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1、第2讲 牛顿运动定律与直线运动,-2-,网络构建,要点必备,-3-,网络构建,要点必备,1.匀变速直线运动的“四类公式”,-4-,网络构建,要点必备,2.符号法则 (1)匀变速直线运动的“四类公式”都是 式,应用时注意各物理量符号的确定。 (2)一般情况下,取 的方向为正方向。 3.牛顿第二定律F合= 。 4.典型运动的动力学特征 (1)F合=0,物体做 。 (2)F合0且与v共线,物体做 。 F合不变,物体做 。,矢量,初速度,ma,匀速直线运动或静止,变速直线运动,匀变速直线运动,-5-,1,2,3,4,5,1. (多选)(2018全国卷)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度时间
2、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 考点定位:对图象的理解及利用图象解题 命题能力点:侧重考查理解能力 物理学科素养点:科学思维 解题思路与方法:在v-t图象中图象包围的面积代表位移,图象的斜率代表加速度,解本题要利用这个知识点求解。,BD,-6-,1,2,3,4,5,解析 假设两车在t1时刻也并排(相遇)行驶,由题图可知,在t1t2内,甲的速度总是大于乙的速度,则t2时刻甲在乙的前面,与题设矛盾,选项A错误;在t
3、1时刻甲车在后,乙车在前,则在t2时刻两车才有可能并排行驶,选项B正确;v-t图象的斜率表示加速度,由题图可知,甲、乙车的加速度都是先减小后增大,选项D正确。,-7-,1,2,3,4,5,2.(多选)(2016全国卷)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( ) A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D.质点单位时间内速率的变化量总是不变 考点定位:牛顿运动定律 命题能力点:侧重考查理解能力 物理学科素养点:科学思维 解题思路与方法:根据牛顿第二定律计算加速度的
4、可能大小,根据合力与速度方向间的关系判断物体的运动情况。要特别注意的是质点有可能做匀变速曲线运动。,BC,-8-,1,2,3,4,5,解析 匀速直线运动的质点加一恒力后,合力即该恒力,质点做匀变速运动,根据牛顿第二定律F=ma,可知选项C正确;由加速度定义式a= 可知单位时间内速度的变化量总是不变,速率的变化量不一定相等,选项D错误;质点的速度方向不一定与该恒力的方向相同,选项A错误;某一时刻恒力方向与速度方向垂直时,速度方向立即改变,而恒力方向不会改变,所以速度方向不可能总是与该恒力的方向垂直,选项B正确。,-9-,1,2,3,4,5,3.(多选)(2015全国卷)如图(a),一物块在t=0
5、时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出( ) A.斜面的倾角 B.物块的质量 C.物块与斜面间的动摩擦因数 D.物块沿斜面向上滑行的最大高度 考点定位:牛顿运动定律 命题能力点:侧重考查理解能力和分析综合能力 物理学科素养点:科学思维 解题思路与方法:根据速度时间图象的斜率找到不同阶段的加速度,结合受力分析和运动学规律是解答此类题目基本方法。,ACD,-10-,1,2,3,4,5,-11-,1,2,3,4,5,4.(2018全国卷)如图,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
6、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,下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是( ),考点定位:运动学公式、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律 命题能力点:侧重考查理解能力 物理学科素养点:科学思维 解题思路与方法:由牛顿运动定律,F-mg+F弹=ma,F弹=k(x0-x), kx0=mg,联立解得表达式,然后判断。,A,-12-,1,2,3,4,5,解析 由牛顿运动定律F-mg+F弹=ma,F弹=k(x0-x),kx0=mg,联立解得F=ma+kx,对比题给的四个图象,可能正确的是A。,-13-,1,2,3,4,5,5.(2017全国卷)为提高冰球
7、运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示。训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度大小为g。求: (1)冰球与冰面之间的动摩擦因数; (2)满足训练要求的运动员的最小加速度。,-14-,1,2,3,4,5,考点定位:运动学公式、牛顿第二定律 命题能力点:侧重考查理解能力 解题思路与方法
8、:冰球到挡板的时间和运动员到小旗的时间是相等的,所以时间是两个运动的桥梁。,-15-,1,2,3,4,5,-16-,1,2,3,4,5,【命题规律研究及预测】 分析近年的高考试题可以看出,高考命题突出v-t图象的理解、牛顿第二定律的简单应用,运动学公式的基本应用、牛顿第二定律和整体隔离法的基本应用,牛顿第二定律、v-t图象和受力分析的综合应用。题型既有选择题又有计算题,题目新颖,与生活实际联系密切。 在2019年的备考过程中要尤其注重v-t图象的理解及牛顿第二定律和整体隔离法的应用。,-17-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,运动学及动力学图象的理解及应用(H) 规律方法 解图
9、象问题时要做好“三看” 1.看清坐标轴所表示的物理量:明确因变量与自变量的制约关系,是运动学图象(v-t、x-t、a-t)还是动力学图象(F-a、F-t、F-x)。 2.看图线本身:识别两个相关量的变化趋势,进而分析具体的物理过程,最大可能写出函数关系式。 3.看交点、斜率和“面积”:明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的面积的物理意义。,-18-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,【典例1】 (多选)(2018全国卷)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
10、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.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等,CD,思维点拨首先明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率的物理意义是什么,然后根据路程、位移、速度的定义去判断。,-19-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,解析 图线的斜率大小表示物体运动的速度大小,t1时刻两图线的斜率不同,所以两车速度不同,A选项错误;从0到t1时间内,x乙=x1,x甲x1,则甲车路程小于乙车,B选项错误;从t1到t2时间内,两车的位移大小都为x=x2-x1,所以路程大小相等,
11、C选项正确;从t1到t2时间内的某时刻,图线甲的斜率等于图线乙的斜率,存在速度相等的时刻,D选项正确。 方法技巧此题以位移图象给出解题信息,考查对位移图像的理解。,-20-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,1.(多选)(2016全国卷)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图象如图所示。已知两车在t=3 s时并排行驶,则( ) A.在t=1 s时,甲车在乙车后 B.在t=0时,甲车在乙车前7.5 m C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 s D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m,BD,-21-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,解析 v-
12、t图象中图线与t轴之间包围的面积为相应时间内位移的大小,根据题意分析可知,t=0时,甲车在乙车的前面,两车的距离为图中甲、乙图线与t轴之间的面积的差,即 =7.5 m,选项B正确;13 s两车行驶距离相等,所以在t=1 s时两车并排行驶,选项A错误;t=2 s时乙车在前甲车在后,选项C错误;从t=1 s到t=3 s,甲车(乙车)行驶的距离为40 m(v-t图象面积),选项D正确。,-22-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,2.(2018安徽池州期末)如图是质量m=75 kg的滑雪运动员在倾角=37的直滑道上由静止开始向下滑行的速度时间图象,图中的OA直线是t=0时刻速度图线的切
13、线,速度图线末段BC平行于时间轴,运动员与滑道间的动摩擦因数为,所受空气阻力与速度成正比,比例系数为k。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,则( ) A.物体开始时做加速度增大的加速直线运动,最后做匀速运动 B.t=0时刻运动员的加速度大小为2 m/s2 C.动摩擦因数为0.25 D.比例系数k为15 kg/s,C,-23-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,解析 由速度时间图象可知,物体开始时做加速度减小的加速直线运动,最后做匀速运动,故A错误;在t=0时刻,图线切线的斜率即为该时刻的加速度,故有a0= m/s
14、2=4 m/s2,故B错误;在t=0时刻开始加速时,v0=0,由牛顿第二定律可得mgsin -kv0-mgcos =ma0,最后匀速时有:vm=10 m/s,a=0,由平衡条件可得mgsin -kvm-mgcos =0,联立解得:=0.25,k=30 kg/s,故C正确、D错误。,-24-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,3.(多选)(2018湖北黄冈模拟)水平地面上质量为1 kg 的物块受到水平拉力F1、F2的作用,F1、F2随时间的变化如图所示,已知物块在前2 s内以4 m/s的速度做匀速直线运动,g取10 m/s2,则( ) A.物块与地面的动摩擦因数为0.2 B.3 s
15、末物块受到的摩擦力大小为3 N C.4 s末物块受到的摩擦力大小为1 N D.5 s末物块的加速度大小为3 m/s2,BC,-25-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,-26-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,连接体问题(M) 规律方法 处理连接体问题的方法,-27-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,【典例2】 (2018河北邢台期末)如图所示,a、b、c为三个质量均为m的物块,物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上,物块c放在b上,现用水平拉力作用于a,使三个物块一起水平向右做匀速直线运动,各接触面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,下列说法
16、正确的是( ) A.该水平拉力与轻绳的弹力大小相等 B.物块c受到的摩擦力大小为mg C.当该水平拉力增大为原来的 倍时,物块c受到的摩擦力大小为 D.剪断轻绳后,在物块b向右运动的过程中,物块c受到的摩擦力大小为,C,-28-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,思维点拨先对a、b、c系统应用牛顿第二定律列方程求解,再对b、c系统应用牛顿第二定律列方程求解,最后对c列方程求解。,-29-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,4.(2018安徽宣城调研)在一块固定的倾角为的木板上叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上,图乙中汉语词典在上,已知图甲中两本书一起匀速下滑,图乙中两本书一起加速下滑。已知两本书的封面材料不同,但每本书的上下两面材料都相同,近似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,设英语词典和木板之间的动摩擦因数为1,汉语词典和木板之间的动摩擦因数为2,英语词典和汉语词典之间
