人教版高考物理一轮总复习精品课件 第三章 牛顿运动定律 研专项 素养提升 (3).ppt

审题指导等时圆模型求解方法三、情境化主题突破:交通安全类问题分析(二)【背景资料】在第一章核心素养专项提升中,我们将匀变速直线运动与交通安全问题结合,但没有涉及交通安全中相互作用的问题,现在结合牛顿第二定律,就交通安全中的动力学情境类问题进行分类练习,警示大家注意交通安全。【创新训练】1.避险车道是由粗糙碎石铺成的上坡路段,供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。下图是某公路的避险车道及周围路段示意图(俯视图),其中下坡路段倾角为5°,避险车道倾角为37°。一辆总质量为4.5×103kg以54km/h的速率在下坡路段向下匀速行驶的汽车突然刹车失灵(同时发动机失去动力),司机仅控制方向,使汽车驶入避险车道,最后停下。后经交警勘察和回放录像,发现该汽车在避险车道上运动的距离为28m,且从刹车失灵到停止运动经历了28s。若该汽车在避险车道上运动时受到的平均阻力大小为汽车总重力的,它在下坡路段和避险车道上的运动均看成匀变速直线运动且不计其在下坡路段和避险车道交界处的能量损失,g取10m/s2,sin37°=0.6,sin5°=0.09,求:(1)汽车在避险车道上的加速度的大小;(2)汽车在运动过程中的最大动量的大小;(3)汽车在刹车失灵后进入避险车道前受到的平均阻力的大小。答案(1)14m/s2(2)1.26×105kg·m/s(3)1.8×103N解析(1)在避险车道上mgsin37°+0.8mg=ma所以a=14m/s2。(2)由运动公式-2ax=0-所以vm=28m/s最大动量p=mvm=1.26×105kg·m/s。(3)在避险车道上减速过程有0-vm=-at2所以t2=2s故加速下滑过程t1=28s-t2=26smgsin5°-Ff=ma1解得Ff=1.8×103N。2.(2021湖南岳阳一模)某司机驾驶小汽车以速度v0途经十字路口时,松开油门,小汽车在滚动摩擦力作用下沿直线匀减速行驶,后又发现红灯倒计时所剩时间不多,于是狠踩刹车,车轮抱死(不转),小汽车在滑动摩擦力作用下沿直线继续匀减速直至停止。已知轮胎与地面间的动摩擦因数为μ=0.6,重力加速度g取10m/s2,小汽车滑动阶段的速度随时间变化的图像如图所示。滚动摩擦减速过程的位移与滑动摩擦减速过程的位移之比为5∶2,且两段减速过程耗时相同,滑动阶段小汽车的某个车轮在地面留下的痕迹长为3m。(1)求刚开始踩刹车时小汽车的速度大小。(2)设小汽车滚动摩擦减速阶段的摩擦力与压力之比为λ,求λ。答案(1)6m/s(2)0.3?解析(1)设刚开始踩刹车时小汽车的速度大小为v,位移大小为x2=3m,由牛顿第二定律得ma=μmg由运动学公式得-2ax2=0-v2解得v=6m/s。本课结束研专项素养提升第三章一、重要科学思维方法指导:“整体”或“隔离”分析物体受力情况【背景资料】我们的研究对象可以是单个的物体(隔离法),也可以是由两个或两个以上的物体组成的系统(整体法),受力分析时,选取恰当的研究对象,只分析研究对象以外的其他物体对研究对象的作用力。【考向分析】高考中,无论是热力学还是电磁学,只要涉及力就需要“整体”或“隔离”研究对象进行受力分析,其中的科学思维方法是常考常新的内容。【案例探究】如图所示,8块完全相同的砖块放在水平面上,今用水平推力F推第一块砖,使8块砖一起向右运动,求第5块砖给第6块砖的作用力。审题指导分别取8块砖整体和隔离右边三块砖为研究对象受力分析。解析设每块砖受地面摩擦力为Ff,加速度为a取8块砖整体为研究对象,由牛顿第二定律得8ma=F-8Ff取右边三块砖为研究对象,由牛顿第二定律得3ma=F56-3Ff联立解得F56=F。【拓展思考】(1)若水平面光滑呢?(2)是力传递还是效果传递?(3)若放斜面上呢?二、典型物理模型指导突破:力学等时圆模型【背景资料】1.模型特征(1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦由静止开始滑到环的最低点所用时间相等,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,质点沿不同的光滑弦由上端静止开始滑到下端所用时间相等,如图丙所示。2.结论证明如图乙所示,设某一条光滑弦与水平方向的夹角为θ,圆的直径为d,质点沿光滑弦做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a=gsinθ,位移x=dsinθ,则运动时间【考向分析】等时圆模型是生产生活中常用的一个模型,近几年高考中有几次涉及,了解等时圆有助于解决一些STSE问题,其中的科