运动和力专题

1、第第1 1课时直线运动与曲线运动课时直线运动与曲线运动运动学是中学物理的基础和主要内容之一，也运动学是中学物理的基础和主要内容之一，也是历届高考的重点高考涉及到的知识主要包括参考是历届高考的重点高考涉及到的知识主要包括参考系、质点、位移、路程、速度、速率、平均速度、加系、质点、位移、路程、速度、速率、平均速度、加速度、匀速圆周运动的线速度、角速度和离心现象等速度、匀速圆周运动的线速度、角速度和离心现象等概念，匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、概念，匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动等各种运动遵循的规律以及对匀速圆周运动等各种运动遵循的规律以及对st图、图、vt图的理解与

2、应用，运动的合成和分解的方法及其应图的理解与应用，运动的合成和分解的方法及其应用并且运动学的考点很容易与动力学、动量与能量、用并且运动学的考点很容易与动力学、动量与能量、电学等知识点融为一体，必须给予足够的重视电学等知识点融为一体，必须给予足够的重视一、匀变速直线运动的重要关系式一、匀变速直线运动的重要关系式加速度加速度a不变的直线运动是匀变速直线运动，是中学不变的直线运动是匀变速直线运动，是中学阶段主要研究的一种运动但匀变速直线运动的公阶段主要研究的一种运动但匀变速直线运动的公式较多，不少同学感觉到不易记住其实只要弄清式较多，不少同学感觉到不易记住其实只要弄清各个公式的区别和联系，记忆是不困

3、难的各个公式的区别和联系，记忆是不困难的二、追及相遇问题的求解方法二、追及相遇问题的求解方法相遇问题分为追及相遇和相向相遇两种情况，从时相遇问题分为追及相遇和相向相遇两种情况，从时间和空间的角度来讲，相遇是指同一时刻到达同一间和空间的角度来讲，相遇是指同一时刻到达同一位置相遇的物体必然存在以下两个关系：一是相位置相遇的物体必然存在以下两个关系：一是相遇位置与各物体的初始位置之间存在一定的位移关遇位置与各物体的初始位置之间存在一定的位移关系若同地出发，相遇时位移相等为空间条件二系若同地出发，相遇时位移相等为空间条件二是相遇物体的运动时间也存在一定的关系若物体是相遇物体的运动时间也存在一定的关系若

4、物体同时出发，运动时间相等；若甲比乙早出发同时出发，运动时间相等；若甲比乙早出发t，则，则运动时间关系为运动时间关系为t甲甲t乙乙t.要使物体相遇就必须同要使物体相遇就必须同时满足位移关系和运动时间关系求解此类问题的时满足位移关系和运动时间关系求解此类问题的方法是：方法是：(1)分析各个物体的运动特点，形成清晰的运动分析各个物体的运动特点，形成清晰的运动情景情景(2)根据两物体的运动性质列出位移方程，根据根据两物体的运动性质列出位移方程，根据运动情景找出运动时间的关系和两物体位移间运动情景找出运动时间的关系和两物体位移间关系方程关系方程(3)挖掘隐含的临界条件，特别是两物体速度相挖掘隐含的临界

5、条件，特别是两物体速度相等时的物理意义等时的物理意义 (4)联立方程求解联立方程求解 三、平抛运动与类平抛运动的规律三、平抛运动与类平抛运动的规律以抛出点为坐标原点，初速度以抛出点为坐标原点，初速度v0方向为沿方向为沿x轴正轴正方向，力的方向为方向，力的方向为y轴正方向，建立如下图所示轴正方向，建立如下图所示的坐标系，在该坐标系中，对任一时刻的坐标系，在该坐标系中，对任一时刻t.一、直线运动问题一、直线运动问题例例1 已知已知O、A、B、C为同一直线上的四点，为同一直线上的四点，AB间的距离为间的距离为l1，BC间的距离为间的距离为l2，一物体自，一物体自O点点由静止出发，沿此直线做匀加速运动

6、，依次经由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过过A、B、C三点，已知物体通过三点，已知物体通过AB段与段与BC段所段所用的时间相等求用的时间相等求O与与A的距离的距离二、追赶和相遇问题二、追赶和相遇问题例例2 如图所示，直线如图所示，直线MN表示一条平直公路，甲、表示一条平直公路，甲、乙两辆汽车原来停在乙两辆汽车原来停在A、B两点，两点，A、B间的距离为间的距离为85 m，现甲车先开始向右做匀加速直线运动，加，现甲车先开始向右做匀加速直线运动，加速度速度a12.5 m/s2，甲车运动，甲车运动6.0 s时，乙车开始向时，乙车开始向右做匀加速度直线运动，加速度右做匀加速度直线运动，加速度a2

7、5.0 m/s2，求，求两辆汽车相遇处距两辆汽车相遇处距A处的距离处的距离小结与拓展小结与拓展追赶与相遇问题要注意把握三个物理追赶与相遇问题要注意把握三个物理特征其一，速度特征追及问题中追者速度大于特征其一，速度特征追及问题中追者速度大于被追者速度，两者间距离不断减小；追者速度小于被追者速度，两者间距离不断减小；追者速度小于被追者速度，两者距离不断增大；因此，追和被追被追者速度，两者距离不断增大；因此，追和被追的两物体的速度相等的两物体的速度相等(同向运动同向运动)是能否追上及两者是能否追上及两者距离有极值的临界条件其二，位移特征两物体距离有极值的临界条件其二，位移特征两物体相遇时，到达同一位

8、置，据此可找出两物体位移关相遇时，到达同一位置，据此可找出两物体位移关系的表达式其三，时间特征两物体相遇时，根系的表达式其三，时间特征两物体相遇时，根据是同一时刻到达同一位置，还是不同时刻到达同据是同一时刻到达同一位置，还是不同时刻到达同一位置，可找出两物体时间关系的表达式此类问一位置，可找出两物体时间关系的表达式此类问题往往有多种解法，根据匀变速直线运动规律，常题往往有多种解法，根据匀变速直线运动规律，常采用物理方法、数学方法、图象法、参考系转化法采用物理方法、数学方法、图象法、参考系转化法求解求解三、图象应用问题三、图象应用问题例例3 某人骑自行车在平直道路上行进，某人骑自行车在平直道路上

9、行进，图中的实线记录了自行车开始一图中的实线记录了自行车开始一段时间内的段时间内的vt图象，某同学为图象，某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是( )A在在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大时刻，虚线反映的加速度比实际的大B在在0t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大的大C在在t1t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大时间内，由虚线计算出的位移比实际的大D在在t3t4时间内，虚线反映的是匀速直线运动时间内，虚线反映的是匀速直线运动BD【命题立意】【命题立意】本题通过速度图象描述物体的运动

10、本题通过速度图象描述物体的运动情况，考查学生对图象的识别与应用能力情况，考查学生对图象的识别与应用能力【分析与解答】【分析与解答】如图所示，如图所示，t1时刻，实线上时刻，实线上A点的点的切线为切线为AB，实际加速度为，实际加速度为AB的斜率，由图可知的斜率，由图可知虚线反映的加速度小于实际加速度，故选项虚线反映的加速度小于实际加速度，故选项A错错误；误；在在vt图象中，位移等于所对应图线与坐标轴所包图象中，位移等于所对应图线与坐标轴所包围的面积，围的面积，0t1时间内，虚线所对应的位移大于实时间内，虚线所对应的位移大于实线所对应的位移，由线所对应的位移，由 知，由虚线计算出的知，由虚线计算出

11、的平均速度比实际的大，故选项平均速度比实际的大，故选项B正确；正确；在在t1t2时间内，虚线计算出的位移比实际小，故选时间内，虚线计算出的位移比实际小，故选项项C错误；错误；t3t4时间内虚线为平行于时间轴的直线，此线反映时间内虚线为平行于时间轴的直线，此线反映的运动为匀速直线运动，故选项的运动为匀速直线运动，故选项D正确正确svt小结与拓展小结与拓展vt图象直接反映的是物体的速图象直接反映的是物体的速度随时间变化的规律但它还包含丰富的内涵，度随时间变化的规律但它还包含丰富的内涵，从从vt图象上还可以看出物体的加速度、位移图象上还可以看出物体的加速度、位移等信息全面掌握等信息全面掌握vt图象的

12、物理内涵是解决图象的物理内涵是解决这类问题的关键同时还要注意这类问题的关键同时还要注意“速度速度时间时间”图象特点：图象特点：因速度是矢量，故因速度是矢量，故“速度速度时间时间”图象上只能表图象上只能表示物体运动的两个方向，即直线运动示物体运动的两个方向，即直线运动(位移位移时间时间图象亦如此图象亦如此)，t轴上方轴上方v为正值，代表为正值，代表v的的“正方正方向向”，t轴下方轴下方v为负值，代表为负值，代表v的的“负方向负方向”；“速度速度时间时间”图象中图线上每一点的斜率代表图象中图线上每一点的斜率代表该点的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜该点的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜

13、率的正负表示加速度的方向；率的正负表示加速度的方向；“速度速度时间时间”图象上表示速度的图线与时间图象上表示速度的图线与时间轴所夹的轴所夹的“面积面积”在数值上等于物体的位移在数值上等于物体的位移此外，要注意此外，要注意“速度速度时间时间”图象与图象与“位移位移时时间间”图象的区别图象的区别四、抛体运动问题四、抛体运动问题例例4 (2012全国新课标全国新课标)如图，如图，x轴在水平地面内，轴在水平地面内，y轴沿竖直方向图中画出了从轴沿竖直方向图中画出了从y轴上沿轴上沿x轴正方向轴正方向抛出的三个小球抛出的三个小球a、b和和c的运动轨迹，其中的运动轨迹，其中b和和c是是从同一点抛出的，不计空气

14、阻力，则从同一点抛出的，不计空气阻力，则( )Aa的飞行时间比的飞行时间比b的长的长Bb和和c的飞行时间相同的飞行时间相同Ca的水平速度比的水平速度比b的小的小Db的初速度比的初速度比c的大的大BD小结与拓展小结与拓展对平抛运动，要善于化繁为简，用两个简单对平抛运动，要善于化繁为简，用两个简单的直线运动代替复杂的曲线运动平抛运动与类平抛运动的直线运动代替复杂的曲线运动平抛运动与类平抛运动处理方法相同，只是与初速度垂直的分运动的加速度不处理方法相同，只是与初速度垂直的分运动的加速度不同处理平抛物体的运动时应注意以下三点：同处理平抛物体的运动时应注意以下三点：水平方向和竖直方向的两个分运动是相互独

15、立的，其中水平方向和竖直方向的两个分运动是相互独立的，其中每个分运动都不会因另一个分运动的存在而受到影响；每个分运动都不会因另一个分运动的存在而受到影响；两个分运动与合运动具有等时性；两个分运动与合运动具有等时性；末速度和水平方向的夹角末速度和水平方向的夹角不等于位移和水平方向的夹不等于位移和水平方向的夹角角，且，且tan2tan.五、圆周运动问题五、圆周运动问题例例5 一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径有一条宽度为上沿半径有一条宽度为2 mm的均匀狭缝将激光的均匀狭缝将激光器与传感器上下对准，使两者间连线与转轴平行，器与传感器上下对准，使

16、两者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束在径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线图机，经处理后画出相应图线图(a)为该装置示意图，为该装置示意图，图图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图表示时

17、间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中中t11.0103 s，t20.8103 s.(1)利用图利用图(b)中的数据求中的数据求1 s时圆盘转动的角速度；时圆盘转动的角速度；(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；说明激光器和传感器沿半径移动的方向；(3)求图求图(b)中第三个激光信号的宽度中第三个激光信号的宽度t3.【命题立意】【命题立意】本题以水平放置的圆盘绕竖直固本题以水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动为背景，同时介入激光器与传感器沿定轴转动为背景，同时介入激光器与传感器沿圆盘半径方向匀速移动，给问题带来一定的复圆盘半径方向匀速移动，给问题带来一定的复杂性对学生的分析能力提出了一定的要求

18、杂性对学生的分析能力提出了一定的要求小结与拓展小结与拓展本题中要注重挖掘光信号随时间变化本题中要注重挖掘光信号随时间变化的的It图象给出的信息其一，任意相邻两个光信图象给出的信息其一，任意相邻两个光信号之间的时间间隔相等，说明转盘做匀速圆周运动，号之间的时间间隔相等，说明转盘做匀速圆周运动，且相邻两个光信号之间的时间间隔就等于转动周期且相邻两个光信号之间的时间间隔就等于转动周期T0.8 s其二，其二，tiT，所以传感器接收第，所以传感器接收第i个脉个脉冲时，激光器和探测器半径由中心向边缘移动的距冲时，激光器和探测器半径由中心向边缘移动的距离可以忽略不计，据此才能得到离可以忽略不计，据此才能得到

19、两式两式匀速圆周运动的运动学问题主要是根据相关定义匀速圆周运动的运动学问题主要是根据相关定义式进行求解；匀速圆周运动的动力学问题则需将式进行求解；匀速圆周运动的动力学问题则需将匀速圆周运动的相关定义式与牛顿第二定律综合匀速圆周运动的相关定义式与牛顿第二定律综合来求解，受力分析是关键同时，还要注意：做来求解，受力分析是关键同时，还要注意：做匀速圆周运动的物体所受合外力全部充当向心匀速圆周运动的物体所受合外力全部充当向心力力匀速圆周运动的特征：匀速圆周运动的特征：线速度方向以及加速度方向时刻在变化，是一种线速度方向以及加速度方向时刻在变化，是一种非匀变速曲线运动，其速度、加速度是变化的，非匀变速曲

20、线运动，其速度、加速度是变化的，其机械能也可能是变化的其机械能也可能是变化的1在某校举行的校运会上，某同学以在某校举行的校运会上，某同学以11.0 s的成绩的成绩获得男子获得男子100米冠军，如果测得他起跑后米冠军，如果测得他起跑后5.5 s时的时的瞬时速度为瞬时速度为8.0 m/s，根据以上条件，可求出该同学，根据以上条件，可求出该同学在比赛中的在比赛中的( )A起跑加速过程中的加速度起跑加速过程中的加速度 B跑完跑完50 m所用的时间所用的时间C跑完全程的平均速度跑完全程的平均速度D冲刺过终点时的瞬时速度冲刺过终点时的瞬时速度CA3物体做方向不变的直线运动，若在任意相等位物体做方向不变的直

21、线运动，若在任意相等位移内速度变化量移内速度变化量v相等，则下列说法中正确的是相等，则下列说法中正确的是() A若若v0，则物体做匀速直线运动，则物体做匀速直线运动 B若若v0，则物体做匀加速直线运动，则物体做匀加速直线运动C若若v0，则物体做加速度逐渐变大的加速直，则物体做加速度逐渐变大的加速直线运动线运动D若若v0，则物体做加速度逐渐变大的减速直，则物体做加速度逐渐变大的减速直线运动动线运动动2AC【解析】【解析】若若v0则则a0物体做匀速直线运动，所物体做匀速直线运动，所以以A正确，若正确，若v0，则相等位移内物体的平均速，则相等位移内物体的平均速度在增加，所用时间在减小，而在这个时间段

22、内速度在增加，所用时间在减小，而在这个时间段内速度变化相等，所以加速度在增加，所以度变化相等，所以加速度在增加，所以C正确，若正确，若v0则相等位移内物体的平均速度在减小，所用则相等位移内物体的平均速度在减小，所用时间在增加，而在这个时间段内速度变化相等，所时间在增加，而在这个时间段内速度变化相等，所以加速度减小，所以以加速度减小，所以D不正确不正确4由中国改造的前苏联废弃航母由中国改造的前苏联废弃航母“瓦良格瓦良格”号的号的飞行甲板长为飞行甲板长为300 m，若该航母上所配的苏，若该航母上所配的苏33型舰载战斗机在飞行甲板上所能达到的最大加速型舰载战斗机在飞行甲板上所能达到的最大加速度为度为

23、1.5 m/s2，该战斗机安全起飞的最小速度为，该战斗机安全起飞的最小速度为50 m/s，为保证该战斗机安全起飞，应使航母匀速运，为保证该战斗机安全起飞，应使航母匀速运动，则航母匀速运动的速度至少为动，则航母匀速运动的速度至少为()A10 m/s B20 m/sC. 30 m/s D40 m/sB【解析】【解析】设航母匀速运动的速度为设航母匀速运动的速度为v0，战斗机，战斗机起飞时相对航母的速度起飞时相对航母的速度v50v0，依，依v22aS.有有(50v0)221.5300.所以所以v020 m/s，选，选B.AC6在地面上某一高度处将在地面上某一高度处将A球以球以初速度初速度v1水平抛出，

24、同时在水平抛出，同时在A球球正下方地面处将正下方地面处将B球以初速度球以初速度v2斜向上抛出，结果两球在空中相斜向上抛出，结果两球在空中相遇，不计空气阻力，则两球从抛遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中出到相遇过程中()AA和和B初速度的大小关系为初速度的大小关系为v1aBCA做匀变速运动，做匀变速运动，B做变加速运动做变加速运动DA和和B的速度变化相同的速度变化相同AD【解析】【解析】设设v2与水平方向夹角为与水平方向夹角为，两球相遇时，两球相遇时经历时间相同，水平方向通过位移相同，则经历时间相同，水平方向通过位移相同，则v1v2cosv2，A正确两球都是只受到重力作正确两球都是只受到重力作用，则用，则aAaBg，B错误两球加速度相同且错误两球加速度相同且恒定，都是匀变速曲线运动，恒定，都是匀变速曲线运动，C错误经历时错误经历时间相同，则速度变化量间相同，则速度变化量vgt也相同，也相同，D正正确确7甲、乙两车在一条直线上沿相同方向运动，甲甲、乙两车在一条直线上沿相同方向运动，甲在乙前在乙前x56 m处，甲以初速度处，甲以初速度v116 m/s、加速、加速度大小为度大小为a12 m/s2匀减速刹车，乙以初速度匀减速刹车，乙以初速度v24 m/s、加速度大小为、加速度大