高考物理二轮复习：匀变速直线运动规律在力学中的应用

专题二

恒力作用下直线运动

第1讲匀变速直线运动规律在力学中应用第1页

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三、初速度为零匀变速直线运动几个百分比式1．1s末、2s末、3s末…速度之比v1∶v2∶v3∶…∶vn=

1∶2∶3∶…∶n

.第3页第4页

四、牛顿运动定律1．牛顿第一定律

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有力迫使它改变这种状态．

2．牛顿第二定律

物体加速度a跟物体所受合外力F合成正比，跟物体质量m成反比．第5页第6页方法指导：

1．处理牛顿运动定律应用两类基本问题方法：

(1)已知物体受力情况，求解物体运动情况．处理这类题目，普通是应用牛顿运动定律求出物体加速度，再依据物体初始条件，应用运动学公式，求出物体运动情况，即求出物体在任意时刻位置、速度及运动轨迹．

(2)已知物体运动情况，求解物体受力情况处理这类题目，普通是应用运动学公式求出物体加速度,再应用牛顿第二定律求出物体所受合外力，进而求出物体所受其它外力．第7页2．处理匀变速直线运动问题选取公式方法：

(1)不包括某量问题优先选取不含该量公式．

(2)时间相等问题优先选取

(3)由静止开始做匀加速直线运动问题优先选用百分比式．

3．匀变速直线运动问题惯用解题方法：

(1)基本公式法；

(2)纸带分析法；

(3)平均速度法；

(4)图象法；

(5)百分比法．第8页4．连接体问题处理方法：

(1)加速度相同连接体问题：

普通先采取整体法求加速度或外力．如还要求连接体内各物体相互作用内力时，再采取隔离法求解．

(2)加速度不一样连接体问题：

普通采取隔离法或质点系牛顿第二定律求解．

第9页5．应用牛顿第二定律解题普通步骤

(1)确定研究对象；

(2)分析研究对象受力情况，画出受力分析图并找出加速度方向；

(3)建立直角坐标系，使尽可能多力或加速度落在坐标轴上，并将其余力分解到两坐标轴上；

(4)分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程；

(5)统一单位，计算数值．第10页1．牛顿运动定律与a－t图象利用第11页第12页第13页第14页2．超重和失重问题讨论【例2】某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N.他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤示数如图所表示，电梯运行v-t图可能是(取电梯向上运动方向为正)(

)

第15页第16页【解析】由图可知，在t0～t1时间内，弹簧秤示数小于实际重力，则处于失重状态，此时含有向下加速度，在t1～t2阶段弹簧秤示数等于实际重力，则既不超重也不失重，在t2～t3阶段，弹簧秤示数大于实际重力，则处于超重状态，含有向上加速度，若电梯向下运动，则t0～t1时间内向下加速，t1～t2阶段匀速运动，t2～t3阶段减速下降，A正确；若电梯向上运动，则t0～t1时间内向上减速，t1～t2阶段停顿运动，t2～t3阶段加速上升，D正确；B、C项t0～t1内超重，不符合题意，错误．【切入点】由F-t图象获取各时段支持力F信息，再推算出各时段人运动情况，从而判断v-t正确是否．答案：AD

第17页不论超重、失重或完全失重，物体重力依然不变，只是“视重”改变，重力是因为地球对物体吸引而产生，地球对物体引力不会因为物体含有向上或向下加速度而改变．【点评】第18页3．巧用整体法和隔离法处理连接体问题

A．若μ1＞μ2，则杆一定受到压力作用B．若μ1=μ2，m1<m2，则杆受到压力作用C．若μ1=μ2，m1>m2，则杆受到压力作用D．只要μ1=μ2，则杆两端既不受拉力也不受压力【例3】如图所表示，两个物体中间用一根不计质量轻杆相连，A、B两物体质量分别为m1、m2，它们和斜面间动摩擦因数分别为μ1、μ2，当它们在斜面上加速下滑时，关于杆受力情况，以下说法正确是(

)

第19页第20页4．临界问题

【例4】如图所表示，有A、B两个楔形木块，质量均为m

，靠在一起放于水平面上，它们与接触面倾角为.现对木块A施一水平推力F，若不计一切摩擦，要使A、B

一起运动而不发生相对滑动，求水平推力F不得超出最大值．第21页

【切入点】“最大值”、“最小值”都有对应临界状态，解答临界问题切入点普通是临界条件．【解析】AB一起运动，则以AB整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F=2ma当A推着B向前加速时，B对A反作用力FBA会将A向上抬升而与B发生相对滑动．以A

为研究对象，其受力情况以下列图所表示．由图可知，A、B一起运动而不发生相对滑动临界条件是：N=0第22页竖直方向FBAcosq=mg水平方向F-FBAsinq=ma联立上式可得F=2mgtanq即水平推力最大值为2mgtanq

答案：2mgtanq第23页【点评】

此题关键是要根据物体受力特征来分析AB为何可能发生相对滑动，从而找出临界条件．第24页5．传送带问题【例5】如图所表示，传送带与水平面夹角为37°，并以v=10m/s运行，在传送带A端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间动摩擦因数μ=0.5，AB长16m，求：以下两种情况下物体从A到B所用时间．

(1)传送带顺时针方向转动；(2)传送带逆时针方向转动

.第25页【切入点】依次分析物体受力，注意摩擦力可能突变【解析】(1)传送带顺时针方向转动时受力如图示(2)传送带逆时针方向转动物体受力如图：开始摩擦力方向向下，向下匀加速运动

第26页第27页传送带这类题目难度较大，摩擦力情形比较复杂，物体所受摩擦力可能发生突变，解题时一定要分析清楚摩擦力是动力还是阻力，摩擦力种类和方向，还要对运动和力关系以及物理过程程序要理顺，才能有清楚解题思绪．摩擦力不论是其大小突变，还是其方向突变，都发生在物体速度与传送带速度相等时刻。【点评】第28页6．两个匀变速运动相关性问题【例6】在光滑水平轨道上有两个半径都是r小球A和B，质量分别为m和2m，当两球心间距离大于L(L比2r大得多)时，两球之间无相互作用力；当两球心间距离等于或小于L时，两球间存在相互作用恒定斥力F.设A球从远离B球处以速度v0沿两球连心线向原来静止B球运动，如图所表示．欲使两球不发生接触，v0必须满足什么条件？第29页【切入点】本题是经典追及问题，欲使两球刚好不发生接触条件是：两物体在某时刻处于同一位置且速度相同．二者刚好接触时其球心间距离为2r.【解析】解法1：利用牛顿第二定律和运动学公式求解A球向B球靠近至A、B间距离小于L之后，A球速度逐步减小，B球从静止开始加速运动，两球间距离逐步减小．当A、B速度相等时，两球间距离最小．若此距离大于2r，则两球就不会接触．所以不接触条件是v1=v2，L+x2-x1>2r.其中v1、v2为当两球间距离最小时A、B两球速度；x1、x2