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1、二轮物理 专题二 力与直线运动 二轮物理 展示考纲明晰考向 方法归纳重点点拨 锁定考点高效突破 阅卷评析剑指满分 二轮物理 展示考纲明晰考向 重要考点考题预测 1.位移、速度和加速度.() 2.匀变变速直线线运动动及其公式、 图图像.() 3.牛顿顿运动动定律、牛顿顿运动动定 律的应应用.() 匀变变速直线线运动规动规 律和牛顿顿运动动定律 在实际问题实际问题 中的应应用、动动力学两类问类问 题题、连连接体问题问题 是命题题的热热点. 2016年高考对对基本规规律、图图像的考查查可 能以选择题选择题 形式出现现.但出现现可能性更 大的是匀变变速直线线运动规动规 律的应应用 、 动动力学两类问题
2、类问题 、多物体及多过过程的 综综合性计计算题题. 二轮物理 方法归纳重点点拨 一、匀变速运动的几个重要规律及解题方法 1.匀变速运动的几个推论 (1)x=aT2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等,x=x2-x1=x3- x2=aT2,可以推导出xm-xn=(m-n)aT2. 2.解题方法 (1)逆向法:逆着原来的运动过程考虑,匀减速可看做反向匀加速处理. 二轮物理 (2)追赶模型分析法:对两物体追赶或两物体叠放相对运动分析时,关 键是分别画出各自的运动过程草图;列式时关键是先找出两组关系式 :位移关系式;速度关系式. (3)全程法:全过程中,若加速度不变,虽然有往返运动,但可以全程列 式.
3、如类竖直上抛运动,此时要注意各矢量的方向(即正负号). (4)图像法:v-t图线中的斜率表示加速度,“面积”表示位移;x-t图线 中的斜率表示速度. 3.v-t图像提供的信息 二轮物理 二、应用牛顿运动定律解决问题的方法 1.瞬时分析法:牛顿第二定律的合力与加速度存在同时刻对应关系,与 这一时刻前后的力无关. (1)轻绳和坚硬的物体所产生的弹力可以突变; (2)弹簧和橡皮绳连有物体时,弹力不能突变(但如果弹簧或橡皮绳被 剪断,其弹力将立即消失). 2.合成法:物体只受两个力(互成角度)时,可直接画平行四边形.对角 线既是合力方向,也是加速度方向. 3.正交分解法:在考虑各个力分解时,也要考虑加
4、速度的分解.建立坐 标系时尽量减少矢量的分解. 4.程序法:全过程中,有几段不同的过程(加速度或合力不同)时,要按 顺序分段分析. 二轮物理 三、连接体问题处理方法 1.加速度相同的连接体问题:一般先采用整体法求加速度或外力.如还要 求连接体内各物体相互作用的内力时,再采用隔离法求解. 2.加速度不同的连接体问题:一般采用隔离法并利用牛顿第二定律求解. 二轮物理 锁定考点高效突破 考点一匀变速直线运动的规律及应用 备选例题 (2015郑州市第一次质检)据英国每日邮报报道,英式触 式橄榄球球员赫普顿斯托尔在伦敦成功挑战地铁速度.他从“市长官邸 站”下车,在下一地铁站“景隆街站”顺利登上刚下来的同
5、一节车厢.已 知地铁列车每次停站时间(从车门打开到关闭的时间)为ta=20 s,列车加 速和减速阶段的加速度为a=1 m/s2,运行过程的最大速度为vm=72 km/h. 假设列车运行过程中只做匀变速和匀速运动,两站之间的地铁轨道和地 面道路都是平直的且长度相同,两站间的距离约为x=400 m,赫普顿斯托 尔出站和进站共用时tb=30 s.问: 二轮物理 (1)他在地面道路上奔跑的平均速度至少多大? 思路探究 (1)从赫普顿斯托尔下车到再一次上同一节车厢,列车运行 过程可分为哪几个时间段? 答案:若两站之间距离很长,列车运行过程可分为五个时间段:下车时停留 时段ta,列车加速时段t1,列车匀速
6、时段t匀,列车减速时段t1,列车再次停留 时段ta.若两站之间距离很短,则缺少列车匀速时段t匀,剩下四个时段. 答案: (1)8 m/s 二轮物理 (2)郑州地铁一号线最小站间距离约为x=1 000 m,地铁列车每次停站 时间为ta=45 s,按赫普顿斯托尔的奔跑速度,在郑州出站和进站最短 共需用时tb=60 s,列车参数和其他条件相同.试通过计算判断,若赫普 顿斯托尔同样以上述平均速度在地面道路上奔跑,能否在这两个车站间 挑战成功? 思路探究(2)赫普顿斯托尔出站和进站的时间tb能不能算入他在地 面道路上奔跑的时间? 答案:tb不能算入他在地面道路上奔跑的时间. 答案: (2)见解析 二轮物
7、理 通关演练 1.自由落体规律的应用 (2015山东理综)距地面高5 m的水平直轨道上A,B两点相距2 m,在B点用细 线悬挂一小球,离地高度为h,如图.小车始终以4 m/s的速度沿轨道匀速运 动,经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时 细线被轧断,最后两球同时落地.不计空气阻力,取重力加速度的大小g=10 m/s2.可求得h等于( ) A.1.25 m B.2.25 m C.3.75 m D.4.75 m A 二轮物理 二轮物理 2.运动图像的理解和应用 (2015赣州一模)甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直 线运动,质点甲做初速度为零,加速度大小为a1
8、的匀加速直线运动.质点乙 做初速度为v0,加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止. 甲、乙两质点在运动过程中的位置(x)-速度(v)图像如图所示,虚线与对 应的坐标轴垂直. (1)请在x-v图像中,指出图线a表示哪个质点的运动, 并求出质点乙的初速度v0的大小; 解析:(1)图线a表示甲质点的运动,质点乙位移为0时对应的速度为初 速度v0,由题图可知v0=6 m/s. 答案:(1)甲 6 m/s 二轮物理 答案:(2)2 m/s2 1 m/s2 (2)求质点甲、乙的加速度大小a1,a2. 二轮物理 3.匀变速直线运动多过程问题的分析和计算 (2015太原一模)接连发生的马航MH3
9、70失事和台湾复兴航空客机的坠毁, 使人们更加关注飞机的安全问题.假设飞机从静止开始做匀加速直线运 动.经时间t0=28 s,在速度达到v0=70 m/s时驾驶员对发动机的运行状态 进行判断.在速度达到v1=77 m/s时必须做出决断,可以中断起飞或继续 起飞;若速度超过v2=80 m/s就必须起飞,否则会滑出跑道.已知从开始到 离开地面的过程中,飞机的加速度保持不变. (1)求正常情况下驾驶员从判断发动机运行状态到做出决断中止起飞的 最长时间. 解析:(1)设飞机加速过程的加速度为a1,允许驾驶员做出决断中止起飞 的最长时间为t, v0=a1t0, v1-v0=a1t, 解得t=2.8 s.
10、 答案:(1)2.8 s 二轮物理 答案:(2)2 080 m (2)若在速度达到v2时,由于意外必须停止起飞,飞机立即以4 m/s2的加 速度做匀减速运动,要让飞机安全停下来,求跑道的最小长度. 二轮物理 方法总结 匀变速运动的解题方法及步骤 (1)匀变速直线运动常用的解题方法 二轮物理 考点二恒力作用下的直线运动 典例 二轮物理 审题突破 二轮物理 规范解答:(1)在02 s时间内,A和B的受力如图所示,其中f1,N1是A与B之 间的摩擦力和正压力的大小,f2,N2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小, 方向如图所示.由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得f1=1N1 N1=mgcos f2=2N
11、2N2=N1+mgcos 规定沿斜面向下为正方向.设A和B的加速度分别为a1和a2,由牛顿第二定 律得mgsin -f1=ma1 mgsin -f2+f1=ma2 N1=N1 f1=f1 联立并代入题给条件得 a1=3 m/s2 a2=1 m/s2; 答案:(1)3 m/s2 1 m/s2 二轮物理 答案:(2)4 s (2)A在B上总的运动时间. 二轮物理 以例说法 用运动学公式和牛顿第二定律解题的步骤 二轮物理 题组训练 1.多物体在恒力作用下的直线运动 (2015上饶三模)(多选)如图所示,光滑水平面上放着质量为M的木板, 木板的上表面粗糙且左端有一个质量为m的木块.现对木块施加一个水
12、平向右的恒力F,木块与木板由静止开始运动,经过时间t分离.下列说 法正确的是( ) A.若仅增大木板的质量M,则时间t增大 B.若仅增大木块的质量m,则时间t增大 C.若仅增大恒力F,则时间t增大 D.若仅增大木块与木板间的动摩擦因数,则时间t增大 BD 二轮物理 二轮物理 2.恒力作用下的多过程直线运动 (2015新乡、平顶山、许昌三市联考)将一个小圆环瓷片保持环面平 行地面从高处由静止释放,小瓷片直接撞击地面而不被摔坏的最大释 放高度为hm.若将该圆环瓷片套在圆柱体的上端,瓷片可沿圆柱体下 滑,但瓷片和圆柱体间的滑动摩擦力是瓷片重力的倍(1),如图 所示,现将该装置从下端距地面H高处由静止
13、释放,瓷片撞击地面时速 度最大且恰好不被摔坏,已知瓷片、圆柱体与瓷片下落过程中均受空 气阻力的作用,空气阻力恒为其自身重力的k倍(k1),重力加速度为 g,圆柱体与地面碰撞后速度立即变为零且保持竖立,求: 二轮物理 (1)瓷片直接撞击地面而不被摔坏时,瓷片着地的最大速度vm; 二轮物理 (2)圆柱体的长度L. 二轮物理 3.重力和电场力作用下的直线运动 (2014安徽理综)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极 板间的距离为d,上极板正中有一小孔.质量为m、电荷量为+q的小球从小 孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气 阻力忽略不计,极板间电场可视为匀
14、强电场,重力加速度为g).求: (1)小球到达小孔处的速度; 二轮物理 (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量; (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间. 二轮物理 考点三变力作用下的直线运动 典例 (2014全国新课标理综)2012年10月,奥地利极限运动员菲利克 斯鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下,经过4分20秒到达 距地面约1.5 km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多 项世界纪录.取重力加速度的大小g=10 m/s2. (1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需 的时间及其在此处速度的大小; 思路探究 (1)忽略空气阻力,运动
15、员做什么特征的运动? 答案:忽略空气阻力,运动员从静止开始下落做自由落体运动. 二轮物理 二轮物理 (2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻 力的大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体 的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员在某段时间内高速下 落的v-t图像如图所示.若该运动员和所带装备的总质量m=100 kg,试估 算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数.(结果保留1位有效 数字) 思路探究(2)由v-t图像可知,运动员最后做什么特征的运动? 答案:分析图像可知,运动员最后做匀速直线运动,速度约为v=360 m/s. 二轮物理 二轮物理 以例说法 变力作用下直线运动问题注意点 (1)一定要注意变力大小的判定.变力大小变化情况可以根据给定的函数 表达式,根据弹簧长度的变化,根据v-t,F-t,a-t图像的变化特征来确定. (2)当出现“最大速度”、“稳定运动”及“收尾速度”时,其隐含的条 件是运动物体在此时的合力(或加速度)为零. 二轮物理 题组训练 1.变化静电力中的直线运动 (2014安徽理综)一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的 直线运动.取该直线为x轴,起始点O为坐标原点,其电势能Ep与位移x的 关系如图所示.下列图像中合理的是( )D 二
