1、2012高考物理二轮复习教案：母题系列精品教案高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题二十三。与牛顿运动定律相关的图像问题【解法归纳】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。图11典例23（2010福建理综）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11
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A.18m B.54m C.72m D.198m在6-9s时间内：F=f，物体做匀速直线运动，位移 s3=vt=63m=18m。在9-12时间内：Ff，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=63m+232m=27m 所以012s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、F-t图象等知识点，需要考生准确分析出物体在每一段时间内
3、的运动性质。衍生题1（2010高考海南物理）图7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0.2在木板上施加一水平向右的拉力F，在03s内F的变化如图8所示，图中F以mg为单位，重力加速度g2m m F 图1图21213t/s00.4F/mg 1.5图7 图8=10m/s2整个系统开始时静止 (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03s内木板和物块的vt图象，据此求03s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
4、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 f=mg，当vt vtvt2=vt1+a(t2-t1)F-f=(2m)avt2=vt1+a (t2-t1)由式与题给条件得v1=4m/s，v1.5=4.5m/s，v2=4m/s，v3=4m/s，v2=4m/s，v3=4m/s，v/(ms-1)123t/s04.51.542物块木板图9(2)由式得到物块与木板运动的图象，如右图所示。在03s内物块相对于木板的距离s等于木板和物块vt图线下的面积之差，即图中带阴影的四边形面积，该四边形由两个三角形组成，上面的三角形面积为0.25(m)，下面的三角形面
5、积为2(m)，因此s=2.25。F/N100320400440t/s0123465衍生题2（2006全国理综24，19分）一质量为m=40kg的小孩在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2。解析：由图可知，在t0到t12s的时间内，体重计的示数大于mg，故电梯应做向上的匀加速运动。设在这段时间内体重计作用于小孩的力为f1，电梯及小孩的加速度为a1，由牛顿第三定律可知f1=440N，根据牛顿第二定律，得：f1mgma1 在这段时间内电梯上升的高度h1 在t1到t25s的时间内，
6、体重计的示数等于mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为t1时刻的电梯的速度，即v1a1t1 在这段时间内电梯上升的高度h1v1t2 在t2到tt36s的时间内，体重计的示数小于mg，故电梯应做匀减速上升运动。设这段时间内体重计作用于小孩的力为f2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第三定律可知f2=320N，由牛顿第二定律，得：mgf2ma2在这段时间内电梯上升的高度h3电梯上升的总高度hh1h2+h3 由以上各式，解得h9m图12衍生题3(2010安徽理综)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vt图象如图12所示。g取10 m/s2，求：(1)物体
7、与水平面间的运动摩擦系数； (2)水平推力的大小；（3）010s内物体运动位移的大小。【解析】（1）设物体做匀减速直线运动的时间为t2，初速度为v20，末速度为v21，加速度为a2，则a2=-2m/s2设物体所受摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律，有Ff = ma2Ff = -mg解得 =0.2（2）设物体做匀加速直线运动的时间为t1，初速度为v10，末速度为v20，加速度为a1，则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+v20t2=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
8、起来，应用相关知识解答。衍生题4（2010上海奉贤模拟）两个完全相同的物体A、B，质量均为m = 0.8kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动。图中的两条直线分别表示A物体受到水平拉力F作用和B物体不受拉力作用的vt图像，求：v/ms-1t/s0369122468（1）两物体与地面之间的动摩擦因素；（2）物体A所受拉力F的大小；（3）12s末物体A、B之间的距离S。解析：（1）由vt图得aB= = m/s2 = m/s2mg= maB 得到= 1/15=0.067 （2）aA = = m/s2 = m/s2由牛顿第二定律Ff = ma1 解得 F = 0.8N （3）设A、B
9、在12s内的位移分别为S1、S2，由vt图得S1 = （4 + 8）12m = 72mS2 = 64m = 12m故S = S1S2 = 60m衍生题5.（2007年高考上海物理）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g10m/s2。求：（1）小环的质量m；（2）细杆与地面间的倾角a。【解析】 由图得前2s，沿杆方向的推力F1=5.0N：2s后，沿杆方向的推力F2=5.5N：前2s小环做匀加速直线运动，其加速度a0.5m/s2，前2s对小环由牛顿第二定律有：F1mg sinama，2s后
10、小环做匀速直线运动，有：F2mg sina，联立解得m=1kgsina=F2/mg=0.5，所以，a30。【点评】要能够从题给图像中找出物体运动情况和受力情况。衍生题6（2010西安模拟）如图甲所示，一个质量为m=4kg的小滑块A，在水平力F0=20N作用下，在水平面上沿x轴正方向以v0=5m/s做匀速直线运动。在x0区域，存在场力作用区，可对滑块施加竖直向下的作用力F，并通过传感器来控制力的变化。从滑块A进入场力作用区开始，力的变化如图乙所示。求滑块在场力作用区域运动的距离。（已知，） .解析：滑块最初做匀速直线运动，F0=mg解得=0.5当滑块A进入场力作用区域后，由于摩擦力增大，所以做减速运动。令F1=5N，每一个场力区域的宽度L=1m，由牛顿运动定律，滑块A运动在第n个场力区域内，加速度大小为an= nF1/m.精品资料。欢迎使用。高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
