直线运动规律及牛顿运动定律应用

1．(单选)(2012·江苏卷，5)如图1－2－1所示， 一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升． 夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木 块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑 动，力F的最大值是(

)．图1－2－1第1页/共92页第一页，共93页。第2页/共92页第二页，共93页。2．(单选)(2012·江苏单科，4)将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是(

)．第3页/共92页第三页，共93页。第4页/共92页第四页，共93页。3．(2013·江苏单科，14)如图1－2－2所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.图1－2－2第5页/共92页第五页，共93页。(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；(3)本实验中，m1＝0.5kg，m2＝0.1kg，μ＝0.2，砝码与纸板左端的距离d＝0.1m，取g＝10m/s2.若砝码移动的距离超过l＝0.002m，人眼就能感知．为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？第6页/共92页第六页，共93页。第7页/共92页第七页，共93页。第8页/共92页第八页，共93页。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第9页/共92页第九页，共93页。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；涉及的题目与实际密切联系．第10页/共92页第十页，共93页。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x－t图象、v－t图象、a－t图象、F－t图象等．(2)在v－t图象中：①“点”的意义：图象上的任一点表示对应时刻物体的速度．②“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．第11页/共92页第十一页，共93页。③“斜率”的意义：“斜率”表示物体的加速度．④“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．⑤“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．第12页/共92页第十二页，共93页。【典例1】

(多选)(2013·四川卷，6)甲、乙两物体在t＝0时刻经过同一位置沿x轴运动，其v－t图象如图1－2－3所示，则(

)．图1－2－3第13页/共92页第十三页，共93页。A．甲、乙在t＝0到t＝1s之间沿同一方向运动B．乙在t＝0到t＝7s之间的位移为零C．甲在t＝0到t＝4s之间做往复运动D．甲、乙在t＝6s时的加速度方向相同第14页/共92页第十四页，共93页。审题流程确定图象为v－t图象

0～1s内，甲沿x轴正方向运动，乙先沿x轴负方向运动后沿x轴正方向运动.0～4s甲始终沿x轴正方向运动

第15页/共92页第十五页，共93页。t＝6s时，甲、乙速度图象的斜率均为负值，即二者加速度的方向相同

选项B、D均正确．第16页/共92页第十六页，共93页。第17页/共92页第十七页，共93页。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．第18页/共92页第十八页，共93页。2．从v－t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：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．

第19页/共92页第十九页，共93页。【预测1】

(单选)甲、乙两个物体从同一地点、沿 同一直线同时做直线运动，其v－t图 象如图1－2－4所示，则

(

)．

A．1s时甲和乙相遇

B．0～6s内甲、乙相距最大距离为1m C．2s～6s内甲相对乙做匀速直线运动

D．4s时乙的加速度方向反向图1－2－4第20页/共92页第二十页，共93页。第21页/共92页第二十一页，共93页。【预测2】

(多选)(2013·江苏苏锡常镇徐连六市联考，7)在平直公路上有甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿着同一方向做匀加速直线运动，它们速度的平方随位移变化的图象如图

1－2－5所示，则(

)．图1－2－5第22页/共92页第二十二页，共93页。A．甲车的加速度比乙车的加速度大B．在x＝0.5m处甲、乙两车的速度相等C．在x＝0.5m处甲、乙两车相遇D．在x＝1.0m处甲、乙两车相遇第23页/共92页第二十三页，共93页。第24页/共92页第二十四页，共93页。考向二匀变速直线运动规律的应用第25页/共92页第二十五页，共93页。【典例2】

(2013·新课标全国卷Ⅰ，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．第26页/共92页第二十六页，共93页。第27页/共92页第二十七页，共93页。第28页/共92页第二十八页，共93页。1.2．求解匀变速直线运动问题的一般思路第29页/共92页第二十九页，共93页。【预测3】

做匀加速直线运动的质点在第一个7s内的平均速度比它在第一个3s内的平均速度大6m/s，则质点的加速度大小为(

)．

A．1m/s2B．1.5m/s2C．3m/s2D．4m/s2第30页/共92页第三十页，共93页。第31页/共92页第三十一页，共93页。【预测4】

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27m/s，钩住阻拦索后能在3s内匀减速停下．若没有钩住阻拦索，必须加速到50m/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200m．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？第32页/共92页第三十二页，共93页。第33页/共92页第三十三页，共93页。1.运动图象及其应用考向三运动图象与牛顿第二定律的综合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x－t图象速度初位置x0倾斜的直线抛物线v－t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第34页/共92页第三十四页，共93页。特别提醒2．牛顿第二定律

(1)公式：F＝ma (2)“四性”⇒矢量性、瞬时性、同体性、独立性第35页/共92页第三十五页，共93页。【典例3】

(2013·新课标全国卷Ⅱ，25)一长木 板在水平地面上运动，在t＝0 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1－2－6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g＝10m/s2，求：图1－2－6第36页/共92页第三十六页，共93页。(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t＝0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．解析

(1)从t＝0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木块具有共同速度为止．由题图可知，在t1＝0.5s时，物块和木板的速度相同．设t＝0到t＝t1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则第37页/共92页第三十七页，共93页。第38页/共92页第三十八页，共93页。第39页/共92页第三十九页，共93页。第40页/共92页第四十页，共93页。第41页/共92页第四十一页，共93页。求解动力学问题的基本思路第42页/共92页第四十二页，共93页。【预测5】

(多选)我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，终于在2012年6月24日以7020m的深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6500m)．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(

)．第43页/共92页第四十三页，共93页。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0.025m/s2C．潜水员感到超重发生在3～4min和6～8min的时间段内D．整个潜水器在8～10min的时间段内机械能守恒图1－2－7第44页/共92页第四十四页，共93页。第45页/共92页第四十五页，共93页。【预测6】

(多选)如图1－2－8甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量m＝0.8kg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，t＝0时刻物体速度为零，重力加速度g＝10m/s2，下列说法中正确的是(

)．图1－2－8第46页/共92页第四十六页，共93页。A．0～1s时间内物体的加速度最大B．第2s末物体的速度为零C．2～3s时间内物体向下做匀加速直线运动D．第3s末物体回到了原来的出发点第47页/共92页第四十七页，共93页。第48页/共92页第四十八页，共93页。考向四动力学两类问题第49页/共92页第四十九页，共93页。第50页/共92页第五十页，共93页。图1－2－9第51页/共92页第五十一页，共93页。审题流程第一步：抓好两个分析→构建运动模型第52页/共92页第五十二页，共93页。第二步：抓好衔接点→构建思路图第53页/共92页第五十三页，共93页。第54页/共92页第五十四页，共93页。第55页/共92页第五十五页，共93页。应用牛顿第二定律解决动力学问题的步骤第56页/共92页第五十六页，共93页。图1－2－10第57页/共92页第五十七页，共93页。试求：(1)物体在拉力F作用下的加速度a1；(2)若拉力F作用1.2s后撤去，物体在上滑过程中距出发点的最大距离s.第58页/共92页第五十八页，共93页。第59页/共92页第五十九页，共93页。【预测8】

交通路口是交通事故的多发地，驾驶员到交通路口时也格外小心．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v0＝8m/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t＝0.5s)．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，g＝10m/s2.第60页/共92页第六十页，共93页。(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线6.5m，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？第61页/共92页第六十一页，共93页。第62页/共92页第六十二页，共93页。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学中常用的方法．利用图象法分析解答问题直观、简捷．第63页/共92页第六十三页，共93页。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．第64页/共92页第六十四页，共93页。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，结合图象，认识图象所表达的物理意义第65页/共92页第六十五页，共93页。解题关键①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．②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2.会用第66页/共92页第六十六页，共93页。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、分区间逐一描图第67页/共92页第六十七页，共93页。【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.启动加速度a14m/s2制动加速度a28m/s2直道最大速度v140m/s弯道最大速度v220m/s直道长度s218m第68页/共92页第六十八页，共93页。第69页/共92页第六十九页，共93页。解析用v－t图象可以确定怎样在尽量短的时间内走完直道．如图甲所示，根据题意可知，直线OA、AB的斜率(分别表示启动加速度和制动加速度)以及阴影部分的面积(表示直道的长度)都已经确定，所以先加速后减速是最省时间的运动方式．图甲第70页/共92页第七十页，共93页。图乙第71页/共92页第七十一页，共93页。图丙第72页/共92页第七十二页，共93页。【即学即练】 (多选)(2013·新课标全国卷Ⅰ，19)如图1－2－11，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(x－t)图线，由图可知(

)．图1－2－11第73页/共92页第七十三页，共93页。第74页/共92页第七十四页，共93页。第75页/共92页第七十五页，共93页。2．从v－t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：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．

第76页/共92页第七十六页，共93页。考向二匀变速直线运动规律的应用第77页/共92页第七十七页，共93页。求解动力学问题的基本思路第78页/共92页第七十八页，共93页。【预测5】

(多选)我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，终于在2012年6月24日以7020m的深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6500m)．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(

)．第79页/共92页第七十九页，共93页。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0.025m/s2C．潜水员感到超重发生在3～4min和6～8min的时间段内D．整个潜水器在8～10min的时间段内机械能守恒图1－2－7第80页/共92页第八十页，共93页。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学中常用的方法．利用图象法分析解答问题直观、简捷．第81页/共92页第八十一页，共93页。解析用v－t图象可以确定怎样在尽量短的时间内走完直道．如图甲所示，根据题意可知，直线OA、AB的斜率(分别表示启动加速度和制动加速度)以及阴影部分的面积(表示直道的长度)都已经确定，所以先加速后减速是最省时间的运动方式．图甲第82页/共92页第八十二页，共93页。【即学即练】 (多选)(2013·新课标全国卷Ⅰ，19)如图1－2－11，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(x－t)图线，由图可知(

)．图1－2－11第83页/共92页第八十三页，共93页。1．(单选)(2012·江苏卷，5)如图1－2－1所示， 一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升． 夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木 块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑 动，力F的最大值是(

)．图1－2－1第84页/共92页第八十四页，共93页。第85页/共92页第八十五页，共93页。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第86页/共92页第八十六页，共93页。1.运动图象及其应用考向三运动图象与牛顿第二定律的综合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x－t图象速度初位置x0倾斜的直线抛物线v－t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第87页/共92页第八十七页，共93页。【典例3】

(2013·新课标全国卷Ⅱ，25)一长木 板在水平地面上运动，在t＝0 时刻 将一相对于地面静止的物块轻放到 木板上，以