高考物理二轮复习简易通 第一部分 高频考点突破专题一 第2讲 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 思考研讨思考1速度和加速度的物理意义及它们之间的关系是什么 研讨 速度是描述物体位置变化快慢的物理量 加速度是描述速度变化快慢的物理量 它们之间无直接关系 速度大 加速度不一定大 速度为零 加速度不一定为零 反之也对 思考3在x t图象中图1 2 1 1 图象的斜率表示什么 2 纵轴截距表示什么 3 两图线交点a的物理意义是什么 研讨 斜率表示速度v 纵轴截距表示初位置 两图线交点a表示甲 乙在此时刻位置相同 即相遇 思考4在v t图象中图1 2 2 1 图象的斜率表示什么 2 纵轴截距表示什么 3 图象与t轴所围 面积 表示什么 4 两图线交点a的物理意义是什么 研讨 斜率表示加速度a 纵轴截距表示初速度v0 图象与t轴所围 面积 表示位移 两图线交点a表示此时刻两物体加速度相等 思考5惯性大小的量度及惯性的表现形式是什么 研讨 惯性大小的量度是质量 其表现形式为物体不受外力作用或所受合外力为零时 有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质 物体受到外力作用时 表现为运动状态改变的难易程度 思考6牛顿第二定律的物理意义及特点是什么 研讨 物理意义 力是产生加速度的原因 加速度的大小跟它受到的作用力成正比 跟它的质量成反比 加速度的方向跟作用力的方向相同 特点是矢量性 瞬时性 因果性 同一性 独立性 局限性 1 2013 新课标全国 19 双选 如图1 2 3 直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移 时间 x t 图线 由图可知 真题体验 图1 2 3 a 在时刻t1 a车追上b车b 在时刻t2 a b两车运动方向相反c 在t1到t2这段时间内 b车的速率先减少后增加d 在t1到t2这段时间内 b车的速率一直比a车的大 解析由题图可知 t1时刻 b车追上a车 故a错误 x t图象的斜率表示速度 由于t2时刻a b两图象的斜率一正 一负 故两车运动方向相反 b正确 由b图线的斜率的变化可以看出t1到t2这段时间b车的速率先减少后反向增加 c正确 如图所示 在t3时刻b图线的斜率与a图线的相等 此时两车的速率相等 故d错误 答案bc 3 2013 新课标全国 14 单选 如图1 2 4是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片 照片左上角的三列数据如右表 表中第二列是时间 第三列是物体沿斜面运动的距离 第一列是伽利略在分析实验数据时添加的 根据表中的数据 伽利略可以得出的结论是 图1 2 4 a 物体具有惯性b 斜面倾角一定时 加速度与质量无关c 物体运动的距离与时间的平方成正比d 物体运动的加速度与重力加速度成正比解析由表可知 伽利略研究的是物体沿斜面运动的距离与时间的关系 由计算可得每一组数据中第三列数据大约总是第一列数据的33倍左右 故可以得出物体运动的距离与时间的平方成正比 所以c选项正确 答案c 4 2013 新课标全国 14 单选 一物块静止在粗糙的水平桌面上 从某时刻开始 物块受到一方向不变的水平拉力作用 假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 以a表示物块的加速度大小 f表示水平拉力的大小 能正确描述f与a之间的关系的图象是 解析当拉力f小于最大静摩擦力时 物块静止不动 加速度为零 当f大于最大静摩擦力时 根据f f ma知 随f的增大 加速度a增大 故选c 答案c 5 2013 新课标全国 21 双选 2012年11月 歼15 舰载机在 辽宁号 航空母舰上着舰成功 图1 2 5 a 为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图 飞机着舰并成功钩住阻拦索后 飞机的动力系统立即关闭 阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力 使飞机在甲板上短距离滑行后停止 某次降落 以飞机着舰为计时零点 飞机在t 0 4s时恰好钩住阻拦索中间位置 其着舰到停止的速度 时间图线如图 b 所示 假如无阻拦索 飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m 已知航母始终静止 重力加速度的大小为g 则 图1 2 5 命题角度 视角一匀变速直线运动规律及运动图象的应用 典例1 2013 新课标全国 24 水平桌面上有两个玩具车a和b 两者用一轻质细橡皮筋相连 在橡皮筋上有一红色标记r 在初始时橡皮筋处于拉直状态 a b和r分别位于直角坐标系中的 0 2l 0 l 和 0 0 点 已知a从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动 b平行于x轴朝x轴正向匀速运动 在两车此后运动的过程中 标记r在某时刻通过点 l l 假定橡皮筋的伸长是均匀的 求b运动速度的大小 应考策略1 解题的基本思路 2 运用图象解题的基本方法及步骤 1 审题看图 两坐标轴代表的物理量及单位 图象是直线还是曲线 图线斜率代表的物理意义 截距一般表示物理过程的初始情况 明白图线和坐标轴所围面积的物理意义 2 分析推理由所给图象结合题意 运用函数图象进行表达 分析和推理 从而找出相应的变化规律 再结合相应的数学工具 即方程 求出相应的物理量 应考组训1 单选 如图1 2 6所示是甲 乙两物体从同一点出发的运动图象 由图象可以看出在0到4s内 a 甲 乙始终同向运动b 甲的平均速度大于乙的平均速度c 两个物体相距最远时刻是2s末d 乙做直线运动 甲做曲线运动 图1 2 6 2 2013 四川卷 6 双选 甲 乙两物体在t 0时刻经过同一位置沿x轴运动 其v t图象如图1 2 7所示 则 图1 2 7 a 甲 乙在t 0到t 1s之间沿同一方向运动b 乙在t 0到t 7s之间的位移为零c 甲在t 0到t 4s之间做往复运动d 甲 乙在t 6s时的加速度方向相同 解析在t 0到t 1s之间 甲 乙两物体的运动方向先相反 后相同 选项a错误 在t 0到t 7s之间由乙物体的v t图象的 线下面积 可知x 0 选项b正确 在t 0到t 4s之间甲物体沿x轴向同一个方向运动 选项c错误 由甲 乙两物体的v t图象可知t 6s时图线的斜率均为负值 即它们的加速度方向相同 选项d正确 答案bd 3 2013 大纲 24 一客运列车匀速行驶 其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性的撞击 坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10 0s 在相邻的平行车道上有一列货车 当该旅客经过货车车尾时 货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动 该旅客在此后的20 0s内 看到恰好有30节货车车厢被他连续超过 已知每根铁轨的长度为25 0m 每节货车车厢的长度为16 0m 货车车厢间距忽略不计 求 1 客车运行速度的大小 2 货车运行加速度的大小 视角二牛顿第二定律的应用 命题角度 典例2 2013 安徽卷 14 单选 如图1 2 8所示 细线的一端系一质量为m的小球 另一端固定在倾角为 的光滑斜面体顶端 细线与斜面平行 在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中 小球始终静止在斜面上 小球受到细线的拉力t和斜面的支持力fn分别为 重力加速度为g 图1 2 8 a t m gsin acos fn m gcos asin b t m gcos asin fn m gsin acos c t m acos gsin fn m gcos asin d t m asin gcos fn m gsin acos 解析小球受力如图所示 由牛顿第二定律得水平方向 tcos fnsin ma竖直方向 tsin fncos mg解以上两式得t m gsin acos fn m gcos asin 所以正确选项为a 答案a 应考策略1 正确理解牛顿运动定律的确切含义 2 注意审题 提取有用信息 3 弄清要判断的问题属于牛顿的哪个定律所解决的范畴 4 应用牛顿第二定律解题的步骤 1 通过审题 灵活地选取研究对象 整体法 隔离法 2 分析研究对象的受力情况 画出受力图 3 分析物体的运动情况 判断加速度的方向 4 根据牛顿第二定律列出方程 5 统一单位后 将数值代入方程求解 应考组训4 2013 重庆卷 4 单选 图1 2 9甲为伽利略研究自由落体运动实验的示意图 让小球由倾角为 的光滑斜面滑下 然后在不同的 角条件下进行多次实验 最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动 分析该实验可知 小球对斜面的压力 小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随 变化的图象分别对应图乙中的 甲 乙 图1 2 9 5 2013 浙江卷 19 双选 如图1 2 10所示 总质量为460kg的热气球 从地面刚开始竖直上升时的加速度为0 5m s2 当热气球上升到180m时 以5m s的速度向上匀速运动 若离开地面后热气球所受浮力保持不变 上升过程中热气球总质量不变 重力加速度g 10m s2 关于热气球 下列说法正确的是 图1 2 10 a 所受浮力大小为4830nb 加速上升过程中所受空气阻力保持不变c 从地面开始上升10s后的速度大小为5m sd 以5m s匀速上升时所受空气阻力大小为230n 解析从地面刚开始竖直上升时v 0 空气阻力ff 0 由f浮 mg ma 得f浮 m g a 4830n 故a正确 最终气球匀速上升 说明气球加速运动的过程中空气阻力逐渐增大 故b错误 气球做加速度减小的加速运动 故加速到5m s的时间大于10s c错误 匀速上升时f浮 mg ff 0 计算得ff 230n d正确 答案ad 6 双选 如图1 2 11所示 a b球的质量相等 弹簧的质量不计 倾角为 的斜面光滑 系统静止时 弹簧与细线均平行于斜面 在细线被烧断的瞬间 下列说法正确的是 图1 2 11 a 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下 大小均为gsin b b球的受力情况未变 瞬时加速度为零c a球的瞬时加速度沿斜面向下 大小为2gsin d 弹簧有收缩的趋势 b球的瞬时加速度向上 a球的瞬时加速度向下 瞬时加速度都不为零解析细线烧断瞬间 弹簧弹力与原来相等 b球受力平衡 ab 0 a球所受合力为mgsin kx 2mgsin 解得aa 2gsin 故a d错误 b c正确 答案bc 视角三动力学的两类基本问题 命题角度 典例3 2013 新课标全国 25 一长木板在水平地面上运动 在t 0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上 以后木板运动的速度 时间图象如图1 2 12所示 已知物块与木板的质量相等 物块与木板间及木板与地面间均有摩擦 物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 且物块始终在木板上 取重力加速度的大小g 10m s2 求 图1 2 12 1 物块与木板间 木板与地面间的动摩擦因数 2 从t 0时刻到物块与木板均停止运动时 物块相对于木板的位移的大小 解析 1 从t 0时开始 木板与物块之间的摩擦力使物块加速 使木板减速 此过程一直持续到物块和木块具有共同速度为止 设物块和木板的质量均为m 物块与木板间 木板与地面间的动摩擦因数分别为 1 2 由牛顿第二定律得 1mg ma1 1 2 2 mg ma2 联立 式得 1 0 20 2 0 30 2 在t1时刻后 地面对木板的摩擦力阻碍木板运动 物块与木板之间的摩擦力改变方向 设物块与木板之间的摩擦力大小为f 物块和木板的加速度大小分别为a1 和a2 则由牛顿第二定律得f ma1 2 2mg f ma2 假设f 1mg 则a1 a2 由 式得f 2mg 1mg 与假设矛盾 故f 1mg 由 式知 物块加速度的大小a1 等于a1 应考策略1 解决两类动力学基本问题应把握的关键 1 两类分析 物体的受力分析和物体的运动过程分析 2 一个桥梁 物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁 3 基本思路如图所示 注意事项 仔细审题 分析物体的受力及受力的变化情况 确定并划分出物体经历的每个不同的过程 逐一分析各个过程中的受力情况和运动情况 以及总结前一过程和后一过程的状态有何特点 前一个过程的结束就是后一个过程的开始 两个过程的交接点受力的变化 状态的特点 往往是解题的关键 7 2013 浙江卷 17 单选 如图1 2 13所示 水平木板上有质量m 1 0kg的物块 受到随时间t变化的水平拉力f的作用 用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力ff的大小 取重力加速度g 10m s2 下列判断正确的是 应考组训 图1 2 13 a 5s内拉力对物块做功为零b 4s末物块所受合力大小为4 0nc 物块与木板之间的动摩擦因数为0 4d 6s 9s内物块的加速度大小为2 0m s2 8 双选 如图1 2 14甲所示 倾角为30 的足够长的光滑斜面上 有一质量m 0 8kg的物体受到平行斜面向上的力f作用 其大小f随时间t变化的规律如图乙所示 t 0时刻物体速度为零 重力加速度g 10m s2 下列说法中正确的是 图1 2 14 a 0 1s时间内物体的加速度最大b 第2s末物体的速度为零c 2 3s时间内物体向下做匀加速直线运动d 第3s末物体回到了原来的出发点 9 2012年11月 我国舰载机在航母上首降成功 设某一舰载机的质量为m 2 5 104kg 速度为v0 42m s 若仅受空气阻力和甲板阻力作用 舰载机将在甲板上以a0 0 8m s2的加速度做匀减速运动 着舰过程中航母静止不动 图1 2 15 1 舰载机着舰后 若仅受空气阻力和甲板阻力作用 航母甲板至少多长才能保证舰载机不滑到海里 2 为了舰载机在有限长度的跑道上停下来 甲板上设置了阻拦索让舰载机减速 同时考虑到舰载机挂索失