高考物理二輪復習 專題二 力與直線運動 第一講 力學中的直線運動課件.ppt

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專題二力與直線運動,第一講 力學中的直線運動,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,,,1.(多選)(2015全國理綜Ⅰ,20)如圖(a),一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面,其運動的v-t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( ) A.斜面的傾角 B.物塊的質量 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,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,2.(2014課標全國Ⅱ,14)甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛.在t=0到t=t1的時間內(nèi),它們的v-t圖象如圖所示.在這段時間內(nèi)( ) A.汽車甲的平均速度比乙的大 B.汽車乙的平均速度等于 C.甲、乙兩汽車的位移相同 D.汽車甲的加速度大小逐漸減小,汽車乙的加速度大小逐漸增大,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,3.(2014課標全國Ⅰ,24)公路上行駛的兩汽車之間應保持一定的安全距離.當前車突然停止時,后車司機可以采取剎車措施,使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰.通常情況下,人的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為1 s.當汽車在晴天干燥瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時,安全距離為120 m.已知雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的 .若要求安全距離仍為120 m,求汽車在雨天安全行駛的最大速度.,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,4.(2013福建理綜,21)質量為M、長為 L的桿水平放置,桿兩端A、B系著長為3L的不可伸長且光滑的柔軟輕繩,繩上套著一質量為m的小鐵環(huán).已知重力加速度為g,不計空氣影響. (1)現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中,如圖甲,求繩中拉力的大小; (2)若桿與環(huán)保持相對靜止,在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運動,此時環(huán)恰好懸于A端的正下方,如圖乙所示. ①求此狀態(tài)下桿的加速度大小a; ②為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個多大的外力,方向如何?,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,(2)①此時,對小鐵環(huán)受力分析如圖2,有 FTsin θ=ma④ FT″+FTcos θ-mg=0⑤ 由圖知θ=60,代入④⑤式解得,②如圖3,設外力F與水平方向成α角,將桿和小鐵環(huán)當成一個整體,有 Fcos α=(M+m)a⑦ Fsin α-(M+m)g=0⑧ 由⑥⑦⑧式解得,真題模擬體驗,名師詮釋高考,1,2,3,4,真題模擬體驗,名師詮釋高考,在本講中,高考命題主要涉及: 1.勻變速直線運動規(guī)律及v-t、x-t圖象,以追及、v-t和F-t圖象等轉換為熱點題型,追及問題由原先的文字表述改為圖象展示,增加了難度和綜合性. 2.牛頓運動定律及其應用,以聯(lián)系實際的兩類動力學問題、超重和失重問題為主.前者以單物體多過程和兩個物體疊加相互作用為熱點題型,后者多結合圖象進行綜合考查. 3.變力作用下的直線運動,以汽車、起重機保持恒定功率運行和變化電場中的帶電體為熱點題型,考查對力與運動的關系的深刻理解和用功能關系解決問題的方法.,考點一,考點二,考點三,單物體多運動過程和以追及、相遇為主的多物體多運動過程問題是近年來高考命題的熱點問題.通過v-t圖象給出運動情景,要求能根據(jù)圖象分析出物體的運動性質及其位置、速度、位移關系.主要涉及勻變速直線運動的規(guī)律和x-t圖象、v-t圖象規(guī)律. 1.勻變速直線運動的規(guī)律,,,考點一,考點二,考點三,,,,,,,,考點一,考點二,考點三,2.x-t、v-t圖象規(guī)律,,,,,,,,,,,,,,考點一,考點二,考點三,,,,,,,,,,,,,考點一,考點二,考點三,(2015河南鄭州模擬)據(jù)英國《每日郵報》報道,英式觸式橄欖球球員赫普頓斯托爾在倫敦成功挑戰(zhàn)地鐵速度.他從“市長官邸站”下車,在下一地鐵站“景隆街站”順利登上剛下來的同一節(jié)車廂.已知地鐵列車每次停站時間(從車門打開到關閉的時間)為ta=20 s,列車加速和減速階段的加速度大小均為a=1 m/s2,運行過程的最大速度為vm=72 km/h.假設列車運行過程中只做勻變速和勻速運動,兩站之間的地鐵軌道和地面道路都是平直的且長度相同,兩站間的距離約為x=400 m,赫普頓斯托爾出站和進站共用時tb=30 s.問: (1)他在地面道路上奔跑的平均速度至少多大? (2)鄭州地鐵一號線最小站間距離約為x=1 000 m,地鐵列車每次停站時間為ta=45 s,按赫普頓斯托爾的奔跑速度,在鄭州出站和進站最短共需用時tb=60 s,列車參數(shù)和其他條件相同.試通過計算判斷,若赫普頓斯托爾同樣以上述平均速度在地面道路上奔跑,能否在這兩個車站間挑戰(zhàn)成功?,考點一,考點二,考點三,思路點撥:1.列車在兩站之間的運動情況可能為(1)若兩站之間距離較小,則列車從靜止開始勻加速到最大速度然后勻減速到零;(2)若兩站之間距離較大,則列車從靜止開始勻加速到最大速度然后勻速最后勻減速到零.2.運動員在地面的運動時間等于列車運行時間和停站時間之和.,,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,對點訓練1 1. (2015四川理綜,9)嚴重的霧霾天氣,對國計民生已造成了嚴重的影響,汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源,“鐵腕治污”已成為國家的工作重點.地鐵列車可實現(xiàn)零排放,大力發(fā)展地鐵,可以大大減少燃油公交車的使用,減少汽車尾氣排放. 若一地鐵列車從甲站由靜止啟動后做直線運動,先勻加速運動20 s達最高速度72 km/h,再勻速運動80 s,接著勻減速運動15 s到達乙站停住.設列車在勻加速運動階段牽引力為1106 N,勻速運動階段牽引力的功率為6103 kW,忽略勻減速運動階段牽引力所做的功. (1)求甲站到乙站的距離; (2)如果燃油公交車運行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同,求公交車排放氣態(tài)污染物的質量.(燃油公交車每做1 J功排放氣態(tài)污染物310-6 g),考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,(2)設列車在勻加速直線運動階段的牽引力為F,所做的功為W1;在勻速直線運動階段的牽引力的功率為P,所做的功為W2.設燃油公交車做與該列車從甲站到乙站相同的功W,將排放氣態(tài)污染物質量為M.則 W1=Fs1⑥ W2=Pt2⑦ W=W1+W2⑧ M=(310-9 kgJ-1)W⑨ 聯(lián)立①⑥⑦⑧⑨式并代入數(shù)據(jù)得 M=2.04 kg.⑩ 答案:(1)1 950 m (2)2.04 kg,,考點一,考點二,考點三,2.現(xiàn)從某一水池水面上方h=0.8 m高處,讓一質量為0.1 kg的硬質小球自由下落.若該水池水深H=0.8 m,小球從釋放到落至水池底部用時t=0.6 s,不計除浮力以外的其他阻力,g取10 m/s2. (1)試問小球在水中做什么運動?若為變速運動,加速度為多大? (2)若要使小球落至池底部所用時間最短,必須從水面上方多高處由靜止釋放小球?,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,(多選)甲、乙兩車在一平直道路上同向運動,其v-t圖象如圖所示,圖中△OPQ和△OQT的面積大小分別為x1和x2(x2x1).初始時,甲車在乙車前方x0處.則( ) A.若x0=x1+x2,兩車不會相遇 B.若x0x1,兩車相遇2次 C.若x0=x1,兩車相遇1次 D.若x0=x2,兩車相遇1次 思路點撥:將v-t圖象和物理情景有機結合,弄清x1、x2和甲、乙車位移的關系,必要時畫出運動草圖.,,考點一,考點二,考點三,解析:題中甲車的位移為x2,乙車和甲車的位移之差為x1.若x0=x1+x2,即x0=x乙,x0x1,速度相等時,乙車還沒有追上甲車,此后甲車比乙車快,乙車不可能追上甲車,選項A對;若x0x1),兩車速度相等時還沒有追上,之后甲車快,乙車不可能追上甲車,選項D錯. 答案:ABC,,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,對點訓練2 1. 甲、乙兩車在公路上沿同一方向做直線運動,它們的v-t圖象如圖所示.兩圖象在t=t1時相交于P點,P在橫軸上的投影為Q,△OPQ的面積為S.在t=0時刻,乙車在甲車前面,相距為d.已知此后兩車相遇兩次,且第一次相遇的時刻為t,則下面四組t和d的組合可能是( ),考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,2.在有霧霾的早晨,一輛小汽車以25 m/s的速度行駛在平直高速公路上,突然發(fā)現(xiàn)正前方50 m處有一輛大卡車以10 m/s的速度同方向勻速行駛,司機緊急剎車后小汽車做勻減速直線運動,在前1.5 s內(nèi)的v-t圖象如圖所示,則 ( ) A.第3 s末小汽車的速度會減到10 m/s B.在t=3.5 s時兩車會相撞 C.由于剎車及時,兩車不會相撞 D.兩車最近距離為30 m,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,3. (多選)(2015廣東廣州模擬)在一筆直公路上有a、b、c三輛汽車,它們同時經(jīng)過同一路標開始計時,此后的v-t圖象示意如圖.下列判斷正確的是 ( ) A.在t1時刻a、b速度相等 B.0~t1時間內(nèi),a、b間距離在減小 C.0~t1時間內(nèi),a位于b、c前面 D.t1時刻以后,b位于a、c前面 解析:根據(jù)圖象可知,在t1時刻a、b速度相等,故A正確;0時刻兩車同時經(jīng)過公路旁的同一個路標,在t1時間內(nèi)a 車速度大于b的速度,a車在b車的前方,所以兩車逐漸遠離,距離增大,故B錯誤;0~t1時間內(nèi),a的位移最大,所以a位于b、c前面,t1時刻a、b車速度相等,a在前面,a、b車之間的距離最遠,c速度為零,b在c前面,故C正確,D錯誤. 答案:AC,,,考點一,考點二,考點三,已知運動求力和已知力求運動是動力學的兩類基本問題,是牛頓運動定律的主要應用之一. 1.牛頓運動定律,考點一,考點二,考點三,2.力與直線運動的關系,,,,,,,,,,,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,解析: (1)在0~2 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,Ff2、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 Ff1=μ1FN1① FN1=mgcos θ② Ff2=μ2FN2③ FN2=FN1+mgcos θ④ 規(guī)定沿斜面向下為正.設A和B的加速度分別為a1和a2,由牛頓第二定律得 mgsin θ-Ff1=ma1⑤ mgsin θ-Ff2+Ff1=ma2⑥ 聯(lián)立①②③④⑤⑥式,并代入題給條件得 a1=3 m/s2⑦ a2=1 m/s2.⑧,考點一,考點二,考點三,(2)在t1=2 s時,設A和B的速度分別為v1和v2,則 v1=a1t1=6 m/s⑨ v2=a2t1=2 m/s⑩ tt1時,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 a1=6 m/s2 a2=-2 m/s2 即B做減速運動.設經(jīng)過時間t2,B的速度減為零,則有 v2+a2t2=0,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,(2015遼寧大連二模)如圖甲所示,地面上有一長為l=1 m,高為h=0.8 m,質量M=2 kg的木板,木板的右側放置一個質量為m=1 kg的木塊(可視為質點).已知木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.4,木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.6,兩者均靜止.現(xiàn)對木板施加一水平向右的拉力F,拉力F隨時間的變化如圖乙所示,求木塊落地時距離木板左側的水平距離Δs.(g取10 m/s2),考點一,考點二,考點三,思路點撥:(1)判斷前2 s內(nèi)和2 s后木塊和木板一起運動還是相對滑動,可利用假設法,即假設木塊和木板一起運動,求出加速度a,并和木塊的最大靜摩擦力產(chǎn)生的最大加速度a1比較,若aa1,則二者一起運動;反之相對運動.(2)當木塊和木板相對滑動時,注意構建二者對地位移和相對位移的關系.,,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,2.如圖所示,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.若砝碼和紙板的質量分別為m1和m2,各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ.重力加速度為g. (1)當紙板相對砝碼運動時,求紙板所受摩擦力的大小; (2)要使紙板相對砝碼運動,求所需拉力的大小; (3)本實驗中,m1=0.5 kg,m2=0.1 kg,μ=0.2,砝碼與紙板左端的距離d=0.1 m,g取10 m/s2.若砝碼移動的距離超過l=0.002 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?,考點一,考點二,考點三,思路點撥:(1)砝碼和紙板都從靜止開始同向加速運動,二者相對運動須滿足a碼a1,解得F2μ(m1+m2)g.,,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,3.(2015全國理綜Ⅰ,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(a)所示.t=0時刻開始,小物塊與木板一起以共同速度向右運動,直至t=1 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v-t圖線如圖(b)所示.木板的質量是小物塊質量的15倍,重力加速度大小g取10 m/s2.求:,考點一,考點二,考點三,(1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2; (2)木板的最小長度; (3)木板右端離墻壁的最終距離. 解析:(1)規(guī)定向右為正方向.木板與墻壁相碰前,小物塊和木板一起向右做勻變速運動,設加速度為a1,小物塊和木板的質量分別為m和M.由牛頓第二定律有 -μ1(m+M)g=(m+M)a1① 由題圖可知,木板與墻壁碰前瞬間的速度v1=4 m/s,由運動學公式得 v1=v0+a1t1②,,考點一,考點二,考點三,式中,t1=1 s,x0=4.5 m是木板碰前的位移,v0是小物塊和木板開始運動時的速度. 聯(lián)立①②③式和題給條件得 μ1=0.1④ 在木板與墻壁碰撞后,木板以-v1的初速度向左做勻變速運動,小物塊以v1的初速度向右做勻變速運動.設小物塊的加速度為a2,由牛頓第二定律有 -μ2mg=ma2⑤ 由題圖可得 式中,t2=2 s,v2=0,聯(lián)立⑤⑥式和題給條件得 μ2=0.4.⑦,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,(3)在小物塊和木板具有共同速度后,兩者向左做勻變速運動直至停止,設加速度為a4,此過程中小物塊和木板運動的位移為x3.由牛頓第二定律及運動學公式得 μ1(m+M)g=(m+M)a4 0- =2a4x3 碰后木板運動的位移為 x=x1+x3 聯(lián)立⑥⑧⑨ 式,并代入數(shù)值得 x=-6.5 m 木板右端離墻壁的最終距離為6.5 m. 答案:(1)0.1 0.4 (2)6.0 m (3)6.5 m,,考點一,考點二,考點三,4.(2015河南鄭州模擬)如圖甲,質量為m1=1 kg的物塊疊放在質量為m2=3 kg的木板右端.木板足夠長,放在光滑的水平地面上,木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.2.整個系統(tǒng)開始時靜止,重力加速度g取10 m/s2.,(1)在木板右端施加水平向右的拉力F,為使木板和物塊發(fā)生相對運動,拉力F至少應為多大? (2)在0~4 s內(nèi),若拉力F的變化如圖乙所示,2 s后木板進入μ2=0.25的粗糙水平面,在圖丙中畫出0~4 s內(nèi)木板和物塊的v-t圖象,并求出0~4 s內(nèi)物塊相對木板的位移大小和整個系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能.,考點一,考點二,考點三,解析:(1)把物塊和木板看作整體,由牛頓第二定律得F=(m1+m2)a 物塊與木板將要相對滑動時,μ1m1g=m1a 聯(lián)立解得F=μ1(m1+m2)g=8 N. (2)物塊在0~2 s內(nèi)做勻加速直線運動μ1m1g=m1a1 木板在0~1 s內(nèi)做勻加速直線運動F1-μ1m1g=m2a2 在1~2 s內(nèi)F2=μ1m1g,木板做勻速運動. 2 s后物塊做勻減速直線運動-μ1m1g=m1a3 木板做勻減速直線運動 -μ2(m1+m2)g+μ1m1g=m2a4,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,1.在高考中,?？疾檫B接體問題.分析此類問題的關鍵是研究對象的選取問題.其方法有兩種:一是整體法;二是隔離法.在應用牛頓運動定律解題時,在不涉及物體之間的相互作用時,把幾個物體視為一個整體作為研究對象,進行受力分析時,只分析這一整體之外的物體對整體的作用力(外力),不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力(內(nèi)力).在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體的各個部分)間的相互作用時用隔離法.,考點一,考點二,考點三,2.牛頓第二定律在物體系中的表達形式. 若系統(tǒng)內(nèi)物體的質量分別為m1,m2,…,mn,加速度分別為a1,a2,…,an,系統(tǒng)的合外力為F合外,則有 (1)F合外=m1a1+m2a2+…+mnan (2)正交分解表達式: F合外x=m1a1x+m2a2x+…+mnanx F合外y=m1a1y+m2a2y+…+mnany (3)若a1=a2=…=an=a,則 F合外=(m1+m2+…+mn)a (4)若a1≠0,a2=a3=…=an=0,則 F合外=m1a1 在中學物理階段,主要應用(3)和(4)中的公式.,考點一,考點二,考點三,在豎直墻壁間有質量分別是m和2m的半圓球A和圓球B,其中B球球面光滑,半球A與左側墻壁之間存在摩擦.兩球心之間連線與水平方向成30的夾角.兩球能夠一起以加速度a勻加速豎直下滑.已知ag(g為重力加速度),則半球A與左側墻壁之間的動摩擦因數(shù)為( ) 思路點撥:根據(jù)所求應優(yōu)先選擇A、B整體和受力個數(shù)較少的B為研究對象.,,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,對點訓練4 1.(多選)如圖所示,光滑斜面體固定在水平面上,傾角為30,輕彈簧下端固定物體A,物體A質量為m,上表面水平且粗糙,彈簧勁度系數(shù)為k,重力加速度為g,初始時A保持靜止狀態(tài).在A的上表面輕輕放一個與A質量相等的物體B,隨后兩物體一起運動,則( ),考點一,考點二,考點三,解析:將B放到A上之前,對A受力分析如圖甲所示, 由平衡條件得F=mgsin 30= mg 當B放到A上的瞬間,對AB整體進行受力分析如圖乙所示,,考點一,考點二,考點三,,考點一,考點二,考點三,2. 質量為M=2.5 kg的一只長方形鐵箱在水平拉力F的作用下沿水平面向右勻加速運動,鐵箱與水平面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.50,這時鐵箱內(nèi)一個質量為m=0.5 kg的木塊恰好能靜止在后壁上(如圖所示),木塊與鐵箱后壁、底面間動摩擦因數(shù)為μ2=0.25.設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2,求: (1)木塊對鐵箱的壓力. (2)水平拉力F的大小. (3)減小拉力F,經(jīng)過一段時間,木塊沿后壁滑到底部并不反彈.某時刻當箱子速度為v=6 m/s時撤去拉力,經(jīng)1 s時間木塊從左側到達右側,則鐵箱底部長度是多少?,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,,