2019版高考物理二轮复习专题一力与运动第2讲匀变速直线运动规律及牛顿运动定律学案.docx

第2讲匀变速直线运动规律及牛顿运动定律做真题明考向真题体验透视命题规律授课提示：对应学生用书第7页真题再做1(2016高考全国卷，T16)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍该质点的加速度为()A.B.C.D.解析：动能变为原来的9倍，则物体的速度变为原来的3倍，即v3v0，由s(v0v)t和a得a，故A对答案：A2(多选)(2018高考全国卷，T19)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度时间图象分别如图中甲、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解析：0t1时间内，v乙v甲，t1t2时间内，v甲v乙，t2时刻相遇，但0t1时间内两者的位移差小于t1t2时间内两者的位移差，则t1时刻甲在乙的后面，A错，B对由图象的斜率知，甲、乙两车的加速度均先减小后增大，C错，D对答案：BD3(多选)(2016高考全国卷，T19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关若它们下落相同的距离，则()A甲球用的时间比乙球长B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功解析：设小球在下落过程中所受阻力F阻kR，k为常数，R为小球半径，由牛顿第二定律可知mgF阻ma，由mVR3知R3gkRR3a，即ag，故知R越大，a越大，即下落过程中a甲a乙，选项C错误；下落相同的距离，由hat2知，a越大，t越小，选项A错误；由2ahv2v知，v00，a越大，v越大，选项B正确；由W阻F阻h知，甲球克服阻力做的功更大一些，选项D正确答案：BD4(多选)(2015高考全国卷，T20)如图(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt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解析：由vt图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得mgsinmgcosma，即gsingcos.同理向下滑行时gsingcos，两式联立得sin，可见能计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦因数，选项A、C正确；物块滑上斜面时的初速度v0已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为0，那么平均速度为，所以沿斜面向上滑行的最远距离为xt1，根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为xsint1，选项D正确；仅根据vt图象无法求出物块的质量，选项B错误答案：ACD5.(2017高考全国卷，T24)为提高冰球运动员的加速能力，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解析：(1)设冰球的质量为m，冰球与冰面之间的动摩擦因数为，由动能定理得mgs0mvmv解得(2)冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到达小旗处的运动员的加速度最小设这种情况下，冰球和运动员的加速度大小分别为a1和a2，所用的时间为t，由运动学公式得vv2a1s0v0v1a1ts1a2t2联立式得a2答案：(1)(2)考情分析命题特点与趋势怎么考1近几年高考对本讲的考查比较全面，题型以选择题、较为综合的计算题为主匀变速直线运动的规律、运动学图象问题、牛顿运动定律的应用是命题的热点2借助“传送带”“平板车”“滑块木板”模型，综合考查牛顿运动定律、受力分析、运动过程分析的计算题，会成为高考中的压轴性题目3以“机车运动”“追及相遇”为背景的实际问题也会成为高考命题的热点，应引起足够重视解题要领怎么做1解答运动学公式与牛顿第二定律综合应用的问题，需要注意两个关键点(1)两分析物体受力情况分析，同时画出受力示意图；物体运动规律分析，同时画出运动情境图(2)两个桥梁加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程相互联系的桥梁2解决图象类问题要紧紧抓住两个方面(1)要清楚xt、vt图象的特点及区别；(2)要将物体的运动图象转化为物体的运动模型建体系记要点知识串联熟记核心要点授课提示：对应学生用书第8页网络构建要点熟记1匀变速直线运动的规律(1)速度公式：vv0at.(2)位移公式：xv0tat2.(3)速度和位移的关系式：v2v2ax.(4)中间时刻的瞬时速度：.(5)任意两个连续相等的时间T内的位移之差是一个恒量，即xxn1xnaT2.2对运动图象的认识，应注意以下三点(1)匀速直线运动的vt图象的斜率为零，表示加速度为零；(2)无论是xt图象还是vt图象都只能描述直线运动；(3)xt图象和vt图象不表示物体运动的轨迹3牛顿第二定律表达式：Fma或Fxmax、Fymay，且加速度的方向与合外力方向一致4超重和失重：物体加速度方向向上或有向上的分量为超重状态，加速度方向向下或有向下的分量为失重状态研考向提能力考向研析掌握应试技能授课提示：对应学生用书第8页考向一匀变速直线运动规律的应用1求解匀变速直线运动问题的一般思路2若涉及追及、相遇或避免碰撞等问题，解题的关键是画出运动过程示意图；找出时间关系、速度关系、位移关系并列出方程1一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以T为时间间隔，在第三个T时间内位移是3m，第三个T时间末的瞬时速度为3m/s，则()A物体的加速度是1m/s2B第一个T时间末的瞬时速度为0.6m/sC时间间隔T1sD物体在第1个T时间内的位移为0.6m解析：初速度为零的匀加速直线运动，连续相等时间内通过的位移之比为135，据此判断第一个T时间内的位移x13m0.6m，选项D正确；第二个T时间内的位移x23m1.8m，由v02a(x1x2x3)得am/s2，选项A错误；由xaT2得x2x1aT2，解得Ts，选项C错误；第一个T时间末的瞬时速度v1aT1m/s，选项B错误答案：D2我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间一辆汽车以20m/s的速度驶向高速收费口，到达自动收费装置前开始做匀减速直线运动，经4 s的时间速度减为5 m/s且收费完成，司机立即加速，加速度大小为2.5m/s2.假设汽车可视为质点，则下列说法正确的是()A汽车开始减速时距离自动收费装置110mB汽车加速4s后速度恢复到20m/sC汽车从开始减速到速度恢复到20m/s通过的总路程为125mD汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为4s解析：汽车减速时的加速度为a1m/s23.75 m/s2，这段时间内的位移xv0t1a1t(2043.7542)m50m，A错误；汽车恢复到20m/s所用的时间t2s6s，B错误；汽车加速的位移x275m，则汽车通过的总位移xx1x2125m，C正确；汽车通过自动收费装置耽误的时间应为实际的时间与汽车匀速通过该段的时间差，汽车匀速通过这段距离所用的时间t6.25s，因此汽车耽误的时间tt1t2t3.75s，D错误答案：C3某地出现雾霾天气，能见度只有200m，即看不到200m以外的情况，A、B两辆汽车沿同一公路同向行驶，A车在前，速度vA10m/s，B车在后，速度vB30 m/s，B车在距A车x200m处才发现前方的A车，这时B车立即以最大加速度a0.8m/s2刹车(1)通过计算说明两车会不会相撞；(2)若两车不会相撞，求它们之间的最小距离若两车会相撞，则B车在减速的同时开始按喇叭，t110s后，A车发现后，立即加速前进，则A车的加速度至少为多大时才能避免与B车相撞？解析：(1)设经过时间t两车速度相等，根据vAvBat，解得t25s，xBvBtat2500mxAvAt250m速度相等时两车的距离x0xAxxB50m0，故两车在速度相等前就已经相撞了(2)由(1)可知两车会相撞如图所示，B车减速10s后，B车的速度vB1vBat122m/s此时两车的距离xvAt1200m(vBt1at)1010m200m(30100.8100)m40m设A车至少以大小为a的加速度加速t时间后，两车刚好不相撞，此时两车的速度相等，有vB1atvAat，vAtat2xvB1tat2由以上两式消去a和t的乘积at，求出ts，进而解得a1m/s2.答案：(1)见解析(2)1m/s2分析追及问题的方法技巧(1)一个临界条件：速度相等，它往往是能否追上、物体间距离最大或最小的临界条件，也是分析判断问题的切入点，如第3题中首先确定速度相等时的时间(2)两个关系：时间关系和位移关系，通过画草图找出两物体运动的时间关系和位移关系是解题的突破口，如第3题画出过程图，各种关系呈现更清晰、直观(3)能否追上的判断方法：物体B追赶物体A，开始时，两个物体相距x0.若vAvB时，xAx0xB，则不能追上特别注意：若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意判断追上前该物体是否已经停止运动考向二运动学图象问题典例展示1(多选)(2018高考全国卷)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，两车速度相等思路探究(1)xt图象的物理意义及其图线斜率、交点等表示的物理意义是什么？(2)图象中的直线和曲线表示物体怎样的运动特点？解析xt图象的斜率表示两车速度，则可知t1时刻乙车速度大于甲车速度，A错；由两图线的纵截距知，出发时甲在乙前面，t1时刻图线相交表示两车相遇，可得0到t1时间内乙车比甲车多走了一段距离，B错；t1和t2两图线相交，表明两车均在同一位置，从t1到t2时间内，两车走过的路程相等，C对；在t1到t2时间内，两图线有斜率相等的一个时刻，即该时刻两车速度相等，D对答案CD图象问题做好“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(vt、xt、at)还是动力学图象(Fa、Ft、Fx)(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，如例题中甲车的位移时间图线是曲线表明甲车做速度增大的变速直线运动(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，如例题中两交点表示两车位置相同4.(多选)甲、乙两质点从同一位置出发，沿同一直线运动，它们的vt图象如图所示对这两质点在03s内运动的描述，下列说法正确的是()At2s时，甲、乙两质点相遇B在甲、乙两质点相遇前，ts时，甲、乙两质点相距最远C甲质点的加速度比乙质点的加速度小Dt3s时，乙质点在甲质点的前面解析：由题图可知，甲的加速度a甲m/s2，乙的加速度a乙0.5 m/s2，加速度是矢量，其正负只表示方向，不表示大小，C错误；由图象可得ts时，两者速度相等，甲、乙两质点的距离为甲、乙两质点相遇前的最大值，故B正确；t2s时，甲的位移x甲(2)2mm，乙的位移x乙(12)2m3m，这时乙已在甲前，A错误；t2s之后乙的速度一直大于甲的速度，乙在甲前，D正确答案：BD5(多选)(2018湖北部分重点中学第二次联考)一质点沿一直线运动，以运动起点作为位移参考点并开始计时，设在时间t内所发生的位移为x，其t图象如图所示，则由图可知()A质点的初速度为1m/sB质点的初速度为0.5m/sC质点的加速度为2m/s2D质点的加速度为4m/s2解析：由匀变速直线运动位移公式xv0tat2可得v0at.由此可知，t图象的纵截距代表初速度，斜率表示加速度的.由纵截距和斜率可知，质点的初速度为1m/s，加速度为4 m/s2.故本题选A、D.答案：AD6(多选)如图甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静止开始沿杆向上运动已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则以下说法正确的是()A小环的质量是1kgB细杆与地面间的夹角为30C前1s内小环的加速度大小为5m/s2D前3s内小环沿杆上升的位移为1.25m解析：设细杆与地面间的夹角为，由vt图象可知01s内小环的加速度为a0.5m/s2，因此选项C错误；拉力为F15N时，由牛顿第二定律得F1mgsinma,1s后小环做匀速直线运动，此时的拉力为F24.5N，根据力的平衡有F2mgsin，联立解得m1kg，sin，因此选项A正确，B错误；根据题图乙可知，前1s内小环沿杆上升的位移为x11m0.25m，之后2s内做匀速直线运动，位移为x20.52m1.0m，所以前3s内小环沿杆上升的位移为xx1x21.25m，选项D正确答案：AD考向三动力学中的连接体问题典例展示2(多选)(2018湖北黄冈高三调研)如图所示，水平面上有一质量为2m的物体A，左端用跨过定滑轮的细线连接着物体B，物体B、C的质量均为m，用轻弹簧相连放置在倾角为的斜面上，不计一切摩擦开始时，物体A受到水平向右的恒力F的作用而保持静止，已知重力加速度为g.下列说法正确的是()A在细线被烧断的瞬间，A的加速度大小为gsinB在细线被烧断的瞬间，B的加速度大小为2gsinC剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为gsinD突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为gsin思路探究(1)细线烧断前A、B、C三个物体分别受哪些力？(2)细线被烧断瞬间，细线和弹簧上力的变化有什么特点？解析细线被烧断前，将B、C及弹簧作为整体，由平衡条件得细线的拉力F12mgsin，对A，由平衡条件得拉力FF12mgsin.在细线被烧断瞬间，对A，由牛顿第二定律得F2maA，解得aAgsin，选项A正确；在细线被烧断瞬间，弹簧的弹力不变，B所受的合力与细线的拉力大小相等，方向相反，由牛顿第二定律得F1maB，解得aB2gsin，选项B正确；剪断弹簧的瞬间，设此时细线上的拉力为F2，由牛顿第二定律得，对A，FF22ma，对B，F2mgsinma，由以上两式解得agsin，选项C错误；撤去F的瞬间，细线上的拉力立即发生变化，但绳子仍然绷直，因此A、B可视为整体，由于弹簧弹力不能发生突变，因此C仍处于静止状态，对A、B整体受力分析有F弹mgsin3ma，未烧断细线前，对B受力分析，可得F1mgsinF弹，联立得agsin，故A的加速度为gsin，选项D错误答案AB1“整体法、隔离法”应用的两点技巧(1)当连接体中各物体具有共同的加速度时，一般采用整体法，如例题中求细线被烧断前的拉力大小时，将B、C及弹簧作为整体；当系统内各物体的加速度不同时，一般采用隔离法(2)求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法2瞬时加速度的两种模型(1)刚性绳(或接触面)：不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间，如撤去F瞬间，细线上的拉力立即发生变化(2)弹簧(或橡皮绳)：两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小通常可以看作保持不变，如例题中烧断细线瞬间，弹簧弹力不变7(2018河北衡水中学第九次模拟)如图所示，相互接触的A、B两物块放在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2，且m1m2，现对两物块同时施加相同的水平恒力F，设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为FN，则下列说法正确的是()A物块B的加速度为B物块A的加速度为CFFN2FDFN可能为零解析：由于没有摩擦力，且m1m2，故两者会一块运动，对整体由牛顿第二定律有2F(m1m2)a，解得a，选项A错误，B正确；再对B受力分析，由牛顿第二定律有FFNm2a，代入加速度解得FNFfmax，物体由静止开始做匀加速直线运动，摩擦力为滑动摩擦力，FfFfmax4N，根据牛顿第二定律可得加速度为am/s21 m/s2，位移为x1at214m2m,4s末的速度为vat12m/s2 m/s，46s时根据牛顿第二定律可得加速度为a1m/s21 m/s2，位移为x2vta1t222m(1)4m2m，则物体的总位移是xx1x22m2m4m，故A正确，B、C、D错误答案：A二、多项选择题8将一足够长的木板固定在水平面上，倾角为37，将一铁块由长木板的底端以一定的初速度冲上木板，经过一段时间铁块的速度减为零，该过程中的速度随时间的变化规律如图所示已知sin370.6，cos370.8，重力加速度g取10m/s2，则()A长木板与铁块之间的动摩擦因数为0.5B铁块沿长木板上滑的最大距离为3.6mC铁块沿长木板下滑时的加速度大小为10m/s2D铁块滑到长木板底端时的速度大小为m/s解析：由铁块上滑过程的速度时间图象可知，铁块上滑时的加速度大小为am/s210 m/s2，对铁块受力分析，根据牛顿第二定律可得mgsin37mgcos37ma，代入数据解得0.5，A正确；由速度时间图象可知，铁块沿长木板上滑的最大距离为xm1.8m，B错误；铁块沿长木板下滑时，由牛顿第二定律mgsin37mgcos37ma，代入数据可解得a2m/s2，C错误；由运动学公式v，代入数据解得vm/s，D正确答案：AD9(2018浙江金丽衢十二校联考)酒后驾驶会导致许多安全隐患是因为驾驶员的反应时间变长，反应时间是指从驾驶员发现情况到采取制动的时间，表中“思考距离”是指从驾驶员发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离；“制动距离”是指从驾驶员发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车以不同速度行驶时制动的加速度大小都相同)分析表中数据可知，下列说法正确的是()思考距离/m制动距离/m速度(ms1)正常酒后正常酒后157.515.022.530.0A.驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5sB驾驶员采取制动措施后汽车刹车的加速度大小为7.5m/s2C若汽车的初速度增加一倍，制动距离也增大一倍D若汽车以25m/s的速度行驶时发现前方60m处有险情，酒后驾驶不能安全停车解析：由x1vt可得正常情况下的反应时间为0.5s，酒后的反应时间为1.0s，选项A说法正确；由刹车距离x2xx1解得驾驶员采取制动措施后汽车刹车的加速度大小为a7.5m/s2，选项B说法正确；若汽车的初速度增加一倍，思考距离增大一倍，而刹车距离将增大三倍，选项C说法不正确；若汽车以25 m/s的速度行驶时，酒后思考距离为251.0m25m，刹车距离为41.7m，制动距离为25m41.7m66.7m，发现前方60m处有险情，酒后驾驶不能安全停车，选项D说法正确答案：ABD10如图所示，长为L6m、质量为m10kg的木板放在水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.2，一个质量为M50kg的人从木板的左端开始向右加速跑动，从人开始跑到人离开木板的过程中，以下vt图象可能正确的是(g取10m/s2，a为人的vt图象，b为木板的vt图象)()解析：人在木板上加速，受到木板向右的摩擦力，FfMa1，木板与地面之间的最大静摩擦力Ffm(Mm)g120N；A中人的加速度a11m/s2，FfMa150N120 N，木板向左加速，Ff(Mm)gma2，a23 m/s2，ts内人的位移大小x13m，木板的位移大小x23m，C正确；D中木板要运动的话只能向左运动，其位移为负值，vt图线应在时间轴的下方，因此D错误答案：ABC11.在斜面上，两物块A、B用细线连接，当用力F沿斜面向上拉物块A时，两物块以大小为a的加速度向上运动，细线中的张力为FT，两物块与斜面间的动摩擦因数相等则当用大小为2F的拉力沿斜面向上拉物块A时()A两物块向上运动的加速度大小为2aB两物块向上运动的加速度大小大于2aC两物块间细线中的张力为2FTD两物块间细线中的张力与A、B的质量无关解析：设斜面倾角为，A、B两物块的质量分别为M和m，物块与斜面间的动摩擦因数为，由牛顿第二定律得两物块的加速度大小为ag(sincos)，当拉力为2F时，加速度大小为ag(sincos)，则aaa，即a2a，A项错误，B项正确；两物块间细线中的张力FTmamgsinmgcos，与斜面倾角和动摩擦因数无关，则