2020届高考物理二轮复习 专题1 运动与力 第2讲 直线运动与牛顿运动定律课件

专题突破 第一部分 专题一运动与力 第2讲直线运动与牛顿运动定律 栏 目 导 航 1 多选 2018年新课标 卷 甲 乙两汽车在同一条平直公路上同向运动 其v t图象分别如图中甲 乙两条曲线所示 已知两车在t2时刻并排行驶 下列说法正确的是 a 两车在t1时刻也并排行驶b 在t1时刻甲车在后 乙车在前c 甲车的加速度大小先增大后减小d 乙车的加速度大小先减小后增大 答案 bd 运动图象的问题 解析 根据v t图象的面积代表位移 可知在0 t2时间内甲发生的位移较大 所以t1时刻 甲乙不会并列 选项a错误 乙车在前 甲车在后 选项b正确 v t的斜率代表加速度 由图易知甲的加速度是先减小后增大 选项c错误 乙车的加速度是先减小后增大 选项d正确 2 多选 2018年新课标 卷 甲 乙两车在同一平直公路上同向运动 甲做匀加速直线运动 乙做匀速直线运动 甲 乙两车的位置x随时间t的变化如图所示 下列说法正确的是 a 在t1时刻两车速度相等b 从0到t1时间内 两车走过的路程相等c 从t1到t2时间内 两车走过的路程相等d 从t1到t2时间内的某时刻 两车速度相等 答案 cd 解析 根据位移时间图象上切线的斜率表示速度大小 在t1时刻两车的速度不相等 选项a错误 从图中可以看出两车的出发点不同 所以0 t1两车的路程不相等 选项b错误 t1 t2时间内两车的路程相等 选项c正确 t1 t2时间内存在某时刻甲图象切线的斜率与乙图象斜率相同 故两车的速度相等 选项d正确 3 多选 2019年新课标 卷 如图甲 物块和木板叠放在实验台上 物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连 细绳水平 t 0时 木板开始受到水平外力f的作用 在t 4s时撤去外力 细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图乙所示 木板的速度v与时间t的关系如图丙所示 木板与实验台之间的摩擦可以忽略 重力加速度取g 10m s2 由题给数据可以得出 牛顿运动定律 a 木板的质量为1kgb 2 4s内 力f的大小为0 4nc 0 2s内 力f的大小保持不变d 物块与木板之间的动摩擦因数为0 2 答案 ab 解析 结合两图象可判断出0 2s物块和木板还未发生相对滑动 它们之间的摩擦力为静摩擦力 此过程力f等于f 故f在此过程中是变力 即c错误 2 5s内木板与物块发生相对滑动 摩擦力转变为滑动摩擦力 由牛顿运动定律 对2 4s和4 5s列运动学方程 可解出质量m为1kg 2 4s内的力f为0 4n 故a b正确 由于不知道物块的质量 所以无法计算它们之间的动摩擦因数 故d错误 4 多选 2018年新课标 卷 地下矿井中的矿石装在矿车中 用电机通过竖井运送至地面 某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示 其中图线 分别描述两次不同的提升过程 它们变速阶段加速度的大小都相同 两次提升的高度相同 提升的质量相等 不考虑摩擦阻力和空气阻力 对于第 次和第 次提升过程 a 矿车上升所用的时间之比为4 5b 电机的最大牵引力之比为2 1c 电机输出的最大功率之比为2 1d 电机所做的功之比为4 5 答案 ac 匀变速直线运动及其规律 答案 c 6 2018年海南卷 一攀岩者以1m s的速度匀速向上攀登 途中碰落了岩壁上的石块 石块自由下落 3s后攀岩者听到石块落地的声音 此时他离地面的高度约为 a 10mb 30mc 50md 70m 答案 c 牛顿运动定律的综合应用 运动图象的应用一直是近几年高考的热点 命题规律主要有以下几点 1 运动图象结合匀变速直线运动规律考查 2 运动图象结合牛顿第二定律考查 3 在综合题中运动图象结合受力分析 运动分析考查 热点1运动图象的问题 答案 bd 答案 bc 2 位移 时间图象 2019年山西晋城三模 如图所示为a b两物体从同一点出发的位移 时间图象 则下列说法正确的是 a 0 2s内a b两物体的运动方向都发生了改变b 1 5s末a b两物体的速度相同c 0 1 5s的时间内 a的平均速度等于b的平均速度d 0 2s内a b两物体之间的最大距离为3m 答案 c 解析 由于位移 时间图象的斜率表示该时刻的速度 由图可知 0 2s内a b两物体的速度 斜率 没有负值 即运动方向没有发生改变 a错误 1 5s末a b两物体的位置坐标相同 说明两物体相遇 而不是速度相同 b错误 由图可知 0 1 5s的时间内 两物体的位移相等 所用时间也相等 所以平均速度相等 c正确 从x t图象看出 两个物体1s末纵坐标读数之差最大 两物体相距最远 且最大距离为 x 3m 1m 2m d错误 3 加速度 时间图象 2019年河南洛阳二模 宇航员的训练 竞技体育的指导 汽车的设计等多种工作都用到急动度的概念 加速度对时间的变化率称为急动度 其方向与加速度的变化方向相同 一质点从静止开始做直线运动 其加速度随时间的变化关系如图 下列说法正确的是 a t 3s时的急动度和t 5s时的急动度等大反向b 2 4s内的质点做减速运动c t 6s时质点速度大小等于7m sd 0 6s内质点速度方向不变 答案 d a 其中0 4s内物体运动位移最大的是b物体b 其中0 4s内物体运动位移最大的是c物体c t 2 5s时c物体追上d物体d t 3 5s时c物体追上d物体 答案 bd 热点2匀变速直线运动规律及其应用 例2 2019年安徽合肥三模 如图所示 点p位于倾角为37 的斜面底端q的正上方22 5cm处 现从p点向斜面搭建一光滑倾斜直轨道 使小物块从p点由静止开始沿该轨道滑至斜面 g取10m s2 则小物块滑至斜面的最短时间为 a 0 1sb 0 2sc 0 3sd 0 4s 答案 b 答案 a 答案 bcd 答案 b 热点3牛顿运动定律 例3 多选 2019年福建漳州模拟 一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上 木板上放质量均为1kg的a b两物块 a b与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为 1 0 3 2 0 2 水平恒力f作用在a物块上 如图所示 已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力 g取10m s2 则 a 若f 1n 则物块a相对地面静止不动b 若f 4n 则b物块所受摩擦力大小为2nc 若f 8n 则b物块的加速度为4 0m s2d 无论力f多大 a与薄硬纸片都不会发生相对滑动 答案 bd 解析 a与纸板间的最大静摩擦力为fa mag 3n b与纸板间的最大静摩擦力为fb mbg 2n f 1n fa 所以ab与纸板保持相对静止 整体在f作用下向左做匀加速运动 故a错误 当b刚要相对于纸板滑动时静摩擦力达到最大值 由牛顿第二定律得fb 2mbg mba0 解得a0 2m s2 对整体有f0 ma mb a0 2 2n 4n 即达到4n后 b将相对纸板运动 此时摩擦力f 2n 则对纸板可知 纸板受到a的摩擦力大于b的摩擦力 故a和纸板间不会发生相对运动 则可知 当拉力为8n时 b与纸板间的摩擦力即为滑动摩擦力为2n 此后增大拉力 不会改变b的受力 其加速度大小均为2m s2 故b d正确 c错误 1 运用牛顿运动定律时 最重要的是受力分析和运动过程分析 受力分析可用整体法和隔离法 正交分解法等 运动过程分析可用分段法 2 分析连接体或接触体的受力时 因为存在加速度 物体受力不平衡 分析受力时不能套用分析平衡力的思路列平衡方程 而应该列牛顿第二定律方程 如fx合 max fy合 may 3 刚性绳的弹力能发生突变 变化可不需时限 弹性绳的弹力则不能发生突变 1 牛顿第三定律与力的平衡 2019年豫南九校二模 一倾角为30 的斜劈放在水平面上 一物体沿斜劈匀速下滑 现给物体施加如图所示力f f与竖直方向夹角为30 斜劈仍静止 物体加速下滑 则此时地面对斜劈的摩擦力为 a 大小为零b 方向水平向右c 方向水平向左d 无法判断大小和方向 答案 a 解析 当物体匀速下滑时 受重力 支持力和摩擦力 三力平衡 即支持力和摩擦力的合力与重力平衡 方向竖直向上 根据牛顿第三定律 则滑块对斜劈的作用力方向竖直向下 大小等于mg 当施加力f后 物体受到的支持力fn增大 根据滑动摩擦定律f fn 支持力和滑动摩擦力同比增加 但方向均不变 根据力的平行四边形定则 支持力和摩擦力的合力方向不变 根据牛顿第三定律 滑块对斜劈的压力和摩擦力的合力方向也不变 竖直向下 所以斜劈相对于地面无运动趋势 静摩擦力仍然为零 故a项正确 2 整体法和隔离法的应用 2019年广东名校二模 如图甲所示 在光滑水平面上 静止放置一质量m的足够长木板 质量为m小滑块 可视为质点 放在长木板上 长木板受到水平拉力f与加速度的关系如图乙所示 重力加速度大小g取10m s2 下列说法正确的是 a 长木板的质量m 2kgb 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0 4c 当f 14n时 长木板的加速度大小为3m s2d 当f增大时 小滑块的加速度一定增大 答案 b 3 滑轮和图象想问题 多选 2019年沈阳三模 根据动滑轮省力的特点设计如图甲所示的装置 滑轮质量 摩擦均不计 质量为2kg的物体在竖直向上的拉力f作用下由静止开始向上做匀加速运动 其速度随时间的变化关系如图乙所示 由此可知 取g 10m s2 a 物体加速度大小为0 5m s2b 拉力f的大小为12nc 2s末拉力f的功率大小为96wd 2s内拉力f做的功为48j 答案 bc 4 板块问题 多选 2019年怀化一模 如图所示 质量为m 2kg 长为l 1 5m的木板静止在光滑的水平面上 木板上右端放着一可视为质点的小滑块 小滑块的质量为m 1kg 小滑块与木板之间的动摩擦因数为 0 2 若用水平拉力f作用在木板上 取g 10m s2 则下列说法正确的是 a f 8n时 小滑块与木板保持相对静止b f 10n时 小滑块与木板发生相对滑动c f 12n时 小滑块从木板上滑下所需的时间为2sd f 12n时 小滑块从木板上滑下时木板的动量大小为10kg m s 答案 bd 答案 bd 牛顿运动定律的综合应用近几年考得非常频繁 这类动力学问题是重点和难点 主要有以下几个方面 1 多过程问题 2 结合运动图象的动力学问题 3 连接体问题 4 传送带问题 传送带问题的实质是相对运动问题 这样的相对运动将直接影响摩擦力的方向 因此 搞清楚物体与传送带间的相对运动方向是解决该问题的关键 热点4多过程问题和牛顿运动定律的综合应用 5 滑块 木板 问题 1 滑块 木板 模型类问题中 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 因为木板往往受到摩擦力的影响也做匀变速直线运动 处理此类物体匀变速运动问题要注意从速度 位移 时间等角度 寻找它们之间的联系 2 要使滑块不从木板的末端掉下来的临界条件是滑块到达木板末端时的速度与木板的速度恰好相等 例4 2019年江西师大附中模拟 如图是工厂流水生产线包装线示意图 质量均为m 2 5kg 长度均为l 0 36m的产品在光滑水平工作台ab上紧靠在一起排列成直线 不粘连 以v0 0 6m s的速度向水平传送带运动 设当每个产品有一半长度滑上传送带时 该产品即刻受到恒定摩擦力ff mg而做匀加速运动 当产品与传送带间没有相对滑动时 相邻产品首尾间距离保持2l 如图 被依次送入自动包装机c进行包装 观察到前一个产品速度达到传送带速度时 下一个产品刚好有一半滑上传送带而开始做匀加速运动 取g 10m s2 试求 1 传送带的运行速度v 2 产品与传送带间的动摩擦因数 3 满载工作时与空载时相比 传送带驱动电动机增加的功率 p 4 为提高工作效率 工作人员把传送带速度调成v 2 4m s 已知产品送入自动包装机前已匀速运动 求第 3 问中的 p 第 3 问中在相当长时间内的等效 p 答案 1 1 8m s 2 0 2 3 9w 4 18w 答案 1 2 5m s2 方向沿杆向上 2 7 5m s2 方向沿杆向下 3 0 2s或0 75s 甲乙 1 物块a与b间的动摩擦因数 1 2 从开始运动到b与c刚好要相碰 系统因摩擦产生的热量q 3 若b c碰撞后 bc整体和a都恰好做匀速运动 求a在c上滑行的时间 电学中的直线运动主要是在力学直线运动的基础上加上一个电场力 因此分析时要抓住电场力的特点 主要从以下几个方面考查 1 带电粒子在电场 平行金属板电容器中的运动 飞行 2 带电物体在电场中的直线运动 滑行 热点5电学中的直线运动 1 粒子通过电场区域的时间 2 粒子离开电场时的位置坐标 3 粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小 答案 1 4 10 3s 2 2 10 5m 2m 3 4 10 3m s 1 对于带电粒子在交变电场中的直线运动 一般多以加速 匀速或减速交替出现的多运动过程的情景出现 解决的方法 1 根据力与运动的关系分析带电粒子一个变化周期内相关物理量的变化规律 2 借助运动图象进行运动过程分析 找出每一运动过程 或阶段 中相关物理量间的关系 进行归纳 总结 推理 寻找带电粒子的运动规律 2 对于带电粒子在交变电场中的曲线运动 解决的方法仍然是应用运动的合成与分解的方法 把曲线运动分解为两个直线运动 然后应用动力学或功能关系加以解