2019-2020年高三物理第二輪復習 力學中的直線運動 新人教版.doc

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2019-2020年高三物理第二輪復習 力學中的直線運動 新人教版 根據(jù)近三年高考命題特點和規(guī)律，復習本專題時，要注意以下幾個方面： 1、 由于本專題內容是高中物理的基礎內容，在高考中屬于必考內容，他往往起著與其他內容之間的橋梁和紐帶作用，學科內容綜合題型將是今后高考考查本專題內容的主要趨勢 2、 近幾年的高考中圖像問題頻頻出現(xiàn)，且要求較高，說明圖像方法在物理中的應用是一個重要方面，另外，考生復習時還要注意和其他專題知識的綜合應用問題，如帶電粒子在電場中的勻變速運動，通電導體棒在磁場中的勻變速運動等 3、 本專題涉及的物理知識在生產、生活、體育運動、交通管理，天體運動等方面都有重要的應用，因此與它們相結合的試題也頻頻出現(xiàn)，這些試題立意新、內容新、形式新、能力要求較高，所以在復習時必須引起足夠的重視，這些問題也一定是今后高考命題的熱點和重點 【考綱點擊】 重要考綱 要求 位移、速度和加速度 Ⅱ 勻變速直線運動及其公式、圖像 Ⅱ 【網(wǎng)絡互聯(lián)】 第1講 力學中的直線運動 【核心要點突破】 知識鏈接 一、勻變速直線運動的基本公式及應用實例 1、基本公式 （1）速度公式： （2）位移公式： （3）速度與位移關系式： （4）平均速度： 2、 應用案例 （1）自由落體運動 （2）豎直上拋運動 二、 勻變速直線運動的兩個有用結論 1、 連續(xù)相等時間內的位移差是個恒量： 2、 在一段時間t內的平均速度等于該段時間中點時刻的瞬時速度 深化整合 一、 勻變速直線運動的規(guī)律 1、 實質上是研究做勻變速直線運動物體的初速度v0、末速度v、加速度A、位移x和時間t這五個量的關系。具體應用時，可以由兩個基本公式演繹推理得出幾種特殊運動的公式以及各種有用的推論，一般分為如下情況： （1）從兩個基本公式出發(fā)，可以解決各種類型的勻變速直線運動的問題。 （2）在分析不知道時間或不需知道時間的問題時，一般用速度位移關系的推論。 （3）處理初速為零的勻加速直線運動和末速為零的勻減速直線運動時，通常用比例關系的方法來解比較方便。 2．勻變速直線運動問題的解題思想 （1）選定研究對象，分析各階段運動性質； （2）根據(jù)題意畫運動草圖 （3）根據(jù)已知條件及待求量，選定有關規(guī)律列出方程，注意抓住加速度A這一關鍵量； （4）統(tǒng)一單位制，求解方程。 3．解題方法： （1）列方程法（2）列不等式法（3）推理分析法（4）圖象法（5）比例法 4、巧用運動圖象解題 運動圖象（v-t圖象、x-t圖象）能直觀描述運動規(guī)律與特征，我們可以用來定性比較、分析或定量計算、討論一些物理量。 解題時，要特別重視圖象的物理意義，如圖象中的截距、斜率、面積、峰值等所代表的物理內涵，這樣才能找到解題的突破口。 【典例訓練1】（xx廣東理綜T17）圖是某質點運動的速度圖像，由圖像得到的正確結果是 A．0~1 s內的平均速度是2m/s B. 0~2s內的位移大小是3 m C. 0~1s內的加速度大于2~4s內的加速度 D．0~1s內的運動方向與2~4s內的運動方向相反 【命題立意】本題主要考查v-t圖像。 【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析： v-t圖像的性質 斜率表示加速度，面積表示位移，縱軸表示速度 【規(guī)范解答】選BC。由v-t圖像的面積可求得0—1s的位移s=1m,時間t=1s，由平均速度定義得： ，故A選項錯誤；由v-t圖像的面積可求得0—2s的位移s=3m，故B選項正確；利用圖像斜率求出 0—1s的加速度：a1=2m/s2、2—4s的加速度a2=1m/s2、因而：a1> a2，故C選項正確；由圖像可見0—1s、2—4s兩個時間段內速度均為正，表明速度都為正向，運動方向相同，故D選項錯誤； 二、 對豎直上拋運動的理解 1、幾個特征量 2、豎直上拋運動的特征：豎直上拋運動可分為“上升階段”和“下落階段”。前一階段是勻減速直線運動，后一階段則是初速度為零的勻加速直線運動（自由落體運動），具備的特征主要有： （1）時間對稱——“上升階段”和“下落階段”通過同一段大小相等，方向相反的位移所經(jīng)歷的時間相等 （2）速率對稱——“上升階段”和“下落階段”通過同一位置時的速率大小相等 （3）能量對稱——“上升階段”和“下落階段”通過同一位置時重力勢能大小變化相等 3、豎直上拋的處理方法： （1）對于運動過程可以分段來研究 （2）也可以把把整個過程看成一個勻減速運動來處理。這樣比較方便，即全程做初速度為加速度為的勻變速直線運動。注意有關物理量的矢量性，習慣取的方向為正。 【典例訓練2】A、B兩只小球在空中某處，現(xiàn)同時以10 m/s的速率拋出，A豎直上拋，B豎直下拋，不計空氣阻力，g取10 m/s2，則以下說法正確的是（ ） A.它們在運動過程中的平均速度相等 B.當它們落地時，在空中運動的位移大小相等 C.它們都在空中運動時，每秒鐘它們之間的距離增加20 m D.它們落地時間相差2 s 【解析】選B、C、D.由于兩個小球運動的起點和終點相同，故B正確.兩小球在空中運動的過程中，在相等的時間t內，對豎直上拋的小球x1=v0t-gt2,對豎直下拋的小球x2=v0t+gt2,二者之間的距離x=x2+x1=2v0t,當t′=(t+1) s時，x′=2v0(t+1)，則每秒鐘它們之間距離增加Δx=x′-x=2v0=20 m.設小球拋出點距地面高度為h，對豎直上拋的小球-h=v0t1-gt12,對豎直下拋的小球h=v0t2+ gt22,可得t1-t2=2 s.故C、D正確.由于二者落地時經(jīng)歷的時間不相等，則平均速度也不相等，A不正確. 三、 追擊、相遇問題分析 1.求解追及相遇問題的基本思路 ⑴分別對兩物體研究 ⑵畫出運動過程示意圖 ⑶列出位移方程 ⑷找出時間關系、速度關系、位移關系 ⑸解出結果，必要時進行討論 2、追和被追的兩物體的速度相等（同向運動）是能否追上及兩者相距有極值的臨界條件 （1）第一類：速度大者減速追速度小者勻速 ①當兩者速度相等時，若追者仍沒有追上被追者，則永遠追不上，此時兩者之間有最小距離。 ②若兩者速度相等時位恰能追上，這是兩者避免碰撞的臨界條件 ③若追者追上被追者時，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。 （2）第二類：速度小者加速追速度大者勻速 當兩者速度相等時如果沒有追上則兩者之間有最大距離。 （3）第三類：勻速追前面勻加 速度相等時若沒追上，則永遠追不上。 若位移相等時追者速度大于被追者速度，則超過，但被追者還能再次超過追者。 3、解答追及相遇問題的常用方法： ⑴物理分析法：抓住兩物體能否同時到達空間某位置這一關鍵列式。 ⑵極值法：假設時間t，列表達式，得到關于t的一元二次方程用判別式進行討論，若>0即有兩個解說明可以相遇兩次，若=0即有一個解說明剛好相遇或追上，若<0即無解說明不能相遇。 ⑶圖像法：通過圖像使兩物體的位移關系更直觀、簡捷。 ⑷相對運動法：根據(jù)需要掌握。 【典例訓練3】一輛長為5 m的汽車以v1=15 m/s的速度行駛,在離鐵路與公路交叉點175 m處,汽車司機突然發(fā)現(xiàn)離交叉點200 m處有一列長300 m的列車以v2=20 m/s的速度行駛過來,為了避免事故的發(fā)生,汽車司機應采取什么措施?(不計司機的反應時間,要求具有開放性答案) 【解析】若汽車先于列車通過交叉點,則用時t1≤s=10 s,而s=12 s>t1,所以汽車必須加速,設加速度為a1,則v1t1+a1t12≥175+5 解得:a1≥0.6 m/s2若汽車在列車之后通過交叉點,則汽車到達交叉點用時t2≥s=25 s,又s=s50m,故不能在50m內停下來。----------------------（3分） 【備課資源】 1.（xx廣東高考）圖2-1-2是甲、乙兩物體做直線運動的v-t圖象.下列表述正確的是（ ） A.乙做勻加速直線運動 B.0～1 s內甲和乙的位移相等 C.甲和乙的加速度方向相同 D.甲的加速度比乙的小 【解析】選A.由v-t圖象可以看出,甲做勻減速運動,加速度大小為a甲=m/s2=m/s2,方向與正方向反向,而乙做勻加速運動,加速度大小為a乙==m/s2,方向與正方向相同,故A正確,C、D錯誤,由圖象與t軸所圍“面積”對應這段時間內的位移可知，0～1 s內甲的位移大于乙的位移，B錯誤. 2、大爆炸理論認為,我們的宇宙起源于137億年前的一次大爆炸.除開始瞬間外,在演化至今的大部分時間內,宇宙基本上是勻速膨脹的.上世紀末,對1A型超新星的觀測顯示,宇宙正在加速膨脹.面對這個出人意料的發(fā)現(xiàn),宇宙學家探究其背后的原因,提出宇宙的大部分可能由暗能量組成,它們的排斥作用導致宇宙在近段天文時期內開始加速膨脹.如果真是這樣,則標志宇宙大小的宇宙半徑R和宇宙年齡t的關系,大致是下面哪個圖象( ) 【解析】選C.宇宙勻速膨脹階段,宇宙半徑隨宇宙年齡t均勻增大,在加速膨脹階段,宇宙半徑隨宇宙年齡t增加,速度變大,圖線斜率增大,故只有C正確. 3、 如圖所示為某一質點運動的位移—時間圖象,圖線為一段圓弧,則下列說法正確的是（ ） A.質點運動的速度先增大后減小 B.質點一定做直線運動 C.質點可能做圓周運動 D.t時刻質點離開出發(fā)點最遠 【解析】選B.x-t圖象的斜率大小對應質點運動速度的大小,由圖可知,質點運動的速度先變小后增大,A錯誤,時刻t質點的位移再次為零,說明t時刻質點又回到出發(fā)點,D錯誤;x-t圖象只能用來表示直線運動,不能表示曲線運動,故B正確,C錯誤. 4、 如圖所示,表示一物體在0～4 s內做勻變速直線運動的v-t圖象,根據(jù)圖象以下幾種說法正確的是（ ） A.物體始終沿正方向運動 B.物體先向負方向運動,在t=2 s后開始向正方向運動 C.在t=2 s前物體加速度為負方向,在t=2 s后加速度為負方向 D.在t=2 s前物體位于出發(fā)點負方向上,在t=2 s后位于出發(fā)點的正方向上 【解析】選B.物體在0～2 s和2 s ～ 4 s的速度方向相反,物體先沿負方向運動,再沿正方向運動,故A錯誤,B正確;在t=2 s前物體做勻減速運動,加速度與速度方向相反,加速度沿正方向,t=2 s后物體做勻加速運動,加速度與速度方向相同,加速度沿正方向,C錯誤;物體在前2 s位于出發(fā)點負方向上,t=2 s后物體沿正方向向出發(fā)點運動,在t=4 s時恰好回到出發(fā)點,故D錯誤. 5.如圖4所示,光滑斜面AE被分成四個長度相等的部分即AB=BC=CD=DE,一物體從A點靜止釋放,下列結論不正確的是( ) 6.一名消防隊員在模擬演習訓練中,沿著長為12 m的豎立在地面上的鋼管往下滑.已知這名消防隊員的質量為60 kg,他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時速度恰好為零.如果他加速時的加速度大小是減速時的2倍,下滑的總時間為3 s,g取10 m/s2,那么該消防隊員（ ） A.下滑過程中的最大速度為4 m/s B.加速與減速過程的時間之比為1∶2 C.加速與減速過程中所受摩擦力大小之比為1∶7 D.加速與減速過程的位移之比為1∶4 8.（14分）一跳水運動員從離水面10 m高的平臺上向上躍起,舉起雙臂直體離開臺面,此時重心位于從手到腳全長的中點.躍起后重心升高0.45 m達到最高點,落水時身體豎直,手先入水(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計),從離開跳臺到手觸水面,他可用于完成空中動作的時間是多少?(計算時,可以把運動員看成全部質量集中在重心的一個質點,g取10 m/s2,結果保留兩位有效數(shù)字) 9.（xx四川高考）（18分）A、B兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛，當B車在A車前84 m處時，B車速度為 4 m/s，且正以2 m/s2的加速度做勻加速運動：經(jīng)過一段時間后，B車加速度突然變?yōu)榱悖珹車一直以20 m/s的速度做勻速運動，經(jīng)過12 s后兩車相遇，問B車加速行駛的時間是多少？ 【解析】設A車的速度為vA，B車加速行駛的時間為t， 代入題給數(shù)據(jù) vA=20 m/s，vB=4 m/s，a=2 m/s2 有t2-24 t+108=0,⑤(2分) 解得t1=6 s，t2=18 s⑥(2分) t2=18 s不合題意，舍去，因此，B車加速行駛的時間為 6 s.(2分) 答案:6 s