【優(yōu)化方案】高三物理專題復習攻略 第一部分專題一第二講 牛頓運動定律與直線運動課件 新人教版（重慶專用）

第二講牛頓運動定律與直線運動 重點知識歸納一、直線運動的基本規(guī)律及應用1基本公式 特別提醒：(1)以上三個公式中共有五個物理量：s、t、a、v0、vt，每個公式中只有其中的四個物理量，當已知某三個而要求另一個時，往往選定一個公式就可以了如果兩個勻變速直線運動有三個物理量對應相等，那么另外的兩個物理量也一定對應相等(2)以上五個物理量中，除時間t外，s、v0、vt、a均為矢量一般以v0的方向為正方向，以t0時刻的位移為零，這時s、vt和a的正負就都有了確定的物理意義 2勻變速直線運動問題基本類型(1)剎車問題，要首先判斷剎車時間，確定在題目已知時間內(nèi)車是否已停下(2)追及問題分析追和被追的兩物體，在速度相等(同向運動)時能否追上，以及兩者之間的距離出現(xiàn)極值的臨界狀態(tài)，是解題的關(guān)鍵(3)相遇問題相向運動的兩物體，各自運動的位移大小之和等于開始時兩物體間的距離 (4)豎直上拋問題可以分段研究，上升階段是勻減速直線運動，下落階段是自由落體運動可以按全程研究，加速度大小、方向都不變，可看成勻變速直線運動具有對稱性和多解性3解決勻變速直線運動問題的常用方法(1)一般公式法(2)平均速度法 (3)中間時刻速度法(4)比例法(5)逆向思維法(6)圖象法(7)巧用隔差公式smsn(mn)aT2解題二、牛頓運動定律及動力學兩類問題1牛頓運動定律(1)牛頓第一定律明確了力和運動的關(guān)系，即力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因；指出了一切物體都具有慣性 2動力學兩類基本問題 特別提醒：加速度是解兩類問題的橋梁和紐帶，是順利求解的關(guān)鍵3用牛頓第二定律解題的常用方法及解題步驟(1)常用方法合成法正交分解法a分解力b分解加速度轉(zhuǎn)換對象法，也叫牛頓第三定律法 (2)解題步驟通過審題，靈活地選取研究對象分析研究對象的受力情況和運動情況根據(jù)牛頓第二定律列出方程統(tǒng)一單位后，將數(shù)值代入方程求解檢查答案是否完整、合理 熱點題型示例勻變速直線運動規(guī)律的應用勻變速直線運動問題，涉及的公式較多，求解方法較多，要注意分清物體的運動過程，選取簡潔的公式和合理的方法分析求解，切忌亂套公式，一般情況是對任一運動過程尋找三個運動學的已知量，即知三求二，若已知量超過三個，要注意判斷，如剎車類問題，若已知量不足三個，可進一步尋找該過程與另一過程有關(guān) 系的量，或該物體與另一物體有關(guān)系的量，一般是在時間、位移、速度上有關(guān)系，然后聯(lián)立關(guān)系式和運動學公式求解，且解題時一定要注意各物理量的正負 (2010年高考安徽卷)質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去F，其運動的vt圖象如圖21所示g取10 m/s2，求：(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)；(2)水平推力F的大??；(3)010 s內(nèi)物體運動位移的大小例1 圖21 【答案】(1)0.2(2)6 N(3)46 m 強化訓練1(2011年高考天津卷)質(zhì)點做直線運動的位移s與時間t的關(guān)系為s5tt2(各物理量均采用國際單位制單位)，則該質(zhì)點()A第1 s內(nèi)的位移是5 mB前2 s內(nèi)的平均速度是6 m/sC任意相鄰的1 s內(nèi)位移差都是1 mD任意1 s內(nèi)的速度增量都是2 m/s 1基本思路追及、相遇問題 2追及問題中的臨界條件(1)速度大者減速(如勻減速直線運動)追速度小者(如勻速運動)：當兩者速度相等時，若追者位移仍小于被追者位移，則永遠追不上，此時兩者間有最小距離若兩者速度相等時，兩者的位移也相等，則恰能追上，也是兩者避免碰撞的臨界條件若兩者位移相等時，追者速度仍大于被追者的速度，則被追者還有一次追上追者的機會，其間速度相等時兩者間距離有一個較大值 (2)速度小者加速(如初速度為零的勻加速直線運動)追速度大者(如勻速運動)：當兩者速度相等時有最大距離當兩者位移相等時，即后者追上前者3注意事項(1)追者和被追者速度相等是能追上、追不上或兩者間距最大、最小的臨界條件(2)被追的物體做勻減速直線運動時，要判斷追上時被追的物體是否已停止 例2 為了體現(xiàn)人文關(guān)懷，保障市民出行安全和嚴格執(zhí)法，各大都市交管部門強行推出了“電子眼”，據(jù)了解，在城區(qū)內(nèi)全方位裝上“電子眼”后，機動車擅自闖紅燈的記錄大幅度減少，因闖紅燈引發(fā)的交通事故也從過去的5%下降到1%.現(xiàn)有甲、乙兩輛汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，它們行駛的速度均為10 m/s. 當兩車快要到一十字路口時，甲車司機看到綠燈已轉(zhuǎn)換成了黃燈，于是緊急剎車(反應時間忽略不計)，乙車司機為了避免與甲車相撞也緊急剎車，但乙車司機反應較慢(反應時間為0.5 s)已知甲車緊急剎車時制動力為車重的0.4倍，乙車緊急剎車時制動力為車重的0.5倍，g取10 m/s2.求：(1)若甲司機看到黃燈時車頭距警戒線15 m，他采取上述措施能否避免闖紅燈？(2)為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，甲、乙兩車行駛過程中應保持多大距離？ 【答案】(1)能(2)2.5 m 強化訓練2(2011年河北唐山模擬)獵狗能以最大速度v110 m/s持續(xù)地奔跑，野兔只能以最大速度v28 m/s的速度持續(xù)奔跑一只野兔在離洞窟s1200 m處的草地上玩耍，獵狗發(fā)現(xiàn)后以最大速度朝野兔追來野兔發(fā)現(xiàn)獵狗時與獵狗相距s260 m，野兔立即跑向洞窟設獵狗、野兔、洞窟總在同一直線上，則野兔的加速度至少要多大才能保證安全回到洞窟？ 答案：4 m/s2 1已知物體的受力情況，確定物體的運動情況處理方法：已知物體的受力情況，可以求出物體的合外力，根據(jù)牛頓第二定律可以求出物體的加速度，再利用物體的初始條件(初位置和初速度)，根據(jù)運動學公式就可以求出物體的位移和速度，也就是確定了物體的運動情況動力學的兩類基本問題 2已知物體的運動情況，確定物體的受力情況處理方法：已知物體的運動情況，由運動學公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的合外力，由此推斷物體受力情況 例3 (15分)航模興趣小組設計出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m2 kg，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F28 N試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升設飛行器飛行時所受的阻力大小不變，g取10 m/s2.(1)第一次試飛，飛行器飛行t18 s時到達高度H64 m求飛行器所受阻力Ff的大小；(2)第二次試飛，飛行器飛行t26 s時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力求飛行器能達到的最大高度h；(3)為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開始下落到恢復升力的最長時間t 3. 強化訓練3(2010年高考福建卷)質(zhì)量為2 kg的物體靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等從t0時刻開始，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用，F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖22所示重力加速度g取10 m/s2，則物體在t0至t12 s這段時間的位移大小為() 圖22A18 mB54 mC72 m D198 m 解答物理臨界問題的關(guān)鍵是從題述信息中尋找出臨界條件許多臨界問題題述中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“恰好不相撞”、“恰好不脫離”詞語對臨界狀態(tài)給出暗示也有些臨界問題中不顯含上述常見的“臨界術(shù)語”，但審題時會發(fā)現(xiàn)某個物理量在變化過程中會發(fā)生突變，則該物理量突變時物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)審題時，一定要抓住這些特定的詞語，明確含義，挖掘內(nèi)涵，找出臨界條件動力學中的臨界問題 (2011年洛陽四校聯(lián)考)如圖23所示，傾角為的光滑斜面體上有一個質(zhì)量為m的小球被平行于斜面的細繩系于斜面上，斜面體放在水平面上圖23例4 (1)要使小球?qū)π泵骟w無壓力，求斜面體運動的加速度范圍，并說明其方向；(2)要使小球?qū)毨K無拉力，求斜面體運動的加速度范圍，并說明其方向；(3)若已知60，m2 kg，當斜面體以加速度a10 m/s2向右勻加速運動時，求細繩對小球的拉力取g10 m/s2.【解析】為確定小球?qū)π泵鏌o壓力或?qū)毨K無拉力時斜面體的加速度，應先考慮小球?qū)π泵婊蚣毨K的彈力剛好為零的情況，再求出相應的加速度 圖24(1)小球?qū)π泵骟w剛好無壓力時，細繩與斜面平行，小球只受重力G和細繩的拉力FT作用，如圖24甲所示由牛頓第二定律得 FTsinmg0，F(xiàn)Tcosma0聯(lián)立解得a0gcot所以當斜面體向右運動的加速度aa0gcot時，小球?qū)π泵骟w無壓力(2)當小球?qū)毨K剛好無拉力時，小球只受重力G和斜面的支持力FN，如圖24乙所示，斜面的支持力FN的水平分力使小球向左加速運動由FNcosmg0，F(xiàn)Nsinma1，聯(lián)立解得a1gtan 所以在小球?qū)毨K無拉力時，若要使小球與斜面體以相同的加速度運動，則斜面體必須以a1gtan向左加速運動如果斜面體的加速度大于a1，則小球會相對于斜面向上滑動；如果斜面體的加速度小于a1，則小球會相對于斜面向下滑動，此時細繩拉力不為0.所以當斜面體向左運動的加速度a1gtan時小球?qū)毨K無拉力 【答案】見解析 強化訓練4(2011年高考上海卷)如圖25所示，質(zhì)量m2 kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L20 m，用大小為30 N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t02 s拉至B處(已知cos 370.8，sin 370.6，取g10 m/s2)圖25 (1)求物體與地面間的動摩擦因數(shù)；(2)用大小為30 N，與水平方向成37的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運動并能到達B處，求該力作用的最短時間t. 答案：(1)0.5(2)1.03 s 知能優(yōu)化訓練 本 部 分 內(nèi) 容 講 解 結(jié) 束按ESC鍵退出全屏播放