第1課時(2)物理 二輪復(fù)習(xí)

1、專題二專題二 力與物體的直線運(yùn)動力與物體的直線運(yùn)動第第1 1課時課時 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律在力學(xué)中的應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動規(guī)律在力學(xué)中的應(yīng)用基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 回回 扣扣1. 1. 物體或帶電粒子做直線運(yùn)動的條是：物體或帶電粒子做直線運(yùn)動的條是： . . 2. 2. 物體或帶電粒子做勻變速直線運(yùn)動的條件是物體或帶電粒子做勻變速直線運(yùn)動的條件是: : . .3. 3. 牛頓第二定律的內(nèi)容是牛頓第二定律的內(nèi)容是: :物體運(yùn)動的加速度與物物體運(yùn)動的加速度與物體所受的體所受的 成正比成正比, ,與物體的質(zhì)量成反比與物體的質(zhì)量成反比, ,加加速度的方向與速度的方向與 的方向一致的方向一致, ,且二者具且二者具物體所受

2、合物體所受合力與速度方向平行力與速度方向平行物體物體所受合力為恒力所受合力為恒力, ,且與速度方向平行且與速度方向平行合外力合外力物體所受合力物體所受合力 有有 關(guān)系關(guān)系,此定律可以采用此定律可以采用 進(jìn)進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.4. 速度速度時間關(guān)系圖線的斜率表示物體運(yùn)動的時間關(guān)系圖線的斜率表示物體運(yùn)動的 ,圖線與時間軸所包圍的面積表示物體運(yùn)動的圖線與時間軸所包圍的面積表示物體運(yùn)動的 .在分析物體的運(yùn)動時在分析物體的運(yùn)動時,常利用常利用v vt t圖象幫助分圖象幫助分 析物體的運(yùn)動情況析物體的運(yùn)動情況. 5. 超重或失重時超重或失重時,物體的重力并未發(fā)生變化物體的重力并未發(fā)生變化,只是物體只

3、是物體 對支持物的對支持物的 (或?qū)覓煳锏幕驅(qū)覓煳锏?)發(fā)生了變發(fā)生了變 化化.當(dāng)當(dāng)a a=g g時時,物體物體 . 物體發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的運(yùn)動方向物體發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的運(yùn)動方向 , 只決定于物體的只決定于物體的 方向方向.瞬時對應(yīng)瞬時對應(yīng)控制變量法控制變量法加速加速度度位移位移壓力壓力拉力拉力完全失重完全失重?zé)o關(guān)無關(guān)加速度加速度6. 6. 勻變速直線運(yùn)動的基本規(guī)律為勻變速直線運(yùn)動的基本規(guī)律為 速度公式速度公式: :v vt t= = 位移公式位移公式: :x x= = 速度和位移公式的推論為速度和位移公式的推論為: : 7. 7. 勻變速直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動 中間時刻的

4、瞬時速度為中間時刻的瞬時速度為 = = = 位移中點(diǎn)的瞬時速度為位移中點(diǎn)的瞬時速度為= = 思思 路路 方方 法法1. 1. 動力學(xué)的兩類基本問題的處理思路動力學(xué)的兩類基本問題的處理思路 (1)(1)已知力求運(yùn)動已知力求運(yùn)動, ,應(yīng)用牛頓第二定律求加速度應(yīng)用牛頓第二定律求加速度, ,再根再根v v0+at attxvv vt t2-v v02=2 2axax2tvtx 據(jù)物體的初始條件據(jù)物體的初始條件, ,應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出物體的運(yùn)應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出物體的運(yùn) 動情況動情況任意時刻的位置和速度任意時刻的位置和速度, ,以及運(yùn)動軌跡以及運(yùn)動軌跡. .(2)(2)已知運(yùn)動求力已知運(yùn)動求力, ,根據(jù)物

5、體的運(yùn)動情況根據(jù)物體的運(yùn)動情況, ,求出物體求出物體 的加速度的加速度, ,再應(yīng)用牛頓第二定律再應(yīng)用牛頓第二定律, ,推斷或者求出物推斷或者求出物 體的受力情況體的受力情況. . 2. 2. 動力學(xué)問題通常是在對物體準(zhǔn)確受力分析的基礎(chǔ)動力學(xué)問題通常是在對物體準(zhǔn)確受力分析的基礎(chǔ) 上上, ,采用采用 或者是或者是 求合力求合力, ,然后然后 結(jié)合牛頓第二定律列式求解結(jié)合牛頓第二定律列式求解. .正交分解法正交分解法圖解法圖解法3.3.勻減速直線運(yùn)動問題通?？闯煞捶较虻膭蚣铀僦眲驕p速直線運(yùn)動問題通常看成反方向的勻加速直 線運(yùn)動來處理線運(yùn)動來處理, ,這是利用了運(yùn)動的這是利用了運(yùn)動的 性性. .在豎直

6、在豎直 上拋運(yùn)動和類豎直上拋運(yùn)動的處理中也常用此法上拋運(yùn)動和類豎直上拋運(yùn)動的處理中也常用此法. .4.4.用用v vt t圖象分析圖象分析: :v vt t圖象表示物體的運(yùn)動規(guī)律圖象表示物體的運(yùn)動規(guī)律, ,形形 象而且直觀象而且直觀. .對稱對稱題型題型1 勻變速直線運(yùn)動基本規(guī)律的應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動基本規(guī)律的應(yīng)用 例例1 1 ( (20092009邯鄲市邯鄲市5 5月二模月二模) ) 跳水是一項(xiàng)優(yōu)美的水跳水是一項(xiàng)優(yōu)美的水上運(yùn)動上運(yùn)動, ,圖圖2-1-12-1-1甲是甲是20082008年北京奧運(yùn)會跳水比賽中年北京奧運(yùn)會跳水比賽中小將陳若琳和王鑫在跳臺上騰空而起的英姿小將陳若琳和王鑫在跳臺上騰空

7、而起的英姿. .如果陳如果陳若琳質(zhì)量為若琳質(zhì)量為m m, ,身高為身高為L L, ,她站在離水面她站在離水面H H高的跳臺上高的跳臺上, ,重心離跳臺面的高度為重心離跳臺面的高度為h h1 1, ,豎直向上躍起后重心又升豎直向上躍起后重心又升高了高了h h2 2達(dá)到最高點(diǎn)達(dá)到最高點(diǎn), ,入水時身體豎直入水時身體豎直, ,當(dāng)手觸及水面時當(dāng)手觸及水面時伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作, ,如圖乙所示如圖乙所示, ,這這時陳若琳的重心離水面約為時陳若琳的重心離水面約為h h3 3. .整個過程中空氣阻力整個過程中空氣阻力可忽略不計(jì)可忽略不計(jì), ,重力加速度為重力加速度為g

8、 g, ,求陳若琳從離開跳臺到求陳若琳從離開跳臺到手觸及水面的過程中可用于完成一系列動作的時間手觸及水面的過程中可用于完成一系列動作的時間. . 圖圖2-1-12-1-1思路導(dǎo)引思路導(dǎo)引 (1)(1)運(yùn)動員在從起跳到手入水的過程中運(yùn)動員在從起跳到手入水的過程中做什么運(yùn)動做什么運(yùn)動? ?答案答案 勻減速運(yùn)動或豎直上拋運(yùn)動勻減速運(yùn)動或豎直上拋運(yùn)動.(2)(2)上躍過程的位移為多少上躍過程的位移為多少? ?下落過程中的位移又為下落過程中的位移又為多少多少? ?位移大小根據(jù)什么來確立的位移大小根據(jù)什么來確立的? ?答案答案 上躍過程位移為重心位置的變化量上躍過程位移為重心位置的變化量h h2 2, ,

9、下落過下落過程的位移也是位移變化量程的位移也是位移變化量( (H H+ +h h1 1+ +h h2 2- -h h3 3),),應(yīng)根據(jù)重心應(yīng)根據(jù)重心位置的變化找位移位置的變化找位移. .解析解析 陳若琳躍起后可看作豎直向上的勻減速運(yùn)動陳若琳躍起后可看作豎直向上的勻減速運(yùn)動, ,重心上升的高度重心上升的高度h h2 2, ,設(shè)起跳速度為設(shè)起跳速度為v v0 0, ,則則v v0 02 2=2=2ghgh2 2上升過程的時間上升過程的時間t t1 1= =解得解得t t1 1= =g0vgh22陳若琳從最高處自由下落到手觸及水面的過程中重陳若琳從最高處自由下落到手觸及水面的過程中重心下落的高度心

10、下落的高度x x= =H H+ +h h1 1+ +h h2 2- -h h3 3設(shè)下落過程的時間為設(shè)下落過程的時間為t t2 2, ,則則x x= = gt gt2 22 2解得解得t t2 2= = =陳若琳要完成一系列動作可利用的時間陳若琳要完成一系列動作可利用的時間t t= =t t1 1+ +t t2 2= += +21gx2ghhhH)(2321gh22ghhhH)(2321答案答案 +gh22ghhhH)(2321 1. 1.勻變速直線運(yùn)動常以體育運(yùn)動為背景設(shè)置物勻變速直線運(yùn)動常以體育運(yùn)動為背景設(shè)置物理情景理情景, ,處理此類問題時處理此類問題時, ,應(yīng)注意建立運(yùn)動模型應(yīng)注意建立

11、運(yùn)動模型, ,如本如本題就是建立了豎直上拋運(yùn)動模型題就是建立了豎直上拋運(yùn)動模型. . 2.2.盡管研究此跳水過程不能看成質(zhì)點(diǎn)盡管研究此跳水過程不能看成質(zhì)點(diǎn), ,但是求跳但是求跳水過程的時間時水過程的時間時, ,可看作質(zhì)點(diǎn)來處理可看作質(zhì)點(diǎn)來處理, ,其重心位置的其重心位置的變化變化, ,也即質(zhì)點(diǎn)位置的變化也即質(zhì)點(diǎn)位置的變化. . 3.3.若對運(yùn)動情景不清晰時若對運(yùn)動情景不清晰時, ,可畫出運(yùn)動草圖可畫出運(yùn)動草圖, ,使使抽象問題形象化抽象問題形象化. .預(yù)測演練預(yù)測演練1 1 (2009 (2009泉州市質(zhì)檢泉州市質(zhì)檢) ) 靜止不動的航空母靜止不動的航空母艦上的艦載飛機(jī)在助推裝置的作用下獲得艦

12、上的艦載飛機(jī)在助推裝置的作用下獲得v v0 0=40 m/s=40 m/s的初速度的初速度, ,接著在滑行跑道上做勻加速滑行達(dá)到接著在滑行跑道上做勻加速滑行達(dá)到v v1 1= =80 m/s80 m/s的速度后起飛的速度后起飛, ,滑行距離滑行距離x x1 1=75 m,=75 m,而一般民航而一般民航客機(jī)從靜止開始做勻加速滑行達(dá)到客機(jī)從靜止開始做勻加速滑行達(dá)到v v2 2=40 m/s=40 m/s的速度的速度后起飛后起飛, ,滑行距離滑行距離x x2 2=2 000 m,=2 000 m,求滑行時艦載飛機(jī)的加求滑行時艦載飛機(jī)的加速度速度a a1 1與民航客機(jī)的加速度與民航客機(jī)的加速度a a

13、2 2的比值的比值. .解析解析 對艦載飛機(jī)有對艦載飛機(jī)有v v1 12 2- -v v0 02 2=2=2a a1 1x x1 1對民航客機(jī)有對民航客機(jī)有v v2 22 2=2=2a a2 2x x2 2得得 = =代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得 = =21aa22120212)(vvvxx21aa180答案 801題型題型2 圖象問題圖象問題 例例2 2 ( (20092009茂名市第二次高考模擬茂名市第二次高考模擬) ) （1616分）如分）如圖圖2-1-22-1-2甲所示甲所示, ,質(zhì)量質(zhì)量m m=2.0 kg=2.0 kg的物體靜止在水平面的物體靜止在水平面上上, ,物體跟水平面間的動摩擦

14、因數(shù)物體跟水平面間的動摩擦因數(shù)=0.20.=0.20.從從t t=0=0時刻時刻起起, ,物體受到一個水平力物體受到一個水平力F F的作用而開始運(yùn)動的作用而開始運(yùn)動, ,前前8 s8 s內(nèi)內(nèi)F F隨時間隨時間t t變化的規(guī)律如圖乙所示變化的規(guī)律如圖乙所示. .g g取取10 m/s10 m/s2 2. .求求: :圖圖2-1-22-1-2(1)(1)在圖丙的坐標(biāo)系中畫出物體在前在圖丙的坐標(biāo)系中畫出物體在前8 s8 s內(nèi)的內(nèi)的v vt t圖象圖象. .(2)(2)前前8 s8 s內(nèi)水平力內(nèi)水平力F F所做的功所做的功. .解析解析 (1)0(1)04 s4 s內(nèi)內(nèi), ,由牛頓第二定律得由牛頓第二

15、定律得F F- -mgmg= =mama1 1 (1 (1分分) )a a1 1=3 m/s=3 m/s2 2 (1 (1分分) )4 s4 s末物體的速度為末物體的速度為v v4 4= =a a1 1t t4 4=12 m/s=12 m/s (1 (1分分) )4 45 s,5 s,由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得- -F F- -mgmg= =mama2 2 (1 (1分分) )a a2 2=-7 m/s=-7 m/s2 2 (1 (1分分) )5 s5 s末物體的速度為末物體的速度為v v5 5=5 m/s=5 m/s (1 (1分分) )再經(jīng)時間再經(jīng)時間t t停止停止, ,則則t t=

16、 =2.5 s = =2.5 s (1 (1分分) )8 s8 s內(nèi)的內(nèi)的v vt t圖象如下圖所示圖象如下圖所示 (4(4分分) )(2)0(2)04 s4 s內(nèi)的位移為內(nèi)的位移為x x1 1= = a a1 1t t4 42 2=24 m=24 m (1 (1分分) )4 45 s5 s內(nèi)位移為內(nèi)位移為x x2 2= =8.5 m = =8.5 m (1 (1分分) )5 s5 s后水平力消失后水平力消失, ,所以前所以前8 s8 s內(nèi)力內(nèi)力F F做的功為做的功為350av21224252avvWW= =F F1 1x x1 1- -F F2 2x x2 2=155 J=155 J (2

17、(2分分) )( (或由動能定理解或由動能定理解) )WW- -mgmg( (x x1 1+ +x x2 2)= )= m mv v5 52 2解得解得WW=155 J=155 J (2 (2分分) )21答案答案 (1)(1)見解析圖見解析圖 (2)155 J(2)155 J 1. 1.v vt t圖象反映的仍然是數(shù)學(xué)關(guān)系圖象反映的仍然是數(shù)學(xué)關(guān)系, ,只不過它有了只不過它有了具體的物理意義具體的物理意義. .因此要畫因此要畫v vtt圖象圖象, ,必須采用動力必須采用動力學(xué)的方法得到學(xué)的方法得到v v與與t t的數(shù)學(xué)關(guān)系的數(shù)學(xué)關(guān)系. . 2.2.對于多過程問題要劃分不同運(yùn)動階段對于多過程問題

18、要劃分不同運(yùn)動階段, ,逐過程逐過程分析分析. . 3. 3.v vt t圖象斜率表示加速度圖象斜率表示加速度, ,面積表示位移面積表示位移, ,因此因此第第(2)(2)問求位移時可借用圖象來求問求位移時可借用圖象來求, ,請同學(xué)們自己完成請同學(xué)們自己完成. .預(yù)測演練預(yù)測演練2 2 ( (20092009汕頭市二模汕頭市二模) )如圖如圖 2-1-32-1-3所示所示, ,質(zhì)質(zhì)量為量為2 kg2 kg的物體的物體, ,放在動摩擦因數(shù)放在動摩擦因數(shù)=0.1=0.1的水平面上的水平面上, ,在水平拉力作用下在水平拉力作用下, ,由靜止開始運(yùn)動由靜止開始運(yùn)動, ,水平拉力做的功水平拉力做的功W W

19、 和物體發(fā)生的位移和物體發(fā)生的位移x x 之間的關(guān)系如圖所示之間的關(guān)系如圖所示, ,g g 取取10 m/s10 m/s2 2, ,則則 （ ） 圖圖2-1-32-1-3A.A.此物體在此物體在ABAB段做勻加速直線運(yùn)動段做勻加速直線運(yùn)動B.B.此物體在此物體在ABAB段做勻速直線運(yùn)動段做勻速直線運(yùn)動C.C.此物體在此物體在OAOA段做勻加速直線運(yùn)動段做勻加速直線運(yùn)動D.D.此物體在此物體在OAOA段做勻速直線運(yùn)動段做勻速直線運(yùn)動解析解析 WWF F= =F Fx x, ,ABAB段直線的斜率表示力段直線的斜率表示力F F, ,F F= N= N=2 N, =2 N, F Ff f= =mgm

20、g=0.1=0.12 210 N=2 N,10 N=2 N,F F= =F Ff f, B, B正確正確F FOAOA= N=5 N= N=5 NF Ff f, C, C正確正確. .61527315答案答案 BCBC題型題型3 追及和相遇問題追及和相遇問題 例例3 3 ( (20092009遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體模擬遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體模擬) )車以車以25 m/s25 m/s的速度勻速直線行駛的速度勻速直線行駛, ,在它后面有一輛摩托車在它后面有一輛摩托車, ,當(dāng)兩車相距當(dāng)兩車相距1 000 m1 000 m時時, ,摩托車從靜止起動做勻加摩托車從靜止起動做勻加速速運(yùn)動追趕汽車運(yùn)動追

21、趕汽車, ,摩托車的最大速度可達(dá)摩托車的最大速度可達(dá)30 m/s,30 m/s,若使若使摩托車在摩托車在4 min4 min時剛好追上汽車時剛好追上汽車, ,摩托車追上汽車后摩托車追上汽車后, ,關(guān)閉油門關(guān)閉油門, ,速度達(dá)到速度達(dá)到12 m/s12 m/s時時, ,沖上光滑斜面沖上光滑斜面, ,上滑最上滑最大高度為大高度為H H, ,求求: :(1)(1)摩托車做勻加速運(yùn)動的加速度摩托車做勻加速運(yùn)動的加速度a a? ?(2)(2)摩托車追上汽車前兩車相距最大距離摩托車追上汽車前兩車相距最大距離x x? ?(3)(3)摩托車上滑最大高度摩托車上滑最大高度H H?(?(g g取取10 m/s10

22、 m/s2 2) )解析解析 (1)(1)設(shè)汽車位移為設(shè)汽車位移為x x1 1, ,摩托車位移為摩托車位移為x x2 2摩托車的加速度為摩托車的加速度為a a, ,摩托車達(dá)到最大速度所用時間摩托車達(dá)到最大速度所用時間為為t t, ,則則30=30=at atx x1 1=25=25240240 x x2 2= +30(240- )= +30(240- )追上條件為追上條件為x x2 2= =x x1 1+1 000+1 000a a= =2.25 m/s= =2.25 m/s2 2(2)(2)摩托車與汽車速度相等時相距最遠(yuǎn)摩托車與汽車速度相等時相距最遠(yuǎn)設(shè)此時刻為設(shè)此時刻為T T, ,最大距離為

23、最大距離為x xm m即即25=25=aTaTT T= s= sx xm m=1 000+25=1 000+25T T- -= m=1 138 m= m=1 138 m(3) =(3) =MgHMgHH H=7.2 m=7.2 ma230249910022aT92501022vMa30答案 (1)2.25 m/s2 (2)1 138 m (3)7.2 m 分析追及問題的方法技巧分析追及問題的方法技巧 1.1.要抓住一個條件要抓住一個條件, ,兩個關(guān)系兩個關(guān)系 一個條件一個條件: :即兩者速度相等即兩者速度相等, ,它往往是物體間能它往往是物體間能否追上或兩者距離最大，最小的臨界條件否追上或兩者

24、距離最大，最小的臨界條件, ,也是分析也是分析判斷的切入點(diǎn)判斷的切入點(diǎn). . 兩個關(guān)系兩個關(guān)系: :即時間關(guān)系和位移關(guān)系即時間關(guān)系和位移關(guān)系. .通過畫草圖通過畫草圖找出兩物體的位移關(guān)系是解題的突破口找出兩物體的位移關(guān)系是解題的突破口. . 2.2.若被追趕的物體做勻減速直線運(yùn)動若被追趕的物體做勻減速直線運(yùn)動, ,一定要注一定要注意追上前該物體是否已經(jīng)停止運(yùn)動意追上前該物體是否已經(jīng)停止運(yùn)動. . 3.3.仔細(xì)審題仔細(xì)審題, ,充分挖掘題目中的隱含條件充分挖掘題目中的隱含條件, ,同時同時注意注意 v vt t圖象的應(yīng)用圖象的應(yīng)用. .預(yù)測演練預(yù)測演練3 3 ( (20092009安徽高考仿真一

25、安徽高考仿真一) ) 某些城市交通某些城市交通部門規(guī)定汽車在市區(qū)某些街道行駛速度不得超過部門規(guī)定汽車在市區(qū)某些街道行駛速度不得超過v vm m=30 km/h.=30 km/h.一輛汽車在該水平路段緊急剎車時車輪一輛汽車在該水平路段緊急剎車時車輪抱死抱死, , 沿直線滑行一段距離后停止沿直線滑行一段距離后停止, ,交警測得車輪在交警測得車輪在地面上滑行的痕跡長地面上滑行的痕跡長x xm m=10 m. =10 m. 從手冊中查出該車輪與地面間的動摩擦因數(shù)從手冊中查出該車輪與地面間的動摩擦因數(shù)=0.72,=0.72,取取g g=10 m/s=10 m/s2 2. .(1)(1)請你判斷汽車是否違

26、反規(guī)定超速行駛請你判斷汽車是否違反規(guī)定超速行駛. .(2)(2)目前目前, ,有一種先進(jìn)的汽車制動裝置有一種先進(jìn)的汽車制動裝置, ,可保證車輪在可保證車輪在制動時不被抱死制動時不被抱死, ,使車輪仍有一定的滾動使車輪仍有一定的滾動, ,安裝了這安裝了這種防抱死裝置的汽車種防抱死裝置的汽車, ,在緊急剎車時不但可以使汽車在緊急剎車時不但可以使汽車便于操控便于操控, ,而且可獲得比車輪抱死更大的制動力而且可獲得比車輪抱死更大的制動力, ,從從而使剎車距離大大減小而使剎車距離大大減小. .假設(shè)汽車安裝防抱死裝置后假設(shè)汽車安裝防抱死裝置后剎車制動力恒為剎車制動力恒為F F, ,駕駛員的反應(yīng)時間為駕駛員

27、的反應(yīng)時間為t t, ,汽車的質(zhì)量汽車的質(zhì)量為為m m, ,汽車正常行駛的速度為汽車正常行駛的速度為v v, ,試推出剎車距離試推出剎車距離x x的表的表達(dá)式達(dá)式. .解析解析 (1)(1)因?yàn)槠噭x車且車輪抱死后因?yàn)槠噭x車且車輪抱死后, ,汽車受滑動汽車受滑動摩擦力作用做勻減速運(yùn)動摩擦力作用做勻減速運(yùn)動, ,所以滑動摩擦力大小所以滑動摩擦力大小F Ff f= =mgmg汽車的加速度汽車的加速度a a= =-= =-g g由由v v1 12 2- -v v0 02 2=2=2axax且且v v1 1=0=0得得v v0 0= =12 m/s=43.2 km/h30 km/h= =12 m/s

28、=43.2 km/h30 km/hmFfm2 gxv即這輛車是超速的即這輛車是超速的. .(2)(2)剎車距離由兩部分組成剎車距離由兩部分組成, ,一是司機(jī)在反應(yīng)時間內(nèi)一是司機(jī)在反應(yīng)時間內(nèi)汽車行駛的距離汽車行駛的距離x x1 1, ,二是剎車后勻減速行駛的距離二是剎車后勻減速行駛的距離x x2 2. .x x= =x x1 1+ +x x2 2= =v vt t+ +加速度大小加速度大小a a= =則則x x= =v vt t+ +a22vmFFm22v答案答案 (1)(1)汽車是違反規(guī)定超速行駛汽車是違反規(guī)定超速行駛 (2)(2)x x= =v vt t+ +Fm22v題型題型4 動力學(xué)的兩

29、類基本問題動力學(xué)的兩類基本問題 例例4 4 ( (20092009長春、哈爾濱、沈陽、大連二次聯(lián)考長春、哈爾濱、沈陽、大連二次聯(lián)考) ) 一根質(zhì)量分布均勻的長直繩一根質(zhì)量分布均勻的長直繩ABAB, ,在水平恒定外力在水平恒定外力F F的的作用下作用下, ,沿光滑水平面以沿光滑水平面以v v0 0=2 m/s=2 m/s的初速度做勻加速的初速度做勻加速直直線運(yùn)動線運(yùn)動( (忽略繩子的形變忽略繩子的形變), ), 在頭在頭2 s2 s內(nèi)所通過的位內(nèi)所通過的位移等于繩長的移等于繩長的6 6倍倍. .如圖如圖2-1-42-1-4甲所示甲所示, ,繩內(nèi)距繩內(nèi)距A A端端x x處處的張力的張力( (即繩內(nèi)

30、部之間的拉力即繩內(nèi)部之間的拉力) )F FT T與與x x的關(guān)系如圖乙所的關(guān)系如圖乙所示示, ,利用圖象和題中的已知數(shù)據(jù)利用圖象和題中的已知數(shù)據(jù), ,求求: :(1)(1)距距A A端端1.5 m1.5 m處繩內(nèi)的張力多大處繩內(nèi)的張力多大? ?(2)(2)繩子的質(zhì)量多大繩子的質(zhì)量多大? ?圖圖2-1-42-1-4解析解析 解法一解法一 (1)(1)由圖象可知函數(shù)由圖象可知函數(shù)F FT T=(6-3=(6-3x x) N) N當(dāng)當(dāng)x x=1.5 m=1.5 m時繩間的拉力時繩間的拉力F FT T=1.5 N=1.5 N(2)(2)由圖象可得由圖象可得: :繩長繩長l l=2 m;=2 m;水平恒

31、力水平恒力F F=6 N=6 N由勻加速運(yùn)動位移公式由勻加速運(yùn)動位移公式x x= =v v0 0t t+ + at at2 2得得a a=4 m/s=4 m/s2 2由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得F F= =mama得得m m= =1.5 kg= =1.5 kg解法二解法二 由圖象可得由圖象可得: :繩長繩長l l=2 m;=2 m;水平恒力水平恒力F F=6 N=6 N由勻加速運(yùn)動位移公式由勻加速運(yùn)動位移公式x x= =v v0 0t t+ + at at2 2得得a a=4 m/s=4 m/s2 2由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得F F= =mama由題意可知由題意可知: :從從x x=

32、1.5 m=1.5 m處到處到B B端這段繩質(zhì)量為端這段繩質(zhì)量為 , , 以此段繩為研究對象以此段繩為研究對象F FT T= = mama2121214m41由圖象得由圖象得x x=1.5 m=1.5 m處處F FT T=1.5 N=1.5 Nm m= =1.5 kg= =1.5 kgaF答案答案 (1)1.5 N (2)1.5 kg(1)1.5 N (2)1.5 kg 1. 1.牛頓第二定律應(yīng)用的兩類基本問題牛頓第二定律應(yīng)用的兩類基本問題 物體的受力情況的分析物體的受力情況的分析 加速度加速度 物體的運(yùn)動狀態(tài)及變化物體的運(yùn)動狀態(tài)及變化. . 2.2.分析復(fù)雜的動力學(xué)問題時應(yīng)注意分析復(fù)雜的動力

33、學(xué)問題時應(yīng)注意 (1)(1)仔細(xì)審題仔細(xì)審題, ,分析物體的受力及受力的變化情況分析物體的受力及受力的變化情況, , 確定并劃分出物體經(jīng)歷的每個不同的過程確定并劃分出物體經(jīng)歷的每個不同的過程. . (2)(2)逐一分析各個過程中的受力情況和運(yùn)動情況逐一分析各個過程中的受力情況和運(yùn)動情況, , 以及總結(jié)前一過程和后一過程的狀態(tài)有何特點(diǎn)以及總結(jié)前一過程和后一過程的狀態(tài)有何特點(diǎn). . (3) (3)前一個過程的結(jié)束就是后一個過程的開始前一個過程的結(jié)束就是后一個過程的開始, ,兩兩 個過程的交接點(diǎn)受力的變化，狀態(tài)的特點(diǎn)個過程的交接點(diǎn)受力的變化，狀態(tài)的特點(diǎn), ,往往是往往是 解題的關(guān)鍵解題的關(guān)鍵. .

34、3.3.常用的解題方法常用的解題方法:(1):(1)整體與隔離法整體與隔離法;(2);(2)假設(shè)法假設(shè)法. .預(yù)測演練預(yù)測演練4 4 ( (20092009杭州市模擬杭州市模擬5)5) 如圖如圖2-1-52-1-5所示所示, , 一足夠長的光滑斜面傾角為一足夠長的光滑斜面傾角為=30=30, ,斜面斜面ABAB與水平面與水平面BCBC連接連接, ,質(zhì)量質(zhì)量m m=2 kg=2 kg的物體置于水平面上的的物體置于水平面上的D D點(diǎn)點(diǎn), ,D D點(diǎn)距點(diǎn)距B B點(diǎn)點(diǎn)d d=7 m.=7 m.物體與物體與水平面間的動摩擦因數(shù)水平面間的動摩擦因數(shù)=0.2,=0.2,當(dāng)物體受到一水平向當(dāng)物體受到一水平向左

35、的恒力左的恒力F F=8 N=8 N作用作用t t=2 s=2 s后撤去該力后撤去該力, ,不考慮物體經(jīng)不考慮物體經(jīng)圖圖2-1-52-1-5過過B B點(diǎn)時的碰撞損失點(diǎn)時的碰撞損失, ,重力加速度重力加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2. .求撤去求撤去拉力拉力F F后后, ,經(jīng)過多長時間物體經(jīng)過經(jīng)過多長時間物體經(jīng)過B B點(diǎn)點(diǎn)? ?解析解析 在在F F的作用下物體運(yùn)動的加速度的作用下物體運(yùn)動的加速度a a1 1, ,由牛頓運(yùn)由牛頓運(yùn)動定律得動定律得F F- -mgmg= =mama1 1解得解得a a1 1=2 m/s=2 m/s2 2F F作用作用2 s2 s后的速度后的速度v v1

36、 1和位移和位移x x1 1分別為分別為v v1 1= =a a1 1t t=4 m/s=4 m/sx x1 1= =a a1 1t t2 2/2=4 m/2=4 m撤去撤去F F后后, ,物體運(yùn)動的加速度為物體運(yùn)動的加速度為a a2 2mgmg= =mama2 2解得解得a a2 2=2 m/s=2 m/s2 2第一次到達(dá)第一次到達(dá)B B點(diǎn)所用時間點(diǎn)所用時間t t1 1, ,則則d d- -x x1 1= =v v1 1t t1 1- -a a2 2t t1 12 2/2/2解得解得t t1 1=1s=1s此時物體的速度此時物體的速度v v2 2= =v v1 1- -a a2 2t t1

37、1=2 m/s=2 m/s當(dāng)物體由斜面重回當(dāng)物體由斜面重回B B點(diǎn)時點(diǎn)時, ,經(jīng)過時間經(jīng)過時間t t2 2, ,物體在斜面上物體在斜面上運(yùn)動的加速度為運(yùn)動的加速度為a a3 3, ,則則MgMgsin 30sin 30= =mama3 3t t2 2= =0.8 s= =0.8 s第二次經(jīng)過第二次經(jīng)過B B點(diǎn)時間為點(diǎn)時間為t t= =t t1 1+ +t t2 2=1.8 s=1.8 s所以撤去所以撤去F F后后, ,分別經(jīng)過分別經(jīng)過1 s1 s和和1.8 s 1.8 s 物體經(jīng)過物體經(jīng)過B B點(diǎn)點(diǎn). .322av答案答案 1 s 1.8 s1 s 1.8 s1.1.( (20092009朝陽

38、區(qū)練習(xí)二朝陽區(qū)練習(xí)二) ) 我國道路安全部門規(guī)定我國道路安全部門規(guī)定, , 在高速公路上行駛的汽車的最高時速為在高速公路上行駛的汽車的最高時速為120 km.120 km.交交 通部門提供下列資料通部門提供下列資料: : 資料一資料一: :駕駛員的反應(yīng)時間駕駛員的反應(yīng)時間:0.3:0.30.6 s0.6 s 資料二資料二: :各種路面與輪胎之間的動摩擦因數(shù)各種路面與輪胎之間的動摩擦因數(shù)路面路面動摩擦因數(shù)動摩擦因數(shù)干瀝青干瀝青0.70.7干碎石路面干碎石路面0.60.60.70.7濕瀝青濕瀝青0.32 0.32 0.40.4根據(jù)以上資料根據(jù)以上資料, ,通過計(jì)算判斷汽車行駛在高速公路上通過計(jì)算判

39、斷汽車行駛在高速公路上兩車間的安全距離最接近兩車間的安全距離最接近 （ ）A.100 mA.100 mB.200 mB.200 mC.300 mC.300 mD.400 mD.400 m解析解析 當(dāng)反應(yīng)時間最長當(dāng)反應(yīng)時間最長, ,路面的摩擦因數(shù)最小時對應(yīng)路面的摩擦因數(shù)最小時對應(yīng)的最長距離是安全距離的最長距離是安全距離, ,v v=120 km/h=33 m/s=120 km/h=33 m/s反應(yīng)時間反應(yīng)時間t t=0.6 s=0.6 s內(nèi)位移約為內(nèi)位移約為x x1 1=20 m=20 m又又mgmg= =mama, ,a a=3.2 m/s=3.2 m/s2 2, ,0-0-v v2 2=-2

40、=-2axax2 2, ,x x2 2=171 m;=171 m;x x= =x x1 1+ +x x2 2=191 m,=191 m,故選故選B.B.答案答案 B B2.2.( (20092009紹興市質(zhì)量調(diào)測紹興市質(zhì)量調(diào)測) ) 水平地面上放著一質(zhì)量水平地面上放著一質(zhì)量 為為1 kg1 kg的物體的物體, ,t t=0=0時在一個方向不時在一個方向不 變的水平拉力作用下運(yùn)動變的水平拉力作用下運(yùn)動, ,t t=2 s=2 s時時 撤去拉力撤去拉力, ,物體在物體在4 s4 s內(nèi)速度隨時間內(nèi)速度隨時間 的變化圖象如圖的變化圖象如圖2-1-62-1-6所示所示, ,則物體則物體 （ ） A.A.

41、所受的摩擦力大小為所受的摩擦力大小為1 N1 N B.B.第第1 s1 s內(nèi)受到的拉力大小是內(nèi)受到的拉力大小是2 N2 N C.C.在在4 s4 s末回到出發(fā)點(diǎn)末回到出發(fā)點(diǎn) D.D.在在4 s4 s內(nèi)的平均速度為內(nèi)的平均速度為1.5 m/s1.5 m/s圖圖2-1-62-1-6解析解析 2 24 s4 s內(nèi)只受摩擦力內(nèi)只受摩擦力F Ff f= =mama=1=11=1 N,A1=1 N,A對對; ;第第1 s1 s內(nèi)由牛頓第二定律內(nèi)由牛頓第二定律F F- -F Ff f= =mama,F F=(1+1=(1+12)N=3 2)N=3 N,N,B B錯錯; ;圖象面積表示位移圖象面積表示位移,

42、C, C錯錯; ;v v= = m/s,= = m/s,D D錯錯. . 42)41 (2145答案答案 A A3.3.( (20092009上饒市二模上饒市二模) ) 如圖如圖2-1-72-1-7甲所示甲所示, ,在光滑的在光滑的 水平面上水平面上, ,物體物體A A在水平方向的外力在水平方向的外力F F作用下做直線作用下做直線 運(yùn)動運(yùn)動, ,其其v vt t圖象如圖乙所示圖象如圖乙所示, ,規(guī)定向右為正方向規(guī)定向右為正方向. . 下列判斷正確的是下列判斷正確的是 （ ）圖圖2-1-72-1-7A.A.在在3 s3 s末末, ,物體處于出發(fā)點(diǎn)右方物體處于出發(fā)點(diǎn)右方B.B.在在1 12 s2

43、s內(nèi)內(nèi), ,物體正向左運(yùn)動物體正向左運(yùn)動, ,且速度大小在減小且速度大小在減小C.C.在在1 13 s3 s內(nèi)內(nèi), ,物體的加速度方向先向右后向左物體的加速度方向先向右后向左D.D.在在0 01 s1 s內(nèi)內(nèi), ,外力外力F F不斷增大不斷增大解析解析 由圖象面積的意義知由圖象面積的意義知A A對對;1;12 s2 s內(nèi)向右運(yùn)內(nèi)向右運(yùn)動動,B,B錯錯;1;13 s3 s內(nèi)直線的斜率不變內(nèi)直線的斜率不變, ,加速度不變加速度不變,C,C錯錯;0;01 s1 s內(nèi)內(nèi) 在減小在減小, ,a a減小減小, ,F F= =mama減小減小,D,D錯錯. .tv答案答案 A A4.4.( (2009200

44、9遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體模擬遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體模擬) )一種巨一種巨 型娛樂器材可以讓人體驗(yàn)超重和失重的感覺型娛樂器材可以讓人體驗(yàn)超重和失重的感覺. .一個一個 可乘多個人的環(huán)形座艙套在豎直柱子上可乘多個人的環(huán)形座艙套在豎直柱子上, ,由升降機(jī)由升降機(jī)運(yùn)送運(yùn)送到幾十米的高處到幾十米的高處, ,然后讓座艙自由下落然后讓座艙自由下落. .下落一下落一定高度后定高度后, ,制動系統(tǒng)啟動制動系統(tǒng)啟動, ,座艙做減速運(yùn)動座艙做減速運(yùn)動, ,到地面時到地面時剛好停下剛好停下. .下列判斷正確的是下列判斷正確的是 （ ）A.A.座艙在自由下落的過程中人處于超重狀態(tài)座艙在自由下落的過程中人處于超重狀態(tài)

45、B.B.座艙在自由下落的過程中人處于完全失重狀態(tài)座艙在自由下落的過程中人處于完全失重狀態(tài)C.C.座艙在減速運(yùn)動的過程中人處于超重狀態(tài)座艙在減速運(yùn)動的過程中人處于超重狀態(tài)D.D.座艙在減速運(yùn)動的過程中人處于失重狀態(tài)座艙在減速運(yùn)動的過程中人處于失重狀態(tài)解析解析 由超重、失重的條件看加速度由超重、失重的條件看加速度, ,當(dāng)運(yùn)動的加當(dāng)運(yùn)動的加速度向下時速度向下時, ,失重失重, ,且向下的且向下的a a= =g g時時, ,處于完全失重處于完全失重; ;加加速度向上時速度向上時, ,處于超重狀態(tài)處于超重狀態(tài), ,由此確定由此確定B B、C C項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .答案答案 BCBC5.5.( (20092

46、009內(nèi)江市三模內(nèi)江市三模) ) 沼澤地的下面蘊(yùn)藏著豐富的沼澤地的下面蘊(yùn)藏著豐富的 泥炭泥炭, ,泥炭是沼澤地積累的植物殘體泥炭是沼澤地積累的植物殘體, ,它的纖維狀它的纖維狀 和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其上面行走時容易和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其上面行走時容易 下陷下陷( (設(shè)在下陷過程中設(shè)在下陷過程中, ,泥炭對人的阻力不計(jì)泥炭對人的阻力不計(jì)).).如如 果整個下陷的過程是先加速再減速最后勻速運(yùn)動果整個下陷的過程是先加速再減速最后勻速運(yùn)動, , 那么那么, ,下列說法中正確的是下列說法中正確的是 （ ） A.A.當(dāng)在加速向下運(yùn)動時當(dāng)在加速向下運(yùn)動時, ,人對沼澤地的壓力大于沼人對沼澤地的壓

47、力大于沼 澤地對人的支持力澤地對人的支持力 B.B.當(dāng)在減速向下運(yùn)動時當(dāng)在減速向下運(yùn)動時, ,人對沼澤地的壓力小于沼人對沼澤地的壓力小于沼 澤地對人的支持力澤地對人的支持力 C.C.在整個運(yùn)動過程中在整個運(yùn)動過程中, ,人對沼澤地的壓力是先大于人對沼澤地的壓力是先大于 后等于沼澤地對他的支持力后等于沼澤地對他的支持力D.D.在整個運(yùn)動過程中在整個運(yùn)動過程中, ,人對沼澤地的壓力大小總是等人對沼澤地的壓力大小總是等 于沼澤地對他的支持力于沼澤地對他的支持力答案答案 D D6.6.一輛小轎車與一輛摩托車在平直公路上同向行駛一輛小轎車與一輛摩托車在平直公路上同向行駛, , 從某時刻開始用速度傳感器測

48、量兩車的瞬時速率從某時刻開始用速度傳感器測量兩車的瞬時速率, , 所得數(shù)據(jù)如下表所示所得數(shù)據(jù)如下表所示, ,已知第一次測量時已知第一次測量時( (t t=0)=0)摩摩 托車在小轎車的正前方托車在小轎車的正前方50 m50 m處處, ,小轎車的加速和減小轎車的加速和減 速過程均為勻變速直線運(yùn)動速過程均為勻變速直線運(yùn)動, ,則則 (1)(1)小轎車在整個運(yùn)動過程中的位移為多少小轎車在整個運(yùn)動過程中的位移為多少? ? (2)(2)小轎車能否追上摩托車小轎車能否追上摩托車? ?解析解析 先研究小轎車的運(yùn)動情況先研究小轎車的運(yùn)動情況,5 s,5 s10 s10 s內(nèi)小轎內(nèi)小轎車做勻加速直線運(yùn)動車做勻加

49、速直線運(yùn)動, ,因此加速階段加速度因此加速階段加速度a a1 1= = =1 m/s1 m/s2 2, ,又由又由5 s5 s末速度為末速度為2.0 m/s,2.0 m/s,可知小轎車可知小轎車3 s3 s末末開始加速開始加速; ;由表可看出由表可看出15 s15 s20 s20 s內(nèi)小轎車做勻速運(yùn)內(nèi)小轎車做勻速運(yùn)tv動動,速度為速度為10.0 m/s;10.0 m/s;又可推出又可推出13 s13 s末小轎車停止加末小轎車停止加速速;25 s;25 s40 s40 s內(nèi)小轎車做勻減速直線運(yùn)內(nèi)小轎車做勻減速直線運(yùn)動動, ,因此減速階段加速度因此減速階段加速度a a2 2= = =-0.5 m/

50、s-0.5 m/s2 2, ,又由又由40 s40 s末小轎車的速度為末小轎車的速度為1.5 m/s,1.5 m/s,可知可知43 s43 s末小轎車的速度變?yōu)榱隳┬∞I車的速度變?yōu)榱? ,同理可同理可知知,23 s,23 s末由勻速開始減速末由勻速開始減速. .摩托車速度不變摩托車速度不變, ,做勻速做勻速直線運(yùn)動直線運(yùn)動. .根據(jù)以上分析做出小轎車和摩托車的速度根據(jù)以上分析做出小轎車和摩托車的速度圖線如右圖所示圖線如右圖所示. .(1)(1)v v_ _t t圖線所包圍的面積等于位移圖線所包圍的面積等于位移, ,因此小轎車的總位因此小轎車的總位移為移為x x= m=250 m= m=250

51、mtv 2103431323(2)(2)由以上分析表中數(shù)據(jù)及圖象可知由以上分析表中數(shù)據(jù)及圖象可知, ,第一次兩車速度第一次兩車速度相等時相等時, ,小轎車沒有追上摩托車小轎車沒有追上摩托車, ,且且33 s33 s末二者速度也末二者速度也相等相等, ,由圖象面積可算出此時小轎車的位移為由圖象面積可算出此時小轎車的位移為x x1 1=225 m,=225 m,摩托車的位移為摩托車的位移為x x2 2= =v vt t=165 m,=165 m,由由x x1 1 x x2 2+50 m+50 m可知可知, ,此時此時小轎車已經(jīng)追上了摩托車小轎車已經(jīng)追上了摩托車. .答案答案 (1)250 m (2

52、)(1)250 m (2)能能7.7.( (20092009江蘇江蘇13)13)航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛 行器行器, ,其質(zhì)量其質(zhì)量m m=2 kg,=2 kg,動力系統(tǒng)提供的恒定升力動力系統(tǒng)提供的恒定升力F F= = 28 N. 28 N.試飛時試飛時, ,飛行器從地面由靜止開始豎直上升飛行器從地面由靜止開始豎直上升. . 設(shè)飛行器飛行時所受的阻力大小不變設(shè)飛行器飛行時所受的阻力大小不變, ,g g取取10 m/s10 m/s2 2. . (1) (1)第一次試飛第一次試飛, ,飛行器飛行飛行器飛行t t1 1=8 s=8 s時到達(dá)高度時到達(dá)高度 H H=64 m.=64 m.求飛行器所受阻力求飛行器所受阻力F Ff f的大小的大小. .(2)(2)第二次試飛第二次試飛, ,飛行器飛行飛行器飛行t t2 2=6 s=6 s時遙控器出現(xiàn)故障時遙控器出現(xiàn)故障, ,飛行器立即失去升力飛行器立即失去升力. .求飛行器能達(dá)到的最大高度求飛行器能達(dá)到的最大高度h h. .(3)(3)為了使飛行器不致墜落到地面為了使飛行器不致墜落到地面, ,求飛行器從開始求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間下落到恢復(fù)升力的最長時間t t3 3. .解析解析 (1)(1)第一次飛行中第一次飛行中, ,設(shè)加速度為設(shè)加速度為a