重難點(diǎn)02 力與直線運(yùn)動(dòng)（學(xué)生版）-高考物理專練(新高考專用)

高考物理【熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)】專練(新高考專用)重難點(diǎn)02力與直線運(yùn)動(dòng)【知識(shí)梳理】考點(diǎn)一追及、相遇問題1．分析追及問題的方法技巧可概括為“一個(gè)臨界條件”、“兩個(gè)等量關(guān)系”．(1)一個(gè)臨界條件：速度相等．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，也是分析判斷問題的切入點(diǎn)；(2)兩個(gè)等量關(guān)系：時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系，通過畫草圖找出兩物體的時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系是解題的突破口．2．能否追上的判斷方法物體B追趕物體A：開始時(shí)，兩個(gè)物體相距x0.若vA＝vB時(shí)，xA＋x0<xB，則能追上；若vA＝vB時(shí)，xA＋x0＝xB，則恰好不相撞；若vA＝vB時(shí)，xA＋x0>xB，則不能追上．3．若被追趕的物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，一定要注意判斷追上前該物體是否已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng)．4．解題思路和方法及技巧(1)解題思路和方法(2)解題技巧①緊抓“一圖三式”，即：過程示意圖，時(shí)間關(guān)系式、速度關(guān)系式和位移關(guān)系式．②審題應(yīng)抓住題目中的關(guān)鍵字眼，充分挖掘題目中的隱含條件，如“剛好”、“恰好”、“最多”、“至少”等，它們往往對(duì)應(yīng)一個(gè)臨界狀態(tài)，滿足相應(yīng)的臨界條件．特別提醒：(1)在分析追及與相遇問題時(shí)，可用以下方法：①臨界條件法：當(dāng)二者速度相等時(shí)，二者相距最遠(yuǎn)(最近)．②圖象法：畫出x－t圖象或v－t圖象，然后利用圖象進(jìn)行分析求解．③數(shù)學(xué)判別式法：設(shè)相遇時(shí)間為t，根據(jù)條件列方程，得到關(guān)于t的一元二次方程，用判別式進(jìn)行討論，若Δ>0，即有兩個(gè)解，說明可以相遇兩次；若Δ＝0，說明剛好追上或相遇；若Δ<0，說明追不上或不能相遇．(2)在追及問題中，若后者能追上前者，則追上時(shí)，兩者處于同一位置，后者的速度一定大于前者的速度；若后者追不上前者，則當(dāng)后者的速度與前者相等時(shí)，兩者相距最近．(3)在相遇問題中，同向運(yùn)動(dòng)的兩物體追及即相遇；相向運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時(shí)兩物體之間的距離時(shí)即相遇．考點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)兩類基本問題1.求解兩類問題的思路，可用下面的框圖來表示：2.分析解決這兩類問題的關(guān)鍵：應(yīng)抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間聯(lián)系的橋梁——加速度．3.解答動(dòng)力學(xué)兩類問題的基本程序(1)明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過程的特點(diǎn)，如果是比較復(fù)雜的問題，應(yīng)該明確整個(gè)物理現(xiàn)象是由哪幾個(gè)物理過程組成的，找出相鄰過程的聯(lián)系點(diǎn)，再分別研究每一個(gè)物理過程．(2)根據(jù)問題的要求和計(jì)算方法，確定研究對(duì)象，進(jìn)行分析，并畫出示意圖，圖中應(yīng)注明力、速度、加速度的符號(hào)和方向，對(duì)每一個(gè)力都明確其施力物體和受力物體，以免分析受力時(shí)有所遺漏或無中生有．(3)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，通常先用表示相應(yīng)物理量的符號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，解出所求物理量的表達(dá)式，然后將已知物理量的數(shù)值及單位代入，通過運(yùn)算求結(jié)果．【重點(diǎn)歸納】1．用整體法、隔離法巧解動(dòng)力學(xué)問題(1)整體法、隔離法當(dāng)問題涉及幾個(gè)物體時(shí)，我們常常將這幾個(gè)物體“隔離”開來，對(duì)它們分別進(jìn)行受力分析，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)用牛頓第二定律或平衡條件列式求解．特別是問題涉及物體間的相互作用時(shí)，隔離法是一種有效的解題方法．而將相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體看成一個(gè)整體(系統(tǒng))作為研究對(duì)象，去尋找未知量與已知量之間的關(guān)系的方法稱為整體法．(2)選用整體法和隔離法的策略①當(dāng)各物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同時(shí)，宜選用整體法；當(dāng)各物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同時(shí)，宜選用隔離法；②對(duì)較復(fù)雜的問題，通常需要多次選取研究對(duì)象，交替應(yīng)用整體法與隔離法才能求解．(3)整體法與隔離法常涉及的問題類型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：這類問題一般是連接體(系統(tǒng))各物體保持相對(duì)靜止，即具有相同的加速度．解題時(shí)，一般采用先整體、后隔離的方法；建立直角坐標(biāo)系時(shí)也要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正交分解加速度．③斜面體與物體組成的連接體的問題：當(dāng)物體具有沿斜面方向的加速度，而斜面體相對(duì)于地面靜止時(shí)，解題時(shí)一般采用隔離法分析．(4)解決這類問題的關(guān)鍵正確地選取研究對(duì)象是解題的首要環(huán)節(jié)，弄清各物體之間哪些屬于連接體，哪些物體應(yīng)該單獨(dú)分析，并分別確定出它們的加速度，然后根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解．2．用分解加速度法巧解動(dòng)力學(xué)問題因牛頓第二定律中F＝ma指出力和加速度永遠(yuǎn)存在瞬間對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以在用牛頓第二定律求解動(dòng)力學(xué)問題時(shí)，有時(shí)不去分解力，而是分解加速度，尤其是當(dāng)存在斜面體這一物理模型且斜面體又處于加速狀態(tài)時(shí)，往往此方法能起到事半功倍的效果．【限時(shí)檢測】(建議用時(shí)：30分鐘)一、單項(xiàng)選擇題：本題共4小題。1．如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，bd為圓周的一條直徑。每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個(gè)滑環(huán)環(huán)分別從a、b、c處靜止釋放，用t1、t2、t3依次表示滑環(huán)到達(dá)d所用的時(shí)間，則()A．t1<t2<t3 B．t1>t2>t3C．t3>t1>t2 D．t1=t2=t32．如圖甲所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量為1kg的物塊在水平向右的外力F的作用下做直線運(yùn)動(dòng)，3s后撤去外力，物塊運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是()A．5s末物塊返回出發(fā)點(diǎn)B．0~5s內(nèi)，物塊經(jīng)過的路程是16mC．物塊在0~1s內(nèi)和3s~5s內(nèi)的平均速度大小相等D．物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.53．古希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)是“體積相等的兩個(gè)物體，較重的下落得較快”，他甚至說，物體下落的快慢與它們的重力成正比。直到16世紀(jì)末，伽利略才發(fā)現(xiàn)了這一理論在邏輯上的矛盾，并采用“沖淡”重力的方法研究了自由落體運(yùn)動(dòng)。圖是他所做的銅球沿斜面運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的示意圖。伽利略讓銅球沿阻力很小的斜面從不同位置由靜止?jié)L下，他手稿中記錄的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，伽利略對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析得出了結(jié)論。伽利略得出的結(jié)論是()時(shí)間t/s12345678距離s/mm32130298526824119216002104A．斜面上物體運(yùn)動(dòng)的速度大小與時(shí)間成正比，即v＝kt(k恒定)B．斜面上物體在相鄰相等時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移差恒定，即Δx＝k(k恒定)C．斜面上物體運(yùn)動(dòng)的速度的平方與位移大小成正比，即v2＝kx(k恒定)D．斜面上物體運(yùn)動(dòng)的位移大小與時(shí)間的平方成正比，即x＝kt2(k恒定)4．歐洲太空總署火星登陸器“斯基亞帕雷利”于2016年10月19日墜毀在火星表面，最新分析認(rèn)為是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)導(dǎo)致登陸器計(jì)算機(jī)提早釋放了降落傘，而減速用的推進(jìn)器只點(diǎn)火幾秒鐘就終止，當(dāng)時(shí)登陸器位于火星表面上方3.7km處。錯(cuò)誤雖只持續(xù)了1s，但足以破壞登陸器的導(dǎo)航系統(tǒng)。如圖所示是火星登陸器離火星表面的高度隨時(shí)間變化的圖象，下列說法錯(cuò)誤的是()A．0~t1階段的速度先增大后減小B．在t2~t3階段處于超重狀態(tài)C．在t1~t2階段一定是靜止的D．在t3~t4階段做加速運(yùn)動(dòng)二、多項(xiàng)選擇題：本題共2小題。5．2017年4月23日，青島快樂運(yùn)動(dòng)秀之遙控車漂移激情挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)賽中若a、b兩個(gè)遙控車同時(shí)同地向同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，它們的v-t圖象如圖所示，則下列說法正確的是()A．b車啟動(dòng)時(shí)，a車在其前方2m處B．運(yùn)動(dòng)過程中，b車落后a車的最大距離為4mC．b車啟動(dòng)3s后正好追上a車D．b車超過a車后，兩車不會(huì)再相遇6．如圖(a)，物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連，細(xì)繩水平。t=0時(shí)，木板開始受到水平外力F的作用，在t=4s時(shí)撤去外力。細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示，木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖(c)所示。木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出()A．木板的質(zhì)量為1kgB．0~2s內(nèi)，細(xì)繩對(duì)物塊拉力f的沖量大小為0.25N?sC．2s~4s內(nèi)，力F的沖量大小為0.4N?sD．4s末，木板的動(dòng)量大小為0.8kgm/s三、解答題：本題共2小題。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。7．汽車的“百公里加速時(shí)間”指的是速度從O加速到100km/h所用的時(shí)間，該指標(biāo)是對(duì)汽車動(dòng)力性能的最直觀的體現(xiàn)，下圖是利用超聲波測速儀測量T某型號(hào)小汽車的百公里加速時(shí)間的示意圖。A為運(yùn)動(dòng)的小汽車，固定不動(dòng)的超聲波測速儀B向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到汽車就立即返回來，超聲波測速儀收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。在一次測試中，小汽車A與測速儀B相距，某時(shí)刻B發(fā)出超聲波，同時(shí)A由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B接收到反射回來的超聲波信號(hào)時(shí)，A、B相距，已知聲速。求：(1)小汽車A的加速度大??；(2)小汽車A的百公里加速時(shí)間