第二课时：力与直线运动

专题一力与运动第2课时力与直线运动典例1如图所示，一长为l的长方形木块在水平面上以加速度a做匀加速直线运动。先后经过1、2两点，1、2之间有一定的距离，木块通过1、2两点所用时间分别为t1和t2。求：(1)木块经过位置1、位置2的平均速度大小；(2)木块前端P在1、2之间运动所需时间。【变式训练】一位宇航员在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为2kg的物体从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m，则()A.物体在2s末的速度是20m/sB.物体在第5s内的平均速度是3.6m/sC.物体在第2s内的位移是20mD.物体在前5s内的位移是50m【典例2】利用传感器与计算机结合，可以自动作出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到运动小车的v-t图像如图所示，由此图像可知()A.18s时的加速度大于13s时的加速度B.小车做曲线运动C.13s末小车距离出发点最远D.小车前10s内的平均速度比后10s内的大【变式训练1】将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间间隔2s,它们运动的v-t图像分别如直线甲、乙所示。则(

)A.t=2s时,两球高度相差一定为40mB.t=4s时,两球相对于各自抛出点的位移相等C.两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D.甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等【变式训练2】沪昆高速公路限速120km/h,一般也要求速度不小于60km/h。冬天大雾天气的时候高速公路经常封道,否则会造成非常严重的车祸。如果某人大雾天开车在高速上行驶,设能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为30m,该人的反应时间为0.5s,汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为5m/s2,为安全行驶,汽车行驶的最大速度是(

)A.10m/s B.15m/sC.10m/sD.20m/s典例3：A、B两辆汽车在平直的公路上同向行驶。当A车的速度为20m/s、B车的速度为4m/s且B车在A车前84m处时，B车开始以2m/s2的加速度做匀加速运动，经过6s后，B车加速度突然变为零，A车一直做匀速运动，求两车经过多长时间相遇？【变式训练1】t=0时，甲、乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶，它们的v-t图像如图所示。忽略汽车掉头所需时间。下列对汽车运动状况的描述正确的是()A.在第1小时末，乙车改变运动方向B.在第2小时末，甲、乙两车相距10kmC.在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大D.在第4小时末，甲、乙两车相遇【变式训练2】为保障安全驾驶，公安部重新修订《机动车驾驶证申领和使用规定》，新规定于2013年1月1日起正式施行。如图所示，在合安高速公路某处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪，可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度。若B为测速仪，A为汽车，两者相距355m，此时刻B发出超声波，同时A由于紧急情况而急刹车(视为匀变速直线运动)，当B接收到反射回来的超声波信号时，A恰好停止，且此时A、B相距335m，已知声速为340m/s。(1)求汽车刹车过程中的加速度；(2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在60～110km/h，则该汽车刹车前的行驶速度是否合法？【变式训练3】2012年11月25日，中国首艘装有帮助飞机起飞弹射系统的航母“辽宁舰”完成了歼-15首次起降飞行训练并获得成功。已知歼-15在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0m/s2，当歼-15的速度达到50m/s时才能离开航空母舰起飞。设航空母舰处于静止状态。求：(1)若要求歼-15滑行160m后起飞，弹射系统必须使飞机至少具有多大的初速度？(2)若“辽宁舰”上不装弹射系统，要求歼-15仍能从此舰上正常起飞，问该舰身长⑤至少应为多长？(3)若“辽宁舰”上不装弹射系统，设航空母舰甲板长为L=160m，为使歼-15仍能从此舰上正常起飞，可采用先让“辽宁舰”沿歼-15起飞方向以某一速度⑥匀速航行，再让歼-15起飞，则“辽宁舰”的航行速度至少为多少？

【变式训练1】、DIS是由传感器、数据采集器、计算机组成的信息采集处理系统,某课外实验小组利用DIS系统研究电梯的运动规律,他们在电梯内做实验,在电梯天花板上固定一个力传感器,传感器的测量挂钩向下,在挂钩上悬挂一个质量为1.0kg的钩码,在电梯由静止开始上升的过程中,计算机屏上显示如图所示的图像,则(g取10m/s2)A.t1到t2时间内,电梯匀速上升B.t2到t3时间内,电梯处于静止状态C.t3到t4时间内,电梯处于超重状态D.t1到t2时间内,电梯的加速度大小为5m/s2【变式训练1】

、如图所示,质量M=0.2kg的长木板静止在水平地面上,与地面间动摩擦因数μ1=0.1,另一质量m=0.1kg的带正电小滑块以v0=8m/s初速度滑上长木板,滑块与长木板间动摩擦因数μ2=0.5,小滑块带电量为q=2×10-3C,整个运动过程始终处于水平向右的匀强电场中,电场强度E=1×102N/C,(g=10m/s2)求：(1)刚开始时小滑块和长木板的加速度大小各为多少?(2)小滑块最后停在距长木板左端多远的位置。(3)整个运动过程中产生的热量。【变式训练2】如图所示，在光滑水平面上放着长为L、质量为M的长木板，在长木板左端放一质量为m的物体（可视为质点），开始时物块和长木板均处于静止状态，物块和长木板间的接触面是粗糙的.今对物块m施加一水平向右的恒力，物块与木板分离时木板的速度为v，下列说法正确的是()A.若只增大物块质量m，则相对滑动过程木板的加速度不变，但分离时速度v变大Ｂ.若只增大物块质量m，则相对滑动过程木板的加速度变大，但分离时速度v变小C.若只增大恒力F，则相对滑动过程木板的加速度变大，分离时速度v也变大D.若只增大恒力F，则相对滑动过程木板的加速度不变，分离时速度v变小【变式训练3】如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取10m/s2则()A．木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B．滑块开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动C．最终木板做加速度为2m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动D．最终木板做加速度为3m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动【变式训练1】如图所示，相距为d的平行金属板A、B竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板.有一质量m、电荷量q（q>0）的小物块在与金属板A相距l处静止.若某一时刻在金属板A、B间加一电压UAB=-，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为-q，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回.已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为μ，若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间.则1）小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少？（2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？例6.如图（a）所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图（b）所示，若重力加速度g取10m/s2.根据图（b）中所提供的信息可以计算出()A．物体的质量B．斜面的倾角C．物体能静止在斜面上所施加的最小外力D．加速度为6m/s2时物体的速度变式训练：如图所示，水平地面上有两块完全相同的木块A、B，水平推力F作用在A上，用FAB代表A、B间的相互作用力，下列说法可能正确的是()A．若地面是完全光滑的，则FAB=FB．若地面是完全光滑的，则FAB=F/2C．若地面是有摩擦的，且AB未被推动，可能FAB=F/3D．若地面是有摩擦的，且AB被推动，则FAB=F/2例7、如图所示,水平传送带AB长L=10m,向右匀速运动的速度v0=4m/s。一质量为1kg的小物块(可视为质点)以v1=6m/s的初速度从传送带右端B点冲上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g取10m/s2。求：(1)物块相对地面向左运动的最大距离;(2)物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间。【变式训练1】.如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ，则下列选项中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()【变式训练2】一皮带传送装置如图所示,轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的滑块,已知滑块与皮带之间存在摩擦。现将滑块轻放在皮带上,弹簧恰好处于自然长度且轴线水平。若在弹簧从自然长度到第一次达到最长的过程中,滑块始终未与皮带达到共速,则在此过程中滑块的速度和加速度变化情况是(

)A.速度增大,加速度增大B.速度增大,加速度减小C.速度先增大后减小,加速度先增大后减小D.速度先增大后减小,加速度先减小后增大【变式训练3】.如图所示，一平直的传送带以速率v=2m／s匀速运动，传送带把A处的工件不断地运送到同一水平面上的B处，A、B相距L=30m．从A处把工件轻轻放到传送带上，经过时间t=20s能传送到B处．假设A处每隔一定时间放上一工件，每小时运送工件7200个，每个工件的质量为m=2kg．求：(1)传送带上靠近B端的相邻两工件的距离．(2)不计轮轴处的摩擦，求带动传送带的电动机的平均输出功率．练习．一传送带装置示意图如图所示，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N。这个装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率P。

例8某同学利用验证机械能守恒定律的实验装置来测定当地的重力加速度．该同学在通过实验得到的纸带上选取6个点，如图所示，每两个相邻点的时间间隔均为T，其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在第1点之前、3点和4点之间还有若干不清晰的点．若测得:1、3两点间的距离为s1，4、6两点间的距离为s2，2、5两点间的距离为s3，则:①计算5点速度的表达式是v5=______；②2点与5点之间的时间间隔为______；③计算重力加速度的表达式是g=______．例9、如图所示,一根轻质弹簧上端是固定的,下端挂一质量为m0的平盘,盘中有一物体,质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,现向下拉盘使弹簧再伸长Δl后停止,然后松手,设弹簧