高考物理 易错点点睛与高考突破 专题02 直线运动.doc

专题二 直线运动【2013高考考纲解读】本单元内容是高考能力考查的重点之一，是高考的必考内容，命题有以下特点：1主要考查对运动学基本概念的理解、匀变速直线运动规律的应用、vt图象或xt图象等，对思维的发散性和深刻性要求较高选择题一般是与牛顿运动定律、曲线运动结合命题，综合计算题则常将匀变速直线运动的规律与牛顿运动定律、动能定理、功能关系、曲线运动、电磁问题综合在一起2联系生活实际、联系体育及科技信息是高考命题的趋势，以此为背景考查学生运用知识的能力、建立物理模型的能力和解决实际问题的能力复习本单元时应注重基本概念和规律的理解与掌握、注重用运动图象分析物体的运动建议复习时突破以下重点或难点：1透彻理解基本概念，准确掌握位移与路程、时间与时刻、平均速度与瞬时速度、速度与加速度的区别与联系，并熟练地应用这些概念分析和描述质点的运动. 2掌握匀变速直线运动的特点，理解规律的适用条件，注重运动过程的分析，总结解题方法和规律，灵活解答相遇、追及问题，注意一题多解、一题多变3关注图象问题，掌握利用运动图象分析物体的运动的要领和一般求解方法，重视图象信息的读取(如斜率、截距、面积、最值及函数方程)，寻找图象信息与物体运动规律之间的联系【难点突破】难点一、用动力学观点解题以牛顿运动定律结合运动学规律为依据的处理物理问题的思维方法称为动力学观点用动力学观点解题，就是利用牛顿运动定律和运动学公式探求物体的运动情况或受力情况，这类习题基本分为两大类型：1已知受力情况求运动情况它的处理方法是先由受力情况求出物体的合外力，然后根据牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据物体运动的初始条件以及运动学规律就可以求出物体的运动情况；2已知物体的运动情况求受力情况它的处理方法是先根据物体的运动情况和运动学规律求出物体的加速度；再根据牛顿第二定律确定物体的合外力，进而确定物体的受力情况以上两大问题的核心关系是物体的加速度与物体所受合外力的关系它们之间除了满足大小成正比的关系外，还存在下列四性关系：(1)同体性：在表达式中，m、f合、a都应是同一个研究对象的对应量；若研究对象为单个物体，则满足f合ma.若研究对象为多个物体，则对由这些物体组成的系统而言满足：f合m1a1m2a2m3a3(一维情况下)(2)瞬时性：物体的加速度和合外力具有瞬时对应关系，它们总是同增同减同生同灭；(3)同向性：物体的加速度与合外力的方向时刻保持一致；(4)独立性：若物体受多个力的作用，则每一个力都能使物体独自产生加速度，并且任意方向均满足fma，若在两个相互垂直的方向进行正交分解，则有：研究对象一个物体物体系牛顿第二定律的分量形式fxm1a1xm2a2xm3a3xfym1a1ym2a2ym3a3y难点二、恒力作用下的直线运动1基本公式：vtv0at；sv0t 2常用结论(1)任意相邻相等时间内的位移之差恒定，公式表示为sat2，可以推广到smsn(mn) at2(2)某段时间中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度，公式表示为 说明：运用这一公式解题，往往会使求解过程变得非常简捷(3)某段位移的中间位置的即时速度公式，公式表示为(4)关于初速为零的匀加速直线运动规律的推论从运动开始计时起，时间t内、2t内、3t内、nt内通过的位移之比为：s1s2s3sn122232n2 (n1,2,3，)从运动开始计时起，在连续相等的各段时间内通过的位移之比为：s1s2s3sn135(2n1)(n1,2,3，)从运动开始计时起，通过s,2s,3s，ns所用时间之比为： 从运动开始计时起，通过连续的相等位移所用的时间之比为：说明：(1)上面公式中五个物理量(s、t、a、v0、vt)只有三个是独立的，即只要确定其中三个物理量，另外两个就确定了(2)除时间t外，其余量均为矢量，所以对于运动问题的处理，首先要确定正方向，同时要保证公式形式的准确(包括公式中的“”、“”号)以及各运动参量的正负(3)要特别注意灵活运用平均速度公式以及匀变速直线运动规律的推论，尤其对末速度为零的匀减速直线运动，如果逆过来研究，也可以相应运用初速度为零的匀加速直线运动规律及其推论难点三、变力作用下的直线运动【难点探究】探究点一运动的相关分析追及和相遇问题是常见的运动问题追及和相遇问题的实质是研究在同一直线上运动的两个物体的运动关系，所应用的规律是匀变速直线运动规律，分析此类问题应注意：(1)明确两物体的位移关系、时间关系、速度关系，这些关系是我们根据相关运动学公式列方程的依据；(2)追及、相遇问题常常涉及临界状态的分析，其中找出临界条件(速度相等是物体恰能追上或恰不能相碰、或间距最大或最小的临界条件)是解决这类问题的关键例1 某天，小明在上学途中沿人行道以v11 m/s的速度向一公交车站走去；发现一辆公交车正以v215 m/s的速度从身旁的平直公路同向驶过，此时他们距车站s50 m为了乘上该公交车，他加速向前跑去，最大加速度a12.5 m/s2，能达到的最大速度vm6 m/s.假设公交车在行驶到距车站s025 m处开始刹车，刚好到车站停下，停车时间t10 s，之后公交车启动向前开去(不计车长)求： (1)若公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度a2大小是多少？(2)若小明加速过程视为匀加速运动，通过计算分析他能否乘上该公交车t1t2t3t4s乙，s甲s乙 bs甲s乙 cs甲s乙，s甲s乙 ds甲s乙，s甲s乙2. 如图22所示，质量相等的木块a、b，用轻弹簧连接，置于光滑的水平面上，开始弹簧处于自然状态，现用水平恒力f推木块a，则弹簧在第一次被压缩到最短的过程中 ( ) ava=vb时aa=ab bva=vb时aaab cva=vb时vavb3. a、b两人从同一地点同时同向沿直线驶向同一目的地a在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动，后一半路程中以速度现v2(v1tv2)做匀速直线运动；b在前一半时间里以速度v1做匀速直线运动，在后一半时间里以速度v2做匀速直线运动则 ( )ab先到达目的地 ba先到达目的地 ca、b同时到达目的是 d条件不足，无法比较易错点2 匀速直线运动规律的应用1. 一人看到闪电12.3 s后又听到雷声已知空气巾的声速约为330340 m/s，光速为3lo8m/s，于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1 km根据你所学的物理知识可以判断 ( ) a这种估算方法是错误的，不可采用 b这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离 c这种估算方法没有考虑光的传播时间，结果误差很大 d 即使声速增大2倍以上，本题的估算结果依然正确 【错误解答】a 【错解分析】因估算出闪电发生位置与观察者间的距离为s=vt=12.3s330m/s=4.1 km而认为题中解法错误 易错点3 匀变速直线运动规律的应用1. 要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆彤的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道求摩托车在直道上行驶所用的最短时间有关数据见表格启动加速度al4m/s2制动加速度a28m/s2直道最大速度v140m/s弯道最大速度v220m/s直道长度s218 m某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度v1=40 m/s，然后再减速到v2= 你认为这位同学的解法是否合理?若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果2. 一质量为m=40kg的小孩子站在电梯内的体重计上电梯从 t=o时刻由静止开始上升，在o到6 s内体重计示数f的变化如图2 4所示试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少?(g=10 m/s2) 在这段时间内电梯上升的高度 h2=v1(t2-t1) 在t2到t2=t3=6 s的时间内，体重计的示数小于 mg，故电梯应做向上的减速运动设这段时间内体重计作用于小孩的力为f2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得： mg-h=ma2 ， 在这段时间内电梯上升的高度 电梯上升的总高度 h=h1+h2+h3 由以上各式，利用牛顿第三定律和题文及题图中的数据，解得 h=9 m 3. a、b两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的速度图象如图25所示，下列说法正确的是( )aa、b加速时，物体n的加速度大于物体6的加速度 b20s时，a、b两物体相距最远 c60s时，物体a在物体6的前方 d40s时，a、b两物体速度相等，相距200 m易错点4 追及问题1.为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速v=120 km/h假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.50 s刹车时汽车受到阻力的大小为汽车重力的0.40倍，该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?(g=10 m/s2) 2. 在同一水平面上有a、b两个物体a在水平拉力和摩擦力的作用下，正以速度va=4 m/s向右做匀速直线运动某一时刻，在a正前方相距s=7 m处的b物体的速度恰为vb=10 m/s，b在摩擦力的作用下向右做匀减速直线运动，加速度大小a=2 m/s2，从这个时刻开始计时，求经过多少时间a追上b? 【2013高考突破】 1.如图所示，一同学沿一直线行走，现用频闪照相记录了他行走中9个位置的图片，观察图片，能比较正确地反映该同学运动的速度时间图象的是( )2.一物体做匀变速直线运动，当t=0时，物体的速度大小为12 m/s，方向向东，当t=2 s时，物体的速度大小为8 m/s，方向仍向东，若某一时刻物体的速度大小变为2 m/s，则该时刻t为( )a. 3 s b.5 s c.7 s d.9 s3.甲、乙两个质点同时、同地向同一方向做直线运动，它们的速度时间图象如图所示，则由图象可知( ) a.甲质点比乙质点运动得快，故乙追不上甲b.在2 s末时乙追上甲c.在2 s末甲乙的位置相同d.甲做匀速直线运动，乙做初速度为零的匀加速直线运动4.如图所示，为一物体做直线运动的速度时间图象，初速度为v0，末速度为vt,则物体在t1时间内的平均速度为( ) a.=(v0+vt)/2 b. (v0+vt)/2c. (v0+vt)/2 d.无法判定5.汽车甲沿着平直公路以速度v0做匀速直线运动.当它路过某处的同时，该处有一辆汽车乙开始做初速度为零的匀加速直线运动去追赶甲车，根据上述的已知条件( )a.可求出乙车追上甲车时乙车的速度b.可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程c.可求出乙车从开始起动到追上甲车所用的时间d.不能求出上述三者中的任何一个6.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”（现称“另类匀变速直线运动”），“另类加速度”定义为a=，其中v0和vs分别表示某段位移s内的初速和末速.a0表示物体做加速运动,a0且保持不变，则a逐渐变大c.若a不变，则物体在中间位置处速度为 (v0+vs)d.若a不变，则物体在中间位置处速度为7.某科技馆中有一个展品，该展品放在较暗处，有一个不断均匀滴水的水龙头（刚滴出的水滴速度为零）.在平行光源的照射下，只要耐心地缓慢调节水滴下落时间间隔，在适当的情况下，参观者可以观察到一种奇特的现象：水滴好像都静止在各自固定的位置不动（如图中a、b、c、d所示，右边数值的单位是cm).g取10 m/s2,要想出现这一现象，所用光源应满足的条件是( )a.持续发光的光源b.间歇发光，间隔时间为1.4sc.间歇发光，间隔时间为0.14sd.间歇发光，间隔时间为0.2s8.从高为h的塔顶落下一物体a，与此同时b物体自塔底以初速度v0竖直上抛，且a,b两物体在同一直线上运动，下列说法正确的是( )a.若v0，则两物体在b上升途中相遇b.若v0=，则两物体在地面相遇c.若v0，则两物体在b下降途中相遇d.若v0，则两物体不可能在空中相遇9.如图所示为实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图.a为光源，b为光电接收器，a、b均固定在车身上，c为小车的车轮，d为与c同轴相连的齿轮.车轮转动时，a发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲信号，被b接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示.若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为n，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是_；小车速度的表达式为v= ；行程的表达式为s=_ .10.（1）目前实验室用的打点计时器有打点计时器和计时器两种，它们的基本原理一样，所接电源均为频率为50 hz的交流电源，每隔打一次点.(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出a、b、c、d、e、f、g共7个计数点，其相邻两点间的距离如图所示，每相邻两个计数点之间的时间间隔为0.10 s.试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下b、c、d、e、f五个点时的瞬时速度，并将各个速度值填入下式中（数值保留到小点后第二位）.=_m/s,vc=_m/s,vd_ m/s,ve_ m/s,vf_ m/s,(3)将b、c、d、e、f各个时刻的瞬时速度标在下图所示的坐标线上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.11.一辆轿车违章超车，以108 km/h的速度驶入左侧逆行道时，猛然发现正前方80 m处一辆卡车正以72 km/h的速度迎面而来，两车司机同时刹车，刹车加速度大小都是10 m/s2，两司机的反应时间（即司机发现险情到实施刹车所经历的时间）都是t.试问t是何值时，才能保证两车不相撞？12.如图所示，p为一面高墙，m为高h=0.8 m的矮墙，s为一点光源，三者的水平距离如图所示，s以速度v0=10 m/s竖直向上抛出，求在落回地面前，矮墙在高墙上的影子消失的时间（g=10 m/s2).13.如图所示，在一个倾斜的长冰道上方，一群孩子排成队，每隔1s有一个小孩往下滑，一游客对着冰道的孩子拍下一张照片，照片上有甲、乙、丙、丁四个孩子，他根据照片与实物的比例推算出乙与甲和丙孩子间的距离为12.5m和17.5m.请你据此求解下列问题：（g取10 m/s2)(1)若不考虑一切阻力，冰道的倾角是多少？（2）拍照时，最下面的小孩丁的速度是多少？（3）拍照时，在小孩甲上面的冰道上下滑的小孩不会超过几个？解析：（1）甲、乙之距s1=12.5 m，乙、丙之距s2=17.5 m，由s2-s1=at2得a=m/s2=5 m/s2.由牛顿第二定律mgsin=ma，所以sin=,=30.14.汽车以1 m/s2的加速度启动，同时车后60 m远处有一人以一定的速度v0匀速追赶要车停下.已知在人离车的距离小于20 m、持续时间为2 s喊停车？才能把信息传给司机.问：（1）v0至少要多大？（2）如果以v0=10 m/s的速度追车，人车距离最小为多少？（2）设人与车的最小距离为s,则s=at2+60-v0t代入数据整理得s=-10t+60即s= (t-10)2+10式中，当t=10 s时，s有最小值，其值为10 m.答案：（1）9 m/s （2）10 m15.“神舟”六号飞船完成了预定空间科学和技术试验任务后返回舱开始从太空向地球表面按预定轨道返回，返回舱开始时通过自制动发电机进行调控减速下降，穿越大气层后，在一定的高度打开阻力降落伞进一步减速下降，这一过程中若返回舱所受空气阻力与速度的平方成正比，比例系数（空气阻力系数）为k，所受空气浮力恒定不变，且认为是竖直降落，从某时刻开始计时，返回舱的运动v-t图象如图中的ad曲线所示，图中的ab是曲线在a点的切线，切线交横轴于一点b，其坐标为（8，0），cd是曲线ad的渐近线，假如返回舱总质量m=400kg，g取10 m/s2.(1)返回舱在这一阶段是怎样运动的？（2）在初始时刻v=160 m/s，此时它的加速度多大？（3）推证空气阻力系数k的表达式并计算其值.解析：（1）根据速度时间图象的性质可以得出，该曲线的切线斜率逐渐减小，表明这一阶段返回舱开始做加速度逐