1.高考对牛顿第二定律内容的要求较高,从历年命题看,命题主要集中在三个方面:结合运动学规律综合分析动力学的两类问题;交替使用整体法与隔离法处理连接体问题、临界问题;以实际应用为背景,考查思维转换、实际建模等综合问题。
2.两个常见模型的注意点:
(1)“滑块—木板”模型问题中,靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值:。
(2)传送带靠摩擦力带动(或阻碍)物体运动,物体速度与传送带速度相同时往往是摩擦力突变(从滑动摩擦力变为无摩擦力或从滑动摩擦力变为静摩擦力)之时。
例1.(2019?全国III卷?20)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出( )
图(a) 图(b) 图(c)
A.木板的质量为1 kg
B.2 s~4 s内,力F的大小为0.4 N
C.0~2 s内,力F的大小保持不变
D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
【考题解读】本题考查牛顿运动定律的综合应用,体现了物理学科科学推理的核心素养。以木板为研究对象,通过f-t与v-t图象对相应过程进行受力分析、运动分析,列方程解出相应的问题。
【答案】AB
【解析】分析知木板受到的摩擦力f?=f。0~2 s,木板静止,F=f?,F逐渐增大,所以C错误。4 s~5 s,木板加速度大小a2=0.2 m/s2,对木板受力分析,f?=ma2=0.2 N,得m=1 kg,所以A正确。2 s~4 s,对木板有F-f?=ma1,F=f?+ma1=0.4 N,所以B正确。由于无法确定物块的质量,则尽管知道滑动摩擦力大小,仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。