高考二輪總復習課件物理專題1力與運動第2講力與直線運動

第二講力與直線運動專題一2023內(nèi)容索引0102核心考點聚焦微專題?熱考命題突破【知識網(wǎng)絡建構】

核心考點聚焦考點一運動學基本規(guī)律的理解及應用核心歸納命題角度1

勻變速直線運動規(guī)律的應用(1)記牢勻變速直線運動的“四類公式”(2)掌握處理勻變速直線運動的五種方法

命題角度2

運動圖像問題

命題角度3

追及相遇問題(1)兩個關系:時間關系和位移關系,這兩個關系可通過畫草圖得到。(2)一個條件:兩者速度相等,它往往是物體間能追上、追不上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點。深化拓展運動學中的非常規(guī)圖像根據(jù)運動規(guī)律寫出函數(shù)表達式,找出斜率及截距的物理意義解題指導審題:讀取題干獲取信息讓一小球從45

m高的陽臺上無初速度掉下,不計空氣阻力小球做自由落體運動,其運動時間是智能小車的最大運動時間智能小車迅速由靜止沿直線沖向小球下落處的正下方樓底智能小車運動的初速度為零智能小車到樓底的距離為18

m智能小車運動的總位移為18

m智能小車移動過程中只做勻速運動或勻變速運動智能小車可能先做勻加速直線運動,最后做勻減速直線運動,中間可能有勻速直線運動過程破題:1.小球和智能小車的運動時間t0可由h=求得,再由平均速度公式可求智能小車的平均速度。2.根據(jù)時間、位移和速度的限制,判斷智能小車運動途中是否有勻速直線運動過程。3.根據(jù)智能小車不同運動階段的運動性質(zhì),選擇相應的運動學公式列式求解,注意各運動階段的時間、位移和速度的聯(lián)系。答案

(1)6m/s

(2)a≥9m/s2對智能小車運動過程,由運動學公式得s=vt0聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)解得v=6

m/s。(2)假設智能小車先勻加速接著勻減速運動到樓底,解得v0=2v=12

m/s>vm=9

m/s故智能小車應先加速到vm=9

m/s,再勻速,最后勻減速運動到樓底設勻加速、勻速、勻減速過程的時間分別為t1、t2、t3,位移分別為s1、s2、s3由運動學公式得聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)得a≥9

m/s2。

對點訓練1.(命題角度2、3)(多選)(2021海南卷)甲、乙兩人騎車沿同一平直公路運動,t=0時經(jīng)過路邊的同一路標,下列位移—時間(s-t)圖像和速度—時間(v-t)圖像對應的運動中,甲、乙兩人在t0時刻之前能再次相遇的是(

)BC解析

根據(jù)位移—時間圖像的交點表示相遇,可知甲、乙兩人在t0時刻之前能再次相遇的位移—時間(s-t)圖像是B,選項A錯誤,B正確;根據(jù)速度—時間圖像與坐標軸所圍面積表示位移,可知甲、乙兩人在t0時刻之前能再次相遇的速度—時間(v-t)圖像是C,選項C正確,D錯誤。2.(命題角度1)(2022全國甲卷)長為l的高速列車在平直軌道上正常行駛,速率為v0,要通過前方一長為l0的隧道,當列車的任一部分處于隧道內(nèi)時,列車速率都不允許超過v(v<v0)。已知列車加速和減速時加速度的大小分別為a和2a,則列車從減速開始至回到正常行駛速率v0所用時間至少為(

)C3.(命題角度2、3)甲、乙兩輛汽車在平直的高速公路上以相同的速度v0=30m/s一前一后同向勻速行駛。正常行駛時,甲車在前,乙車在后,兩車間距為100m。某時刻因前方突發(fā)狀況,兩車同時剎車,以此時刻為零時刻,兩車的v-t圖像如圖所示,則(

)A.甲、乙兩車會發(fā)生追尾B.甲車的剎車距離大于乙車的剎車距離C.t=2s時,兩車相距最遠,最遠距離為105mD.兩車剎車過程中的平均速度均為15m/sC考點二動力學基本規(guī)律的理解及應用核心歸納命題角度1

瞬時加速度問題命題角度2

動力學兩類基本問題

命題角度3

連接體問題(1)涉及滑輪的問題:若要求繩的拉力,一般都采用隔離法。(2)水平面上的連接體問題:①這類問題一般是連接體(系統(tǒng))中各物體保持相對靜止,即具有相同的加速度。解題時,一般采用先整體后隔離的方法。②建立直角坐標系時要考慮矢量正交分解越少越好的原則,可以正交分解力,也可以正交分解加速度。(3)斜面體與物體組成的連接體問題:當物體具有沿斜面方向的加速度,而斜面體相對于地面靜止時,一般采用隔離法分析。命題角度4

動力學中的臨界極值問題臨界問題:當某個物理量變化時,會引起其他幾個物理量的變化,從而使物體的平衡“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”,即處于臨界狀態(tài),在問題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等字眼。極值問題:平衡問題的極值,一般指力的變化過程中的最大值和最小值。深化拓展解決動力學問題的常用方法(1)整體法與隔離法。(2)正交分解法:一般沿加速度方向和垂直于加速度方向進行分解,有時根據(jù)情況也可以把加速度進行正交分解。(3)逆向思維法:把運動過程的末狀態(tài)作為初狀態(tài)反向研究問題的方法,一般用于勻減速直線運動問題,比如剎車問題、豎直上拋運動等。典例剖析例2(命題角度2)(2022山東卷)某糧庫使用額定電壓U=380V,內(nèi)阻R=0.25Ω的電動機運糧。如圖所示,配重和電動機連接小車的纜繩均平行于斜坡,裝滿糧食的小車以速度v=2m/s沿斜坡勻速上行,此時電流I=40A。關閉電動機后,小車又沿斜坡上行路程l到達卸糧點時,速度恰好為零。卸糧后,給小車一個向下的初速度,小車沿斜坡剛好勻速下行。已知小車質(zhì)量m1=100kg,車上糧食質(zhì)量m2=1200kg,配重質(zhì)量m0=40kg,重力加速度g取10m/s2,小車運動時受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正比,比例系數(shù)為k,配重始終未接觸地面,不計電動機自身機械摩擦損耗及纜繩質(zhì)量。求:(1)比例系數(shù)k值;(2)上行路程l值。答案

(1)0.1

(2)0.36m解析

(1)電動機的輸出功率P=UI-I2R=14

800

W根據(jù)共點力平衡,向上勻速運動時有F+m0g=(m1+m2)gsin

θ+k(m1+m2)g向下勻速運動時有m0g+km1g=m1gsin

θ解得sin

θ=0.5,k=0.1。(2)設關閉電動機后的加速度大小為a,沿繩方向,對整體根據(jù)牛頓第二定律得(m1+m2)gsin

θ+k(m1+m2)g-m0g=(m1+m2+m0)a解得a=m/s2再根據(jù)v2=2al解得l=0.36

m。對點訓練4.(命題角度1)(2022山東青島質(zhì)檢)如圖所示,細繩一端固定在豎直墻上,另一端系著一個質(zhì)量為m的小球;水平輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上,另一端支撐著小球。小球與彈簧不粘連,平衡時細繩與豎直方向的夾角為37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度為g。下列說法正確的是(

)A.小球靜止時彈簧的彈力大小為0.6mgB.小球靜止時細繩的拉力大小為0.8mgC.細繩燒斷瞬間小球的加速度為

gD.細繩燒斷瞬間小球的加速度為gC5.(命題角度3)(2021海南卷)如圖所示,兩物塊P、Q用跨過光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩相連,開始時P靜止在水平桌面上。將一個水平向右的推力F作用在P上后,輕繩的拉力變?yōu)樵瓉淼囊话?。已知P、Q兩物塊的質(zhì)量分別為mP=0.5kg、mQ=0.2kg,P與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g取10m/s2。則推力F的大小為(

)A.4.0N B.3.0N C.2.5N D.1.5NA解析

P靜止在水平桌面上時,輕繩的拉力T=mQg=2

N。將水平向右的推力F作用在P上后,輕繩的拉力變?yōu)樵瓉淼囊话?即T'=1

N,隔離Q受力分析,由牛頓第二定律得,mQg-T'=mQa,解得a=5

m/s2。隔離P受力分析,由牛頓第二定律得,F-μmPg+T'=mPa,解得F=4.0

N,選項A正確。6.(命題角度4)(多選)(2022全國甲卷)如圖所示,質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上,二者用一輕彈簧水平連接,兩滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)均為μ。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力F拉動P,使兩滑塊均做勻速運動;某時刻突然撤去該拉力,則從此刻開始到彈簧第一次恢復原長之前(

)A.P的加速度大小的最大值為2μgB.Q的加速度大小的最大值為2μgC.P的位移大小一定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一時刻Q的速度大小AD解析

本題考查牛頓第二定律的應用。設兩滑塊的質(zhì)量均為m,撤去拉力前,兩滑塊做勻速直線運動,則拉力大小為F=2μmg撤去拉力前對Q受力分析知彈簧彈力T=μmg,以向右為正方向,撤去拉力瞬間彈簧彈力不變?yōu)棣蘭g,兩滑塊與地面仍然保持相對滑動,此時對滑塊P受力分析得-T-μmg=ma1解得a1=-2μg此時Q所受外力不變,加速度仍為零,滑塊P做減速運動,故P、Q間距減小,彈簧伸長量減小,彈力變小,P加速度減小,Q受合力增大,合力向左,故Q做加速度增大的減速運動。P加速度大小的最大值是剛撤去拉力瞬間的加速度,為2μg;Q加速度大小的最大值是彈簧恢復原長時Q的加速度,此時對Q受力分析得-μmg=ma2,解得a2=-μg故Q加速度最大值為μg,A正確,B錯誤。在該過程中,P減速得快,Q減速得慢,因此任意時刻,P的速度大小均不大于同一時刻Q的速度大小,P的位移大小一定小于Q的位移大小,選項C錯誤,D正確。微專題?熱考命題突破命題篇新教材、新高考、新情境直線運動中的交通安全問題情境解讀“車禍猛于虎”,交通事故危害當事者的生命安全,造成財產(chǎn)損失。在此,我們倡議每個公民都應該文明行車、安全出行,堅決遵守國家法律,不亂鳴喇叭、不超載超速、不疲勞駕駛、不酒后駕駛,禮讓行人、遵守交通規(guī)則?？枷蚍治鲈诟呖贾袆蜃兯僦本€運動的規(guī)律很少單獨命題,常結合牛頓運動定律、平拋運動、圓周運動等綜合出題,常以生產(chǎn)生活中的情境,如汽車或高速列車的剎車與啟動、運動員的加速與減速等為背景進行考查,題目常以選擇題形式出現(xiàn),難度一般不大。案例探究例1(2022江蘇泰州檢測)某節(jié)日放假期間,全國高速公路免費通行,小轎車可以不停車通過收費站,但要求小轎車通過收費站窗口前s0=9m區(qū)間的速度不超過v0=6m/s。假設有甲、乙兩輛小轎車在收費站前平直公路上沿同一直線分別以v甲=20m/s和v乙=34m/s的速度勻速行駛,甲車在前,乙車在后。甲車司機發(fā)現(xiàn)正前方收費站,開始以大小為a甲=2m/s2的加速度勻減速剎車。(1)甲車司機需在離收費站窗口至少多遠處開始剎車才不違章?(2)若甲車司機經(jīng)剎車到達離收費站窗口前9m處的速度恰好為6m/s并以這一速度開始勻速通過收費站窗口,乙車司機在發(fā)現(xiàn)甲車剎車時經(jīng)t0=0.5s的反應時間后開始以大小為a乙=4m/s2的加速度勻減速剎車。為避免兩車相撞,且乙車在收費站窗口前9m區(qū)間不超速,則在甲車司機開始剎車時,甲、乙兩車至少相距多遠?答案

(1)100m

(2)66ms2=s0+s1=100

m,則甲車司機需在離收費站窗口至少100

m處開始剎車才不違章。(2)設經(jīng)時間t甲車與乙車速度相同,由運動學公式有v乙-a乙(t-t0)=v甲-a甲t,代入數(shù)據(jù)解得t=8

s相同速度v=v甲-a甲t=4

m/s<6

m/s因為甲車速度減至6

m/s后,

以這一速度勻速通過收費站窗口,所以為避免兩車相撞,兩車間的最小距離應按減速到6

m/s時計算,所以甲、乙的距離至少為s=s3-s1=157

m-91

m=66

m。角度拓展1(2022廣東汕頭質(zhì)檢)根據(jù)交通規(guī)則,汽車遇行人過斑馬線要停車禮讓。一輛小汽車在平直馬路上以v=36km/h的速度勻速行駛,當小汽車的車頭距停車線d=17.5m時,司機發(fā)現(xiàn)一行人正在通過斑馬線,司機緊急剎車,待停穩(wěn)時,車頭剛好在停車線上。設小汽車剎車過程中做勻減速直線運動,司機反應時間為0.50s。(1)求小汽車剎車的加速度大小。(2)之后小汽車以m/s2的加速度由靜止勻加速出發(fā),此時司機發(fā)現(xiàn)距車頭400m遠的下一個路口的綠燈顯示還有30s。若此路段限速60km/h,試通過計算分析該車車頭能否在綠燈熄滅前到達下一個路口。答案

(1)4m/s2

(2)能在綠燈熄滅前到達下一個路口解析

(1)根據(jù)題意有v=36

km/h=10

m/s小汽車勻減速的位移為s=d-vt0=17.5

m-0.5×10

m=12.5

m根據(jù)運動學公式有v2=2as代入數(shù)據(jù)解得a=4

m/s2。則運動的總時間為t=t1+t2=29

s<30

s,所以該車能在綠燈熄滅前到達下一個路口。命題篇經(jīng)典物理模型“板—塊”模型模型建構疊放在一起的滑塊—木板之間存在摩擦力,在其他外力作用下它們的加速度可能相同也可能不同,有的題目也可能沒有外加的拉力或推力。但無論是哪種情況,受力分析和運動過程分析都是解題的關鍵。三個基本關系

加速度關系如果滑塊與木板之間沒有發(fā)生相對運動,可以用“整體法”求出它們一起運動的加速度;如果滑塊與木板之間發(fā)生相對運動,應采用“隔離法”分別求出滑塊與木板運動的加速度。應注意找出滑塊與木板是否發(fā)生相對運動等隱含條件速度關系滑塊與木板之間發(fā)生相對運動時,明確滑塊與木板的速度關系,從而確定滑塊與木板受到的摩擦力。應注意當滑塊與木板的速度相同時,摩擦力可能會發(fā)生突變的情況位移關系滑塊與木板疊放在一起運動時,應仔細分析滑塊與木板的運動過程,明確滑塊與木板相對地面的位移和滑塊與木板之間的相對位移之間的關系考向分析“板—塊”模型在高考試題中經(jīng)常出現(xiàn),題型常以計算題形式出現(xiàn),有時也以選擇題形式出現(xiàn),題目難度一般中等偏上,這類題目有時還與動量、能量結合進行綜合考查。此外還應注意變形的“板—塊”模型,如小球在圓筒內(nèi)滑動問題,解決此類變形的“板—塊”模型,同樣需要受力分析求解兩個物體的加速度,結合豎直上拋和自由落體運動進行求解。答案

(1)0.4

0.1

(2)2s解析

(1)由題圖可知,當恒力F>25

N時,小滑塊與木板將出現(xiàn)相對滑動,此后小滑塊的加速度為a1=4

m/s2以小滑塊為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律得μ1m2g=m2a1代入數(shù)據(jù)解得μ1=0.4以木板為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律有F-μ1m2g-μ2(m2+m1)g=m1a2解得μ2=0.1。

(2)設小滑塊在木板上滑動時間為t時從木板上滑落,當水平恒力F=27.8

N時,小滑塊的加速度為a1=4

m/s2由題可知,x2-x1=L聯(lián)立以上各式解得t=2

s。答案

(1)1.52s

(2)49∶1解析

(1)設小物塊質(zhì)量為m,運動到B點時的速度為v0,解得v0=5

m/s假設小物塊在傳送帶上可以達到與傳送帶相同的速度大小,對小物塊在傳送帶上做勻加速直線運動的過程應用牛頓第二定律有μ1mg=ma1解得a1=2

m/s2由運動學公式有v2-=2a1s解得s=2.75

m<L假設成立,小物塊在傳送帶上先做勻加速直線運動,后做勻速直線運動小物塊沖上斜面后,根據(jù)牛頓第二定律有mgsin

θ+μ2mgcos

θ=ma2解得a2=12.5

m/s2所以小物塊最后會停在斜面上,故小物塊從滑上傳送帶到最終停止運動的總時間為t=t1+t2+t3=1.52

s。(2)當小物塊在傳送帶上一直做勻加速運動時,其滑至C端時的速度最大,設為v1聯(lián)立可得小物塊沿斜面上升的最大高度與最小高度之比為h1∶h2=49∶1。

解題篇大題突破(一)動力學規(guī)律在直線運動中的綜合應用典例示范(18分)(2022安徽合肥一模)如圖所示,小物塊A、B由跨過定滑輪的輕繩相連,A位于水平傳送帶的右端,B置于傾角為30°的光滑固定斜面上,輕繩分別與斜面、傳送帶平行,傳送帶始終以速度v0=2m/s逆時針勻速轉動,某時刻A從傳送帶右端通過細繩帶動B以相同初速率v1=5m/s運動,方向如圖所示,經(jīng)過一段時間A回到傳送帶的右端,已知A、B的質(zhì)量均為1kg,A與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.1,斜面、輕繩、傳送帶均足夠長,B不會碰到定滑輪,定滑輪的質(zhì)量與摩擦均不計,g取10m/s2,求:(1)A向左運動的總時間;(2)A回到傳送帶右端的速度大小;(3)上述過程中,A與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的總熱量。原生態(tài)樣卷剖析學生答卷及批閱展示

教師點評1.第(1)問中,必要的文字說明不完整,沒有指明所選的正方向,應當進行補充。技巧:列式前一定要選好正方向,然后根據(jù)所選方向列方程。2.①、②、③三個式子正確得分。3.該同學沒有分析出加速度大小發(fā)生變化,而是認為做加速度大小一直不變的減速運動。由于A的運動情況沒有分析清楚,造成解答錯誤。技巧:對于傳送帶問題,一定要把摩擦力分析清楚,當速度相等時,摩擦力發(fā)生突變。4.由于第(1)問的錯誤,造成第(2)、第(3)問的思維出現(xiàn)偏差,沒有把A物體運動的不同過程分析出來,導致錯誤。解題的基本思路,還算清晰,根據(jù)所列方程或公式,分步給分。

教師點評總評:該題滿分18分,該同學開始思路較清晰,中間由于摩擦力分析錯誤,造成錯解;該同學的優(yōu)點是做題過程較規(guī)范,物理字母符號應用較好;分步列式,分步得分,減少了失分,總分得到11分?！緷M分答卷】

(1)A向左減速運動的過程中,開始時A的速度大于傳送帶的速度,以A為研究對象