摘要：3．t时刻是匀加速运动的结束还是额定功率的开始.因此功率表达式结合牛顿第二定律和运动学公式求t是解题的关键． [强化练习2]某人骑自行车在平直道路上行进.如图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图象．某同学为了简化计算.用虚线作近似处理.下列说法正确的是( ) A．在t1时刻.虚线反映的加速度比实际的大 B．在0~t1时间内.由虚线计算出的平均速度比实际的大 C．在t1~t2时间内.由虚线计算出的位移比实际的大 D．在t3~t4时间内.虚线反映的是匀速直线运动 题型3 运动学中的临界和极值问题 [例3]如图所示.在水平长直的轨道上.有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动.某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点.滑块与车面间动摩擦因数为． (1)证明:若滑块最终停在小车上.滑块在车摩擦产生的内能与动摩擦因数 无关.是一个定值． (2)已知滑块与车面间动摩擦因数＝0.2.滑块质量m＝1kg.车长L＝2m.车速v0＝4m/s.取g＝10m/s2.当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F.要保证滑块不能从车的左端掉下.恒力F大小应该满足什么条件? 的情况下.力F取最小值.要保证滑块不从车上掉下.力F的作用时间应该在什么范围内? ●审题指导
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一个质量为2kg的物体在合外力F的作用下从静止开始运动．合外力F随时间t变化的关系如图示，则物体匀加速运动的加速度大小为5m/s2
5m/s2
，速度达到最大值的时刻是15s
15s
．①沿直线做匀加速运动的某物体，牵引一条通过打点计时器的纸带，计时器的打点周期T=0.02s，取下纸带后，由某一计时点开始，每隔五个点剪下一段纸带，按图1那样贴在直角坐标平面上，彼此不留间隙，也不要重叠．纸带下端都要准确地与横轴重合，每一条纸带的左边准确地与纵轴平行，图的纵轴上已标出了每条纸带的长度L（单位：mm）．今以横轴为时间轴，令每条纸带的宽度代表一个时间单位：0.1s，以纵轴为速度轴，纵轴上原来标的每毫米代表一个速度单位：10mm/s．
（1）在每段纸带的上边缘中点画“?”作为计数点，在新的坐标里每个计数点的纵坐标表示
（2）画一直线，使尽可能多的计数点落在此直线上，并使直线两侧的计数点数目大致相等，这条直线便是运动物体的
（3）求出上述直线的斜率，可知运动物体的加速度a=
②在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时：
（1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（m）两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是
（2）某同学的实验方案如图2所示，她想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力，为了减少这种做法而带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：a．
（3）该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：
A、利用公式a=
计算；B、根据a=
利用逐差法计算．
两种方案中，你认为选择方案
（4）下表是该同学在探究“保持m不变，a与F的关系”时记录的一组实验数据，请你根据表格中的数据在下面的坐标系中做出a-F图象；
（ 小车质量：M=0.500kg，g=10m/s2 ）
（5）针对该同学的实验设计、实验操作、数据采集与处理，就其中的某一环节，提出一条你有别于该同学的设计或处理方法：
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（1）在每段纸带的上边缘中点画“?”作为计数点，在新的坐标里每个计数点的纵坐标表示
相对应的单位时间内中间时刻的瞬时速度
相对应的单位时间内中间时刻的瞬时速度
．（2）画一直线，使尽可能多的计数点落在此直线上，并使直线两侧的计数点数目大致相等，这条直线便是运动物体的
速度-时间
速度-时间
图线．（3）求出上述直线的斜率，可知运动物体的加速度a=
0.75
0.75
m/s2．②在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时：
（1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（m）两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是
先保持m不变，研究a与F的关系；
再保持F不变，研究a与m的关系；
再保持F不变，研究a与m的关系；
先保持m不变，研究a与F的关系；
再保持F不变，研究a与m的关系；
再保持F不变，研究a与m的关系；
（2）某同学的实验方案如图2所示，她想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力，为了减少这种做法而带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：a．
把木板的末端垫起适当高度以平衡摩
擦力；
擦力；
把木板的末端垫起适当高度以平衡摩
擦力；
；b．擦力；
砂和桶的质量远小于小车质
量；
量；
砂和桶的质量远小于小车质
量；
．量；
（3）该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：
A、利用公式a=
| 2s |
| t2 |
| △s |
| T2 |
两种方案中，你认为选择方案
B
B
比较合理．（4）下表是该同学在探究“保持m不变，a与F的关系”时记录的一组实验数据，请你根据表格中的数据在下面的坐标系中做出a-F图象；
（ 小车质量：M=0.500kg，g=10m/s2 ）
| 次数 物理量 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| m砂和桶（kg） | 0.010 | 0.020 | 0.030 | 0.040 | 0.050 | 0.060 |
| a（m/s2） | 0.196 | 0.390 | 0.718 | 0.784 | 0.990 | 1.176 |
①采用气垫导轨以减小摩擦力；
②利用“光电门”和计算机连接直接得到加速度，
③利用v-t图象计算加速度；
④用弹簧秤测量砂和桶的重力；
⑤用力和加速度的比值是否不变来处理数据，等等．
②利用“光电门”和计算机连接直接得到加速度，
③利用v-t图象计算加速度；
④用弹簧秤测量砂和桶的重力；
⑤用力和加速度的比值是否不变来处理数据，等等．
①采用气垫导轨以减小摩擦力；
②利用“光电门”和计算机连接直接得到加速度，
③利用v-t图象计算加速度；
④用弹簧秤测量砂和桶的重力；
⑤用力和加速度的比值是否不变来处理数据，等等．
．②利用“光电门”和计算机连接直接得到加速度，
③利用v-t图象计算加速度；
④用弹簧秤测量砂和桶的重力；
⑤用力和加速度的比值是否不变来处理数据，等等．
如图所示是一个利用压力差来测量加速度的实验装置．在一个具有坚硬外壳的长方形盒内的上、下底板上各装配一个压力传感器A、B，其间用一轻弹簧将一个物块顶在传感器A上，弹簧的下端抵在传感器B上．整个装置处于静止状态时，A、B传感器示数分别为30N、50N．从t=0时刻起实验装置沿竖直方向开始运动，将两个传感器送出的压力数据记录下来，得表．（g=10m/s2）| t/s | 0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.0 | 2.2 | … |
| A/N | 30 | 9 | 6 | 3 | 0 | 0 | 0 | … |
| B/N | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 53 | 56 | … |
（1）这个装置在竖直方向做的运动是匀加速运动吗？
（2）求被卡在弹簧和传感器A间的物块的质量m．
（3）求1.4s末实验装置运动的瞬时加速度a．
沿直线做匀加速运动的某物体，牵引一条通过打点计时器的纸带，计时器的打点周期T=0.02s，取下纸带后，由某一计时点开始，每隔五个点剪下一段纸带，按图那样贴在直角坐标平面上，彼此不留间隙，也不要重叠．纸带下端都要准确地与横轴重合，每一条纸带的左边准确地与纵轴平行，图的纵轴上已标出了每条纸带的长度L（单位：mm）．今以横轴为时间轴，令每条纸带的宽度代表一个时间单位：0.1s，以纵轴为速度轴，纵轴上原来标的每毫米代表一个速度单位：10mm/s．（1）在每段纸带的上边缘中点画“?”作为计数点，在新的坐标里每个计数点的纵坐标表示
相对应的单位时间内中间时刻的瞬时速度
相对应的单位时间内中间时刻的瞬时速度
．（2）画一直线，使尽可能多的计数点落在此直线上，并使直线两侧的计数点数目大致相等，这条直线便是运动物体的
速度-时间
速度-时间
图线．（3）求出上述直线的斜率，可知运动物体的加速度a=
0.75
0.75
m/s2．
如图所示存在范围足够大的磁场区，虚线OO′为磁场边界，左侧为竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B1，右侧为竖直向上的磁感应强度为B2的匀强磁场区，B1=B2=B．有一质量为m且足够长的U形金属框架MNPQ平放在光滑的水平面上，框架跨过两磁场区，磁场边界OO′与框架的两平行导轨MN、PQ垂直，两导轨相距L，一质量也为m的金属棒垂直放置在右侧磁场区光滑的水平导轨上，并用一不可伸长的绳子拉住，绳子能承受的最大拉力是F0，超过F0绳子会自动断裂，已知棒的电阻是R，导轨电阻不计，t=0时刻对U形金属框架施加水平向左的拉力F让其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动．（1）求在绳未断前U形金属框架做匀加速运动t时刻水平拉力F的大小；绳子断开后瞬间棒的加速度．
（2）若在绳子断开的时刻立即撤去拉力F，框架和导体棒将怎样运动，求出它们的最终状态的速度．
（3）在（2）的情景下，求出撤去拉力F后棒上产生的电热和通过导体棒的电量．