專題02_學(xué)生直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

1、 (1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用(2)運(yùn)動(dòng)圖象與勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用(3)運(yùn)動(dòng)圖象與牛頓第二定律的綜合應(yīng)用(4)動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題【命題趨勢】(1)單獨(dú)考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用以及牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用，題型一般為選擇題(2)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系大多結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、受力分析、運(yùn)動(dòng)過程分析綜合考查，題目一般為計(jì)算題；涉及的題目與實(shí)際密切聯(lián)系本專題的高頻考點(diǎn)主要集中在牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用，以及對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象的理解及應(yīng)用等幾個(gè)方面，難度適中，本專題知識(shí)常與電場、磁場、電磁感應(yīng)等知識(shí)結(jié)合，考查帶電體或?qū)w棒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，復(fù)習(xí)時(shí)要側(cè)重對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，以及各知識(shí)點(diǎn)間的

2、綜合分析。1必須精通的幾種方法 (1)圖象法分析物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 (2)整體法和隔離法分析連接體問題。 (3)逆向思維法處理勻減速直線運(yùn)動(dòng)。 (4)正交分解法在動(dòng)力學(xué)問題中的應(yīng)用。 (5)對(duì)稱法分析豎直上拋運(yùn)動(dòng)。 2必須明確的易錯(cuò)易混點(diǎn)(1)處理剎車類問題時(shí)要注意在給定的時(shí)間內(nèi)車是否已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng)。(2)物體沿斜面上沖時(shí)，從最高點(diǎn)返回時(shí)的加速度與上沖時(shí)的加速度不一定相同。(3)處理追及相遇問題時(shí)，若被追趕的物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，一定要注意追上前該物體是否已停止運(yùn)動(dòng)。(4)注意區(qū)分a、v、eq f(v,t)三個(gè)物理量。 (5)由圖象得到的加速度方向與應(yīng)用牛頓第二定律列式時(shí)所取的正方向應(yīng)保持一致。(

3、6)超重或失重的物體加速度方向不一定沿豎直方向。(7)加速度“突然”變化時(shí)，繩、桿產(chǎn)生的彈力可能跟著“突變”，而彈簧、橡皮筋產(chǎn)生的彈力不會(huì)“突變”。 3.求解追及相遇問題的基本思路 4要抓住一個(gè)條件，兩個(gè)關(guān)系 (1)一個(gè)條件：即兩者速度相等，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，也是分析判斷的切入點(diǎn)。 (2)兩個(gè)關(guān)系：即時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系。通過畫草圖找出兩物體的位移關(guān)系是解題的突破口。 考點(diǎn)1、運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用(1)高考中關(guān)于動(dòng)力學(xué)問題的圖象主要有xt圖象、vt圖象、at圖象、Ft圖象等(2)在vt圖象中：“點(diǎn)”的意義：圖象上的任一點(diǎn)表示對(duì)應(yīng)時(shí)刻物體的速度“線”的意義：任一段線段

4、在v軸上的投影長表示在對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)物體速度的變化量“斜率”的意義：“斜率”表示物體的加速度“面積”的意義：圖象與坐標(biāo)軸圍成的“面積”表示物體在對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的位移“截距”的意義：縱軸截距表示物體出發(fā)時(shí)的速度，橫軸截距表示物體出發(fā)時(shí)距計(jì)時(shí)起點(diǎn)的時(shí)間間隔或速度為零的時(shí)刻【例1】 (2013四川卷，6)甲、乙兩物體在t0時(shí)刻經(jīng)過同一位置沿x軸運(yùn)動(dòng)，其vt圖象如圖123所示，則()A甲、乙在t0到t1 s之間沿同一方向運(yùn)動(dòng)B乙在t0到t7 s之間的位移為零C甲在t0到t4 s之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D甲、乙在t6 s時(shí)的加速度方向相同【特別提醒】1求有關(guān)圖象問題的思路(1)首先弄清圖象縱、橫坐標(biāo)的含義(位移

5、、速度、加速度等)(2)利用圖象分析動(dòng)力學(xué)問題時(shí)，關(guān)鍵要將題目中的物理情境與圖象結(jié)合起來分析，利用物理規(guī)律或公式求解或作出判斷(3)弄清圖象中斜率、截距、交點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、面積等的物理意義，從而充分利用圖象提供的信息來解決問題2從vt圖象中可讀取的四個(gè)運(yùn)動(dòng)量(1)運(yùn)動(dòng)速度：從速度軸上直接讀出，正負(fù)表示運(yùn)動(dòng)方向(2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間：從時(shí)間軸上直接讀出時(shí)刻，取差得到運(yùn)動(dòng)時(shí)間(3)運(yùn)動(dòng)加速度：由圖線的斜率得到加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正負(fù)反映了加速度的方向(4)運(yùn)動(dòng)的位移：由圖線與時(shí)間軸圍成的面積得到位移，圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移的大小，時(shí)間軸以上的面積表示與規(guī)定的正方向相同，時(shí)間軸以下

6、的面積表示與規(guī)定的正方向相反【變式探究】 物體A、B的xt圖象如圖124 所示，由圖可知()圖124A從第3 s起，兩物體運(yùn)動(dòng)方向相同，且vAvBB兩物體由同一位置開始運(yùn)動(dòng)，但物體A比B遲3 s才開始運(yùn)勸C在5 s內(nèi)兩物體的位移相同，5 s末A、B相遇D5 s內(nèi)A、B的平均速度相等考點(diǎn)2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用【例2】做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在第一個(gè)7 s內(nèi)的平均速度比它在第一個(gè)3 s內(nèi)的平均速度大6 m/s，則質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為()A1 m/s2 B1.5 m/s2 C3 m/s2 D4 m/s2考點(diǎn)3、運(yùn)動(dòng)圖象與牛頓第二定律的綜合應(yīng)用【例3】 (2013新課標(biāo)全國卷，25)一長木板在水平地

7、面上運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖127所示已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且物塊始終在木板上取重力加速度的大小g10 m/s2，求： (1)物塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)從t0時(shí)刻到物塊與木板均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊相對(duì)于木板的位移的大小【變式探究】 如圖129甲所示，在傾角為30的足夠長的光滑斜面上，有一質(zhì)量m0.8 kg的物體受到平行斜面向上的力F作用，其大小F隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，t0時(shí)刻物體速度為零，重力加速度g10 m/s2，下列說法中正確的

8、是()A01 s時(shí)間內(nèi)物體的加速度最大B第2 s末物體的速度為零C23 s時(shí)間內(nèi)物體向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D第3 s末物體回到了原來的出發(fā)點(diǎn)考點(diǎn)4、動(dòng)力學(xué)兩類問題【例4】 如圖1210所示，在高為5 m，傾角為11.5的斜坡頂端A點(diǎn)，有一質(zhì)量為2 t的小轎車從靜止開始向下行駛，到達(dá)底端B點(diǎn)時(shí)進(jìn)入水平路面發(fā)動(dòng)機(jī)在斜坡上產(chǎn)生的牽引力為2103 N，在水平地面上調(diào)節(jié)油門后，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力為1.4104 N，設(shè)該車在斜坡及水平地面上行駛時(shí)所受阻力分別為壓力的0.1和0.2.已知sin 11.5eq f(1,5)，cos 11.5eq f(49,50)，g10 m/s2.求： (1)該車行駛至斜坡底端

9、時(shí)的速度及時(shí)間；(2)該車在水平路面上行駛至經(jīng)濟(jì)時(shí)速(最省油的行駛速度)90 km/h的時(shí)間能力提升圖象法：用圖象來描述兩個(gè)物理量之間的關(guān)系是物理學(xué)中常用的方法利用圖象法分析解答問題直觀、簡捷對(duì)于物理學(xué)中兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，圖象除了能直接表明其變化特點(diǎn)，提供直觀、清晰的物理圖景外，圖象與橫軸所圍的面積還可以表示第三個(gè)物理量(這個(gè)物理量一定是由圖象中的兩物理量的乘積所確定)，如速度時(shí)間圖象與橫軸所圍的面積為物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移等，充分利用圖象帶來的信息，也是求解物理題的一種有效的方法反過來，充分利用圖象的功能來解讀題設(shè)條件中的物理情景，尋找物理量之間的關(guān)系的方法，無論是在學(xué)習(xí)還是現(xiàn)代科研中均

10、被廣泛應(yīng)用要運(yùn)用圖象正確地分析、解答物理問題，應(yīng)對(duì)物理圖象做到“三會(huì)”：會(huì)看、會(huì)用、會(huì)畫1會(huì)看解題關(guān)鍵能由坐標(biāo)系的縱軸和橫軸所代表的物理量，結(jié)合圖象，認(rèn)識(shí)圖象所表達(dá)的物理意義2.會(huì)用解題關(guān)鍵根據(jù)圖象寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系式，對(duì)照題目的有關(guān)的物理規(guī)律，闡述有關(guān)的物理問題根據(jù)物理原理(公式)推導(dǎo)出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合圖象明確圖象斜率、截距、“面積”的意義，從而由圖象所給信息求出未知量3.會(huì)畫解題關(guān)鍵根據(jù)題中所給條件，明確物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及物理量之間存在的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系，畫圖時(shí)需根據(jù)物體在不同階段的運(yùn)動(dòng)情況，通過定量計(jì)算分階段、分區(qū)間逐一描圖【例1】 要求摩托車由靜止開始在盡量短的時(shí)間內(nèi)

11、走完一段直道，然后駛?cè)胍欢伟雸A形的彎道，但在彎道上行駛時(shí)車速不能太快，以免因離心作用而偏出車道求摩托車在直道上行駛所用的最短時(shí)間有關(guān)數(shù)據(jù)見表格.啟動(dòng)加速度a14 m/s2制動(dòng)加速度a28 m/s2直道最大速度v140 m/s彎道最大速度v220 m/s直道長度s218 m某同學(xué)是這樣解的：要使摩托車所用時(shí)間最短，應(yīng)先由靜止加速到最大速度v140 m/s，然后再減速到v220 m/s.t1eq f(v1,a1)，t2eq f(v1v2,a2)，tt1t2你認(rèn)為這位同學(xué)的解法是否合理？若合理，請(qǐng)完成計(jì)算；若不合理，請(qǐng)說明理由，并用你自己的方法算出正確結(jié)果【變式探究】 (2013新課標(biāo)全國卷，19)

12、如圖1212，直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位移時(shí)間(xt)圖線，由圖可知()A在時(shí)刻t1，a車追上b車B在時(shí)刻t2，a、b兩車運(yùn)動(dòng)方向相反C在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，b車的速率先減少后增加D在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，b車的速率一直比a車的大高考預(yù)測1(2013廣東卷，13)某航母跑道長200 m，飛機(jī)在航母上滑行的最大加速度為6 m/s2，起飛需要的最低速度為50 m/s.那么，飛機(jī)在滑行前，需要借助彈射系統(tǒng)獲得的最小初速度為()A5 m/s B10 m/s C15 m/s D20 m/s2如圖1213所示為某質(zhì)點(diǎn)的vt圖象，向右為運(yùn)動(dòng)的正方向，關(guān)于這個(gè)質(zhì)點(diǎn)在4 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情

13、況，下列說法中正確的是()A02 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，24 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)B2 s末質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)C24 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度為1 m/sD4 s末質(zhì)點(diǎn)位于出發(fā)點(diǎn)右側(cè)3(2013重慶卷，4)圖1214為伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的示意圖，讓小球由傾角為的光滑斜面滑下，然后在不同的角條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，最后推理出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng)分析該實(shí)驗(yàn)可知，小球?qū)π泵娴膲毫?、小球運(yùn)動(dòng)的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨變化的圖象分別對(duì)應(yīng)圖1215中的()A、和 B、和C、和 D、和4某實(shí)驗(yàn)小組為了測量兩種紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，他先將一張紙貼在一平板上，另一張紙貼在另一木塊下表面，并在木

14、塊上裝如圖1216a所示的支架ABC，其中BC與木塊下表面平行，支架上固定一個(gè)量角器，在量角器圓心處固定一根細(xì)線，線下系一小球現(xiàn)將平板傾斜放置，如圖b所示，將木塊支架放在平板上，讓其加速下滑，穩(wěn)定時(shí)小球連線與OB的夾角為，則兩紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()Asin Bcos Ctan Dcot 5一輛汽車正以v030 m/s的速度在平直路面上行駛，駕駛員突然發(fā)現(xiàn)正前方約50 m處有一個(gè)障礙物，立即以大小為8 m/s2的加速度剎車甲、乙、丙、丁四位同學(xué)根據(jù)已知條件進(jìn)行了有關(guān)問題的討論你認(rèn)為下列說法正確的是()A甲同學(xué)認(rèn)為汽車經(jīng)過2 s已撞上障礙物，理由是在2 s時(shí)間內(nèi)汽車通過的位移xv0teq f(1

15、,2)at2302 meq f(1,2)84 m76 m50 mB乙同學(xué)也認(rèn)為經(jīng)過2 s汽車已撞上障礙物，理由是在2 s時(shí)間內(nèi)汽車通過的位移xeq f(v2voal(2,0),2a)eq f(0302,28) m56.25 m50 mC丙同學(xué)認(rèn)為汽車經(jīng)過2 s不會(huì)撞上障礙物D丁同學(xué)認(rèn)為條件不足，無法判斷6(2013安徽卷，14)如圖1217所示，細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為的光滑斜面體頂端，細(xì)線與斜面平行在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力FN分別為(重力加速度為g)()ATm(gsin acos )F

16、Nm(gcos asin)BTm(gcos asin )FNm(gsinacos )CTm(acos gsin )FNm(gcos asin )DTm(asin gcos )FNm(gsin acos )7(2013浙江卷，17)如圖1218所示，水平木板上有質(zhì)量m1.0 kg的物塊，受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F的作用，用力傳感器測出相應(yīng)時(shí)刻物塊所受摩擦力Ff的大小取重力加速度g10 m/s2，下列判斷正確的是()A5 s內(nèi)拉力對(duì)物塊做功為零B4 s末物塊所受合力大小為4.0 NC物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4D6 s9 s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0 m/s28(2013大綱卷，19)將甲

17、、乙兩小球先后以同樣的速度在距地面不同高度處豎直向上拋出，拋出時(shí)間相隔2 s，它們運(yùn)動(dòng)的vt圖象分別如直線甲、乙所示則()At2 s時(shí)，兩球高度相差一定為40 mBt4 s時(shí)，兩球相對(duì)于各自拋出點(diǎn)的位移相等C兩球從拋出至落到地面所用的時(shí)間間隔相等D甲球從拋出至達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)間間隔與乙球的相等9靜止在光滑水平面上的物體，在如圖1220所示的水平力F作用下朝某一方向運(yùn)動(dòng)，且圖中有t1t0，t22t0，t33t0，則與Ft圖象相對(duì)應(yīng)的vt圖象和at圖象分別是()10(2013浙江卷，19)如圖1221所示，總質(zhì)量為460 kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時(shí)的加速度為0.5 m/s2，當(dāng)熱氣球上升到

18、180 m時(shí)，以5 m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g10 m/s2.關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是()A所受浮力大小為4 830 NB加速上升過程中所受空氣阻力保持不變C從地面開始上升10 s后的速度大小為5 m/sD以5 m/s勻速上升時(shí)所受空氣阻力大小為230 N11(2013四川卷，9)近來，我國多個(gè)城市開始重點(diǎn)治理“中國式過馬路”行為每年全國由于行人不遵守交通規(guī)則而引發(fā)的交通事故上萬起，死亡上千人只有科學(xué)設(shè)置交通管制，人人遵守交通規(guī)則，才能保證行人的生命安全如圖1222乙所示，停車線AB與前方斑馬線邊界CD間的距離為23 m質(zhì)量8 t、車長7 m的卡車以54 km/h的速度向北勻速行駛，當(dāng)車前端剛駛過停車線AB，該車前方的機(jī)動(dòng)車交通信號(hào)燈由綠燈變黃燈 (1)若此時(shí)前方C處人行橫道路邊等待的行人就搶先過馬路，卡車司機(jī)發(fā)現(xiàn)行人，立即制動(dòng)，卡車受到的阻力為3104 N求卡車的制動(dòng)距離；(2)若人人遵守