（天津专用）2020高考物理二轮复习专题一力和运动第2讲力与直线运动课件.pptx

1、第2讲力与直线运动,-2-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,-3-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,1.(2019浙江卷)甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移时间图像如图所示,则在0t1时间内() A.甲的速度总比乙大 B.甲、乙位移相同 C.甲经过的路程比乙小 D.甲、乙均做加速运动,B,解析:在位移时间图像中,斜率表示速度,在t1时刻,乙的斜率大于甲的斜率,乙的速度大于甲的速度,A错误;在位移时间图像中,位移就是两时刻的坐标差,0t1时间内,甲和乙的坐标差相等,B正确;斜率始终为正数,表明速度始终沿着正方向做直线运动,位移等于路程,甲和乙的路程相等,C错误;甲的斜率不

2、变,甲做匀速运动,D错误。,-4-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,命题考点匀变速直线运动的图像。 能力要求本题考查对位移图像的物理意义的理解,只要抓住纵坐标表示物体的位置,纵坐标的变化量等于物体的位移,斜率等于速度,就能分析两物体的运动情况。,-5-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,2.(多选)(2016天津卷)我国高铁技术处于世界领先水平。和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成,其中第1、5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组

3、() A.启动时乘客受到车厢作用力的方向 与车运动的方向相反 B.做匀加速运动时,第5、6节与第6、7 节车厢间的作用力之比为32 C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为 12,BD,-6-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,解析:设每节车厢质量为m,由题意可知,动车组所受阻力Ff=k8mg,k为比例系数。启动时,乘客随车一起向前做加速运动,水平方向由F=m人a知乘客所受到车厢作用力的方向与车运动方向相同,竖直方向受到重力和支持力,则乘客受到车厢作用力应沿前进方向斜向上,选项A错误;做匀加速运动时,设总动力为F,则F

4、-k8mg=8ma,设第5、6节车厢之间的作用力为F1 ,以“6、7、8”三节车厢为研究对象,得,确;进站时从关闭发动机到停下来,水平方向上只受阻力,a=kg,由0-v2=-2ax知,滑行距离与速度的二次方成正比,选项C错误;2节动车,2P=k8mgvm1,4节动车,4P=k8mgvm2,解得vm1vm2=12,故选项D正确。,-7-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,命题考点牛顿运动定律、功率、动能定理。 能力要求能应用整体法与隔离法分析连接体问题,恰当选取研究对象分析动力学与能量问题。,-8-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,3.(多选)(2019全国卷3)如图甲所示,物块和木板叠放在实验台

5、上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力F随时间t变化的关系如图乙所示,木板的速度v与时间t的关系如图丙所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出(),-9-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,A.木板的质量为1 kg B.24 s内,力F的大小为0.4 N C.02 s内,力F的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2,答案:AB 解析:对物块受力分析可知,细绳对物块的拉力F等于木板与物块间的摩擦力。由题图乙可知,滑动摩擦力Ff=0.

6、2 N,设木板质量为m木,m木=1 kg,A正确。对木板:24 s内,F-Ff=m木a1,a1=0.2 m/s2,求得F=0.4 N,B正确。对木板:02 s,拉力F与静摩擦力Ff静平衡,F=Ff静=kt,C错误。物块质量未知,无法求正压力,无法求动摩擦因数,D错误。,-10-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,命题考点牛顿运动定律的综合应用。 能力要求关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答。,-11-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,4.(2018天津卷)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功

7、后,拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。已知飞机质量m=7.0104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的 ,重力加速度g取10 m/s2。求飞机滑跑过程中: (1)加速度a的大小; (2)牵引力的平均功率P。,-12-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,答案:(1)2 m/s2(2)8.4106 W 解析:(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动,有 v2=2ax 代入数据解得a=2 m/s2。 (2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻,依题意有 F阻=0.1mg 设发动机的牵引

8、力为F,根据牛顿第二定律有 F-F阻=ma,联立式得P=8.4106 W。,-13-,专题知识理脉络,真题诠释导方向,命题考点牛顿运动定律,匀变速直线运动。 能力要求分析运动过程与受力情况,根据运动规律与牛顿运动定律分析。,-14-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,匀变速直线运动规律的应用 考查方向 常以选择题或计算题的形式考查。 突破方略 1.牢记解决匀变速直线运动问题的五种常用方法,逆向思维法匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动 比例法适用于初速度为0或末速度为0的匀变速直线运动,-15-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,2.处理刹车类问题的思路

9、先判断刹车时间,再进行分析计算。,-16-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,模型构建 【例1】(2019山东六校联考)某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车,其速度大小分别为v1=30 m/s、v2=20 m/s,轿车与前方货车间距离x0=12 m时轿车司机才发现货车,若此时轿车立即刹车,则轿车要经过x=112.5 m的匀减速直线运动才能停下来。两车均可视为质点,忽略轿车司机的反应时间。 (1)若轿车刹车时货车以速度v2匀速行驶,通过计算分析两车是否会相撞; (2)若轿车在刹车的同时给货车发信号,货车司机经t0=1 s收到信号并立即以大小a0=2 m/s2的加速度匀

10、加速行驶,通过计算分析两车是否会相撞。,-17-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,分析推理 (1)匀减速直线运动追匀速直线运动,速度相等时若未相撞,以后还会相撞吗? (2)货车司机在反应时间内做什么运动?,(1)提示:不会。 (2)提示:仍以原来速度做匀速直线运动。,-18-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,答案:(1)会相撞(2)不会相撞 解析:(1)轿车经过x=112.5 m才能停下来,可得轿车刹车过程的加速度大小a1=4 m/s2 恰好不相撞时两车速度相等,即v1-a1t=v2,货车前进的距离x2=v2t=50 m 因为x1x2+x0,所以两车相撞。,

11、-19-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,(2)设经历时间t两车的速度相等 则v1-a1t=v2+a0(t-t0) 此过程中轿车前进的距离,解得x1=52 m,x2=41 m 因x1-x2=11 mx0,故两车不会相撞。,-20-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,以题说法 1.解题思路 (1)分析运动过程,画出过程示意图。 (2)标出已知量、未知量。 (3)选择合适公式,列方程求解。 2.注意:(1)多过程问题中两过程间的连接点的速度是连接两运动的纽带,是解题的关键,要先设出。 (2)多过程问题用v-t图像辅助分析会更形象、简捷。 (3)v、x、a等物理量是

12、矢量,注意规定正方向,尤其是在一个过程中速度方向发生变化的情况。,-21-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,迁移训练 1.(2019天津和平区期中)汽车启动的快慢和能够达到的最大速度,是衡量汽车性能的指标体系中的两个重要指标。汽车启动的快慢用车的速度从0到108 km/h的加速时间来表示,这个时间越短,汽车启动的加速度就越大。下表中列出了两种汽车的性能指标(表中把108 km/h换算成30 m/s)。,现在,甲、乙两车在同一条平直公路上,车头向着同一个方向,乙车在前,甲车在后,两车相距85 m,甲车先启动,经过一段时间t0乙车再启动。若两车从速度为0到最大速度的时间内都做匀加

13、速直线运动,在乙车开出8 s时两车相遇。,-22-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,(1)求甲车启动的加速度a1和乙车启动的加速度a2。 (2)t0应该满足的条件是什么? (3)在此条件下,两车相遇时甲车行驶的路程是多少?,答案:(1)2.5 m/s25 m/s2(2)6 s(3)245 m,-23-,突破点一,突破点二,突破点三,突破点四,突破点五,-24-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,直线运动图像的应用 考查方向 常以选择题为主考查v-t图像或x-t图像问题。 突破方略 图像问题的应用要点 1.x-t图像、v-t图像、a-t图像的物理意义。,-25-

14、,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,2.图像问题的五看。 一看:轴;二看:线;三看:斜率;四看:面积;五看:截距。 3.陌生的图像要先找图像的函数关系式(根据动力学规律对运动过程列方程,找出两物理量在运动过程中任一位置的关系,分离出因变量即可),由函数关系式确定截距、斜率等的物理意义。,-26-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,模型构建 【例2】(多选)(2018全国卷2)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是() A.两车在t1时刻也并排行驶 B.在t1时刻甲车在后,乙

15、车在前 C.甲车的加速度大小先增大后减小 D.乙车的加速度大小先减小后增大,BD,-27-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,解析:假设两车在t1时刻也并排(相遇)行驶,由题图可知,在t1t2内,甲的速度总是大于乙的速度,则t2时刻甲在乙的前面,与题设矛盾,选项A错误;在t1时刻甲车在后,乙车在前,则在t2时刻两车才有可能并排行驶,选项B正确;v-t图像的斜率表示加速度,由题图可知,甲、乙车的加速度大小都是先减小后增大,选项C错误,D正确。,以题说法图像问题的两点注意。 (1)x-t图像和v-t图像描述的都是直线运动,图像不表示物体的运动轨迹。 (2)利用v-t图像分析两个物体

16、的运动时,要注意两个物体的出发点,即注意它们是否从同一位置出发。,-28-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,迁移训练 2.(2019河南郑州一中上学期期中)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一物体所受空气阻力大小与物体速度大小成正比,下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是(),C,-29-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,解析:没有空气阻力时,物体只受重力,是竖直上抛运动,v-t图像是一条直线;有空气阻力时,上升阶段根据牛顿第二定律,有mg+Ff=ma,力随着速度增大而增大,故加速度减小;v-t图

17、像的斜率表示加速度,故图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g,切线与虚线平行,故C正确。,-30-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,连接体问题 考查方向 常以选择题或计算题考查多个物体连接体问题。 突破方略 灵活应用整体法与隔离法 (1)整体法:在连接体问题中,如果不需要求物体之间的相互作用力,且连接体的各部分具有相同的加速度,一般采用整体法列牛顿第二定律方程。 (2)隔离法:如果需要求物体之间的相互作用力或对于加速度不同的连接体,一般采用隔离法列牛顿第二定律方程。,-31-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,模型构建 【例3】(多选)(2019河北衡水中学第一

18、次调研)如图甲所示,用黏性材料粘在一起的A、B两物块静止于光滑水平面上,两物块的质量分别为mA=1 kg、mB=2 kg,当A、B之间产生拉力且大于0.3 N时,A、B将会分离。t=0时刻开始对物块A施加一水平推力F1,同时对物块B施加同一方向的拉力F2,使A、B从静止开始运动,运动过程中F1、F2方向保持不变,F1、F2的大小随时间变化的规律如图乙所示,则下列关于A、B两物块受力及运动情况的分析,正确的是(),-32-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,A.t=2.0 s时刻A、B之间作用力大小为0.6 N B.t=2.0 s时刻A、B之间作用力为零 C.t=2.5 s时刻A

19、对B的作用力方向向左 D.从t=0时刻到A、B分离,它们运动的位移为5.4 m,答案:AD 解析:设t时刻A、B分离,分离之前A、B物块共同运动,加速度为a,以A、B整体为研究对象,则有,分离时,F2- AB 0 =mBa, 得F2= AB 0 +mBa=0.3N+21.2N=2.7N,-33-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,当t=2.0 s时,F2=1.8 N,F2+FAB=mBa, 得FAB=mBa-F2=0.6 N,A正确,B错误; 当t=2.5 s时,F2=2.25 N,F2+FAB=mBa, 得FAB=mBa-F2=0.15 N,方向向右,C错误。,-34-,突破

20、点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,以题说法解决连接体问题应注意的问题 (1)整体法与隔离法的优点和使用条件 当连接体中各物体具有共同的加速度时,一般采用整体法;当系统内各物体的加速度不同时,一般采用隔离法。 求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法。 (2)两物体分离或相对滑动的条件 叠加体类连接体:两物体间刚要发生相对滑动时物体间的静摩擦力达到最大值。 靠在一起的连接体:分离时相互作用力为零。 (3)用滑轮连接的连接体的处理方法 通过滑轮连接的两个物体:加速度大小相同。轻绳的拉力不等于悬挂物体的重力。,-35-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,迁移训练 3.

21、(2019天津期末)如图所示,在光滑水平面上叠放着A、B两物体,已知mA=2 kg、mB=4 kg,A、B间动摩擦因数=0.2,在物体A上施加一水平向右的拉力F,g取10 m/s2,则() A.当拉力F4 N时,A静止不动 B.当拉力F=3 N时,B受A的摩擦力等于2 N C.拉力F必须大于8 N时,A才能相对B滑动 D.若把水平向右的拉力F作用于B,拉力F大于8 N时,A相对B滑动,B,-36-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,对整体由牛顿第二定律得F=(mA+mB)a=6 N。 当F6 N时,A相对于B运动,反之则相对静止。 由上面的分析知,当拉力F4 N时,二者相对静止

22、一块运动,故A错误;当拉力F=3 N时,二者相对静止,对整体由牛顿第二定律得,确;由上面的分析知:当F6 N时,A相对于B运动。故C错误;拉力F作用于B,A、B要发生相对运动时的加速度为a=g=2 m/s2,对整体由牛顿第二定律得F=(mA+mB)a=12 N。当F12 N时,A相对于B运动,反之则相对静止,故D错误。,-37-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,传送带问题 考查方向 常以选择题或计算题考查牛顿运动定律的应用传送带问题。 突破方略 1.传送带问题的实质是相对运动问题,这样的相对运动将直接影响摩擦力的方向。因此,搞清楚物体与传送带间的相对运动方向是解决该问题的关键

23、。 2.传送带问题还常常涉及临界问题,即物体与传送带速度相同时,会出现摩擦力改变的临界状态,具体如何改变要根据具体情况判断。,-38-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,模型构建 【例4】(多选)(2019山东泰安上学期期末)如图所示,水平传送带匀速运动,在传送带的右侧固定一弹性挡杆。在t=0时刻,将工件轻轻放在传送带的左端,当工件运动到弹性挡杆所在的位置时与挡杆发生碰撞,已知碰撞时间极短,不计碰撞过程的能量损失。则从工件被轻轻放在传送带的左端开始,到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中,工件运动的v-t图像可能是(),CD,-39-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二

24、,解析:工件与弹性挡杆发生碰撞后,其速度的方向发生改变,应取负值,故A、B错误;工件与弹性挡杆发生碰撞前的加速过程中和工件与弹性挡杆碰撞后的减速过程中所受滑动摩擦力不变,所以两过程中加速度不变,故C、D正确。,-40-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,迁移训练 4.(多选)(2018安徽滁州联合质检)如图甲所示,倾角为37足够长的传送带以恒定速率转动,将一质量m=1 kg的小物体以某一初速度放在传送带上,物体相对地面的速度大小随时间变化的关系如图乙所示,取沿传送带向上为正方向,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,则下列说法正确的是(),-41-,突

25、破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,A.传送带逆时针转动,速度大小为4 m/s B.物体与传送带间的动摩擦因数为0.75 C.08 s内物体位移的大小为14 m D.08 s内物体与传送带之间因摩擦而产生的热量为126 J,答案:CD,-42-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,解析:由题图乙可知,小物体先沿负方向做减速运动,后沿正方向做加速运动,最后沿正方向匀速运动,故传送带速度方向沿斜面向上,最终物体和传送带的速度相同,传送带速度大小为4 m/s,A错误;根据v-t图像的斜率表示加速度可得,物体相对传送带滑动时的加速,-43-,突破点三,突破点四,突破点五,突破

26、点一,突破点二,“滑块木板”问题 考查方向 常以选择题或计算题考查牛顿运动定律的应用。 突破方略 1.分析:“滑块木板”模型时要抓住一个转折和两个关联 (1)一个转折滑块与木板达到相同速度或者滑块从木板上滑下是受力和运动状态变化的转折点。 (2)两个关联转折前、后受力情况之间的关联和滑块、木板位移的板长之间的关联。 (3)两物体发生相对运动的临界条件加速度相同且两物体间的摩擦力为最大静摩擦力,分析此临界条件前后物体的运动状态是解题的关键。,-44-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,2.分析多过程问题的基本方法 应当将复杂的运动过程分解为几个子过程,就每个子过程进行求解,关键是

27、分析每一个子过程的特征(包括受力和运动)并且要寻找各子过程之间的联系。,-45-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,模型构建 【例5】(2019天津南开中学月考)如图甲所示,质量为m=0.5 kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1 kg的物块以初速度v0=4 m/s滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为=0.2,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到 -F的关系如图乙所示,其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为1 m-1。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力

28、,重力加速度g取10 m/s2。,-46-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,(1)若恒力F=0,则物块会从木板的右端滑下,求物块在木板上滑行的时间t是多少? (2)图乙中BC为直线段,求该段B点的横坐标和C点的纵坐标。 (3)图乙中BC为直线段,求该段恒力F的取值范围及 -F函数关系式。,-47-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,分析推理 (1)当F较小时,物块将从木板哪端滑下? (2)当F较大时物块可以与长木板相对静止吗?,(1)提示:右端。 (2)提示:可以。,-48-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,解析:(1)以初速度v0为正方向,物块的加速度大小为,当t=1 s时,滑块的速度为2 m/s,木板的速度为4 m/s,而当物块从木板右端滑离时,滑块的速度不可能小于木板的速度,t=1 s应舍弃,故所求时间为t= s。,-49-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,(2)当F较小时,物块将从木板右端滑下,当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端,且两者具有共同速度v,历时t1,由题图乙知,相对路程s1 m 代入解得F1 N。,-50-,突破点三,突破点四,突破点五,突破点一,突破点二,当F继续增大时,物块减速、木板加速,两者在木板上某一位置具有共同速