2018版高考物理大一轮复习热点专题课件专题一-力学问题中的直线运动研究

2018版高考物理大一轮复习热点专题课件专题一-力学问题中的直线运动研究说明:1.该专题针对学考试题中的第一个计算题,该题一般考查力和运动在直线运动中的应用,而且通常都研究水平方向或竖直方向的直线运动,还常与运动图象或力的图象相结合,但该题相比照较容易,只要能对研究对象正确地运动分析和受力分析(竖直运动时不忘记重力,水平、竖直运动时关注是否考虑摩擦力),正确运用力和运动的根本规律,一般而言该题都应得总分值。2.斜面类问题纳入到了本专题的直线运动,但对斜面类考查主要还是在第二个计算题中与曲线运动相结合。3根底夯实自我诊断1.匀变速直线运动规律的应用(2)以上三个公式均为矢量式,应用时应规定正方向。(3)如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带,应注意分析各段的运动性质。4根底夯实自我诊断2.动力学两类根本问题的求解求解两类问题的思路,可用下面的框图来表示:分析解决这两类问题的关键是应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。5根底夯实自我诊断3121.如图甲所示,一质量为m=1.0kg的滑块(可视为质点)静止在水平地面上的A点,某时刻开始,滑块受到一个水平向右的拉力F的作用,拉力F随时间t的变化规律如图乙所示,假设滑块和地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g取10m/s2,试计算滑块从开始运动到最终停止在水平地面上滑行的距离。6根底夯实自我诊断312解析:滑块受到的滑动摩擦力的大小为Ff=μmg,代入数据可得,Ff=5

N,结合题图乙可知,该滑块先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动。设滑块做匀加速直线运动的时间为t1,加速度为a1,获得的速度大小为v,位移为x1;匀速运动的时间为t2,位移为x2;匀减速运动的时间为t3,加速度大小为a2,位移为x3。答案:10

m7根底夯实自我诊断3122.如下图,四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m=2kg的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=36N,运动过程中所受空气阻力大小恒为Ff=4N,g取10m/s2。(1)无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞,求在t=5s时离地面的高度h。(2)当无人机悬停在距离地面高度H=100m处,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落,求无人机坠落地面时的速度v。(3)在无人机从离地高度H=100m处坠落过程中,在遥控设备的干预下,动力设备重新启动提供向上最大升力。为保证平安着地,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t1。8根底夯实自我诊断3129根底夯实自我诊断3123.如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的固定的均匀直细杆与水平方向成θ=37°角,质量m=1kg的小球穿在细杆上且静止于细杆底端O处,开启送风装置,有水平向右的恒定风力F作用于小球上,在t1=2s时刻风停止。小球沿细杆运动的局部v-t图象如图乙所示,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,忽略浮力。求:(1)小球在0~2s内的加速度a1和2~5s内的加速度a2;(2)小球与细杆间的动摩擦因数μ和水平风力F的大小。10根底夯实自我诊断312(2)有风力F时的上升过程,由牛顿第二定律,有Fcos

θ-μ(mgcos

θ+Fsin

θ)-mgsin

θ=ma1,停风后的上升阶段,由牛顿第二定律,有-μmgcos

θ-mgsin

θ=ma2,联立解得μ=0.5,F=50

N。答案:(1)15

m/s2,方向沿杆向上

10

m/s2,方向沿杆向下

(2)0.5

50

N11考点一考点二考点三特别提醒

计算题解题过程中应注意的一些要求:1.必要文字说明的要求计算题中文字说明不占有分值,能少写就少写,但必要时应有文字说明(所谓必要时就是如果没有文字说明,别人可能会误解你的解答时):(1)说明研究对象(对谁分析,或对哪个过程分析,个体或整体)。(2)画出受力分析图、电路图或运动过程的示意图。(3)说明所设字母的物理意义。(4)说明规定的正方向、零势点(面)。(5)说明题目中的隐含条件、临界条件。(6)说明所列方程的依据、名称及对应的物理过程或物理状态。(7)说明所求结果的物理意义(有时需要讨论分析)。12考点一考点二考点三2.答题的几个注意点(1)一个字母在一个题目中只能用来表示一个物理量,忌一字母多用;一个物理量在同一题中不能有多个符号,以免混淆。(2)要用原始方程组联立求解,不要用连等式,方程式有多个的,应分式布列(分步得分),不要合写一式,以免一错而致全错。要用字母表达方程,不要用掺有数字的方程。(3)尊重习惯用法。如拉力用F,摩擦力用Ff表示,阅卷人一看便明白,如果用反了就会带来误解。(4)数字相乘时,数字之间不要用“·〞,而应用“×〞进行连接。结果不要忘记单位。13考点一考点二考点三(5)角标要讲究。角标的位置应当在右下角,比字母本身小许多。角标的选用亦应讲究,如通过A点的速度用vA就比用v1好;通过某相同点的速度,按时间顺序第一次用v1、第二次用v2就很清楚,如果倒置,必然带来误解。(6)尊重题目所给的符号,题目给了符号的一定不要再另立符号。如题目给出半径是r,你假设写成R就算错。字母符号要写清楚、标准,忌字迹潦草。阅卷时因为“ν、r、v〞不分,大小写“M、m〞或“L、l〞不分,“G〞的草体像“a〞,希腊字母“ρ、μ、β、η〞笔顺或形状不对而被扣分屡见不鲜。14考点一考点二考点三1.如图甲所示,一风力实验示意图。开始时,质量为m=1kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上,并静止于O点。现用沿杆向右的恒定风力F作用于小球上,经时间t1=0.4s后撤去风力。小球沿细杆运动的v-t图象如图乙所示(g取10m/s2)。试求:

甲

乙(1)小球沿细杆滑行的距离;(2)小球与细杆之间的动摩擦因数及风力F的大小。15考点一考点二考点三解析:(1)v-t图象与坐标轴围成的面积表示位移,那么在1.2s时间内小球的位移对整个过程应用动能定理得Fx1-μmgx=0-0联立解得μ=0.25,F=7.5N。答案:(1)1.2m(2)0.257.5N16考点一考点二考点三2.一架质量m=2.0×104kg的飞机在水平跑道上起飞,发动机提供的推力恒为F1,在跑道上经过x1=400m的加速运动,到达起飞速度v0=100m/s。现要使该飞机能在s2=100m的航母跑道上起飞,需用电磁弹射器辅助。假设电磁弹射器对飞机施加恒定推力F2,飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为Ff=1.0×104N,求:(1)飞机发动机的推力F1大小;(2)电磁弹射器的推力F2大小;17考点一考点二考点三答案:(1)2.6×105

N

(2)7.5×105

N

(3)3.75×107

W18考点一考点二考点三1.如下图,某运发动做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止落下,经过8s后翻开降落伞,运发动做匀减速直线运动,再经过16s后刚好到达地面,且速度恰好为零。忽略翻开降落伞前的空气阻力和翻开降落伞的时间。人和伞的总质量为60kg。求:(1)翻开降落伞时运发动的速度大小;(2)翻开降落伞后运发动的加速度大小;(3)翻开降落伞后运发动和伞受到的阻力大小。19考点一考点二考点三解析:(1)翻开降落伞前,人和伞做自由落体运动,运动速度v=gt,代入数据解得v=80m/s;(3)根据牛顿第二定律得mg-Ff=-ma2,解得Ff=900N。答案:(1)80m/s(2)5m/s2(3)900N20考点一考点二考点三2.如图甲所示,某人站在力传感器上,从直立静止起,做“下蹲—起跳〞动作,图中的“·〞表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F-t图线。图乙中1~4各点对应着图甲中1~4四个状态和时刻。重力加速度g取10m/s2。请根据这两个图所给出的信息,求:甲 乙 丙21考点一考点二考点三(1)人的质量。(2)人1s内的最大加速度,并以向上为正,在丙图中画出此人在1s内的大致a-t图象。(3)在F-t图象上找出此人在下蹲阶段什么时刻到达最大速度?简单说明必要理由。22考点一考点二考点三解析:(1)此人状态1处于静止状态,对应图乙中1点F1=600

N可知此人m=60

kg。(2)由图可知,图乙中2点F2=1

800

N最大,由F-mg=ma,有1

s内的a-t图象如图(只要最大加速度是重力加速度两倍就可)。(3)下蹲阶段先加速后减速,支持力与重力平衡时速度最大,由a-t图象可读出速度最大时刻约为0.45(0.43~0.47之间都算对)。答案:(1)60

kg

(2)20

m/s2

见解析图

(3)见解析23考点一考点二考点三3.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2kg,动力系统提供的恒定升力F=28N。试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变。(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m,求飞行器所受阻力Ff的大小;(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力。求飞行器能到达的最大高度h。24考点一考点二考点三解析:此过程中,飞行器受力如右图,由牛顿第二定律得F-Ff-mg=ma1,得Ff=4

N。25考点一考点二考点三答案:(1)4

N

(2)42

m26考点一考点二考点三例题如下图,倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,最终停在水平面上的C点。A点距水平面的高度h=0.8m,B点距C点的距离L=2.0m(滑块经过B点时没有能量损失,g取10m/s2),求:(1)滑块在运动过程中的最大速度;(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ;(3)滑块从A点释放后,经过时间t=1.0s时速度的大小。27考点一考点二考点三答案:(1)4

m/s

(2)0.4

(3)3.2

m/s28考点一考点二考点三类题过关

如下图,传送带与水平间的倾角θ=37°,皮带以10m/s的速率向下运行,在传送带上端A处无初速地放上质量为0.5kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.5,假设传送带A到B的长度为16m,那么物体从A运动到B的时间为多少?29考点一考点二考点三答案:2

s30考点一考点二考点三3186531247(1)汽车前2s发生的位移x;(2)汽车的加速度a;(3)牵引力F。3286531247解析:(1)由题图可得,位移大小等于前2

s图线围成的面积

(3)由牛顿运动定律F-kmg=ma得F=m(kg+a),代入数据解得F=2×103

N。答案:(1)28

m

(2)-2

m/s2

(3)2×103

N33865312472.小明同学乘坐杭温线“和谐号〞动车组,发现车厢内有速率显示屏。当动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间,他记录了不同时刻的速率,局部数据列于表格中。动车组的总质量M=2.0×105kg,假设动车组运动时受到的阻力是其重力的0.1,g取10m/s2。在小明同学记录动车组速率这段时间内,求:(1)动车组的加速度值;(2)动车组牵引力的最大值;(3)动车组位移的大小。3486531247解析:(1)通过记录表格可以看出,动车组有两个时间段处于加速状态,设加速度分别为a1、a2。代入数据得a1=0.1

m/s2,a2=0.2

m/s2;(2)由F-Ff=Ma得当加速度大时,牵引力也大,代入数据得Fm=Ff+Ma2=0.1Mg+Ma2=2.4×105

N;3586531247(3)通过作出动车组的v-t图可知,第一次加速运动的结束时刻是200

s,第二次加速运动的开始时刻是450

s,所以x=x1+x2+x3=30

250

m。答案:(1)0.1

m/s2

0.2

m/s2

(2)2.4×105

N(3)30

250

m36865312473.如下图,将一质量m=0.5kg的物体轻轻放在水平匀速传送带的A点,传送带速度大小为v=1m/s,且AB间的距离L=2.5m,物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.1。那么物体从A运动到B共需多长时间?由于传输该物体从A到B,传送带需多做功多少?3786531247答案:3

s

0.5

J38865312474.如下图,中国选手何雯娜在北京奥运会女子蹦床工程的比赛中摘取金牌,何雯娜的体重为49kg,设她从3.2m高处自由下落后与蹦床的作用时间为1.2s,离开蹦床后上升的高度为5m,试求她对蹦床的平均作用力。(g取10m/s2)3986531247答案:1

225

N

方向竖直向上

40865312475.如下图,在一次火灾中,负责营救的消防员在楼下用救生网接住一位跳楼逃生的人。窗口位置离网的高度为15.0m,人跳出窗口的初速度近似为0,网下陷的最大深度为1.0m,试分析:(1)此人触网时速度为多大?(2)假设人触网后的运动可视为匀减速运动,那么此人在网中下陷时的加速度为多大?(3)假设此人重50kg,那么触网后网对人的支持力为多大?4186531247解析:(1)设下落高度为h,h=15

m,人触网时速度为v,v2=2gh,解得v=10

m/s。(2)设下陷加速度为a,下陷最大深度为s=1

m,由v2=2as,解得人下陷的加速度为a=150

m/s2。(3)设网对人的支持力为FN,FN-mg=ma,解得FN=8

000

N。答案:(1)10

m/s

(2)150

m/s2

(3)8

000

N42865312476.一条细绳在地球外表上最多只能静止悬挂2.0kg的重物,g取10m/s2。问:(1)用这条细绳在光滑水平面上沿水平方向拉动一个质量为10kg的物体,物体所能到达的最大加速度是多少?(2)假设月球外表的重力加速度是地球外表重力加速度的,用这条绳在月球外表带动一个物体以2m/s2的加速度竖直加速上升,那么该物体的质量不能超过多少?438653