高考物理二轮复习 板块一 专题突破复习 专题一 力与运动 第二讲 力与物体的直线运动学案.doc

第二讲力与物体的直线运动 知识建构高考调研1.主要以选择题形式考查，且往往要结合图象进行分析今年运动学图象和匀变速直线运动规律的应用在三套试卷的选择题中均未出现，而是在2017年全国卷中第24题结合实际问题进行了考查，难度不大2.牛顿运动定律的应用仍然沿袭了往年的考查特点，主要渗透在力学(如全国卷第25题板块模型)或电学计算题(如全国卷第25题复合场)中进行考查虽说复杂的追及相遇问题、弹簧问题、传送带问题在2017年全国卷中没有涉及，但根据往年的考查情况，它们仍是复习的重难点3.常用的思想方法：逆向思维法；图象法；相对运动法；平均速度法；比值法；分解加速度法；极限法.答案(1)合外力为零(2)(3)(4)现象超重失重完全失重定义物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于0的状态产生条件物体具有竖直向上的加速度或加速度分量物体具有竖直向下的加速度或加速度分量物体具有竖直向下的加速度，ag考向一匀变速直线运动的应用归纳提炼1匀变速直线运动问题求解思路2解答匀变速直线运动的常用技巧(1)基本公式法：vv0at，xv0tat2，v2v2ax.(2)重要推论法：v(利用平均速度求瞬时速度)；v ；xat2(用逐差法求加速度)(3)逆向思维法：“匀减速至速度为零的过程”可逆向处理为“由静止开始做匀加速运动的过程”(4)图象法：利用vt图象或xt图象求解(5)比例法：初速度为零的匀变速直线运动规律1t末、2t末、3t末nt末瞬时速度之比为123n；1t内、2t内、3t内nt内位移之比为122232n2；第1t内、第2t内、第3t内第nt内位移之比为135(2n1)；从静止开始通过连续相等位移所用时间之比为1(1)()()；从静止开始连续相等位移末速度之比为1.(2017全国卷)为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1l，查得当时相机的曝光时间为t，楼房每层高为h，重力加速度为g.则由此可以求得()a钢筋坠地瞬间的速度约为b钢筋坠下的楼层为1c钢筋坠下的楼层为1d钢筋在整个下落时间内的平均速度约为解析钢筋坠下垂直落地时的影像长度包括钢筋长度和钢筋坠地前在曝光时间t内下落的距离，因此在时间t内的平均速度为，可认为此速度就等于钢筋坠地时的速度v，因此a选项错误；由v22gh、v，钢筋坠下的楼层n1，解得n1，b选项正确，c选项错误；钢筋在整个下落时间内的平均速度约为，d选项错误答案b迁移二以追及、相遇模型考查22017年8月1日，宁波市32家驾校105辆教练车正式推行“计时培训、计时收费”的新型学驾模式不同的车型有不同的刹车性能，因此在驾校学习的过程中，除了常规的驾驶技术外，还要学习和积累一些适应不同车型的驾驶经验现有甲、乙两辆汽车正沿同一平直公路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度大小均为v10 m/s.当两车快要到十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间t00.5 s)甲车司机之前为了熟悉车况，驾驶车辆进行了一段空挡滑行，根据经验计算出滑行加速度大小为a00.5 m/s2，已知乙车紧急刹车时加速度大小为a25 m/s2.(1)若甲车司机看到黄灯时车头距停车线x16 m，他在刹车过程中发现预计的停车位置离停车线还有一段距离，于是在车头离停车线x4 m时停止刹车让车做空挡滑行，车头恰好停在停车线前，则甲车紧急刹车时的加速度为多大？(2)在(1)的情况下，为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车在行驶过程中至少应保持多大距离？解析(1)设甲车空挡滑行前的速度大小为v1，则v2a0x设甲车紧急刹车时的加速度为a1，则v2v2a1(xx)联立解得a14 m/s2.(2)甲车紧急刹车的时间t12 s设甲、乙两车在行驶过程中至少应保持的距离为x0，在乙车开始刹车后经过t2时间两车速度相等，所以va1(t2t0)va2t2解得t22 s(不符合题意)所以速度相等的时刻在甲车空挡滑行的时间内，上式应为v1a0(t2t1t0)va2t2解得t21.61 s甲车的位移x甲(xx)v1(t2t0t1)a0(t2t0t1)212.2 m乙车的位移x乙vt2a2t9.6 mx0x甲x乙2.6 m.答案(1)4 m/s2(2)2.6 m考向二运动图象的应用归纳提炼1图象问题常见的是xt和vt图象，在处理特殊图象的相关问题时，可以把处理常见图象的思想以及方法加以迁移，通过物理情境遵循的规律，从图象中提取有用的信息，根据相应的物理规律或物理公式解答相关问题处理图象问题可参考如下操作流程：2处理特殊图象的问题时，在必要时可将该图象所反映的物理过程转换为常见的xt或vt图象进行处理(2017宁夏银川一中二模)甲、乙两车在平直公路上行驶，其速度时间图象如右图所示，则下列说法正确的是()a8 s末，甲、乙两车相遇b甲车在04 s内的位移小于乙车在48 s内的位移c4 s末，甲车的加速度小于乙车的加速度d在08 s内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度解析由于两车的初始位置关系未知，无法判断8 s末甲、乙两车是否相遇，选项a错误；连接图中(0,0)和(8,40)两点，根据“速度时间图象中图线与时间轴所围成的面积表示位移”及对称性可知，甲车在04 s内的位移(小于40 m)小于乙车在48 s内的位移(等于40 m)，选项b正确；根据“速度时间图象的切线斜率表示加速度”可知，4 s末，甲车的加速度大于乙车的加速度，选项c错误；由右图结合对称性可以得出，在08 s内，两车的位移x大小相等，由知，两车的平均速度大小相等，选项d错误答案b“面积法”是图象分析中重要的方法之一，而添加辅助线判断、比较更具新意.追及相遇问题常涉及图象的应用，而近四年全国卷中都出现了图象问题，其中速度图象四年四考，足见其重要性.关于速度图象的命题主要围绕三个方面进行.(1)利用速度图象结合相关情境直接设问：解决此类问题的关键要清楚图线对应的点、线、截距(初速度或开始计时的时间)、面积(位移)、拐点(加速度方向变化)等表示的意义.(2)图象转化：已知速度图象设问加速度图象，或者反其道而行之，解决处理问题的关键是利用时间段分段作出对应的图象.(3)巧用图象：对一些变速类问题，如雨滴在空气中坠落、弹簧变化过程等，巧用速度图象辅助分析问题往往会更快捷.处理运动图象时同学们容易出现的错误有以下几点：(1)对于xt图象，图线在纵轴上的截距表示t0时物体的位置；对于vt和at图象，图线在纵轴上的截距并不表示t0时物体的位置.(2)在vt图象中，两条图线的交点不表示两物体相遇，而是表示两者速度相同.(3)vt图象中两条图线在v轴上的截距不同，不少同学误认为两物体的初始位置不同，位置是否相同应根据题中条件确定.熟练强化1(多选)(2017广西三市联考)甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动质点甲做初速度为零，加速度大小为a1的匀加速直线运动质点乙做初速度为v0，加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止甲、乙两质点在运动过程中的位置(x)速度(v)图象如图所示，虚线与对应的坐标轴垂直则下列判断正确的是()a在xv图象中，图线a表示质点甲的运动b质点乙的初速度v06 m/sc质点甲的加速度大小a11 m/s2d质点乙的加速度大小a21 m/s2解析由速度与位移公式v2v2ax分析题中xv图象可知，图线a表示质点甲以加速度a1做匀加速直线运动，图线b表示质点乙以加速度a2做匀减速直线运动，选项a正确；由于甲、乙两质点是同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动，所以从图线b可知当位移为零时，质点乙的初速度v06 m/s，选项b正确；设图线a上横坐标为8的点对应的纵坐标为x0，图线a、b交点的横坐标为v1，由运动学规律并结合xv图象有(6 m/s)2(2 m/s)22a2x0，(8 m/s)22a1x0，可得甲、乙两质点加速度大小关系是a12a2，又从xv图象知v2a16 m，vv2a26 m，解得a21 m/s2，a12 m/s2，选项c错误，d正确答案abd2(2017江西南昌3月模拟)一辆汽车做直线运动，其v2x图象如图所示关于汽车的运动，下列说法错误的是()a汽车的初速度为4 m/sb汽车的加速度大小为0.5 m/s2c汽车第4 s末的速度为2 m/sd汽车前10 s内的位移为15 m解析由图可知初始时速度的平方为16 m2/s2，则汽车的初速度v04 m/s，a项正确由题图可知v2与x的关系式为v242x，再与公式v2v2ax对比可知汽车做匀减速直线运动，加速度a0.5 m/s2，b项正确由vv0at，可得汽车第4 s末的速度为v44 m/s0.54 m/s2 m/s，c项正确因8 s，则知第8 s末车停止，汽车前10 s内位移x16 m，d项错误，故选d.答案d3如图甲所示，物体受到水平推力f的作用，在粗糙水平面上由静止开始做直线运动通过传感器监测到加速度a随时间t变化的规律如图乙所示取开始运动的方向为正方向，则下列说法正确的是()a在26 s内，推力f小于阻力，物体做减速运动b在07 s内，6 s末时物体的速度最大，大小为12 m/sc在27 s内，物体做匀变速直线运动d在07 s内，物体先沿正方向运动，后沿负方向运动解析在06 s内，加速度为正，物体沿正方向运动，故26 s内推力f大于阻力，物体做加速度减小的加速运动；在67 s内，加速度为负，物体沿正方向做减速直线运动，故a、d错误在27 s内，物体的加速度一直在变化，故c错误at图线与t轴围成的面积表示速度变化量，06 s内物体一直在加速，6 s末加速度反向，此时速度最大，v64 m/s12 m/s，故b正确答案b考向三动力学的连接体问题归纳提炼1加速度相同的连接体问题(1)若求解整体的加速度，可用整体法整个系统看作一个研究对象，分析整体受外力情况，再由牛顿第二定律求出加速度(2)若求解系统内力，可先用整体法求出整体的加速度，再用隔离法将内力转化成外力，由牛顿第二定律求解2加速度不同的连接体问题若系统内各个物体的加速度不同，一般应采用隔离法以各个物体分别作为研究对象，对每个研究对象进行受力和运动情况分析，分别应用牛顿第二定律建立方程，并注意各个物体的相互作用关系，联立求解水平地面上有质量分别为m和4m的物块a和b，两者与地面的动摩擦因数均为.细绳的一端固定，另一端跨过轻质、光滑动滑轮与a相连，动滑轮与b相连，如图所示初始时，细绳处于水平拉直状态若物块a在水平向右的恒力f作用下向右移动了距离s，重力加速度大小为g.求：(1)物块b受到的摩擦力；(2)物块a、b的加速度大小思路点拨运动关系：由于细绳的长度不变，故a前进距离s时，a、b间的细绳上面部分长了s，下面部分短了s，由于细绳的固定端位置不动，故b的位移为s，因此有aa2ab.受力关系：考虑到滑轮质量不计，设细绳中的张力为t，动滑轮对b的作用力tb2t.解析(1)物块a移动了距离s，则物块b移动的距离为s1s物块b受到的摩擦力大小为f4mg(2)设物块a、b的加速度大小分别为aa、ab，细绳中的张力为t.由牛顿第二定律得fmgtmaa2t4mg4mab由a和b的位移关系得aa2ab联立解得aaab.答案(1)4mg(2)从上面的例题可以看出，解决有相对运动的连接体问题，要找到连接体中物体间的位移关系、速度关系和加速度关系，要充分考虑两物体的受力关系.滑轮质量不计，可得作用在滑轮上的绳子的受力关系，这是解题的关键，两物体加速度的关系是突破的难点.该题常见的易错点是不从位移关系入手，直接认为两物体速度相等，或者把b的位移错认为a的位移的2倍，从而错误地得到ab2aa.熟练强化1(2017湖南衡阳联考)质量不等的两木块a、b，用跨过一轻质定滑轮的轻绳相连，在图示情况下，木块a、b一起做匀速运动若木块a、b的位置互相交换，则木块a运动的加速度为(木块a、b与桌面间的动摩擦因数均为，且1，重力加速度为g，空气阻力、滑轮摩擦均不计)()a(1)g b(12)gc.g d与木块a、b的质量有关解析a、b匀速运动过程，有magmbga、b互相交换后，对a、b整体受力分析后有mbgmag(mamb)a解得a(1)g.故选a.答案a2(多选)(2017河北六校联考)如图所示，一轻弹簧的劲度系数为k，其一端固定在倾角为的光滑斜面底端，另一端与物块a连接，物块b紧挨着物块a放置，两物块a、b的质量均为m，初始时均静止现用平行于斜面向上的力f拉动物块b，使物块b做加速度为a的匀加速运动，重力加速度为g，则()a拉力f一定是恒力ba、b分离时刻，弹簧形变量为c整个过程中物块a与弹簧组成的系统机械能守恒d从开始到a、b分离时刻，拉力f做的功比弹簧弹力做的功少解析对a、b整体受力分析可知，在a和b分离前该整体在沿斜面方向的拉力f、总重力、斜面的支持力和弹簧弹力作用下做匀加速运动，运动过程中弹簧弹力发生变化，而重力沿斜面方向的分力不变，故f一定是变力，a错误；a、b分离时刻，a、b间的作用力为0，a的加速度仍是a，设弹簧弹力大小为ft，根据牛顿第二定律有ftmgsinma，由胡克定律有ftkx，解得弹簧的形变量为，b正确；从开始到a、b分离前，弹簧弹力对a、b整体做正功，故a与弹簧组成的系统机械能不守恒，c错误；从开始到a、b分离时刻，拉力f由2ma随位移均匀增大到mamgsin，而弹簧弹力由2mgsin随位移均匀减小到mamgsin，所以拉力f做的功比弹簧弹力做的功少，d正确答案bd对连接体中的临界极值问题可采用下列三种方法分析解决：(1)极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，以达到正确解决问题的目的.(2)假设法：临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题.(3)数学法：将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件.考向四牛顿第二定律的综合应用归纳提炼应用牛顿第二定律解题的思路熟练强化1(多选)(2017江西新余二模)如图所示为运送粮袋的传送装置，已知a、b间长度为l，传送带与水平方向的夹角为，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为，正常工作时工人在a点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从a到b的运动，以下说法正确的是(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g)()a粮袋到达b点的速度可能大于、等于或小于vb粮袋开始运动的加速度为gsingcos，若l足够大，则粮袋最终将以速度v做匀速运动c若gsin解析粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达b点时的速度不大于v；也可能先匀加速运动，当速度与v相同后，粮袋做匀速运动，到达b点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达b点时的速度大于v，故a正确；粮袋开始时受到沿传送带向下的滑动摩擦力，大小为mgcos，根据牛顿第二定律得加速度agsingcos，故b错误；若后物块将在大小恒定的摩擦力的作用下做匀加速直线运动，其对应的vt图线是倾斜的直线，a错误、b正确答案b滑块临界问题处理方法高考题答题规范“板块”模型考点归纳板块模型中动力学问题的解题思路 典题示例(20分)(2017全国卷)如图，两个滑块a和b的质量分别为ma1 kg和mb5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为10.5；木板的质量为m4 kg，与地面间的动摩擦因数为20.1.某时刻a、b两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v03 m/s.a、b相遇时，a与木板恰好相对静止设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g10 m/s2.求(1)b与木板相对静止时，木板的速度；(2)a、b开始运动时，两者之间的距离审题指导第一步读题干提信息题干信息1)ma1 kgmb5 kg两者与木板间的动摩擦因数均为10.5判断木板受ab的合力向右2)a、b相遇时a与木板恰好相对静止a、b相遇时a与木板速度相同第二步审程序顺思路1)求解满分答案(1)滑块a和b在木板上滑动时，木板也在地面上滑动，设a、b和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，a和b相对于地面的加速度大小分别为aa和ab，木板相对于地面的加速度大小为a1.在物块b与木板达到共同速度前有f11mag(1分)f21mbg(1分)f32(mmamb)g(2分)由牛顿第二定律得f1maaaf2mbabf2f1f3ma1(2分)设在t1时刻，b与木板达到共同速度，其大小为v1.由运动学公式有v1v0abt1v1a1t1(2分)联立式，代入已知数据得v11 m/s(2分)(2)在t1时间间隔内，b相对于地面移动的距离为sbv0t1abt(2分)设在b与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2.对于b与木板组成的体系，由牛顿第二定律有f1f3(mbm)a2由式知，aaab；再由式知，b与木板达到共同速度时，a的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反由题意知，a和b相遇时，a与木板的速度相同，设其大小为v2.设a的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2，则由运动学公式，对木板有v2v1a2t2对a有v2v1aat2(2分)在t2时间间隔内，b(以及木板)相对地面移动的距离为s1v1t2a2t在(t1t2)时间间隔内，a相对地面移动的距离为sav0(t1t2)aa(t1t2)2(2分)a和b相遇时，a与木板的速度也恰好相同，因此a和b开始运动时，两者之间的距离为s0sas1sb(2分)联立以上各式，并代入数据得s01.9 m(2分)(也可用如图的速度时间图线求解)答案(1)1 m/s(2)1.9 m(1)慢审题，快答题,只有认真审题，透彻理解命题的意图、试题给定的物理情境、各物理量间的对应关系、物理过程所遵循的物理规律，才能快速正确答题.所谓审题要慢，就是要仔细，要审透，关键的词句理解要到位，深入挖掘试