二轮力与直线运动中小专题恒力作用下的直线运动

力与运动------恒力作用下的直线运动
一、对恒力作用下的直线运动的认识：
1、物体在什么条件下才能做直线运动？
2、恒力作用下的直线运动的运动性质如何？
思考辨析：
（1）该运动一定是单方向的直线运动
（2）该运动的加速度大小不变，方向可能变化
（3）物体在连续相等时间T内的位移之差一定不变
（4）物体在相等的时间内速度的变化量相同，动能的变化量不同
（5）物体在相同的位移内速度的变化量相同，动能的变化量也相同
二、匀变速直线运动的规律
应用一：运动学问题
1、对双向运动的处理方法：分段法或全程处理特点：对称性
题1：如图所示，将小球从斜面上的A点以V0＝10m/s的初速度沿斜面向上运动，已知斜面光滑且足够长，倾角为30°，请确定小球在开始运动后1s和6s时的位置及速度（g ＝10m/s2）
题2：一物体以初速度20m/s竖直上抛，当速度大小变为10m/s时所经历的时间为多少？
（不计空气阻力，g取10m/s2）
题3：如图所示，匀强电场的场强为E，虚线为其理想边界，一电荷量为-q、质量为m的带电粒子（不计重力）从O点沿与电场线平行方向飞进电场，经时间t到达P点，再经时间t，再次经过P点。

则粒子经P点时速度大小为多少？OP两点间电势差为多少？
距离为多少？
2、考虑实际情况
题4：飞机着陆做匀减速运动可获得a=6m/s2的加速度，飞机着陆时的速度为V0=60m/s，求它着陆后t=12s内滑行的距离。

题5：汽车以20m/s的速度做匀速运动，某时刻关闭发动机而做匀减速运动，加速度大小为5m/s2，则它关闭发动机后通过t=37.5m所需的时间为：
A．3s B．4s C．5s D．6s
3、△S＝aT2的应用
题6：一个质量为m的物块由静止开始沿斜面下滑，拍摄此下滑
过程得到的同步闪光（即第一次闪光时物块恰好开始下滑）
照片如图1所示．已知闪光频率为每秒10次，根据照片测得
物块相邻两位置之间的距离分别为AB＝2.40cm，BC＝
7.30cm，CD＝12.20cm，DE＝17.10cm．由此可知，物块经过
D点时的速度大小为________m/s；滑块运动的加速度为
________．（保留3位有效数字）
4、相对运动问题
题7：[2006全国卷Ⅰ.24] (19分)一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。

初始时，传送带与煤块都是静止的。

现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动。

经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。

求此黑色痕迹的长度。

应用二：力与运动
联系力与运动的桥梁----牛顿第二定律F＝ma
1、重力、弹力、摩擦力作用下的匀变速直线运动问题
题8：（2004天津理综）（18分）质量m=1.5kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=2.0s停在B点，已知A、B两点间的距离S=5.0m，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，求恒力F多大。

（g=10m/s2）
题9：（2006年高考广东卷）（14分）一个质量为4kg 的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.1。

从t ＝0开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F 作用，力F 随时间的变化规律如图所示。

求83秒内物体的位移大小和力F 对物体所做的功。

g 取10m/s 2。

题10：[2006全国卷Ⅱ.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/s 2。

题11：[2006上海物理卷.21]（l2分）质量为 10 kg 的物体在F ＝200 N 的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°。

力F 作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1．25秒钟后，速度减为零．求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移S 。

（已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g ＝10 m/s 2）
2、与电场力、磁场力相关的匀变速直线运动问题
题12：（2006年北京卷）（18分）如图1所示，真空中相距d ＝5cm 的两块平行金属板A 、B 与电源连接（图中未画出），其中B 板接地（电势为零），A 板电势变化的规律如图2所示。

将一个质量m=2.0×10-27kg ，电量q ＝+1.6×10-19 C 的带电粒子从紧临B 板处释放，不计重力。

求
（1）在t ＝0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；
（2）若A 板电势变化周期T ＝1.0×10-5 s ，在t ＝
0时将带电粒子从紧临B
板处无初速释
F
放，粒子达到A 板时动量的大小；
（3）A 板电势变化频率多大时，在t ＝T/4到t ＝T/2时间内从紧临B 板处无初速释放该
带电粒子，粒子不能到达A 板。

题13：如图所示，两根相距为d 的足够长的平行金属导轨位于水平x O y 平面内，左端接有阻值为R 的电阻，其他部分的电阻均不计．在x ＞0的一侧存在垂直x O y 平面且方向竖直向下的稳定磁场，磁感强度大小按B =kx 规律变化（其中k 是一大于零的常数）．一根质量为m 的金属杆垂直跨搁在光滑的金属导轨上，两者接触良好．当t =0时直杆位于x =0处，其速度大小为v 0，方向沿x 轴正方向，在此后的过程中，始终有一个方向向左的变
力F 作用于金属杆，使金属杆的加速度大小恒为a ，加速度方向一直沿x 轴的负方向．求：
（1）闭合回路中感应电流持续的时间有多长？
（2）当金属杆沿x 轴正方向运动的速度为V 0/2时，闭合回路的感应电动势多大？此时作
用于金属杆的外力F 多大？
题14：如图所示，在相互垂直的匀强电场、磁场中，有一个倾角为
且足够长的光滑绝缘斜面.磁感应强度为B ，方向水平向外，电场强度
的方向竖直向上.有一质量为m ，带电量为+q
的小球静止在斜面顶端，
这时小球对斜面的压力恰好为。

.若迅速把电场方向改为竖直向下时，
小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？。