《高考备考指南 物理 》课件-章末学科思维素养

直线运动的研究第三章

章末学科思维素养(本章末对应系统用书P68)素养一千变万化之“斜面”模型1.力和加速度的分解在应用牛顿第二定律时，若某个力与加速度不在一条直线上，往往采用正交分解的方法，在加速度方向和垂直加速度方向上进行分解，然后用牛顿第二定律求解相关问题.不分解力而分解加速度是同样有效的方法，有时比分解力更简单，分解时将加速度在某个力的方向和垂直该力的方向上分解.2.不同情境中的整体法(1)当两个或两个以上物体以不同形式连接，构成一个系统，且系统内各物体加速度不相同时，牛顿第二定律照样能应用于整体.例1一质量为m的乘客站在倾角为θ

的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以大小为a0

的加速度加速上行，如图所示.重力加速度大小为g.该过程中，乘客对踏板的压力大小为(

)

A.mg

B.ma0sinθC.mg＋ma0sinθ D.mg－ma0sinθ

【解析】该过程中，乘客在竖直向上方向的加速度大小a＝a0sin

θ，设踏板对乘客的支持力大小为F，在竖直方向上，由牛顿第二定律有F－mg＝ma.由牛顿第三定律可得，乘客对踏板的压力大小N＝F＝mg＋ma0sin

θ，C正确，A、B、D错误.C

变式1如图所示，一质量为M的楔形木块被放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角分别为α和β；a、b为两个位于斜面上且质量均为m的小木块，己知所有接触面都是光滑的，现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于(

)

A.Mg＋mg

B.Mg＋2mgC.Mg＋mg(sinα＋sinβ)D.Mg＋mg(cosα＋cosβ)A

【解析】取a、b、M

整体为研究对象，其竖直方向受力情况及系统内各物体的运动状态如图所示.以竖直向上为正方向，在竖直方向上由牛顿第二定律得FN－(M＋2m)g＝M×0＋m·a1y＋m·a2y，其中，a1y＝－gsin2α，a2y＝－gsin2β，故水平桌面对楔形木块的支持力FN＝Mg＋mg，由牛顿第三定律得A正确.素养二动力学中的“等时圆”模型1.模型特征(1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端，由静止开始滑到圆环最低点所用的时间相等，如图甲所示.(2)质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦，由静止开始滑到下端所用的时间相等，如图乙所示.(3)两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点由静止开始沿不同的光滑弦上端滑到下端，所用时间相等，如图丙所示.

例2游乐场有两个沙坡PM、QM，P、Q、M三点在同一竖直圆周上，圆心为O，圆周最低点为M，P、Q，位置如图所示.一游客分别从P、Q两点由静止下滑到M点的过程中，加速度分别为a1、a2，经历的时间分别为t1、t2，损失的机械能分别为E1、E2，到达M点的速度分别为v1、v2，则(

)

A.a1＞a2 B.t1＝t2C.E1＜E2 D.v1＞v2C

变式2如图所示，在斜面上同一竖直面内有四条光滑细杆，其中OA杆竖直放置，OB杆与OD杆等长，OC杆与斜面垂直放置，每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，四个环分别从O点由静止释放，沿OA、OB、OC、OD滑到斜面上所用的时间依次为t1、t2、t3、t4.下列关系正确的是(

)

A.t1＜t2 B.t1＞t3C.t2＝t4 D.t2＜t4D

D

变式3如图甲所示是某科技馆内的一种设备——“娱乐风洞”，该设备通过人工制造和控制气流，把人“吹”起来，使其体验太空飘浮的感觉.图乙为该风洞的简化示意图，其主体是一个高H＝6.5m的圆柱形竖直管道，开启管道底部的气流，恰好使一位质量m＝60kg的游客悬浮在A点，由于设备故障，气流突然消失，游客开始做自由落体运动；为保障安全，在游客下落h＝4.05m到B点时，启动备用装置并立即产生更强的恒定气流，游客继续下落t2＝0.3s到靠近