第2讲直线运动规律及牛顿运动定律的应用

1、第2讲直线运动规律及牛顿运动定律的应用1(2013·新课标全国卷，14)(单选)如图121是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的根据表中的数据伽利略可以得出的结论是()A物体具有惯性B斜面倾角一定时，加速度与质量无关C物体运动的距离与时间的平方成正比D物体运动的加速度与重力加速度成正比2(2013·新课标全国卷，14)(单选)一物块静止在粗糙的水平桌面上从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力以a表示物块的加

2、速度大小，F表示水平拉力的大小能正确描述F与a之间的关系的图象是()3(2013·新课标全国卷，21)(多选)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功图122(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度时间图线如图(b)所示假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则()A

3、从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B在0.4 s2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD在0.4 s2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变主要题型：选择题、计算题热点聚焦(1)匀变速直线运动的规律及应用(2)运动图象与匀变速直线运动规律的综合应用(3)运动图象与牛顿第二定律的综合应用(4)动力学的两类基本问题命题趋势(1)单独考查匀变速直线运动的规律、运动图象的应用以及牛顿运动定律及其应用，题型一般为选择题(2)力和运动的关系大多结合牛顿运动定律、受力分析、运动过程分析综合考查，题目一般为计算题

4、；涉及的题目与实际密切联系考向一运动图象的应用(1)高考中关于动力学问题的图象主要有xt图象、vt图象、at图象、Ft图象等(2)在vt图象中：“点”的意义：图象上的任一点表示对应时刻物体的速度“线”的意义：任一段线段在v轴上的投影长表示在对应时间段内物体速度的变化量“斜率”的意义：“斜率”表示物体的加速度“面积”的意义：图象与坐标轴围成的“面积”表示物体在对应的时间段内发生的位移“截距”的意义：纵轴截距表示物体出发时的速度，横轴截距表示物体出发时距计时起点的时间间隔或速度为零的时刻【典例1】 (2013·四川卷，6)甲、乙两物体在t0时刻经过同一位置沿x轴运动，其vt图象如图123

5、所示，则()A甲、乙在t0到t1 s之间沿同一方向运动B乙在t0到t7 s之间的位移为零C甲在t0到t4 s之间做往复运动D甲、乙在t6 s时的加速度方向相同1求有关图象问题的思路(1)首先弄清图象纵、横坐标的含义(位移、速度、加速度等)(2)利用图象分析动力学问题时，关键要将题目中的物理情境与图象结合起来分析，利用物理规律或公式求解或作出判断(3)弄清图象中斜率、截距、交点、转折点、面积等的物理意义，从而充分利用图象提供的信息来解决问题2从vt图象中可读取的四个运动量(1)运动速度：从速度轴上直接读出，正负表示运动方向(2)运动时间：从时间轴上直接读出时刻，取差得到运动时间(3)运动加速度：

6、由图线的斜率得到加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负反映了加速度的方向(4)运动的位移：由图线与时间轴围成的面积得到位移，图线与时间轴围成的面积表示位移的大小，时间轴以上的面积表示与规定的正方向相同，时间轴以下的面积表示与规定的正方向相反【预测1】 物体A、B的xt图象如图124 所示，由图可知()A从第3 s起，两物体运动方向相同，且vA>vBB两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟3 s才开始运劝C在5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇D5 s内A、B的平均速度相等【预测2】 如图125所示，A、B分别是甲、乙两球从同一地点沿同一直线运动的vt图象，根据图象可以判

7、断下列说法正确的是()A两球在t2 s时速率相等B两球在t8 s时相距最远C两球运动过程中不会相遇D两球做初速度方向相反的匀减速直线运动，加速度大小相等、方向相反【预测3】 甲、乙两个物体从同一地点、沿同一直线同时做直线运动，其vt图象如图126所示，则()A1 s时甲和乙相遇B06 s内甲、乙相距最大距离为1 mC2 s6 s内甲相对乙做匀速直线运动D4 s时乙的加速度方向反向考向二匀变速直线运动规律的应用【典例2】 (2013·新课标全国卷，24)水平桌面上有两个玩具车A和B，两者用一轻质细橡皮筋相连，在橡皮筋上有一红色标记R.在初始时橡皮筋处于拉直状态，A、B和R分别位于直角坐

8、标系中的(0,2l)、(0，l)和(0,0)点已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动，B平行于x轴朝x轴正向匀速运动在两车此后运动的过程中，标记R在某时刻通过点(l, l)假定橡皮筋的伸长是均匀的，求B运动速度的大小1.2求解匀变速直线运动问题的一般思路【预测4】 做匀加速直线运动的质点在第一个7 s内的平均速度比它在第一个3 s内的平均速度大6 m/s，则质点的加速度大小为()A1 m/s2 B1.5 m/s2 C3 m/s2 D4 m/s2【预测5】 2012年11月25日，我国首次舰载机阻拦着舰试验取得圆满成功！与岸基飞机着陆时可缓慢减速平飞不同，舰载机着陆必须加速，一旦

9、舰载机尾钩未能挂住阻拦索，必须能快速拉升逃逸假设“歼15”战机着舰速度为27 m/s，钩住阻拦索后能在3 s内匀减速停下若没有钩住阻拦索，必须加速到50 m/s才能安全飞离航母，航母甲板上可用于战机加速的长度仅有200 m求：(1)“歼15”战机在钩住阻拦索后的减速过程中的加速度和滑行距离是多大？(2)“歼15”战机在甲板上加速飞行的加速度至少是多少？考向三运动图象与牛顿第二定律的综合应用1.运动图象及其应用斜率纵截距图象与t轴所围面积特例匀速直线运动匀变速直线运动xt图象速度初位置x0倾斜的直线抛物线vt图象加速度初速度v0位移与时间轴平行的直线倾斜的直线特别提醒2牛顿第二定律(1)公式：F

10、ma(2)“四性”矢量性、瞬时性、同体性、独立性【典例3】 (2013·新课标全国卷，25)一长木板在水平地面上运动，在t0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图象如图127所示已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上取重力加速度的大小g10 m/s2，求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小求解动力学问题的基本思路【预测6】 我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，终于在2012年6月24日以7 020

11、m的深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6 500 m)这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界假设在某次试验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面全过程的深度曲线(a)和速度图象(b)，则下列说法中正确的是()A图中h3代表本次下潜最大深度B全过程中最大加速度是0.025 m/s2C潜水员感到超重发生在34 min和68 min的时间段内D整个潜水器在810 min的时间段内机械能守恒【预测7】 如图129甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量m0.8 kg的物体受到平行斜面向上的力F作用，其大小F随时间t变化的规律如图乙所示，t0时刻物体速度为

12、零，重力加速度g10 m/s2，下列说法中正确的是()A01 s时间内物体的加速度最大B第2 s末物体的速度为零C23 s时间内物体向下做匀加速直线运动D第3 s末物体回到了原来的出发点考向四动力学两类问题【典例4】 如图1210所示，在高为5 m，倾角为11.5°的斜坡顶端A点，有一质量为2 t的小轿车从静止开始向下行驶，到达底端B点时进入水平路面发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103 N，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4×104 N，设该车在斜坡及水平地面上行驶时所受阻力分别为压力的0.1和0.2.已知sin 11.5°，cos 1

13、1.5°，g10 m/s2.求：图1210(1)该车行驶至斜坡底端时的速度及时间；(2)该车在水平路面上行驶至经济时速(最省油的行驶速度)90 km/h的时间应用牛顿第二定律解决动力学问题的步骤【预测8】 如图1211所示，一固定粗糙斜面与水平面夹角30°.一个质量m1 kg的物体(可视为质点)，在沿斜面向上的拉力F10 N的作用下，由静止开始沿斜面向上运动已知斜面与物体间的动摩擦因数，取g10 m/s2.试求：(1)物体在拉力F作用下的加速度a1；(2)若拉力F作用1.2 s后撤去，物体在上滑过程中距出发点的最大距离s.【预测9】 交通路口是交通事故的多发地，驾驶员到交通

14、路口时也格外小心现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为v08 m/s.当两车快要到十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为t0.5 s)已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的，g10 m/s2.(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线6.5 m，他采取了上述措施后是否会闯红灯？(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车在行驶过程中应至少保持多大距离？技法二图象法图象法：用图象来描述两个物理量之间的关系是物理

15、学中常用的方法利用图象法分析解答问题直观、简捷对于物理学中两个物理量之间的关系，图象除了能直接表明其变化特点，提供直观、清晰的物理图景外，图象与横轴所围的面积还可以表示第三个物理量(这个物理量一定是由图象中的两物理量的乘积所确定)，如速度时间图象与横轴所围的面积为物体在这段时间内的位移等，充分利用图象带来的信息，也是求解物理题的一种有效的方法反过来，充分利用图象的功能来解读题设条件中的物理情景，寻找物理量之间的关系的方法，无论是在学习还是现代科研中均被广泛应用要运用图象正确地分析、解答物理问题，应对物理图象做到“三会”：会看、会用、会画1会看解题关键能由坐标系的纵轴和横轴所代表的物理量，结合图

16、象，认识图象所表达的物理意义2.会用解题关键根据图象写出两个物理量之间的函数关系式，对照题目的有关的物理规律，阐述有关的物理问题根据物理原理(公式)推导出两个物理量之间的函数关系，结合图象明确图象斜率、截距、“面积”的意义，从而由图象所给信息求出未知量3.会画解题关键根据题中所给条件，明确物体的运动特点及物理量之间存在的数学函数关系，画图时需根据物体在不同阶段的运动情况，通过定量计算分阶段、分区间逐一描图【典例】 要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道求摩托车在直道上行驶所用的最短时间有关数据见表格.启

17、动加速度a14 m/s2制动加速度a28 m/s2直道最大速度v140 m/s弯道最大速度v220 m/s直道长度s218 m某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度v140 m/s，然后再减速到v220 m/s.t1，t2，tt1t2你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果【即学即练】 (2013·新课标全国卷，19)如图1212，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移时间(xt)图线，由图可知()图1212A在时刻t1，a车追上b车B在时刻t2，a、b两车运动方向相反C在t1到t

18、2这段时间内，b车的速率先减少后增加D在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a车的大(在110题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第810题有多项符合题目要求)1(2013·广东卷，13)某航母跑道长200 m，飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s2，起飞需要的最低速度为50 m/s.那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为()A5 m/s B10 m/s C15 m/s D20 m/s2如图1213所示为某质点的vt图象，向右为运动的正方向，关于这个质点在4 s内的运动情况，下列说法中正确的是()A02 s内质点做直线运动，24 s内质点做曲线运动

19、B2 s末质点离出发点最远C24 s内质点的平均速度为1 m/sD4 s末质点位于出发点右侧3(2013·重庆卷，4)图1214为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为的光滑斜面滑下，然后在不同的角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随变化的图象分别对应图1215中的()图1214图1215A、和 B、和C、和 D、和4某实验小组为了测量两种纸之间的动摩擦因数，他先将一张纸贴在一平板上，另一张纸贴在另一木块下表面，并在木块上装如图1216a所示的支架ABC，其中BC

20、与木块下表面平行，支架上固定一个量角器，在量角器圆心处固定一根细线，线下系一小球现将平板倾斜放置，如图b所示，将木块支架放在平板上，让其加速下滑，稳定时小球连线与OB的夹角为，则两纸之间的动摩擦因数为()Asin Bcos Ctan Dcot 5一辆汽车正以v030 m/s的速度在平直路面上行驶，驾驶员突然发现正前方约50 m处有一个障碍物，立即以大小为8 m/s2的加速度刹车甲、乙、丙、丁四位同学根据已知条件进行了有关问题的讨论你认为下列说法正确的是()A甲同学认为汽车经过2 s已撞上障碍物，理由是在2 s时间内汽车通过的位移xv0tat230×2 m×8×4

21、m76 m>50 mB乙同学也认为经过2 s汽车已撞上障碍物，理由是在2 s时间内汽车通过的位移x m56.25 m>50 mC丙同学认为汽车经过2 s不会撞上障碍物D丁同学认为条件不足，无法判断6(2013·安徽卷，14)如图1217所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力FN分别为(重力加速度为g)()ATm(gsin acos )FNm(gcos asin)BTm(gcos asin )FNm(gsin acos

22、)CTm(acos gsin )FNm(gcos asin )DTm(asin gcos )FNm(gsin acos )7(2013·浙江卷，17)如图1218所示，水平木板上有质量m1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F的作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小取重力加速度g10 m/s2，下列判断正确的是()A5 s内拉力对物块做功为零B4 s末物块所受合力大小为4.0 NC物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D6 s9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s28(2013·大纲卷，19)将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出，抛出时间相隔2 s，它们运动的vt图象分别如直线甲、乙所示则()图1219At2 s时，两球高度相差一定为40 mBt4 s时，两球相对于各自抛出点的位移相等C两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等9静止在光滑水平面上的物体，在如图1220所示的水平力F作用下朝某一方向运动，且图中有t1t0，t22t0，t33t0，则与Ft图象相对应的vt图象和at图象分别是()图122010(2013·浙江卷，19)如图1221所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m