高考物理二轮复习 专题整合高频突破 专题一 力与运动2 牛顿运动定律与直线运动课件.ppt

第2讲牛顿运动定律与直线运动 2 网络构建 要点必备 3 网络构建 要点必备 1 匀变速直线运动的三个基本公式 1 速度公式 v 2 位移公式 3 位移速度关系式 2ax 2 匀变速直线运动的两个重要推论 1 某段时间内的平均速度等于中间时刻的 2 任意两个连续相等时间 t 内的位移之差是一个恒量 即 x xn 1 xn 3 匀变速直线运动的图象 1 x t图象是一条 斜率表示物体的 2 v t图象是一条 斜率表示物体运动的 图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的 v0 at 瞬时速度 at2 抛物线 速度 倾斜直线 加速度 位移 4 1 2 3 4 1 多选 2016全国 卷 一质点做匀速直线运动 现对其施加一恒力 且原来作用在质点上的力不发生改变 则 a 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同b 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直c 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同d 质点单位时间内速率的变化量总是不变 bc 解析匀速直线运动的质点加一恒力后 合力即该恒力 质点做匀变速运动 根据牛顿第二定律f ma 可知选项c正确 由加速度定义式a 可知单位时间内速度的变化量总是不变 速率的变化量不一定相等 选项d错误 质点的速度方向不一定与该恒力的方向相同 选项a错误 某一时刻恒力方向与速度方向垂直时 速度方向立即改变 而恒力方向不会改变 所以速度方向不可能总是与该恒力的方向垂直 选项b正确 5 1 2 3 4 考点定位 牛顿运动定律命题能力点 侧重考查理解能力解题思路与方法 以前我们碰到的问题经常是去掉一个恒力 本题增加了一个恒力 从牛顿运动定律角度来看没有什么区别 根据牛顿第二定律计算加速度的可能大小 根据合力与速度方向间的关系判断物体的运动情况 要特别注意的是质点有可能做匀变速曲线运动 6 1 2 3 4 2 2016全国 卷 一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动 在时间间隔t内位移为x 动能变为原来的9倍 该质点的加速度为 a 考点定位 匀变速直线运动规律的应用命题能力点 侧重考查理解能力解题思路与方法 弄清所研究的过程的运动性质 明确给出的物理量所表示的含义 选择正确的公式分析是解决本题的关键 7 1 2 3 4 3 多选 2015全国 卷 如图 a 一物块在t 0时刻滑上一固定斜面 其运动的v t图线如图 b 所示 若重力加速度及图中的v0 v1 t1均为已知量 则可求出 a 斜面的倾角b 物块的质量c 物块与斜面间的动摩擦因数d 物块沿斜面向上滑行的最大高度 acd 8 1 2 3 4 考点定位 牛顿运动定律命题能力点 侧重考查理解能力 分析综合能力解题思路与方法 根据速度 时间图象的斜率找到不同阶段的加速度 结合受力分析和运动学规律是解答此类题目基本方法 9 1 2 3 4 4 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 s1 s0 处分别放置一个挡板和一面小旗 如图所示 训练时 让运动员和冰球都位于起跑线上 教练员将冰球以初速度v0击出 使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板 冰球被击出的同时 运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗 训练要求当冰球到达挡板时 运动员至少到达小旗处 假定运动员在滑行过程中做匀加速运动 冰球到达挡板时的速度为v1 重力加速度大小为g 求 1 冰球与冰面之间的动摩擦因数 2 满足训练要求的运动员的最小加速度 10 1 2 3 4 11 1 2 3 4 考点定位 运动学公式牛顿第二定律命题能力点 侧重考查理解能力解题思路与方法 冰球到挡板的时间和运动员到小旗的时间是相等的 所以时间是两个运动的桥梁 12 1 2 3 4 命题规律研究及预测分析近年的高考试题可以看出 高考命题突出v t图象的理解 牛顿第二定律的简单应用 运动学公式的基本应用 牛顿第二定律和整体隔离法的基本应用 牛顿第二定律 v t图象和受力分析的综合应用 题型既有选择题又有计算题 题目新颖 与生活实际联系密切 在2018年的备考过程中要尤其注重v t图象的理解及牛顿第二定律和整体隔离法的应用 13 考点一 考点二 考点三 考点四 动力学图象的理解及应用 h 解题策略策略1 要把物理规律和物理图象相结合 策略2 利用图象解题时一定要从图象的纵 横坐标轴所代表的物理量及两个物理量间的函数关系着手 策略3 图线中的 点 线 斜率 截距 和 面积 等方面寻找解题的突破口 14 考点一 考点二 考点三 考点四 典题1 多选 2017河北石家庄统考 某司机在测汽车性能过程中 得到汽车减速过程中的位移x与速度v的关系曲线如图所示 并得出位移x与速度v的函数关系式为x m nv2 其中m n为常数 公式中的各物理量的单位为国际单位 重力加速度的大小g取10m s2 则以下判断正确的是 a 汽车在此过程中做变加速直线运动b 由题中所给已知条件可确定汽车的末速度为20m sc 由题中所给已知条件可确定m 25 d 由题中所给已知条件可确定汽车刹车时的加速度大小为a 8m s2 cd 15 考点一 考点二 考点三 考点四 16 考点一 考点二 考点三 考点四 典题2 多选 2016全国 卷 甲 乙两车在平直公路上同向行驶 其v t图象如图所示 已知两车在t 3s时并排行驶 则 a 在t 1s时 甲车在乙车后b 在t 0时 甲车在乙车前7 5mc 两车另一次并排行驶的时刻是t 2sd 甲 乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m bd 17 考点一 考点二 考点三 考点四 18 考点一 考点二 考点三 考点四 思维发散1典题2题干中的v t图象改为x t图象 其他条件不变 t 3s时甲 乙两车相距多远 答案5m解析由图象可以看出 甲车做匀速直线运动的速度v甲 10m s 乙车做匀速直线运动的速度v乙 5m s t 2s时 甲 乙两车在同一个位置 t 3s时 甲 乙两车相距x 10m 5m 5m 19 考点一 考点二 考点三 考点四 规律方法解图象问题时不要为图象的表面现象所迷惑 要做好 三看 1 看清坐标轴所表示的物理量 明确因变量与自变量的制约关系 是运动学图象 v t x t a t 还是动力学图象 f a f t f x 2 看图线本身 识别两个相关量的变化趋势 进而分析具体的物理过程 最大可能写出函数关系式 3 看交点 斜率和 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 20 考点一 考点二 考点三 考点四 匀变速直线运动规律的理解及应用 h 典题3 2017湖北重点学校联考 两辆完全相同的汽车 沿平直公路一前一后以相同的速度匀速行驶 若前车突然以恒定的加速度刹车 在它刚停住时 后车以前车刹车时的加速度的二分之一的大小开始刹车 已知前车在刹车过程中所行驶的距离为x0 若要保证两车在上述情况中不相撞 则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为 a x0b 2x0c 2 5x0d 3x0 d 21 考点一 考点二 考点三 考点四 典题4近几年长假期间 国家取消了7座及其以下小型客车的收费公路过路费 给自驾族带来了很大的实惠 但车辆的增多也给交通道路的畅通增加了很大的压力 因此国家规定免费车辆在通过收费站时在专用车道上可以不停车拿卡或交卡而直接减速通过 假设收费站的前 后都是平直大道 长假期间过站的车速要求不超过vt 21 6km h 汽车未减速的车速均为v0 108km h 制动时小汽车的加速度的大小为a1 4m s2 试问 1 长假期间 驾驶员应在距收费站至少多远处开始制动 2 假设车过站后驾驶员立即使车以a2 6m s2的加速度加速至原来的速度 则从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中 汽车运动的时间至少是多少 3 在 1 2 问题中 车因减速和加速过站而耽误的时间至少为多少 答案 1 108m 2 10s 3 4s 22 考点一 考点二 考点三 考点四 解析设汽车初速度方向为正方向 vt 21 6km h 6m s v0 108km h 30m s a1 4m s2 1 汽车进入收费站前做匀减速直线运动 设距离收费站x1处开始制动 则 23 考点一 考点二 考点三 考点四 24 考点一 考点二 考点三 考点四 思维发散2 1 画出典题4第 2 问中汽车运动的v t图象 2 典题4第 2 问中汽车运动的平均速度多大 答案 1 见解析 2 18m s解析 1 25 考点一 考点二 考点三 考点四 规律方法1 匀变速直线运动常用的五种解题方法 26 考点一 考点二 考点三 考点四 2 追及问题 典题3 的解题思路 技巧和易错点 1 解题思路 2 解题技巧 紧抓 一图三式 即过程示意图 时间关系式 速度关系式和位移关系式 审题应抓住题目中的关键字眼 充分挖掘题目中的隐含条件 如 刚好 恰好 最多 至少 等 往往对应一个临界状态 满足相应的临界条件 尤其是时间或位移的临界 3 易错点 若被追赶的物体做匀减速运动 一定要注意追上该物体之前它是否已停止运动 另外还要注意最后对解的讨论分析 27 考点一 考点二 考点三 考点四 牛顿运动定律的综合应用 h 解题策略策略1 由因推果 即首先根据物体的受力确定物体的加速度 再根据加速度特点及加速度与速度的方向关系确定速度变化的规律 如典题5 策略2 由果溯因 即由物体的运动情况 确定物体的加速度及其变化规律 再结合牛顿第二定律确定受力情况 如典题6 28 考点一 考点二 考点三 考点四 典题5为了安全 中国航母舰载机 歼 15 采用滑跃式起飞 起飞时主要靠甲板前端的上翘来帮助战斗机起飞 其示意图如图所示 飞机由静止开始先在一段水平距离为l1 160m的水平跑道上运动 然后在长度为l2 20 5m的倾斜跑道上滑跑 直到起飞 已知飞机的质量m 2 0 104kg 其喷气发动机的推力大小恒为f 1 4 105n 方向与速度方向相同 水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h 2 05m 飞机在水平跑道上和倾斜跑道上运动的过程中受到的平均阻力大小都为飞机重力的 假设航母处于静止状态 飞机质量视为不变并可看成质点 倾斜跑道看作斜面 不计水平跑道和倾斜跑道连接处的影响 且飞机起飞的过程中没有出现任何故障 g取10m s2 求 29 考点一 考点二 考点三 考点四 1 飞机在水平跑道上运动的末速度大小 2 飞机从开始运动到起飞经历的时间t 答案 1 40m s 2 8 5s解析 1 设飞机在水平跑道上运动的加速度大小为a1 阻力大小为ff 在水平跑道上运动的末速度大小为v1 由牛顿第二定律得f ff ma1ff 0 2mg联立以上三式并代入数据解得a1 5m s2 v1 40m s 30 考点一 考点二 考点三 考点四 31 考点一 考点二 考点三 考点四 典题6 2017山东烟台模拟 如图甲所示 粗糙斜面与水平面的夹角为30 质量为0 3kg的小物块静止在a点 现有一沿斜面向上的恒定推力f作用在小物块上 作用一段时间后撤去推力f 小物块能达到的最高位置为c点 小物块从a到c的v t图象如图乙所示 g取10m s2 则下列说法正确的是 b 32 考点一 考点二 考点三 考点四 33 考点一 考点二 考点三 考点四 典题7 多选 2017安徽合肥模拟 如图甲所示 倾角为 的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行 t 0时 将质量m 1kg的物体 可视为质点 轻放在传送带上 物体相对地面的v t图象如图乙所示 设沿传送带向下为正方向 重力加速度g取10m s2 则 a 传送带的速率v0 10m sb 传送带的倾角 30 c 物体与传送带之间的动摩擦因数 0 5d 0 2 0s内物体在传送带上留下的痕迹为6m ac 34 考点一 考点二 考点三 考点四 解析由v t图知 传送带速度大小v0 10m s a1 10m s2 a2 2m s2 由牛顿第二定律得 mgsin mgcos ma1 mgsin mgcos ma2 联立得 37 0 5 故b错误 a c正确 0 1s内传送带位移x1 v0t1 10m 小物块位移x2 5m 在传送带上的相对位移 x1 x1 x2 5m 相对传送带向上 1 2s内传送带位移x3 v0t2 10m 小物块位移x4 11m 故相对位移 x2 x4 x3 1m 相对传送带向下 故痕迹为5m 故d错误 35 考点一 考点二 考点三 考点四 典题8 多选 2017江西九校联考 如图所示 轻质弹簧一端固定在水平面上o点的转轴上 另一端与一质量为m 套在粗糙固定直杆a处的小球 可视为质点 相连 直杆的倾角为37 oa oc b为ac的中点 ob等于弹簧原长 小球从a处由静止开始下滑 初始加速度大小为aa 第一次经过b处的速度为v 运动到c处速度为零 后又以大小为ac的初始加速度由静止开始向上滑行 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 下列说法正确的是 a 小球能返回到出发点a处b 弹簧具有的最大弹性势能为c 撤去弹簧 小球可能在直杆上处于静止d aa ac 2gsin37 bd 36 考点一 考点二 考点三 考点四 解析设小球从a运动到b的过程克服摩擦力做功为wff ab间的竖直高度为h 小球的质量为m 弹簧具有的最大弹性势能为ep 根据能量守恒定律得 对于小球a到b的过程有mgh ep mv2 wff a到c的过程有2mgh ep 2wff ep 解得wff mgh ep mv2 小球从c点向上运动时 假设能返回到a点 则由能量守恒定律得ep 2wff 2mgh ep 该式违反了能量守恒定律 可知小球不能返回到出发点a处 故a错误 b正确 设从a运动到c摩擦力的平均值为ff ab s 由wff mgh得ffs mgssin30 在b点 摩擦力ff mgcos30 由于弹簧对小球有拉力 除b点外 小球对杆的压力大于 mgcos30 所以ff mgcos30 可得mgssin30 mgcos30 因此撤去弹簧 小球不能在直杆上处于静止 故c错误 根据牛顿第二定律得 在a点有fcos30 mgsin30 ff maa 在c点有fcos30 ff mgsin30 mac 两式相减得aa ac g 故d正确 故选bd 37 考点一 考点二 考点三 考点四 滑块 滑板 模型 h 解题策略策略1 分析 滑块 滑板 模型时要抓住一个转折 滑块与滑板达到相同速度或者滑块从滑板上滑下是受力和运动状态变化的转折点 策略2 分析 滑块 滑板 模型时要抓住两个关联 转折前 后受力情况之间的关联和滑块 滑板位移和板长之间的关联 策略3 分析 滑块 滑板 模型时要抓住两物体发生相对运动的临界条件 加速度相同且两物体间的摩擦力为最大静摩擦力 分析此临界条件前后物体的运动状态是解题的关键 38 考点一 考点二 考点三 考点四 典题9 多选 2017河北石家庄模拟 如图甲所示 一质量为m 的长木板静置于光滑水平面上 其上放置一质量为m的小滑块 木板受到水平拉力f作用时 用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力f的关系如图乙所示 重力加速度g取10m s2 下列说法正确的是 a 小滑块的质量m 2kgb 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0 1c 当水平拉力f 7n时 长木板的加速度大小为3m s2d 当水平拉力f增大时 小滑块的加速度一定增大 ac 39 考点一 考点二 考点三 考点四 40 考点一 考点二 考点三 考点四 典题10 2017东北三省四市联考 如图所示 水平地面上固定一个半径为r 0 8m的四分之一光滑圆轨道 圆轨道末端水平并与一个足够长的匀质木板的左端等高接触但不连接 木板的质量为m 2kg 其左端有一个处于静止状态的小物块a 质量为ma 1kg 现将一质量为mb 3kg的小物块b由圆轨道最高点无初速释放 并与物块a在圆轨道最低点发生碰撞 碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失 物块a b可视为质点 重力加速度g取10m s2 1 求碰后瞬间两物块的速度大小 2 若两个小物块a b与木板间的动摩擦因数均为 1 0 3 木板与地面间的动摩擦因数为 2 0 1 求最终两个小物块a b间的距离 41 考点一 考点二 考点三 考点四 42 考点一 考点二 考点三 考点四 43 考点一 考点二 考点三 考点四 规律方法 滑块 滑板 模型问题中 滑动摩擦力的分析方法与传送带类似 但这类问题比传送带类问题更复杂 因为滑板受到摩擦力的影响也做匀变速直线运动 处理此类双体匀变速运动问题时 分析摩擦力的方向是关键 分析摩擦力的方法如下 1 一 静 一 动 型 即木板和滑块一个静止 一个运动 此时 静止的一个受到的另一个对它的摩擦力为动力 运动的一个受到的另一个对它的摩擦力为阻力 2 一 快 一 慢 型 即木板和滑块同向运动一个速度大 一个速度小 此时 速度大的一个受到的另一个对它的摩擦力为阻力 速度小的一个受到的另一个对它的摩擦力为动力 3 一 左 一 右 型 即木板和滑块反向运动 此时 两个物体受到的另一个对它的摩擦力都是阻力 44 考点一 考点二 考点三 考点四 动力学图象的理解及应用1 2017山东泰安模拟 a b两物体在同一直线上运动 二者运动的v t图象均为直线 如图所示 已知两物体在4s末相遇 则关于它们在0 4s内的运动 下列说法正确的是 a a b两物体运动的方向相反b a物体的加速度小于b物体的加速度c t 2s时两物体相距最远d t 0时刻 a在b前方3m远处 c 45 考点一 考点二 考点三 考点四 动力学图象的理解及应用1 2017山东泰安模拟 a b两物体在同一直线上运动 二者运动的v t图象均为直线 如图所示 已知两物体在4s末相遇 则关于它们在0 4s内的运动 下列说法正确的是 a a b两物体运动的方向相反b a物体的加速度小于b物体的加速度c t 2s时两物体相距最远d t 0时刻 a在b前方3m远处 c 46 考点一 考点二 考点三 考点四 47 考点一 考点二 考点三 考点四 匀变速直线运动规律的理解及应用2 2017江西上高模拟 etc是电子不停车收费系统的简称 这种收费系统每车收费耗时不到两秒 相较人工收费 通道通行能力大大提升 汽车分别通过etc通道和人工收费通道的流程如图所示 假设道路上有并行的甲 乙两辆汽车 都以v1 15m s的速度朝收费站沿直线匀速行驶 现甲车过etc通道 需要在某位置开始做匀减速直线运动 到达虚线ef处速度正好减为v2 5m s 在虚线ef与收费站中心线之间以5m s的速度匀速行驶 通过收费站中心线后才加速行驶恢复原来速度 虚线ef处与收费站中心线的距离d 10m 乙车过人工收费通道 需要在中心线前某位置开始做匀减速运动 至中心线处恰好速度为零 经过20s 缴费成功后再启动汽车匀加速行驶恢复原来速度 已知甲 乙两车匀加速过程的加速度大小均为a1 1m s2 匀减速过程的加速度大小均为a2 2m s2 48 考点一 考点二 考点三 考点四 1 甲车过etc通道时 从开始减速到恢复原来速度过程中的位移大小是多少 2 假设人工收费通