图像,不能把图像和实际的物理情景很好的结合起来。实际上小球在接触弹簧之前做自由落体。碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动,当加速度为0,即重力等于弹簧弹力时速度达到最大值,而后往下做加速度不断增大的减速
8、KS*5U运动,与弹簧接触的整个下降过程,小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能。上升过程恰好与下降过程互逆。(2)不能由乙图得出正确信息:t1时刻开始接触弹簧;t2时刻弹力最大,小球处在最低点,动能最小;t3时刻小球向上运动恰好要离开弹簧;t2-t3这段时间内,小球向上先加速后减速,动能先增加后减小,弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能。7.(2011 上海卷)受水平外力F作用的物体,在粗糙水平面上作直线运动,其 图线如图所示,则(A)在0t1秒内,外力大小不断增大(B)在时刻,外力为零(C)在t1t2秒内,外力大小可能不断减小(D)在t1t2秒内,外力大小可能先减小后增大正确答案:C
9、D 典型错误:AB 错因分析:误把v-t图像当成F-t图像,故错选A. 没能找到粗糙这一关键词容易错选B在t1t2秒内,加速度为负并且不断变大,根据加速度的大小,外力大小可能不断减小,C正确。但如果在F先减小一段后的某时刻,F的方向突然变为向后,根据加速度的大小,F后增大,因为图线后一段的斜率比前一段大,所以外力大小先减小后增大是可能的,D也正确。此题极易漏选D8(2009江苏卷)如图所示,两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接,B足够长、放置在水平面上,所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力,A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程
10、中,下列说法中正确的有A当A、B加速度相等时,系统的机械能最大B当A、B加速度相等时,A、B的速度差最大C当A、B的速度相等时,A的速度达到最大D当A、B的速度相等时,弹簧的弹性势能最大正确答案: BCD典型错误:A 错因分析:(1)不能对物体进行正确的受力分析和运动情景的分析。对A、B在水平方向受力分析如图,F1为弹簧的拉力;当加速度大小相同为a时,对有,对有,得,在整个过程中的合力(加速度)一直减小而的合力(加速度)一直增大,在达到共同加速度之前A的合力(加速度)一直大于的合力(加速度),之后A的合力(加速度)一直小于的合力(加速度)(2)不善于利用图像处理物理问题而使问题简化。两物体运动
11、的v-t图象如图,tl时刻,两物体加速度相等,斜率相同,速度差最大,t2时刻两物体的速度相等,速度达到最大值,两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大,弹簧被拉到最长;(3)不能理解除重力和弹簧弹力外其它力对系统作正功,系统机械能增加,tl时刻之后拉力依然做正功,即加速度相等时,系统机械能并非最大值。故错选A三、易错警示:1明确力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因。2掌握力和速度只有通过加速度这个桥梁才能实现 “对话”。3运用牛顿第二定律时一定要注意其矢量性。4解题时一定要构建起物理情景图。四、我的错题本:易错点2:不能灵活选取研究对象而出错一、能力要求:1、正确选
12、取研究对象2、熟练掌握隔离法与整体法的运用。二、易错题演练:1(2001全国卷)如下图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间有一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连结起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为。现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是() A.l+m1g B.l+(m+1m2)gC.l+m2g D.l+()g正确答案:A典型错误:B错因分析:本题中有两个物体,由于不能正确选取研究对象,感觉无从下手。又由于是两个物体,故极易错选B.本题有多种方法,最简单的做法是考虑m1做匀速运动时的受力平衡。 设x表示弹簧的伸长量,立刻可得出kx=m1g
13、.所以1、2之间的距离应为l+x=.即选项A正确2. (2008年盐城市调研) 两滑杆上分别套A、B两圆环,两环上分别用细线悬吊着两物体C、D,如图所示,当它们都沿滑杆向下滑动时,A的悬线始终与杆垂直,B的悬线始终竖直向下。则: A. A环做的是匀速运动 B. B环做的是匀速运动C. A环与杆之间一定有摩擦力D. B环与杆之间一定无摩擦力正确答案: B典型错误:AD错因分析:没能仔细分析物体的受力情况,且受日常生活经验的干扰,故错选AD.事实上B的悬线始终竖直向下,则物体D只能是受到平衡力作用,即与之相连的B环必定做的是匀速运动,同时B环运动中受到了重力、弹力作用,而仅这两个力是不可能使B环做
14、匀速运动的,即B环与滑杆间一定存在摩擦力,则选项D错误;对A环而言,必定受到重力、弹力作用,但是从物体C的状态不难判断它处于匀加速运动,即选项A错误,且根据牛顿第二定律容易得到C的加速度,故A环的加速度也应该和C相同,故A环与滑杆无摩擦力.本题答案只能选择B3.(2002广东卷)跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,如图所示,已知人的质量为70kg,吊板的质量为10kg,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度g =10m/s2,当人以440N的力拉绳时,人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为(A) a =1.0m/s2 , F =260N(B) a =1.0m/
15、s2 , F =330N(C) a =3.0m/s2 , F =110N(D) a =3.0m/s2 , F =50N正确答案: B典型错误:AD错因分析:没能合理选取研究对象,研究对象选择不当,往往会使解题过程繁琐费时,并容易发生错误。通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内物体(或部分)间相互作用时,用隔离法。在解答一个问题需要多次选取研究对象时,可整体法和隔离法交替使用。4.(2011.唐山模拟)如图所示,用水平力F拉着三个物体A、B、C在光滑的水平面上一起运动,现在中间物体上另置一小物体,且拉力不变,那么中间物体两端的拉力大小Ta和Tb的变化情况是:ATa增大,Tb减小 B
16、Ta增大,Tb增大CTa减小,Tb 增大 DTa减小,Tb减小正确答案:C典型错误:A错因分析:在隔离时选取了B为研究对象,错误认为整体加速度减小了,则必有Tb减小,Ta增大.故错选A。隔离A,有FTbm1a,由于F、m1不变,而a变小,故Tb增大。对C有Tam3a,由于m3不变而a变小,故Ta变小,本题的正确答案为C。5(2004上海卷)物体B放在物体A上,A、B的上下表面均与斜面平行(如图),当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上。BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下。CA、B之间的摩擦力为零。DA、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性
17、质。正确答案:C典型错误:A错因分析:错误认为B向上运动必然受到一个沿斜面向上的力。故错选A。若能把A、B作为整体,可求加速度: 再以B为研究对象,假设B受到沿接触面向上的摩擦力6.如图所示,叠放的a、b、c三块粗糙物块,其上面的接触处均有摩擦,但摩擦系统不同,当b物体受到一水平力F作用时,a和c随b保持相对静止,做向右的加速运动,此时A. a对c的摩擦力的方向向右;B. b对a的摩擦力的方向向右;C. a对b、a对c的摩擦力大小相等;D. 桌面对c的摩擦力大于a、b间的摩擦力。正确答案:AB典型错误:D错因分析:本题考查运动学与动力学结合问题及“整体法”与“隔离法”的综合应用。此题的关键是选
18、好研究对象,对D选项许多同学不知桌面对c的摩擦力与a、b间的摩擦力如何联系起来。若先隔离c物体,受力如图所示,整体向右做匀加速运动,因此a对c的摩擦力方向向右,所以A正确;再隔离a物体,根据牛顿第三定律,c对a的摩擦力方向向左,而a的加速度方向向右,根据牛顿第二定律可知,b对a的摩擦力方向应向右,并且,故B正确,而C不正确;通过研究c物体可以看出,桌面对c的摩擦力小于a、c间的摩擦力,故,故D不正确。mMF7如图所示,倾角为的斜面体置于水平面上,其质量为M,它的斜面是光滑的,在它的斜面上有一质量为m的物体,在用水平力推斜面体沿水平面向左运动过程中,物体与斜面体恰能保持相对静止,则下列说法中正确
19、的是A.斜面体对物体的弹力大小为mgcosB.斜面体对物体的弹力大小为mg/cosC.物体的加速度大小为gsinD.水平推力大小为(M+m)gtan正确答案:BD典型错误:A错因分析:没有隔离m进行受力分析,没有对m的运动状态作出正确判断,惯性思维认为物体对斜面的压力就是沿垂直斜面向下的分力造成错选A。8.如图所示m和M保持相对静止,一起沿倾角为的光滑斜面下滑,则M和m间的摩擦力大小是多少?典型错误:解:以m为研究对象,如图所示,物体受重力mg、支持力N、摩擦 力f,如图建立坐标有: 再以整体为研究对象分析受力,如图(mM)gsin=(Mm)a 据式,解得f=0,所以m与M间无摩擦力。错因分析
20、:造成错解主要是没有好的解题习惯,只是盲目的模仿,似乎解题步骤不少,但思维没有跟上。要分析摩擦力就要找接触面,摩擦力方向一定与接触面相切,这一步是堵住错误的起点。犯以上错误的客观原因是思维定势,一见斜面摩擦力就沿斜面方向。归结还是对物理过程分析不清。正确答案:因为m和M保持相对静止,所以可以将(mM)整体视为研究对象。受重力(M十m)g、支持力N如图建立坐标,根据牛顿第二定律列方程x:(M+m)gsin=(M+m)a 解得a=gsin沿斜面向下。因为要求m和M间的相互作用力,再以m为研究对象,受力如图根据牛顿第二定律列方程因为m,M的加速度是沿斜面方向。需将加速度分解为水平方向和竖直方向,如图
21、由式,解得f=mgsincos,方向沿水平方向m受向左的摩擦力,M受向右的摩擦力。三、易错警示:1、在运用牛顿第二定律解题时,研究对象的选取和受力分析是解题的关键,研究对象选取的正确与否,不仅影响到求解过程的繁简和解题的速度,甚至还会影响到能否正确解题。2、整体法和隔离法是力学部分常用的解题方法。可以先隔离再整体,也可以先整体再部分隔离。这就是整体法与隔离法的综合应用。3、整体法与隔离法的综合应用时,系统的运动情况通常分为以下三种类型:第一,系统处于平衡状态;第二,系统处于不平衡状态且无相对运动;第三,系统内部分平衡部分不平衡。四、我的错题本:易错点3弹簧模型的动力学分析一、能力要求:1、知道
22、弹簧物理模型:轻弹簧是不计自身质量,能产生沿轴线的拉伸或压缩形变,故产生向内或向外的弹力。2、掌握弹簧模型力学特征:轻弹簧既可以发生拉伸形变,又可发生压缩形变,其弹力方向一定沿弹簧方向,弹簧两端弹力的大小相等,方向相反。弹簧的两端若有其他物体或力的约束,使其发生形变时,弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。3、理解弹簧的弹力不能突变是由弹簧形变的改变要逐渐进行决定的。但当弹簧被剪断时,弹簧的弹力立即消失。二、易错题演练:1(2001上海卷)如图A所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为,l2水平拉直,物体处于平衡状态。现将l2
23、线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。(l)下面是某同学对该题的一种解法:解:设l1线上拉力为T1,线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡T1cosmg, T1sinT2, T2mgtg剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度。因为mg tgma,所以加速度ag tg,方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由。(2)若将图A中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(l)完全相同,即 ag tg,你认为这个结果正确吗?请说明理由。正确答案:(1)错。因为L2被剪断的瞬间,L1上的张力大小发生了变化
24、。剪断瞬时物体的加速度a=gsin.(2)对。因为L2被剪断的瞬间,弹簧L1的长度来不及发生变化,其大小和方向都不变。错因分析:没能掌握(1)牛顿第二定律F合ma反映了物体的加速度a跟它所受合外力的瞬时对应关系物体受到外力作用,同时产生了相应的加速度,外力恒定不变,物体的加速度也恒定不变;外力随着时间改变时,加速度也随着时间改变;某一时刻,外力停止作用,其加速度也同时消失(2)弹簧弹力不能发生突变,绳子的弹力能够发生突变2.(2011山东卷)如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受
25、摩擦力Ffa0,b所受摩擦力Ffb=0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间 ( )A .Ffa大小不变 B. Ffa方向改变C . Ffb仍然为零 D, Ffb方向向右正确答案:AD典型错误:B错因分析:认为剪断瞬间左侧细绳的拉力发生了变化导致错选B.剪断瞬间,弹簧弹力不变,a所受摩擦力Ffa0,不变.3.(2010.泉州模拟)如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,A、B的质量均为2kg,它们处于静止状态,若突然将一个大小为10N、方向竖直向下的力施加在物块A上,则此瞬间,A对B的压力的大小为(取g=10m/s2)A5N B15NC25N D30N正确答案:C典型错误:D错因分
26、析:错误认为A对B的压力就等于A的重力加上外力,故错选D。实际上在瞬间弹簧弹力来不及变化,所以A、B整体所受合力为F=10N,由整体可求得加速度a=F/2m=2.5m/s2隔离A,由牛顿第二定律可得:F+mg-FN=ma解得FN=25N4.(2010全国卷)如右图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为、。重力加速度大小为g。则有A, B,C, D,正确答案:C典型错误:A错因分析:将木板沿水平方向突然抽出瞬间,将木块1木块2当成一个整体,整体
27、只受重力,故错选A.实际上在抽出瞬间弹簧弹力来不及改变,不可能通过弹簧弹力的改变来把木块1和木块2的状态调整为相同。5.(1999上海卷)如图所示,竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别用销钉M、N固定于杆上,小球处于静止状态.设拔去销钉M瞬间,小球加速度的大小为12 m/s2.若不拔去销钉M而拔去销钉N瞬间,小球的加速度可能是(取g=10 m/s2) (A)22 m/s2,竖直向上 (B)22 m/s2,竖直向下(C)2 m/s2,竖直向上 (D)2 m/s2,竖直向下正确答案:BC典型错误:漏选错因分析:没有注意到关键词“加速度大小”因为加速度是矢量,至于
28、方向如何呢?是靠周密思维去完善的,开始,小球受重力,两根弹簧1、2的弹力作用处于平衡状态。拔去销钉M,物体的瞬间加速度仅与弹簧1的弹力有关,即F1=12mg,但方向有两种可能,小物体可能向上运动,也可以向下运动。所以,当固定M拔去销钉N的瞬间,小球加速度a1=12+g=22(m/s2),方向竖直向下,或a2=12-g=2(m/s2),方向竖直向上。ABF6. 如图所示,一弹簧的下端固定在地面上,一质量为0.05kg的木块B固定在弹簧的上端,一质量为0.05kg的木块A置于木块B上,A、B两木块静止时,弹簧的压缩量为2cm;再在木块A上施一向下的力F,当木块A下移4cm时,木块A和B静止,弹簧仍
29、在弹性限度内,g取10m/s2。撤去力F的瞬间,关于B对A的作用力的大小,下列说法正确的是:A.2.5N B.0.5N C.1.5N D.1N正确答案:A典型错误:B错因分析: 误认为撤去力F的瞬间AB的状态仍是平衡状态,A对B的压力就等于A的重力。故错选B7.用木板托住物体m,并使得与m连接的弹簧处于原长,手持木板M向下以加速度a(ag)做匀加速运动,求物体m与木板一起做匀加速运动的时间.典型错误:解:设m与M经时间t分离,弹簧伸长为x: kxmg 又因为:xat2正确答案: 解:设m与M分离经历t时间,弹簧伸长为x: mgkxma x 又因为:xat2 t错因分析:习惯思维认为m与板M分离
30、的条件就是弹簧的弹力就等于重力而出现误解8.一竖直放置的轻弹簧下端固定,上端连接一个质量M=375g的平板,平板上放一个质量m=2625g的物体p,弹簧的劲度系数k=200N/m,系统原来处于静止状态。现给物体p施加一竖直向上的拉力F,如图所示,使p由静止开始向上做匀加速直线运动,已知在前0.2s内F是变力,在0.2s以后F是恒力,求力F的最小值和最大值各是多少。典型错误: 解:把物体和平板作为一个整体,平衡时, 在0.2s时,N=0,p和M开始分离,F达到最大值。开始时,弹簧弹力最大,力F有最小值,正确答案:解:把物体和平板作为一个整体,平衡时, 给物体p施加一竖直向上的拉力F,使p向上匀加
31、速运动, 在0.2s时,N=0,p和M开始分离,F达到最大值。 开始时,弹簧弹力最大,力F有最小值, 错因分析:解题时没能理解0.2s前F是变力,0.2s后F的恒力的隐含条件。本题称盘质量不可忽略,在分析中没能注意P物体与称盘分离时,弹簧的形变不为0,P物体的位移就不等于x三、易错警示:1、搞清弹簧弹力的方向(弹簧是压缩还是伸长)。2、注意弹簧弹力和绳子的弹力在发生变化时的区别。3、挖掘弹簧和物体发生分离时的隐含条件。四、我的错题本:易错点4:滑块模型中的摩擦力问题一、能力要求:1、知道滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度、接触面之间压力的大小有关。2、知道摩擦在实际中的意义及增大和减小摩擦的方法,
32、并能在日常生活中应用这些知识。3、培养学生逻辑思维能力、培养学生利用知识解决实际问题的能力。二、易错题演练:1、(2009宁夏卷)如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为A.物块先向左运动,再向右运动B.物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零正确答案:BC典型错误: D错因分析:受摩擦力总是阻碍物体的运动这一错误观念的影响,认为撤去拉力后物块和木板
33、在摩擦力作用下作减速运动,故错选D。aF2、(2010浙江联考)如图所示,小车板面上的物体质量为m=8,它被一根水平方 向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N。现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到1m/s2,随即以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动。以下说法正确的是:A物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化B物体受到的摩擦力一直减小C当小车加速度(向右)为0.75 m/s2时,物体不受摩擦力作用D小车以1 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为8N正确答案:AC典型错误: B错因
34、分析:没有考虑到静摩擦力的方向具有待定性,始终认为摩擦力的方向向左,所以选BABF3、(2005 安徽卷)如图所示,长方体物块A叠放在长方体物块B上,B置于光滑水平面上.A、B质量分别为mA=6kg,mB=2kg ,A、B之间动摩擦因数=0.2,开始时F=10N,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,则( ) A当拉力F12N时,两物块均保持静止状态 B两物块间从受力开始就有相对运动C两物块开始没有相对运动,当拉力超过12N时,开始相对滑动 D两物块间始终没有相对运动,但AB间存在静摩擦力,其中A对B的静摩擦力方向水平向右正确答案:D典型错误:AB错因分析:因为静摩擦力的最大值近似等于滑动摩擦
35、力。fmax=N=0.26=12(N)。所以当F12N时,A物体就相对B物体运动。F12N时,A相对B不运动。所以A,B选项正确。产生上述错误的原因一是对A选项的理解不正确,A中说两物体均保持静止状态,是以地为参考物,显然当有力F作用在A物体上,A,B两物体对地来说是运动的。二是受物体在地面上运动情况的影响,而实际中物体在不固定物体上运动的情况是不同的。应以A,B整体为研究对象。受力如图,在水平方向只受拉力F,根据牛顿第二定律列方程F=(mA+mB)a 再以B为研究对象 B水平方向受摩擦力f=mBa 代入式F=(6+2)6=48N由此可以看出当F48N时A,B间的摩擦力都达不到最大静摩擦力,也
36、就是说,A,B间不会发生相对运动。所以D选项正确。4(2007江苏卷)如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是mg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2 m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为mm2m2mFA B C D正确答案:B典型错误:A错因分析:(1)对多个物体构成系统时不能灵活选取研究对象。(2)不能正确判断哪个接触面的摩擦力最先达到最大静摩擦力。(3)以四个木块为研究对象,由牛顿第二定律得:F=6ma,绳的拉力最大时,不能作出右边的m与2m间的摩擦力刚好为最大静摩擦力mg5.(2
37、008东北三校)质量分别为m、2m、3m的物块A、B、C叠放在光滑的水平地面上,现对B施加一水平力F,已知AB间、BC间最大静摩擦力均为f0,为保证它们能够一起运动,F最大值为 A.6f0 B.4f0 C.3f0 D.2f0正确答案:D典型错误:A错因分析:认为AB间摩擦力最先达到静摩擦力f0所以最大加速度为,以整体为研究对象F=6f06.如图所示,质量为1Kg,长为的木板A上放置质量为0.5Kg的物体B,平放在光滑桌面上,B位于木板中点处,物体A与B之间的动摩擦因数为0.1,问(1)至少用多大力拉木板,才能使木板从B下抽出?(2)当拉力为3.5N时,经过多长时间A板从B板下抽出?此过程中B板
38、的对地位移是多少?(重力加速度取)典型错误:错因分析:木板从B下抽出的含义是什么?有些学生不能正确理解,以至于认为时就能抽出正确的理解是当A、B均作匀加速运动的过程中,A的加速度比B的大,这样才可能有相对运动发生本题如果A板与地面之间也有摩擦,则情况变得略为复杂些,但基本方法不变,所不同的是A的受力中多了地面给的滑动摩擦力,另外计算此滑动摩擦力的大小时,压力必须是由整体的重力提供的,不等于A物体本身的重力大小正确答案:(1)当拉力较小时,A和B可以相对静止一起向右作加速运动,此时A、B之间发生的是静摩擦,如图为受力分析图,应用整体法列出牛顿定律方程:隔离B物体列出牛顿定律方程为当静摩擦力达到最
39、大静摩擦力时,两者将发生相对滑动,令得(2)当拉力为3.5N时,A物体的加速度为得;B物体的加速度为设经过时间 A板从B板下抽出,则根据几何关系得: 得,此时B板的对地位移大小为7.如图所示,有一水平传送带以2ms的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,则传送带将该物体传送10m的距离所需时间为多少?典型错误:由于物体轻放在传送带上,所以v0=0,物体在竖直方向合外力为零,在水平方向受到滑动摩擦力(传送带施加),做v0=0的匀加速运动,位移为10m。据牛顿第二定律F=ma有f=mg=ma,a=g=5m/s2错因分析:上述解法的错误出在对这一物理过程的认
40、识。传送带上轻放的物体的运动有可能分为两个过程。一是在滑动摩擦力作用下作匀加速直线运动;二是达到与传送带相同速度后,无相对运动,也无摩擦力,物体开始作匀速直线运动。关键问题应分析出什么时候达到传送带的速度,才好对问题进行解答。正确答案:以传送带上轻放物体为研究对象,如上图示在竖直方向受重力和支持力,在水平方向受滑动摩擦力,做v0=0的匀加速运动。据牛二定律F=ma 有水平方向:f=ma 竖直方向:N-mg=0 f=N 由式,解得a=5ms2设经时间tl,物体速度达到传送带的速度,据匀加速直线运动的速度公式v0=v0+at 解得t1=0.4s物体位移为0.4m时,物体的速度与传送带的速度相同,物
41、体0.4s后无摩擦力,开始做匀速运动 S2=v2t2 因为S2=S-S1=100.4=9.6(m), v2=2ms代入式得t2=4.8s,则传送10m所需时间为t=0.44.8=5.2s。8(2004 全国卷) 如图所示,传送带与地面倾角=370,从A到B长度为16m,传送带以v=10m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m = 0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为=0.5. 求物体从A运动到B所需时间是多少.(sin370=0.6)典型错误:开始阶段由牛顿第二定律得:sincos=a1;所以:a1=sincos=10m/s2;物体加速至与传送带速度相等时需要的时
42、间1a11s;发生的位移:a112/2516;物体加速到10m/s 时仍未到达B点。S2=v2t2,t2=1.1s=t1t 2 =2.1s错因分析:错误认为物块速度达到皮带速度后,物块就和皮带一起作匀速直线运动,没有考虑到皮带传送物体所受摩擦力可能发生突变,不论是其大小的突变,还是其方向的突变,都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。实际上达到共同速度后物块相对皮带继续往下滑,所受摩擦力向上。正确答案:物体放在传送带上后,开始阶段,传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力,物体由静止开始加速下滑,受力分析如上图(a)所示;当物体加速至与传送带速度相等时,由于tan,物
43、体在重力作用下将继续加速,此后物体的速度大于传送带的速度,传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力,但合力沿传送带向下,物体继续加速下滑,受力分析如上图 (b)所示。综上可知,滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变” 。 开始阶段由牛顿第二定律得:sincos=a1;所以: a1=sincos=10m/s2;物体加速至与传送带速度相等时需要的时间1a11s;发生的位移:a112/2516;物体加速到10m/s 时仍未到达B点。第二阶段,有:sincosa2 ;所以:a22m/s 2;设第二阶段物体滑动到B 的时间为t2 则:LABS2a22/2 ;解得:t21s , 2/=-11s (舍
44、去)。 故物体经历的总时间=t1t 2 =2s .三、易错警示:在研究摩擦力时,要特别注意物体间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力,因为二者的大小变化情况是不同的。滑动摩擦力的大小跟压力 N有关,与引起滑动摩擦力的外力的大小无关;而静摩擦力的大小跟压力 N无关,由引起这个摩擦力的外力决定,但最大静摩擦力的大小跟压力 N有关。因此,在确定摩擦力的大小时,静摩擦力的大小应由引起静摩擦力的外力的大小来确定,不能用f=N计算。 动静摩擦,首先分清, 平衡求静,公式求动, 压力大小,定要分明, 若论方向,相对为要。四、我的错题本:易错点5 实验:牛顿第二定律一、能力要求1、熟悉气垫导轨的构造,掌握正确的使
45、用方法。2、熟悉光电计时系统的工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。3、学会测量物体的速度和加速度。4、验证牛顿第二定律。5、学会分析和校准实验中的系统误差。二、易错题演练:1(2011重庆卷)某同学设计了如图所示的装置,利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数。滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为,托盘和盘中砝码的总质量为m,实验中,滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动,重力加速度g取10ms2。为测量滑块的加速度,须测出它在A、B间运动的 与 ,计算的运动学公式是 ;根据牛顿运动定律得到与的关
46、系为:他想通过多次改变,测出相应的值,并利用上式来计算。若要求是的一次函数,必须使上式中的 保持不变,实验中应将从托盘中取出的砝码置于 ;实验得到与的关系如图所示,由此可知= (取两位有效数字)典型错误:不知道“必须使上式中的 保持不变,实验中应将从托盘中取出的砝码置于 ;”“由此可知= ”这两三空如何填写。错因分析:推不出“”的表达式和不善于把加速度的表达式与数学中的一次函数类比正确答案:将运动公式变形得,测量出位移S和发生位移S的时间t,求得加速度a以m为研究对象,;以为研究对象,消去绳子的拉力T,解得加速度,化简可得将加速度的表达式与数学中的一次函数类比, “”就相当于图像的斜率k,为了
47、保证图像斜率不变,要求保持不变,在实验中就要把从小车上拿下的砝码放置到托盘中,从托盘中拿下的砝码放置到小车上. “”相当于纵轴截距.在图像上取两个点(6410-3,0.23)、(6710-3,0.35),写出直线的两点式方程,化简得,方程中的“”就是直线的纵轴截距,所以,因为,所以2(2010重庆卷)某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度,电源频率,在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个技术点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是本次排练的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离: 、 若无法再做实验,可由以上信息推知:来源:K相邻两计数点的时间间隔为
48、;打 C点时物体的速度大小为 (取2位有效数字)物体的加速度大小为 (用、和表示)典型错误:0.08s 3.1 m/s 无法求解错因分析:每隔4个点和每4个点没分清楚而误填0.08s,由于第一空错误导致求C点速度时出错,对匀变速直线运动规律不熟导致第三空做不出来。正确答案:打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点,则相邻两计数点的时间间隔为T=0.02X5=0.1S。根据间的平均速度等于点的速度得m/s匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大,有,所以3(2009上海高考)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。(1)在该
49、实验中必须采用控制变量法,应保持_不变,用钩码所受的重力作为_,用DIS测小车的加速度。(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_。(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是()(A)小车与轨道之间存在摩擦 (B)导轨保持了水平状态(C)所挂钩码的总质量太大(D)所用小车的质量太大典型错误:(1)钩码质量不变(2)(A)小车与轨道之间存在摩擦错因分析:实验原理不清楚而出现错解正确答案:(1)在研究加速度与力的关系时必须保持小车质量不变,才能找出二者的关系(2)OA段在实验的允许范围内,图线是一条直线,因此可得出a与F成正比的关系由实验的原理
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