高考物理二轮复习 专题2 直线运动精品课件 大纲人教版.ppt

专题二直线运动 专题二直线运动 专题二 主干知识整合 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 求出物体的 然后根据牛顿第二定律求出物体的 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 受力情况 合外力 加速度 专题二 主干知识整合 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 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 m1a1 m2a2 m3a3 一维情况下 合外力 专题二 主干知识整合 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f ma 若在两个相互垂直的方向进行正交分解 则有 专题二 主干知识整合 专题二 主干知识整合 二 恒力作用下的直线运动1 基本公式 vt v0 at s v0t 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 s at2 可以推广到sm sn m n 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 专题二 主干知识整合 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 s1 s2 s3 sn 12 22 32 n2 n 1 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 s1 s2 s3 sn n 1 2 3 1 3 5 2n 1 专题二 主干知识整合 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 专题二 主干知识整合 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 专题二 主干知识整合 三 变力作用下的直线运动1 简谐运动 详见本书专题十五2 收尾速度问题如果物体的受力情况与物体的运动速度有制约关系 一般是随着物体运动速度的增大 其受到的某个阻力 如空气阻力 摩擦力 安培力等 越大或者其受到的某个动力 如机车牵引力 越小 则物体受到的合外力 加速度越小 当加速度减小到零时 速度达到最大 此速度也称为收尾速度 高中阶段常见收尾速度情景主要有雨滴下落问题 机车启动问题 涉及洛伦兹力的变速直线运动问题 涉及电磁感应的变速直线运动问题 越小 专题二 要点热点探究 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 专题二 要点热点探究 例1某天 小明在上学途中沿人行道以v1 1m s的速度向一公交车站走去 发现一辆公交车正以v2 15m s的速度从身旁的平直公路同向驶过 此时他们距车站s 50m 为了乘上该公交车 他加速向前跑去 最大加速度a1 2 5m s2 能达到的最大速度vm 6m s 假设公交车在行驶到距车站s0 25m处开始刹车 刚好到车站停下 停车时间t 10s 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 专题二 要点热点探究 点拨 小明和公交车到达站台前各自经历几个运动过程 各经历时间为多少 专题二 要点热点探究 例1 1 4 5m s2 2 能 解析 1 公交车刹车的加速度a2 4 5m s2 所以其加速度大小为4 5m s2 2 公交车从相遇处到开始刹车用时t1 汽车刹车过程中用时t2 小明以最大加速度达到最大速度用时 专题二 要点热点探究 t3 2s小明加速过程中的位移s2 v1 vm t3 7m以最大速度跑到车站的时间t4 7 2st1 t2 t3 t4 t1 t2 10s 即小明可以在汽车还停在车站时上车 专题二 要点热点探究 点评 对于运动的相关分析问题 如追及 相遇 赶车等实际问题要准确分析相关研究对象各自的受力和运动情况 然后根据具体问题确定研究角度 找出关键运动参量进行比较 例如上面侧重于比较运动时间 当然有些题可能侧重于比较位移或速度 专题二 要点热点探究 探究点二运动图象问题 通过运动图象分析物体运动情况或追及相遇问题具有简捷直观的特点 考生必须要养成通过图象分析物理问题的习惯 逐步提高应用图象分析解决物理问题的能力 在应用运动图象时要特别注意 1 首先应看清图象性质 即题目给出的是速度图象还是位移图象 2 要理解图象的截距 斜率 面积 交点 拐点的物理含义并结合题意深入挖掘隐含条件 灵活解决问题 专题二 要点热点探究 例2某同学站在电梯底板上 利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况 如图1 2 2所示的v t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况 竖直向上为正方向 根据图象提供的信息 可以判断下列说法中正确的是 专题二 要点热点探究 a 在5s 10s内 该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力b 在0 5s内 观光电梯在加速上升 该同学处于失重状态c 在10s 20s内 该同学所受的支持力在减小 该同学的机械能在减小d 在20s 25s内 观光电梯在加速下降 该同学处于超重状态 专题二 要点热点探究 例2a 解析 由图象可知 在5 10s内电梯匀速上升 该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力 选项a正确 在0 5s内 观光电梯在加速上升 该同学处于超重状态 选项b错误 在20 25s内 观光电梯在加速下降 该同学处于失重状态 选项d错误 在10 20s内 电梯减速上升 且加速度大小a 0 2m s2 由牛顿第二定律可知 支持力向上 做正功 故机械能增加 选项c错误 专题二 要点热点探究 点评 1 在涉及图象的运动问题的分析中 根据图象还原物理运动过程和情景对分析问题非常重要 这往往需要通过画出运动示意图帮助建立空间图景 2 要注意对图象信息的准确解读 专题二 要点热点探究 探究点三动力学综合问题 传送带问题是最常见的动力学综合问题 对此类问题的分析要特别注意以下几点 1 涉及传送带的运动问题中加速度是对地加速度 而速度一定要分清楚是对地的还是对传送带的 在运动学公式 速度公式和位移公式 中出现的运动参量必须都是对地的 2 把物体轻放 指物体对地初速为零 到匀速传动的传送带上后 到物体和传送带获得共同速度的时间内物体的对地位移等于传送带传动位移的二分之一 3 对倾斜传送带问题一定要注意受力分析和转折点的确定 例如物体速度和传送带速度相等时刻就是物体和传送带间摩擦力发生突变的时刻 专题二 要点热点探究 2 只有构成 物体组 的每一个物体都处于平衡状态 静止或匀速直线运动状态 才能说 物体组 处于平衡状态 才能把 物体组 作为一个整体应用平衡条件来求解整体与外界的作用力 如一个物体在斜面上匀速下滑 我们就可以说物体与斜面构成的 物体组 处于平衡状态 如果物体加速或减速下滑 则 物体组 不是处于平衡状态 所以对物体组平衡状态的确定是准确应用整体法的前提 专题二 要点热点探究 例3如图1 2 3所示是建筑工地常用的一种 深穴打夯机 工作时 电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速转动将夯杆从深为h的坑中提上来 当两个滚轮彼此分开时 夯杆被释放 最后杆在自身重力作用下 落回深坑 夯实坑底 然后两个滚轮再次压紧 夯杆再次被提上来 如此周而复始地工作 已知两个滚轮边缘线速度v恒为4m s 每个滚轮对夯杆的正压力fn 2 104n 滚轮与夯杆间的动摩擦因数 0 3 夯杆质量m 1 103kg 坑深h 6 4m 假定在打夯的过程中坑的深度变化及夯与坑底的作用时间均忽略不计 且夯杆底端升到坑口时 速度恰好为零 取g 10m s2 求 专题二 要点热点探究 1 夯杆上升过程中被滚轮释放时的速度为多大 此时夯杆底端离坑底多高 2 打夯周期是多少 专题二 要点热点探究 点拨 1 滚轮对夯杆有几个作用力 大小各是多少 2 夯杆上升过程中经历几个运动阶段 如何判定 例3 1 4m s5 6m 2 3 93s 解析 1 对夯杆匀加速阶段由牛顿第二定律有2 fn mg mah1 夯杆匀减速阶段h2 由于h1 h2 h 所以杆上升过程为先加速 后匀速 再减速至零 因此释放时杆速度为v 4m s 此时杆离坑底h h h2 5 6m 专题二 要点热点探究 2 匀加速阶段由运动学公式有v at1设匀速阶段经历时间为t2 由运动学公式有h h1 h2 vt2匀减速阶段v gt3下落阶段由自由落体运动规律有h 联立以上各式代入数据解得打夯周期为t t1 t2 t3 t4 3 93s 专题二 要点热点探究 点评 本题中滚轮使夯杆加速的过程与传送带使滑块加速的过程完全一样 其实质就是传送带问题 但要注意两个滚轮各给夯杆一个竖直向上的摩擦力 存在相对滑动 此时摩擦力由ff fn决定 专题二 教师备用习题 一物体自t 0时开始做直线运动 其速度图线如图所示 下列选项正确的是 a 在0 6s内 物体离出发点最远为30mb 在0 6s内 物体经过的路程为40mc 在0 4s内 物体的平均速率为7 5m sd 在5 6s内 物体所受的合外力做负功 专题二 教师备用习题 解析 bc由速度图象可知 物体的运