高三物理二轮专题复习第2讲力与物体的直线运动.ppt

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1、第2讲力与物体的直线运动,1.(2011福建卷，18)如图121所示，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B.若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2，已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的请 图121你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是(),答案C,2(2013福建卷，17)在国际单位制(简称SI)中，力学和电学的基本单位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为()Am2kgs4A1 Bm2kg

2、s3A1Cm2kgs2A1 Dm2kgs1A1答案B,3(2014福建卷，15)如图122所示，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度 图122为零对于该运动过程，若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图像最能正确描述这一运动规律的是(),答案B,4.(2014新课标全国卷，17)如图123所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始 图123逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)与稳定在竖直位置时相比，小球的高度()

3、A一定升高B一定降低C保持不变D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定,解析法一当橡皮筋竖直时，由平衡条件知：当小球向左加速时，受力如图所示橡皮筋的拉力Tkx2Tcos mg此时小球距悬点在竖直方向的高度为l2(l0 x2)cos,比较l1和l2可知，l1l2，小球的位置一定升高，选项A正确法二(极限法)当向左的加速度很大时，橡皮筋趋于水平，所以小球的位置要升高答案A,5(2013福建卷，21)质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环已知重力加速度为g，不计空气影响(1)现让杆和环均静止悬挂在空中，如图124甲，求绳中拉力的大小；(

4、2)若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示,图124求此状态下杆的加速度大小a；为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？,解析(1)如图(a)，设平衡时绳中拉力为T，有2Tcos mg0(a)(2)此时，对小铁环进行受力分析，如图(b)所示，有Tsin ma TT cos mg0(b),如图(c)，设外力F与水平方向成角，将杆和小铁环当成一个整体，有Fcos(Mm)a Fsin(Mm)g0(c)由式解得,解析设路面干燥时，汽车与地面的动摩擦因数为0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s0，反应时间为t0，由牛顿第

5、二定律和运动学公式得0mgma0,式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度，设在雨天行驶时，汽车与地面的动摩擦因数，依题意有 设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得mgma 联立式并代入题给数据得v20 m/s(或72 km/h)答案20 m/s(或72 km/h),7(2014新课标全国卷，24)2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录取重力加速度的大小g10 m/s2.(1)若忽略空气阻力，

6、求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为fkv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图像如图125所示若该运动员和所带装备的总质量m100 kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数(结果保留1位有效数字),图125解析(1)设运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t，下落距离为s，在1.5 km高度处的速度大小为v，根据运动学公式有：vgt,依题意有s(3.91041.5103)

7、m 联立式可得：t87 s v8.7102 m/s(2)该运动员达到最大速度vmax时，加速度为零，由牛顿第二定律有：mgkv 由所给的vt图像可读出vmax360 m/s 由式可得：k0.008 kg/m 答案(1)87 s8.7102 m/s(2)0.008 kg/m,主要题型：选择题和计算题知识热点(1)单独命题匀变速直线运动的公式及应用的考查st、vt、at、Ft、Fa等图像问题的考查牛顿运动定律的考查(2)交汇命题结合匀变速直线运动规律考查多过程问题和连接体问题匀变速直线运动规律和牛顿运动定律的综合考查物理方法(1)公式法(2)图像法(3)整体法和隔离法(4)逆向思维法,命题趋势(1

8、)单独考查匀变速直线运动的规律、运动图像在实际生活中的应用以及牛顿运动定律的应用，题型一般为选择题(2)力和运动的关系大多结合牛顿运动定律、受力分析、运动过程分析综合考查，题目一般为计算题.,1对st图像和vt图像的理解(1)无论是st图像还是vt图像，都只能描述直线运动(2)st图像和vt图像都不表示物体运动的轨迹(3)st图像和vt图像的形状由s与t、v与t的函数关系决定,热点一运动图像问题,2运动图像及其应用：,1(2014新课标全国卷，14)甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶在t0到tt1的时间内，它们的vt图像如图126所示在这段时间内()图126A汽车甲的平均速度比乙的大C甲、乙两

9、汽车的位移相同D汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大,答案A,2(2014山东临沂3月质检)物体甲、乙原来静止于光滑水平面上从t0时刻开始，甲沿水平面做直线运动，位移s和时间平方t2的关系图像如图127甲所示；乙受到如图乙所示的水平拉力F的作用则在04 s的时间内()图127,A甲物体所受合力不断变化 B甲物体的速度不断减小C2 s末乙物体改变运动方向 D2 s末乙物体速度达到最大解析由st2图像可得函数关系ss0kt2，由匀变速直线运动的位移公式知，甲物体向负方向做匀加速直线运动，故A、B项错；乙物体先向正方向做加速度减小的加速运动，t2 s加速度减为零，速度达最大，24

10、s再向正方向做加速度增大的减速运动，4 s末速度减为零故C项错，D项正确答案D,3(2014高考冲刺卷七)在一大雾天，一辆小汽车以30 m/s的速度匀速行驶在高速公路上，突然发现正前方30 m处有一辆大卡车以10 m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵如图128所示，图线a、b分别为小汽车和大卡车的vt图像(忽略刹车反应时间)，以下说法正确的是()图128,A因刹车失灵前小汽车已减速，故不会发生追尾事故B在t3 s时发生追尾事故C在t5 s时发生追尾事故D若紧急刹车时两车相距40米，则不会发生追尾事故且两车最近时相距10米解析根据图像可知，t5 s时两车速度相等，若不发

11、生追尾事故，则此时两车相距最近，由图像可以求出两车的位移之差为35 m，可见两车早已发生追尾，若紧急刹车时两车相距40米，则小汽车追不上大卡车，但两车最近距离为5 m，故A、C、D错；由图像可以求出t3 s时两车的位移之差刚好为30米，可见此时刚好发生追尾事故，所以B对答案B,4(2014天津卷，5)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的vt图像可能正确的是(),答案D,1图像问题要三看(1)看清坐标轴所表示的物理量明确因变量(纵轴表示的量)与自变量(横轴表示的量)的制约关系(2)

12、看图线本身识别两个相关量的变化趋势，从而分析具体的物理过程(3)看交点、斜率、面积明确图线与图线的交点，图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的面积的物理意义2从vt图像中可读取的四个运动量(1)运动速度：从速度轴上直接读出，正负表示运动方向,(2)运动时间：从时间轴上直接读出时刻，取差得到运动时间(3)运动加速度：由图线的斜率得到加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负反映了加速度的方向(4)运动的位移：由图线与时间轴围成的面积得到位移，图线与时间轴围成的面积表示位移的大小，时间轴以上的面积表示与规定的正方向相同，时间轴以下的面积表示与规定的正方向相反,热点二匀变速直线运动规律

13、的应用,5物体做自由落体运动，最后1 s内的平均速度是第3 s内平均速度的1.6倍，则物体下落时间为(g取10 m/s2)()A4.3 s B4.4 s C4.5 s D4.6 s答案C,6(2014上海卷)在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为()解析向上抛出的小球回到抛出点速度大小仍为v，方向向下，在此之后的运动情况与竖直向下抛出的小球运动情况完全相同，即时间相同所以两球落地时间差就是向上小球从抛出到落回抛出点的时间，t2v/g.答案A,72014沈阳高三质量监测(二)一辆公交车从甲站以a11 m/s2的加速度匀加速出站

14、，当其速度达到v150 m/s时开始匀速行驶，临近乙站时司机又以a21 m/s2的加速度刹车，公交车恰好停靠在乙站某次发车时，公交车因故晚出发了t0180 s，公交车以相同的加速度出站，出站后当其速度达到v260 m/s时开始匀速行驶，临近乙站时仍以相同的加速度刹车，结果也恰好停在乙站，并且正点到达则甲、乙两站间的距离是多少？解析由于加速时加速度和减速时加速度大小相等，则加速时间和减速时间相等，加速位移和减速位移相等,又两次均正点到达，则2t1t12t2t2t0联立解得甲、乙两站间的距离s甲、乙57 km.答案57 km,8(2014高考冲刺卷五)2013年7月1日，宁杭高铁正式开通运行，到长

15、三角各个城市坐火车就像乘公交一样快捷目前我国高铁常使用自动闭塞法行车，如图129所示，自动闭塞法是通过信号机将行车区间划分为若干个闭塞分区，每个闭塞分区的尾端都设有信号灯，当闭塞分区有列车B占用时信号灯显示红色(停车)，后一个闭塞分区显示黄色(制动减速)，其他闭塞分区显示绿色(正常运行)假设列车A制动时所受总阻力为重力的0.1倍，不考虑司机刹车的反应时间(重力加速度g取10 m/s2),图129(1)如果信号系统发生故障，列车A的运行速度是30 m/s，司机看到停在路轨上的列车B才开始刹车，要使列车不发生追尾事故，则列车A司机可视距离不得小于多少？(2)如果信号系统正常，司机可视距离取(1)中

16、列车A司机的可视距离，列车设计运行速度为252 km/h，当司机看到黄灯开始制动，到红灯处停车每个闭塞分区多长？,答案(1)450 m(2)2 000 m,1求解匀变速直线运动问题的一般思路2.,热点三动力学两类问题,9如图1210甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的vt图像(以地面为参考系)如图乙所示已知v2v1，则()图1210,At2时刻，小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向

17、左D0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用解析由题图知物块先向左减速，后反向右加速到v1再做匀速直线运动，t1时刻离A距离最大，A错误；t2时刻二者相对静止，故t2时刻物块相对传送带滑动距离最大，B正确；0t2时间内摩擦力方向一直向右，C错误；在0t2时间内摩擦力为滑动摩擦力，大小不变，在t2t3时间内物块做匀速运动，此过程摩擦力为零，D错误答案B,10.(2014皖南八校三次联考)如图1211所示，两个相同的木盒置于同一粗糙的水平面上木盒1中固定一质量为m的砝码，在木盒2上持续施加竖直向下的 图1211恒力F(Fmg)现给它们一相同的初速度，木盒1、2滑行的最远距离分别为s1、s2

18、.关于s1与s2的大小，下列说法正确的是()As1s2 Bs1s2Cs1s2 D无法比较解析木盒1、2受到的力一样，但质量不一样，根据牛顿第二定律Fma可知，木盒2的加速度大，所以减速快，滑行距离小，选项C正确答案C,11(2014厦门市高三质检)如图1212所示，静止在水平面上的足够长 图1212的木板m1左端放着小物块m2，某时刻，m2受到水平向右的拉力Fkt(k是常数)作用，设m2、m1和m1、地面之间的滑动摩擦力大小分别为F1和F2，各物体之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力，且F1大于F2，则在m2、m1没有分离的过程中，下面可以定性地描述木板m1运动的vt的图像是(),答案D,12

19、(2014江西南昌二模)有一个冰上木箱的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推箱一段时间后，放手让箱向前滑动，若箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败其简化模型如图 1213所示，AC是长度为L17 m的水平冰面，选手们可将木箱放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱，BC为有效区域已知BC长度L21 m，木箱的质量m50 kg，木箱与冰面间的动摩擦因数0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F200 N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取10 m/s2.那么该选手要想游戏获得成功，试求：,图1213(1)推力作用在木箱上时的加速度大小；(2)

20、推力作用在木箱上的时间满足什么条件？解析(1)设推力作用在木箱上时的加速度为a1，根据牛顿运动定律得Fmgma1解得a13 m/s2(2)撤去推力后，木箱的加速度大小为a2，根据牛顿运动定律得mgma2解得a21 m/s2,应用牛顿第二定律解决动力学问题的步骤,高考命题热点2.运动图像与牛顿运动定律的综合应用,数图结合解决动力学问题物理公式与物理图像的结合是一种重要题型动力学中常见的图像有vt图像、st图像、Ft图像、Fa图像等，解决图像问题的关键有：(1)分清图像的横、纵坐标所代表的物理量及单位，注意坐标原点是否从零开始，明确其物理意义(2)明确图线斜率的物理意义：明确图线与横、纵坐标的交点

21、、图线的转折点及两图线的交点的意义等,(3)明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情境结合，并结合斜率、特殊点等的物理意义，确定能从图像中反馈出来哪些有用信息并结合牛顿运动定律求解,【典例】(2013新课标全国卷，25)(18分)一长木板在水平地面上运动，在t0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图像如图1214所示已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板 图1214与地面间均有摩擦物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上取重力加速度的大小g10 m/s2，求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t0时刻到物块与木

22、板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小,审题流程第一步：抓关键点获取信息(1)读题：,(2)读图：,第二步：找突破口形成思路,满分解答由vt图像可知，在t10.5 s时，二者速度相同，为v11 m/s，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则设物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为1、2，根据牛顿第二定律，对物块有1mgma1(2分)对木板有1mg22mgma2(2分)联立式得联立方程得：10.2，20.3(1分),(2)t1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向设物块与木板之间的摩擦力大小为Ff，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，由牛顿第二定

23、律得对物块有Ffma1(1分)对木板有22mgFfma2(1分)假设物块相对木板静止，即Ff1mg，则a1a2，得Ff2mg1mg，与假设矛盾，所以物块相对木板向前减速滑动，而不是与木板共同运动，物块加速度大小a1a12 m/s2(1分),物块的vt图像如图所示此过程木板的加速度a222g1g4 m/s2(1分)由运动学公式可得，物块和木板相对地面的位移分别为物块相对木板的位移大小为xx2x11.125 m(1分)答案(1)0.20.3(2)1.125 m,1解图像问题时不要为图像的表面现象所迷惑，要将基本的受力分析、运动状态分析、牛顿第二定律与图像反映的物理过程和状态相结合2滑块木板模型,(15分)如图1215甲所示，长木板B固定在光滑水平面上，可看作质点的物体A静止叠放在B的最左端，现用F6 N的水平力向右拉物体A，A经过5 s运动到B的最右端，其vt图像如图乙所示，已知A、B质量分别为1 kg和4 kg，A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g10 m/s2.图1215,(1)求物体A与木板B间的动摩擦因数；(2)若B不固定，求A运动到B的最右端所用的时间解析(1)根据vt图像可知物体A的加速度,若B不固定mAgmBaB(2分)B的加速度答案(1)0.4(2)7.07 s,点击此处进入,