2019版高考物理二輪復習 專題一 力與運動 第2講 力與物體的直線運動課件.ppt

《2019版高考物理二輪復習 專題一 力與運動 第2講 力與物體的直線運動課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019版高考物理二輪復習 專題一 力與運動 第2講 力與物體的直線運動課件.ppt（73頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第2講力與物體的直線運動 網(wǎng)絡構建 1 解決動力學問題要抓好關鍵詞語 1 看到 剛好 恰好 正好 等字眼 想到 題述的過程存在臨界點 2 看到 最大 最小 至多 至少 等字眼 想到 題述的過程存在極值點 2 四點 注意 1 x t圖象 v t圖象均表示直線運動 2 運動學公式中的v a x均為矢量 一定規(guī)定正方向 3 剎車問題中不能忽略實際運動情況 4 x t v t a t圖象相關量間的關系 備考策略 典例1 多選 2018 全國卷 18 甲 乙兩車在同一平直公路上同向運動 甲做勻加速直線運動 乙做勻速直線運動 甲 乙兩車的位置x隨時間t的變化如圖1所示 下列說法正確的是 A 在t1時刻兩車速度相等B 從0到t1時間內(nèi) 兩車走過的路程相等C 從t1到t2時間內(nèi) 兩車走過的路程相等D 在t1到t2時間內(nèi)的某時刻 兩車速度相等 運動學中的圖象問題 x t圖象的理解及應用 圖1 解析x t圖象某點的切線斜率表示瞬時速度 A錯誤 從0 t1時間內(nèi) 由于甲 乙的出發(fā)點不同 故路程不同 B錯誤 t1 t2時間內(nèi) 甲 乙的位移和路程都相等 大小都為x2 x1 C正確 t1 t2時間內(nèi) 甲的x t圖象在某一點的切線與乙的x t圖象平行 此時刻兩車速度相等 D正確 答案CD 典例2 多選 2018 全國卷 19 甲 乙兩汽車在同一條平直公路上同向運動 其速度 時間圖象分別如圖2中甲 乙兩條曲線所示 已知兩車在t2時刻并排行駛 下列說法正確的是 A 兩車在t1時刻也并排行駛B 在t1時刻甲車在后 乙車在前C 甲車的加速度大小先增大后減小D 乙車的加速度大小先減小后增大 v t圖象的理解及應用 圖2 解析本題可巧用逆向思維分析 兩車在t2時刻并排行駛 根據(jù)題圖分析可知在t1 t2時間內(nèi)甲車運動的位移大于乙車運動的位移 所以在t1時刻甲車在后 乙車在前 B正確 A錯誤 依據(jù)v t圖象斜率表示加速度分析出C錯誤 D正確 答案BD 典例3 多選 2016 全國卷 21 甲 乙兩車在平直公路上同向行駛 其v t圖象如圖3所示 已知兩車在t 3s時并排行駛 則 A 在t 1s時 甲車在乙車后B 在t 0時 甲車在乙車前7 5mC 兩車另一次并排行駛的時刻是t 2sD 甲 乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40m 圖3 答案BD 典例4 多選 假設高速公路上甲 乙兩車在同一車道上同向行駛 甲車在前 乙車在后 速度均為30m s 相距100m 在t 0時刻甲車遇到緊急情況后 甲 乙兩車的加速度隨時間變化如圖4所示 取運動方向為正方向 下列說法正確的是 圖4A 在t 6s時 兩車速度相等B 在t 6s時 兩車相距最近C 在t 6s時 兩車相距90mD 在0 9s內(nèi) 兩車會相撞 a t圖象的理解及應用 解析由圖象可知 前6s時間內(nèi) v甲 15m s t 6s時v甲 v0 v甲 15m s同樣 v乙 15m sv2 v0 v乙 15m s故選項A正確 答案AB 1 明圖象意義 1 看到 x t圖線 想到 初始位置關系明確 2 看到 v t圖線 想到 加速度變化情況 3 速度圖線只有通過時間軸時速度方向才改變 2 清交點區(qū)別兩個物體的運動圖象一般會涉及追及和相遇問題 x t圖象交點表示兩物體位移相等 v t圖象交點表示兩物體速度相等 3 抓對應關系根據(jù)物體的初始條件和受力情況判斷或作出圖象的關鍵是將運動情景與圖象信息對應起來 1 多選 汽車A和汽車B 均可視為質(zhì)點 在平直的公路上沿兩平行車道同向行駛 A車在后 如圖5甲所示 以某時刻作為計時起點 此時兩車相距x0 12m 汽車A運動的x t圖象如圖乙所示 汽車B運動的v t圖象如圖丙所示 則下列說法正確的是 圖5 答案AD 2 多選 在一個大霧天 一輛小汽車以20m s的速度行駛在平直的公路上 突然發(fā)現(xiàn)正前方x0 20m處有一輛大卡車以10m s的速度同方向勻速行駛 汽車司機立即剎車 忽略司機的反應時間 3s后卡車也開始剎車 從汽車司機開始剎車時計時 兩者的v t圖象如圖6所示 下列說法正確的是 圖6 A 小汽車與大卡車一定沒有追尾B 由于在減速時大卡車的加速度大小小于小汽車的加速度大小 導致兩車在t 4s時追尾C 兩車沒有追尾 兩車最近距離為10mD 兩車沒有追尾 并且兩車都停下時相距5m 答案AC 答案D 典例1 近幾年長假期間 國家取消了7座及其以下的小車的收費公路的過路費 給自駕車帶來了很大的實惠 但車輛的增多也給交通道路的暢通增加了很大的壓力 因此國家規(guī)定了免費車輛在通過收費站時在專用車道上可以直接減速通過 假設收費站的前 后都是平直大道 長假期間過站的車速要求不超過v 21 6km h 事先小汽車未減速的車速均為v0 108km h 制動后小汽車的加速度的大小為a1 4m s2 試問 1 長假期間 駕駛員應在距收費站至少多遠處開始制動 2 假設車過站后駕駛員立即使車以加速度a2 6m s2加速至原來的速度 則從減速開始到最終恢復到原來速度的過程中 汽車運動的時間至少是多少 3 在 1 2 問題中 車因減速和加速過站而耽誤的時間至少為多少 勻變速直線運動規(guī)律的應用 以生活中的交通問題為背景考查勻變速直線運動規(guī)律的應用 解析取小汽車初速度方向為正方向 v 21 6km h 6m s v0 108km h 30m s 1 設小汽車距離收費站x1處開始制動做勻減速直線運動 則 2 小汽車通過收費站經(jīng)歷勻減速和勻加速兩個階段 以v 6m s過站時汽車運動的時間最少 前后兩段位移分別為x1和x2 時間為t1和t2 加速階段 v0 v 6m s v v0 30m s 則汽車運動的時間至少為t t1 t2 10s 解得x2 72m則總位移x x1 x2 180m 車因減速和加速過站而耽誤的時間至少為 t t t 4s 答案 1 108m 2 10s 3 4s 命題拓展 1 畫出 典例1 第 2 問中汽車運動的v t圖象 2 典例1 第 2 問中汽車運動的平均速度多大 解析 1 答案 1 見解析 2 18m s 典例2 某地出現(xiàn)霧霾天氣 能見度只有200m 即看不到200m以外的情況 A B兩輛汽車沿同一公路同向行駛 A車在前 速度vA 10m s B車在后 速度vB 30m s B車在距A車x 200m處才發(fā)現(xiàn)前方的A車 這時B車立即以最大加速度a 0 8m s2剎車 1 通過計算說明兩車會不會相撞 2 若兩車不會相撞 求它們之間的最小距離 若兩車會相撞 則B車在減速的同時開始按喇叭 t1 10s后 A車發(fā)現(xiàn)后 立即加速前進 則A車的加速度至少為多大時才能避免與B車相撞 追及與相遇中的 實際問題模型 解析 1 設經(jīng)過時間t兩車速度相等 根據(jù)vA vB at 解得t 25s xA vAt 250m速度相等時兩車的距離 x0 xA x xB 50m 0 故兩車在速度相等前就已經(jīng)相撞了 2 由 1 可知兩車會相撞 如圖所示 B車減速10s后 B車的速度vB1 vB at1 22m s 設A車至少以大小為a 的加速度加速t 時間后 兩車剛好不相撞 此時兩車的速度相等 有vB1 at vA a t 答案 1 相撞 2 1m s2 典例3 2018 江蘇單科 13 如圖8所示 兩條平行的光滑金屬導軌所在平面與水平面的夾角為 間距為d 導軌處于勻強磁場中 磁感應強度大小為B 方向與導軌平面垂直 質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導軌上 距底端的距離為s 導軌與外接電源相連 使金屬棒通有電流 金屬棒被松開后 以加速度a沿導軌勻加速下滑 金屬棒中的電流始終保持恒定 重力加速度為g 求下滑到底端的過程中 金屬棒圖8 電學中的直線運動 1 末速度的大小v 2 通過的電流大小I 3 通過的電荷量Q 解析 1 勻加速直線運動v2 2as 2 安培力F安 IdB金屬棒所受合力F mgsin F安牛頓運動定律F ma 電荷量Q It 一畫 二選 三注意 解決勻變速直線運動問題 1 2018 貴陽一測 對于如圖9所示的情境 交通法規(guī)定 車讓人 否則駕駛員將受到處罰 若以8m s勻速行駛的汽車即將通過路口 有行人正在過人行橫道 此時汽車的前端距停車線8m 該車減速時的加速度大小為5m s2 下列說法中正確的是 圖9 A 駕駛員立即剎車制動 則至少需2s汽車才能停止B 在距停車線6m處才開始剎車制動 汽車前端恰能止于停車線處C 若經(jīng)0 2s后才開始剎車制動 汽車前端恰能止于停車線處D 若經(jīng)0 4s后才開始剎車制動 汽車前端恰能止于停車線處 答案C 2 如圖10所示 傾斜放置的平行板電容器兩極板與水平面的夾角為 極板間距為d 帶負電的微粒質(zhì)量為m 帶電荷量為q 微粒從極板M的左邊緣A處以初速度v0水平射入極板間 沿直線運動并從極板N的右邊緣B處射出 則 圖10 答案C 3 2018 江西南昌六校聯(lián)考 有一部電梯 啟動時勻加速上升的加速度大小為2m s2 制動時勻減速上升的加速度大小為1m s2 中間階段電梯可勻速運行 電梯運動上升的高度為48m 問 1 若電梯運行時最大限速為9m s 電梯升到最高處的最短時間是多少 2 如果電梯先加速上升 然后勻速上升 最后減速上升 全程共用時間為15s 上升的最大速度是多少 解析 1 要想所用時間最短 則電梯只有加速和減速過程 而沒有勻速過程 設最大速度為vm 由位移公式得 運動的最短時間為t t1 t2 12s 勻速運動的時間為t 15s t1 t2 聯(lián)立解得v 4m s 另一解不合理 舍去 答案 1 12s 2 4m s 牛頓運動定律的綜合應用 以連接體為載體考查牛頓運動定律的應用 解析設掛鉤P Q西邊有n節(jié)車廂 每節(jié)車廂的質(zhì)量為m 則掛鉤P Q西邊車廂的質(zhì)量為nm 以西邊這些車廂為研究對象 有F nma 聯(lián)立 得3n 2k 總車廂數(shù)為N n k 由此式可知n只能取偶數(shù) 當n 2時 k 3 總節(jié)數(shù)為N 5當n 4時 k 6 總節(jié)數(shù)為N 10當n 6時 k 9 總節(jié)數(shù)為N 15當n 8時 k 12 總節(jié)數(shù)為N 20 故選項B C正確 答案BC 典例2 2018 全國卷 15 如圖11 輕彈簧的下端固定在水平桌面上 上端放有物塊P 系統(tǒng)處于靜止狀態(tài) 現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上 使其向上做勻加速直線運動 以x表示P離開靜止位置的位移 在彈簧恢復原長前 下列表示F與x之間關系的圖象可能正確的是 以圖象形式考查動力學兩類問題 圖11 解析假設物塊靜止時彈簧的壓縮量為x0 則由力的平衡條件可知kx0 mg 在彈簧恢復原長前 當物塊向上做勻加速直線運動時 由牛頓第二定律得F k x0 x mg ma 由以上兩式解得F kx ma 顯然F和x為一次函數(shù)關系 且在F軸上有截距 則A正確 B C D錯誤 答案A 典例3 2018 全國卷 24 汽車A在水平冰雪路面上行駛 駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B 立即采取制動措施 但仍然撞上了汽車B 兩車碰撞時和兩車都完全停止后的位置如圖12所示 碰撞后B車向前滑動了4 5m A車向前滑動了2 0m 已知A和B的質(zhì)量分別為2 0 103kg和1 5 103kg 兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數(shù)均為0 10 兩車碰撞時間極短 在碰撞后車輪均沒有滾動 重力加速度大小g 10m s2 求 1 碰撞后的瞬間B車速度的大小 2 碰撞前的瞬間A車速度的大小 以生活 科技為背景考查動力學兩類問題 圖12 解析 1 設B車的質(zhì)量為mB 碰后加速度大小為aB 根據(jù)牛頓第二定律有 mBg mBaB 式中 是汽車與路面間的動摩擦因數(shù) 設碰撞后瞬間B車速度的大小為vB 碰撞后滑行的距離為sB 由運動學公式有vB 2 2aBsB 聯(lián)立 式并利用題給數(shù)據(jù)得vB 3 0m s 2 設A車的質(zhì)量為mA 碰后加速度大小為aA 根據(jù)牛頓第二定律有 mAg mAaA 設碰撞后瞬間A車速度的大小為vA 碰撞后滑行的距離為sA 由運動學公式有vA 2 2aAsA 設碰撞前的瞬間A車速度的大小為vA 兩車在碰撞過程中動量守恒 有mAvA mAvA mBvB 聯(lián)立 式并利用題給數(shù)據(jù)得vA 4 3m s 答案 1 3 0m s 2 4 3m s 應用牛頓運動定律求解問題時應注意 1 研究對象的選取方法 整體法和隔離法 2 當物體的受力情況發(fā)生變化時加速度同時發(fā)生變化 3 兩個相鄰的子過程的銜接 即前一過程的末狀態(tài)應為后一過程的初狀態(tài) 1 多選 2018 福州四校聯(lián)考 一個物塊放在粗糙的水平面上 現(xiàn)用一個很大的水平推力推物塊 并且推力不斷減小 結果物塊運動過程中的加速度a隨推力F變化的圖象如圖13所示 已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 重力加速度g 10m s2 下列說法正確的是 A 物塊的質(zhì)量為0 5kgB 物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0 2C 當推力F減小為2N時 物塊的速度最大D 當推力F減小為0時 物塊的速度為零 圖13 解析由物塊運動過程中的加速度a隨推力F變化的圖象可知 當推力F 2N時 加速度為零 運用牛頓第二定律可得F mg 0 當F 0時 加速度a 2m s2 運用牛頓第二定律 mg ma 聯(lián)立解得 0 2 m 1 0kg 即物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0 2 物塊的質(zhì)量為1 0kg 選項A錯誤 B正確 用一個很大的水平力推物塊 并且推力不斷減小 物塊做加速度逐漸減小的加速運動 當推力F減小為2N時加速度為零 物塊的速度最大 選項C正確 當推力F減小為0時 物塊做減速運動 物塊的速度不為零 選項D錯誤 答案BC 2 2018 南昌一模 在傾角 37 的粗糙斜面上有一質(zhì)量m 2kg的物塊 受如圖14甲所示的水平方向恒力F的作用 物塊靜止不動 t 0時刻物塊以某一速度從斜面上A點沿斜面下滑 在t 4s時滑到水平面上 此時撤去F 在這以后的一段時間內(nèi)物塊運動的速度隨時間變化關系v t圖象如圖乙所示 已知A點到斜面底端的距離x 18m 物塊與各接觸面之間的動摩擦因數(shù)相同 不考慮轉角處機械能損失 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 圖14 1 物塊在A點的速度 2 水平恒力F的大小 解析 1 在斜面上 逆向看物體做勻加速直線運動 設物體在斜面上運動的加速度大小為a1 方向沿斜面向上 則 解得 a1 0 25m s2物塊在A點的速度為 v0 v a1t 5m s 2 設物塊與接觸面間的動摩擦因數(shù)為 物塊在水平面上運動時 由牛頓第二定律得 mg ma2由圖線可知 a2 2m s2解得 0 2物塊在斜面上運動時 設受的摩擦力為Ff 由牛頓第二定律得 Fcos mgsin Ff ma1Ff FNFN mgcos Fsin 答案 1 5m s 2 10 1N 現(xiàn)如今 高考物理愈來愈注重考查考生的能力和科學素養(yǎng) 其命題愈加明顯地滲透著對物理思想 物理方法的考查 在平時的復習備考過程中 物理習題浩如煙海 千變?nèi)f化 我們?nèi)裟苷莆找恍┗镜慕忸}思想 就如同在開啟各式各樣的 鎖 時 找到了一把 多功能的鑰匙 高考物理中的 五大 解題思想 一 數(shù)形結合的思想數(shù)形結合的思想 就是把物體的空間形式和數(shù)量關系結合起來進行考查 通過 數(shù) 與 形 之間的對應和轉化來解決問題的思想 其實質(zhì)是把抽象的數(shù)學語言 數(shù)量關系與直觀的圖形結合起來 把抽象思維和形象思維結合起來 數(shù)形結合的思想 一方面可以以 形 助 數(shù) 實現(xiàn)抽象概念與具體形象的聯(lián)系與轉化 化抽象為直觀 化難為易 另一方面可以以 數(shù) 解 形 可以由數(shù)入手 將有些涉及圖形的問題轉化為數(shù)量關系來研究 對圖形做精細的分析 從而使人們對直觀圖形有更精確 理性的理解 例1 一彈簧秤的秤盤質(zhì)量為m1 盤內(nèi)放一質(zhì)量為m2的物體 彈簧質(zhì)量不計 其勁度系數(shù)為k 系統(tǒng)處于靜止狀態(tài) 如圖15所示 t0時刻給物體施加一個豎直向上的力F 使物體從靜止開始向上做加速度為a的勻加速直線運動 經(jīng)2s物體與秤盤脫離 用FN表示物體與秤盤間的相互作用力的大小 已知重力加速度大小為g 則下列F和FN隨時間變化的關系圖象正確的是 圖15 答案C 二 分解思想有些物理問題的運動過程 情景較為復雜 在運用一些物理規(guī)律或公式不奏效的情況下 將物理過程按照事物發(fā)展的順序分成幾段熟悉的子過程來分析 或者將復雜的運動分解成幾個簡單或特殊的分運動 如勻速直線運動 勻變速直線運動 圓周運動等 來考慮 往往能事半功倍 例2 2018 江蘇單科 3 某彈射管每次彈出的小球速度相等 在沿光滑豎直軌道自由下落過程中 該彈射管保持水平 先后彈出兩只小球 忽略空氣阻力 兩只小球落到水平地面的 A 時刻相同 地點相同B 時刻相同 地點不同C 時刻不同 地點相同D 時刻不同 地點不同 解析彈射管沿光滑豎直軌道自由下落 向下的加速度大小為g 且下落時保持水平 故先后彈出的兩只小球在豎直方向的分速度與彈射管的分速度相同 即兩只小球同時落地 又兩只小球先后彈出且水平分速度相等 故兩只小球在空中運動的時間不同 則運動的水平位移不同 落地點不同 選項B正確 答案B 三 守恒思想物理學中最常用的一種思維方法 守恒 高中物理涉及的守恒定律有能量守恒定律 動量守恒定律 機械能守恒定律 質(zhì)量守恒定律 電荷守恒定律等 它們是我們處理高中物理問題的主要工具 例3 如圖16所示 長R 0 6m的不可伸長的細繩一端固定在O點 另一端系著質(zhì)量m2 0 1kg的小球B 小球B剛好與水平面相接觸 現(xiàn)使質(zhì)量m1 0 3kg的物塊A沿光滑水平面以v0 4m s的速度向B運動并與B發(fā)生彈性正碰 A B碰撞后 小球B能在豎直平面內(nèi)做圓周運動 已知重力加速度g 10m s2 A B均可視為質(zhì)點 試求 圖16 1 在A與B碰撞后瞬間 小球B的速度v2的大小 2 小球B運動到最高點時對細繩的拉力 解析 1 物塊A與小球B碰撞時 由動量守恒定律和機械能守恒定律有 m1v0 m1v1 m2v2 聯(lián)立解得小球B對細繩的拉力F F 1N 答案 1 6m s 2 1N 四 對稱思想對稱思想普遍存在于各種物理現(xiàn)象 物理過程和物理規(guī)律之中 它反映了科學生活中物理世界的和諧與優(yōu)美 應用對稱思想不僅能幫助我們認識和探索物質(zhì)世界的某些基本規(guī)律 而且能幫助我們?nèi)デ蠼饽承┚唧w的物理問題 用對稱的思想解題的關鍵是敏銳地看出并抓住事物在某一方面的對稱性 這些對稱性往往就是通往答案的捷徑 例4 在一半徑為R的圓周上均勻分布有N個帶電小球 可視為質(zhì)點 無間隙排列 其中A點的小球帶電荷量為 3q 其余小球帶電荷量為 q 此時圓心O點的電場強度大小為E 現(xiàn)僅撤去A點的小球 則O點的電場強度大小為 圖17 答案B 五 等效思想在某些物理問題中 一個過程的發(fā)展 一個狀態(tài)的確定 往往是由多個因素決定的 若某些因素所起的作用和另一些因素所起的作用相同 則前一些因素與后一些因素是等效的 它們便可以互相代替 而對過程的發(fā)展或狀態(tài)的確定 以及最后結果并無影響 掌握等效思想 有助于提高考生的科學素養(yǎng) 形成科學的世界觀和方法論 為終身的學習 研究和發(fā)展奠定基礎 例5 如圖18所示 在方向水平向左 范圍足夠大的勻強電場中 固定一由內(nèi)表面絕緣光滑且內(nèi)徑很小的圓管彎制而成的圓弧BD 圓弧的圓心為O 豎直半徑OD R B點和地面上A點的連線與地面成 37 角 AB R 一質(zhì)量為m 電荷量為q的小球 可視為質(zhì)點 從地面上A點以某一初速度沿AB方向做直線運動 恰好無碰撞地從管口B進入管道BD中 到達管中某處C 圖中未標出 時恰好與管道間無作用力 已知sin37 0 6 cos37 0 8 重力加速度大小為g 求 1 勻強電場的場強大小E和小球到達C處時的速度大小v 2 小球的初速度大小v0以及到達D處時的速度大小vD 圖18 甲乙 2 小球 恰好無碰撞地從管口B進入管道BD 說明AB OB小球從A點運動到C點的過程 根據(jù)動能定理有 小球從C處運動到D處的過程 根據(jù)動能定理有