高考物理一輪復習 專題一 力與運動 第2講 力與物體的直線運動課件.ppt

第2講 力與物體的直線運動,1.(2014江蘇單科，5)一汽車從靜止開始做勻加速直線運動，然后剎車做勻減速直線運動，直到停止。下列速度v和位移x的關系圖象中，能描述該過程的是( ),答案 A,解析 由勻加速運動速度與位移的關系：v22a1x，可知vx圖象應為開口向x軸正方向的拋物線的一部分，故C、D錯，當汽車做勻減速直線運動時，由v22a2x，則vx圖象應為開口向x軸負方向的拋物線的一部分，故A正確，B錯誤。,圖1,答案 BCD,3.(多選)(2015江蘇單科，6)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖2所示，以豎直向上為a的正方向，則人對電梯的壓力( ),圖2,A.t2 s時最大 B. t2 s時最小 C.t8.5 s時最大 D. t8.5 s時最小 解析 由題圖知，在上升過程中，在04 s內(nèi)，加速度方向向上，F(xiàn)Nmgma，所以向上的加速度越大，電梯對人的支持力就越大，由牛頓第三定律可知，人對電梯的壓力就越大，故A正確，B錯誤；由題圖知，在710 s內(nèi)加速度方向向下，由mgFNma知，向下的加速度越大，人對電梯的壓力就越小，故C錯誤，D正確。 答案 AD,4.(2015江蘇單科，5)如圖3所示，某“闖關游戲”的筆直通道上每隔8 m設有一個關卡，各關卡同步放行和關閉，放行和關閉的時間分別為5 s和2 s。關卡剛放行時，一同學立即在關卡1處以加速度2 m/s2由靜止加速到2 m/s，然后勻速向前，則最先擋住他前進的關卡是( ),圖3,A.關卡2 B.關卡3 C.關卡4 D.關卡5,答案 C,5.(2013江蘇單科，14)如圖4所示，將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實驗。若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為。重力加速度為g。,圖4,(1)當紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大??； (2)要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大?。?(3)本實驗中，m10.5 kg，m20.1 kg，0.2，砝碼與紙板左端的距離d0.1 m，取g10 m/s2。若砝碼移動的距離超過l0.002 m，人眼就能感知。為確保實驗成功，紙板所需的拉力至少多大？ 解析 (1)砝碼對紙板的摩擦力f1m1g 桌面對紙板的摩擦力f2(m1m2)g ff1f2 解得f(2m1m2)g,答案 (1)(2m1m2)g (2)大于2(m1m2)g (3)22.4 N,6.(2015新課標全國卷，25)一長木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊；在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5 m，如圖5(a)所示。t0時刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運動，直至t1 s時木板與墻壁碰撞(碰撞時間極短)。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運動過程中小物塊始終未離開木板。已知碰撞后1 s時間內(nèi)小物塊的vt圖線如圖(b)所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求：,圖5,(1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)1及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)2； (2)木板的最小長度； (3)木板右端離墻壁的最終距離。,答案 (1)0.1 0.4 (2)6 m (3)6.5 m,圖6,(1)在02 s時間內(nèi)A和B加速度的大??； (2)A在B上總的運動時間。,解析 (1)在02 s時間內(nèi)，A和B的受力如圖所示，其中Ff1、FN1是A與B之間的摩擦力和正壓力的大小，F(xiàn)f2、FN2是B與C之間的摩擦力和正壓力的大小，方向如圖所示。由滑動摩擦力公式和力的平衡條件得Ff11FN1,FN1mgcos Ff22FN2 FN2FN1mgcos 規(guī)定沿斜面向下為正方向。設A和B的加速度分別為a1和a2，由牛頓第二定律得 mgsin Ff1ma1 mgsin Ff2Ff1ma2 聯(lián)立式，并代入題給條件得a13 m/s2 a21 m/s2,(2)在t12 s時，設A和B的速度分別為v1和v2，則 v1a1t16 m/s v2a2t12 m/s 2 s后，設A和B的加速度分別為a1和a2。此時A與B之間摩擦力為零，同理可得 a16 m/s2 a22 m/s2 由于a20，可知B做減速運動。設經(jīng)過時間t2，B的速度減為零，則有v2a2t20 聯(lián)立式得t21 s,答案 (1)3 m/s2 1 m/s2 (2)4 s,主要題型：選擇題和計算題 知識熱點 (1)單獨命題 勻變速直線運動的公式及應用的考查。 xt、vt、at、Ft等圖象問題的考查。 牛頓運動定律的考查。 (2)交匯命題 考查利用vt圖象和牛頓第二定律解決物體運動的多過程及連接體問題。 勻變速直線運動規(guī)律和牛頓運動定律綜合應用的考查。 思想方法 極限思想、逆向思維的思想、理想實驗的思想、分解的思想。 比例法、圖象法、推論法、假設法、控制變量法、整體法、隔離法、合成法等。,考向一 運動圖象的應用,核心知識,(1)xt圖象和vt圖象描述的都是直線運動，而不是曲線運動。 (2)xt圖象和vt圖象不表示物體運動的軌跡。 (3)xt圖象中兩圖線的交點表示兩物體相遇，而vt圖象中兩圖線的交點表示兩物體速度相等。 (4)vt圖象中，圖線與坐標軸圍成的面積表示位移；而xt圖象中，圖線與坐標軸圍成的面積無實際意義。,規(guī)律方法,圖象問題要三看 (1)看清坐標軸所表示的物理量明確因變量(縱軸表示的量)與自變量(橫軸表示的量)的制約關系。 (2)看圖線本身識別兩個相關量的變化趨勢，從而分析具體的物理過程。 (3)看交點、斜率和“面積”明確圖線與圖線的交點、圖線與坐標軸的交點、圖線斜率、圖線與坐標軸圍成的面積的物理意義。,1.(2015江蘇省連云港、徐州、淮安、宿遷四市高三調(diào)研考試)如圖7所示，a、b分別為甲、乙兩物體在同一直線上運動時的位移與時間的關系圖線，其中a為過原點的傾斜直線，b為開口向下的拋物線。則下列說法正確的是( ),圖7,A.物體乙始終沿正方向運動 B.t1時刻甲、乙兩物體的位移相等、速度相等 C.0t2時間內(nèi)物體乙的平均速度大于物體甲的平均速度 D.t1到t2時間內(nèi)兩物體的平均速度相同 解析 b圖線的斜率先為正值，后為負值，則物體乙的運動方向發(fā)生了變化，A錯誤；在t1時刻，兩物體的位移相等，但圖線a、b的斜率不相等，則兩物體的速度不相等，B錯誤；0t2時間內(nèi)，兩物體的位移相等，運動時間相等，則兩物體的平均速度相同，C錯誤；t1t2時間內(nèi)，兩物體的位移相等，運動時間相等，則兩物體的平均速度相同，D正確。 答案 D,2.(2015重慶理綜，5)若貨物隨升降機運動的vt圖象如圖8所示(豎直向上為正)，則貨物受到升降機的支持力F與時間t關系的圖象可能是( ),圖8,解析 由vt圖象可知：過程為向下勻加速直線運動(加速度向下，失重，F(xiàn)mg)；過程為向上勻加速直線運動(加速度向上，超重，F(xiàn)mg)；過程為向上勻速直線運動(處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)mg)；過程為向上勻減速直線運動(加速度向下，失重，F(xiàn)mg)。綜合選項分析可知B選項正確。 答案 B,3.(多選)質(zhì)量相等的甲、乙兩物體在相同的恒定水平外力作用下由同一起跑線沿不同接觸面由靜止開始運動，兩物體的vt圖象如圖9所示，則( ),A.t0后某時刻甲、乙兩物體位移相等 B.0t0時間內(nèi)，物體甲的中間時刻速度大于物體乙的平均速度 C.t0時刻之前，物體甲受到的阻力總是大于物體乙受到的阻力 D.t0時刻之前物體甲的位移總小于物體乙的位移,圖9,解析 由vt圖象知，0t0時間內(nèi)乙的位移大于甲的位移，t0后某時刻甲、乙兩物體位移相等，A、D正確；甲物體做勻加速直線運動，其中間時刻速度等于圖中三角形面積與t0之比，而物體乙的平均速度為圖線所圍面積與t0之比，顯然0t0時間內(nèi)，物體甲的中間時刻速度小于物體乙的平均速度，B錯誤；由圖線的斜率意義知t0時刻之前物體乙的加速度先大于甲的加速度，后小于甲的加速度，由Ffma知，t0時刻之前，物體甲受到的阻力先大于物體乙受到的阻力，后小于乙受到的阻力，C錯誤。 答案 AD,4.(多選)(2015江蘇省徐州、連云港、宿遷三市聯(lián)考)a、b兩車從同一地點在平直公路上沿同方向行駛，其vt圖象如圖10所示。則下列說法中正確的有( ),A.tt1時，a、b兩車速度的大小相等、方向相反 B.tt1時，a、b兩車的加速度大小相等，方向相反 C.tt1時，a、b兩車重新相遇 D.0t1時間內(nèi)，a車的位移是b車的位移的3倍,圖10,解析 由vt圖象可知，在t1時刻，兩圖線交點表示兩車速度相同，即大小相等、方向相同，A項錯誤；由vt圖象中圖線的斜率表示加速度可知兩車加速度的大小相等、方向相反，B項正確；由圖線與坐標軸所圍面積表示位移，可知0t1時間內(nèi)兩車位移比為31，C項錯誤，D項正確。 答案 BD,解圖象類問題的關鍵：在于將圖象與物理過程對應起來，通過圖象的坐標軸、關鍵點、斜率、面積等信息，對運動過程進行分析，從而解決問題。,考向二 勻變速直線運動規(guī)律的應用,核心知識,規(guī)律方法,1.(2015山東理綜，14)距地面高5 m的水平直軌道上A、B兩點相距2 m，在B點用細線懸掛一小球，離地高度為h，如圖11所示。小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運動，經(jīng)過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運動至B點時細線被軋斷，最后兩球同時落地。不計空氣阻力，取重力加速度的大小g10 m/s2?？汕蟮胔等于( ),圖11,答案 A,A.1.25 m B.2.25 m C.3.75 m D.4.75 m,2.2013年12月“嫦娥三號”在月球表面上的軟著陸為我們的月球旅行開辟了新航道。未來的某天，一位同學在月球上完成自由落體運動實驗，讓一個質(zhì)量為2 kg的小球從一定的高度自由下落，測得小球在第5 s內(nèi)的位移是7.2 m，此時小球還未落地，則( ) A.小球在前5 s內(nèi)的位移是20 m B.小球在5 s末的速度是16.0 m/s C.月球表面的重力加速度大小為3.6 m/s2 D.小球在第5 s內(nèi)的平均速度是3.6 m/s,答案 A,3.春節(jié)放假期間，全國高速公路免費通行，小轎車可以不停車通過收費站，但要求小轎車通過收費站窗口前x09 m區(qū)間的速度不超過v06 m/s?，F(xiàn)有甲、乙兩小轎車在收費站前平直公路上分別以v甲20 m/s和v乙34 m/s的速度勻速行駛，甲車在前，乙車在后。甲車司機發(fā)現(xiàn)正前方收費站，開始以大小為a甲2 m/s2的加速度勻減速剎車。 (1)甲車司機需在離收費站窗口至少多遠處開始剎車才不違章；,(2)若甲車司機經(jīng)剎車到達離收費站窗口前9 m處的速度恰好為6 m/s，乙車司機在發(fā)現(xiàn)甲車剎車時經(jīng)t00.5 s的反應時間后開始以大小為a乙4 m/s2的加速度勻減速剎車。為避免兩車相撞，且乙車在收費站窗口前9 m區(qū)不超速。則在甲車司機開始剎車時，甲、乙兩車至少相距多遠？,答案 (1)100 m (2)66 m,4.2015長沙市高考模擬考試(二)交管部門強行推出了“電子眼”，機動車擅自闖紅燈的現(xiàn)象大幅度減少?，F(xiàn)有甲、乙兩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，乙車緊急剎車制動力為車重的0.5倍，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)能避免闖紅燈 (2)2.5 m,2.求解追及問題的技巧,考向三 牛頓運動定律的應用,核心知識,1.牛頓第二定律的表達式： F合ma。 2.牛頓第二定律的“四性”。 (1)矢量性：公式Fma是矢量式，F(xiàn)與a方向相同。 (2)瞬時性：力與加速度同時產(chǎn)生，同時變化。 (3)同體性：Fma中，F(xiàn)、m、a對應同一物體。 (4)獨立性：分力產(chǎn)生的加速度相互獨立，與其他加速度無關。,規(guī)律方法,1.整體法和隔離法的優(yōu)點及使用條件 (1)整體法： 優(yōu)點：研究對象減少，忽略物體之間的相互作用力，方程數(shù)減少，求解簡捷。 條件：連接體中各物體具有共同的加速度。 (2)隔離法： 優(yōu)點：易看清各個物體具體的受力情況。 條件：當系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不同時，一般采用隔離法；求連接體內(nèi)各物體間的相互作用力時必須用隔離法。,2.兩類模型 (1)剛性繩(或接觸面)不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，其彈力立即消失，不需要形變恢復時間。 (2)彈簧(或橡皮繩)兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點是形變量大，其形變恢復需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變。,1.(多選)(2015江蘇省揚州中學高三質(zhì)量檢測)如圖12所示，物塊A、B質(zhì)量相等，在恒力F作用下，在水平面上做勻加速直線運動。若物塊與水平面間接觸面光滑，物塊A的加速度大小為a1，物塊A、B間的相互作用力大小為FN1；若物塊與水平面間接觸面粗糙，且物塊A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，物塊B的加速度大小為a2，物塊A、B間的相互作用力大小為FN2，則以下判斷正確的是( ),圖12,A.a1a2 B.a1a2 C.FN1FN2 D.FN1F,答案 BCD,2.(多選)(2015新課標全國20)如圖13(a)，一物塊在t0時刻滑上一固定斜面，其運動的vt圖線如圖(b)所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出( ),圖13,A.斜面的傾角 B.物塊的質(zhì)量 C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度,答案 ACD,3.(多選)(2015海南單科，8)如圖14，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b，b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細線懸掛于固定點O，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將細線剪斷，將物塊a的加速度的大小記為a1，S1和S2相對于原長的伸長分別記為l1和l2，重力加速度大小為g。在剪斷的瞬間( ),圖14,A.a13g B.a10 C.l12l2 D.l1l2,答案 AC,4.(多選)(2015海南單科，9)如圖15，升降機內(nèi)有一固定斜面，斜面上放一物塊。開始時，升降機做勻速運動，物塊相對于斜面勻速下滑。當升降機加速上升時( ),圖15,A.物塊與斜面間的摩擦力減小 B.物塊與斜面間的正壓力增大 C.物塊相對于斜面減速下滑 D.物塊相對于斜面勻速下滑,解析 當升降機加速上升時，物體有豎直向上的加速度，則物塊與斜面間的正壓力增大，根據(jù)滑動摩擦力公式FfFN可知物體與斜面間的摩擦力增大，故A錯誤，B正確；設斜面的傾角為，物體的質(zhì)量為m，當勻速運動時有mgsin mgcos ，即sin cos 。當物體以加速度a向上加速運動時，有FNm(ga)cos ，F(xiàn)fm(ga)cos ，因為sin cos ，所以m(ga)sin m(ga)cos ，故物體仍相對斜面勻速下滑，C錯誤，D正確。 答案 BD,考向四 牛頓運動定律和勻變速直線運動規(guī)律綜合應用,核心知識,規(guī)律方法,1.基本思路：受力分析和運動分析是解決問題的關鍵，而加速度是聯(lián)系力與運動的橋梁?；舅悸啡鐖D所示：,2.常用方法 (1)整體法與隔離法。 (2)正交分解法。,1.如圖16甲所示，為一傾角37的足夠長斜面，將一質(zhì)量為m1 kg的物體無初速度在斜面上釋放，同時施加一沿斜面向上的拉力，拉力隨時間變化的關系圖象如圖乙所示，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)0.25，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：,圖16,(1)2 s末物體的速度； (2)前16 s內(nèi)物體發(fā)生的位移。 解析 (1)由分析可知物體在前2 s內(nèi)沿斜面向下做初速度為零的勻加速直線運動，由牛頓第二定律可得mgsin F1mgcos ma1 v1a1t1 代入數(shù)據(jù)可得a12.5 m/s2，方向沿斜面向下 v15 m/s，方向沿斜面向下,答案 (1)5 m/s，方向沿斜面向下 (2)30 m，方向沿斜面向下,2.如圖17所示，某次滑雪訓練，運動員站在水平雪道上第一次利用滑雪杖對雪面的作用獲得水平推力F84 N而從靜止向前滑行，其作用時間為t11.0 s，撤除水平推力F后經(jīng)過t22.0 s，他第二次利用滑雪杖對雪面的作用獲得同樣的水平推力，作用距離與第一次相同。已知該運動員連同裝備的總質(zhì)量為m60 kg，在整個運動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為Ff12 N，求：,圖17,(1)第一次利用滑雪杖對雪面作用獲得的速度大小及這段時間內(nèi)的位移大?。?(2)該運動員(可視為質(zhì)點)第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。,答案 (1)1.2 m/s 0.6 m (2)5.2 m,高頻考點二 運動圖象與牛頓運動定律的綜合應用,(15分)(2015江蘇省連云港、徐州、淮安、宿遷四市高三調(diào)研考試)如圖18甲所示，一長木板靜止在水平地面上，在t0時刻，一小物塊以一定速度從左端滑上長木板，以后長木板運動的vt圖象如圖乙所示。已知小物塊與長木板的質(zhì)量均為m1 kg，小物塊與長木板間及長木板與地面間均有摩擦，經(jīng)1 s后小物塊與長木板相對靜止(g取10 m/s2)，求：,圖18,(1)小物塊與長木板間動摩擦因數(shù)的值； (2)在整個運動過程中，系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量。 審題流程 第一步：抓關鍵點獲取信息 (1)讀題,(2)讀圖,第二步：找突破口選取規(guī)律,答案 (1)0.7 (2)40.5 J,巧解動力學中圖象問題的步驟 第1步：識別圖象。 識別內(nèi)容包括：橫、縱坐標軸表示的物理量； 是定性描述(坐標軸無標度和單位)還是定量描述(坐標軸有標度和單位)； 圖象形狀所描述的狀態(tài)及變化規(guī)律； 圖線與橫坐標軸包圍的“面積”有、無意義及對應的物理量； 圖線的折點表示斜率發(fā)生變化，明確圖線斜率對應的物理量； 由圖象構(gòu)建數(shù)學函數(shù)關系式，根據(jù)所構(gòu)建的關系式與掌握的物理規(guī)律對比，確定式中各項的物理意義。,第2步：判別物理過程。由圖象形狀所描述的狀態(tài)及變化規(guī)律確定質(zhì)點的運動性質(zhì)。 第3步：選擇解答方法。根據(jù)質(zhì)點的運動性質(zhì)，選擇公式法、圖象法解答試題，必要時建立函數(shù)關系并進行圖象轉(zhuǎn)換，或者與常見形式比較進行解答和判斷。,(15分)(2015江蘇省南京市、鹽城市高三模擬考試)質(zhì)量為3 kg的長木板A置于光滑的水平地面上，質(zhì)量為2 kg的木塊B(可視為質(zhì)點)置于木板A的左端，在水平向右的力F作用下由靜止開始運動，如圖19甲所示。A、B運動的加速度隨時間變化的圖象如圖乙所示。(g取10 m/s2)求：,圖19,(1)木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)；(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力) (2)4 s末A、B的速度； (3)若6 s末木板和木塊剛好分離，則木板的長度為多少？,答案 (1)0.3 (2)4 m/s (3)4 m,