高考物理核心主干复习专题第2讲　力与直线运动 【正文】听课

第2讲力与直线运动【网络构建】【关键能力】掌握匀变速直线运动规律及应用,理解牛顿运动定律及应用,灵活选取研究对象、会根据实际情况构建动力学模型,同时掌握整体法与隔离法、数形转换法、临界极值法、控制变量法等解题方法,联系生活实际,培养学生的物理观念和科学思维.题型1直线运动规律综合应用处理追及问题的常用方法过程分析法判断追上与否的条件求解二者间的距离极值函数法Δx=x乙+x0-x甲为关于t的二次函数,当t=-b2a时有极值,令Δx=0,利用Δ=b2-4ac判断有解还是无解,图像法画出v-t图像,图线与t轴所围面积表示位移,利用图像更直观直线运动规律及应用例1[2024·全国甲卷]为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从t=0时由静止开始做匀加速运动,加速度大小a=2m/s2,在t1=10s时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,t2=41s时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声.已知声速v0=340m/s,求:(1)救护车匀速运动时的速度大小;(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离.例2[2024·黑龙江哈尔滨模拟]两辆可视为质点的小汽车a、b从同一地点出发,它们的v-t图像如图所示.下列说法正确的是 ()A.b车启动时,a车在其前方2m处B.b车启动后经过3s追上a车C.在b车追上a车之前,3s时两车相距最远D.b车追上a车后,两车可能会再次相遇牛顿运动定律及应用1.动力学两类基本问题的解题思路2.常见连接体接触面光滑,或μA=μB三种情况中弹簧弹力、绳的张力相同且与接触面是否光滑无关常用隔离法常会出现临界条件例3[2024·山东卷]如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L.木板由静止释放,若木板长度为L,通过A点的时间间隔为Δt1;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为Δt2.Δt2∶Δt1为 ()A.(3-1)∶(2-1) B.(3-2)∶(2-1)C.(3+1)∶(2+1) D.(3+2)∶(2+1)【技法点拨】1.应用牛顿第二定律解决动力学问题,受力分析和运动分析是关键,加速度是解决此类问题的纽带,分析流程如下:2.如果是多过程问题,则前一段的末速度就是后一段的初速度,速度是关联量.必要时要画出运动示意图.例4[2024·北京卷]如图所示,飞船与空间站对接后,在推力F作用下一起向前运动.飞船和空间站的质量分别为m和M,则飞船和空间站之间的作用力大小为 ()A.MM+mF BC.MmF D.m【技法点拨】整体法与隔离法的选用技巧整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同,或者需要求出系统内物体之间的作用力整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求出物体之间的作用力,可以先整体求加速度,后隔离求内力例5[2024·安徽卷]如图所示,竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧,它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点,另一端均连接在质量为m的小球上.开始时,在竖直向上的拉力作用下,小球静止于MN连线的中点O,弹簧处于原长.后将小球竖直向上.缓慢拉至P点,并保持静止,此时拉力F大小为2mg.已知重力加速度大小为g,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力.若撤去拉力,则小球从P点运动到O点的过程中 ()A.速度一直增大B.速度先增大后减小C.加速度的最大值为3gD.加速度先增大后减小【技法点拨】连接体问题的临界条件P点撤去拉力,加速度最大P→O加速度变小的加速运动,O点速度最大【迁移拓展】1.[2024·江西卷]一质点沿x轴运动,其位置坐标x与时间t的关系为x=1+2t+3t2(x的单位是m,t的单位是s).关于速度及该质点在第1s内的位移,下列选项正确的是 ()A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6mB.速度是对物体位移变化快慢的描述;6mC.速度是对物体位置变化快慢的描述;5mD.速度是对物体位移变化快慢的描述;5m2.[2024·湖南卷]如图所示,质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g.若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为 ()A.g,1.5gB.2g,1.5gC.2g,0.5gD.g,0.5g3.[2024·河北邯郸模拟]某同学设计了一个双摆实验在学校实验室进行研究,如图甲所示,将质量和大小都不同的两个小铁球分别系在一轻绳的中间和下端,其中上面的小球较小较轻,而轻绳的上端拴接在竖杆顶部,竖杆固定在小车上.现在让小车带着两个小球一起向左加速运动,不计空气阻力,则图乙四个图中所示的姿态正确的是 ()ABCD乙题型2动力学图像综合问题1.常见图像常见图像斜率k面积两图像交点x-t图像ΔxΔ表示相遇v-t图像ΔvΔ位移x不表示相遇,表示此时速度相等,往往是距离最大或最小的临界点a-t图像速度变化量Δv表示此时加速度相等2.非常规图像非常规图像(举例)函数表达式斜率k纵截距bv2-x图像由v2-v02=2ax,得v2=v2avxt-t由x=v0t+12at2得xt=v0+12v0a-F图像由F-μmg=ma,得a=Fm-1-μg例6(多选)[2023·全国甲卷]用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动,两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙.甲、乙两物体运动后,所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示.由图可知 ()A.m甲<m乙 B.m甲>m乙C.μ甲<μ乙 D.μ甲>μ乙【技法点拨】(1)关注坐标轴所表示的物理量,从物理规律出发寻找图像对应的函数关系式;(2)理解截距、斜率、面积所代表的物理量(注意正、负的含义);(3)分析交点、转折点、渐近线等,交点往往是解决问题的切入点.例7[2024·云南昆明模拟]加速度传感器是一些智能手机上配备的较为实用的软件,能显示物体运动过程中的加速度变化情况.现出于安全角度,需要分析某升降机在实际运行过程中的加速度,将手机放置于升降机地面上并打开加速度传感器,使升降机从静止开始迅速上下运动,得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像,该图像以竖直向上为正方向,重力加速度g取10m/s2.由此可判断出 ()A.手机在t2时刻速度为0B.运行过程中手机有可能与升降机分离C.手机在t2~t3时间内,处于超重状态D.在t1~t3时间内,升降机受到手机的压力先减小再增大【迁移拓展】1.[2024·全国甲卷]如图所示,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,P置于水平桌面上,与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码.改变盘中砝码总质量m,并测量P的加速度大小a,得到a-m图像.重力加速度大小为g.在下列a-m图像中,可能正确的是()ABCD2.[2024·山东济南模拟]如图所示,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态.现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,表示F和x之间关系的图像可能正确的是 ()3.(多选)[2024·