2012高考物理 月刊专版 专题1 直线运动 典型例题分析

用心 爱心 专心1 直线运动直线运动 题型一 运动基本概念的辨析与匀变速直线运动基本规律的应用题型一 运动基本概念的辨析与匀变速直线运动基本规律的应用 解决这类问题需要注意 这类习题最大的特点就是解法较多 选择一个较好的方法可 以又快又准确地得到回答 关键是对基本概念 基本规律深入的理解与掌握 虽然这类习 题在高考试题中单独出现的可能性较小 但是在综合题中却是非常重要的环节 是完整给 出正确答案的基础 例 例 1 1 做匀加速直线运动的物体 依次通过A B C三点 位移sAB sBC 已知物体在 AB段的平均速度大小为 3m s 在BC段的平均速度大小为 6m s 那么物体在B点的瞬时速 度大小为 A 4m sB 4 5m sC 5m sD 5 5m s 解析 解析 设A点的速度为vA B点的速度为vB C点的速度为vC 由平均 速度的定义可 知 AC段的平均速度为 由匀变速直线运动m s4 2 21 21 21 3 vv vv v s v s ssv BCAB BCAB 的规律可知 解得 2 1 BA vv v 2 2 CB vv v 2 3 AC vv v vA 1m s vB 5m s vC 7m s 答案为 B 题型二 追及与相遇的问题题型二 追及与相遇的问题 解决这类问题需要注意 画出示意图来表明两个物体追及过程中的空间关系 特别注 意的是两个物体相遇时的临界条件 例 例 2 2 在一条平直的公路上 乙车以 10m s 的速度匀速行驶 甲车在乙车的后面做 初速度为 15m s 加速度大小为 0 5m s2的匀减速运动 则两车初始距离L满足什么条件可 以使 1 两车不相遇 2 两车只相遇一次 3 两车能相遇两次 设两车相遇时互不 影响各自的运动 解析 解析 设两车的速度相等经历的时间为t 则甲车恰能追及乙车 应有 其中 解得 L 25m 若L 25m 则两车等速时也未追Ltvattv 乙甲 2 2 1 atvv 甲乙 及 以后间距会逐渐增大 若L 25m 时 则两车等速时恰追及 两车只相遇一次 以后间 距会逐渐增大 若L 25m 则两车等速时 甲车已运动到乙车的前面 以后还能再相遇一 次 用心 爱心 专心2 题型三 牛顿定律与图象的综合应用 题型三 牛顿定律与图象的综合应用 解决这类问题需要注意 利用图象分析研究对象的受力特点是及运动性质 然后结合 题意运用牛顿第二定律 例 例 3 3 固定光滑细杆与地面成一定倾角 在杆上套有 一个光滑小环 小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动 推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示 取重力加速 度g 10m s2 求 1 小环的质量m 2 细杆与地面间的倾角 解析 解析 1 前 2s mamgF sin 1 由v t图象可知 2 m s5 0 t v a 2s 以后 sin 2 mgF 由 得 kg1 21 a FF m 2 由 式 所以 30 2 1 sin 2 mg F 题型四 连接体问题题型四 连接体问题 解决这类问题需要注意 若连接体内 即系统内 各物体具有相同的加速度时 应先 把连接体当成一个整体 即看成一个质点 分析其受到的外力及运动情况 利用牛顿第 二定律求出加速度 若连接体内各物体间有相互作用的内力 则把物体隔离 对某个物体 单独进行受力分析 注意标明加速度的方向 再利用牛顿第二定律对该物体列式求解 例 例 4 4 如图所示 一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B 以速度v1 30 m s 进入向下 倾斜的直车道 车道每 100 m 下降 2 m 为了 使汽车 速度在s 200 m 的距离内减到v2 10 m s 驾驶员必须刹车 假定刹车时地面的摩擦阻力 是恒力 且该力的 70 作用于拖车B 30 作 用于汽车A 已知A的质量m1 2000 kg B的质量m2 6000 kg 求汽车与拖车的连接处 用心 爱心 专心3 沿运动方向的相互作用力 取重力加速度g 10 m s2 解析 解析 汽车沿倾斜车道作匀减速运动 有 asvv2 2 1 2 2 用F表示刹车时的阻力 根据牛顿第二定律得 ammgmmF sin 2121 式中 02 0 100 2 sin 设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为f 依题意得 Ff3 0 用fN表示拖车作用汽车的力 对汽车应用牛顿第二定律得 amgmff N11 sin 联立以上各式解得 N880 sin sin 3 0 121 gamgammfN 题型五 弹簧变化过程中运动分析题型五 弹簧变化过程中运动分析 解决这类问题需要注意 弹簧的弹力是一种由形变决定大小和方向的力 注意弹力的 大小与方向时刻要与当时的形变相对应 一般应从弹簧的形变分析入手 先确定弹簧原长 位置 现长位置及临界位置 找出形变量x与物体空间位置变的几何关系 分析形变所对 应的弹力大小 方向 弹性势能也是与原长位置对应的形变量相关 从此来分析计算物体 运动状态的可能变化 通过弹簧相联系的物体 有运动过程中经常涉及临界极值问题 如物体的速度达到最 大 弹簧形变量达到最大 使物体恰好离开地面 相互接触的物体恰好脱离等 此类问题 的解题关键是利用好临界条件 得到解题有用的物理量和结论 例 例 5 5 如图所示 A B两木块叠放在竖直轻弹簧上 已知木块A B质量分别为 0 42kg 和 0 40kg 弹簧的劲度系数k 100N m 若在木块A上作用一个竖直向 上的力F 使A由静止开始以 0 5m s2的加速度竖直向上做匀加速运动 g 10m s2 求 1 使木块A竖直做匀加速度运动的过程中 力F的最大值 2 若木块由静止开始做匀加速运动 直到A B分离的过程中 弹簧的弹 性势能减少了 0 248J 求这一过程中F对木块做的功 解析 解析 此题难点在于能否确定两物体分离临界点 当F 0 即不加竖直向上F力 时 设木块A B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧原压缩 量为x 有 kx mA mB g 即 k gmm x BA 对于木块A施加力F A B受力如图所示 A B 用心 爱心 专心4 对木块A有 F N mAg mAa 对于木块B有kx N mBg mBa 可知 当N 0 时 A B加速度相同 由 式知欲使木块A匀加速度运动 随N减小 F增大 当N 0 时 F取得了最大值Fm 即 Fm mA g a 4 41N 又当N 0 时 A B开开始分离 由 式知 弹簧压