【物理】2011届高考二轮专题复习课件：第1单元-力与运动专题2 直线运动(大纲版)

专题二│直线运动专题二直线运动主干知识整合专题二│主干知识整合一、用动力学观点解题以牛顿运动定律结合运动学规律为依据的处理物理问题的思维方法称为动力学观点．用动力学观点解题，就是利用牛顿运动定律和运动学公式探求物体的_____________情况或_____________情况，这类习题基本分为两大类型：运动受力专题二│主干知识整合(1)已知受力情况求运动情况．它的处理方法是先由受力情况求出物体的合外力，然后根据牛顿第二定律求出物体的，_____________再根据物体运动的初始条件以及运动学规律就可以求出物体的运动情况；(2)已知物体的运动情况求受力情况．它的处理方法是先根据物体的运动情况和运动学规律求出物体的加速度；再根据牛顿第二定律确定物体的_____________，进而确定物体的受力情况．加速度合外力专题二│主干知识整合以上两大问题的核心关系是物体的加速度与物体所受合外力的关系．它们之间除了满足大小成正比的关系外，还存在下列四性关系：①同体性：在表达式中，m、F合、a都应是同一个研究对象的对应量；a．若研究对象为单个物体，则满足F合＝ma.b．若研究对象为多个物体，则对由这些物体组成的系统而言满足：F合＝m1a1＋m2a2＋m3a3＋…(一维情况下)．②瞬时性：物体的加速度和合外力具有瞬时对应关系，它们总是同增同减同生同灭；③同向性：物体的加速度与合外力的方向时时保持一致；专题二│主干知识整合④独立性：若物体受多个力的作用，则每一个力都能使物体独自产生加速度，并且任意方向均满足F＝ma，若在两个相互垂直的方向进行正交分解，则有：研究对象一个物体物体系牛顿第二定律的分量形式Fx＝maxFy＝mayFx＝m1a1x＋m2a2x＋m3a3x＋…Fy＝m1a1y＋m2a2y＋m3a3y＋…专题二│主干知识整合1．基本公式：vt＝v0＋_____________；s＝v0t＋12at2；v2t－v20＝________.2．常用结论(1)任意相邻相等时间内的位移之差恒定，公式表示为_____________，可以推广到sm－sn＝_____________.(2)某段时间中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度，公式表示为vt2＝v0＋vt2＝st.说明：运用这一公式解题，往往会使求解过程变得非常简捷．at2asΔs＝aT2(m－n)aT2专题二│主干知识整合(3)某段位移的中间位置的即时速度公式，公式表示为vs2＝v20＋v2t2.(4)关于初速为零的匀加速直线运动规律的推论①从运动开始计时起，时间T内、2T内、3T内、…、nT内通过的位移之比为：s1∶s2∶s3∶…∶sn＝__________________________(n＝1,2,3，…)12∶22∶32∶…∶n2专题二│主干知识整合②从运动开始计时起，在连续相等的各段时间内通过的位移之比为：s1∶s2∶s3∶…∶sn＝__________________________(n＝1,2,3，…)③从运动开始计时起，通过s,2s,3s，…，ns所用时间之比为：t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶2∶3∶…∶n(n＝1,2，3，…)④从运动开始计时起，通过连续的相等位移所用的时间之比为：t1∶t2∶t3∶…∶tn＝(1－0)∶(2－1)∶(3－2)∶…∶(n－n－1)(n＝1,2,3，…)1∶3∶5∶…∶(2n－1)专题二│主干知识整合说明：(1)上面公式中五个物理量(s、t、a、v0、vt)只有三个是独立的，即只要确定其中三个物理量，另外两个就确定了．(2)除时间t外，其余量均为矢量，所以对于运动问题的处理，首先要确定正方向，同时要保证公式形式的准确(包括公式中的“＋”、“－”号)以及各运动参量的正负．(3)要特别注意灵活运用平均速度公式以及匀变速直线运动规律的推论，尤其对末速为零的匀减速直线运动如果逆过来研究，也可以相应运用初速度为零的匀加速直线运动规律及其推论专题二│主干知识整合三、变力作用下的直线运动1．简谐运动——详见本书第15讲2．收尾速度问题如果物体的受力情况与物体的运动速度有制约关系，一般是随着物体运动速度的增大，其受到的某个阻力(如空气阻力、摩擦力、安培力等)越大或者其受到的某个动力(如机车牵引力)越小，则物体受到的合外力越小，_____________越小，当加速度减小到_____________时，速度达到_____________，此速度也称为收尾速度．高中阶段常见收尾速度主要表现为：(1)雨滴下落问题(2)机车启动问题——详见本书第5讲(3)涉及洛伦兹力的变速直线运动问题——详见本书第10讲(4)涉及电磁感应的变速直线运动问题——详见本书第12讲加速度零最大要点热点探究专题二│要点热点探究►探究一运动的相关分析追及相遇问题是常见的相关分析问题．追及和相遇问题实质是研究在同一直线上运动的两个物体的运动关系，所应用的规律是匀变速直线运动规律，分析此类问题应注意：(1)特别注意明确两物体的位移关系、时间关系、速度关系，这些关系是我们根据相关运动学公式列方程的依据；(2)追及、相遇问题常常涉及临界状态的分析，其中找出临界条件(速度相等是物体恰能追上或恰不能相碰、或间距最大或最小的临界条件)是解决这类问题的关键．专题二│要点热点探究例1在平直道路上，甲汽车以速度v匀速行驶．当甲车司机发现前方距离为d处的乙汽车时，立即以大小为a1的加速度匀减速行驶，与此同时，乙车司机也发现了甲，立即从静止开始以大小为a2的加速度沿甲运动的方向匀加速运动，则()A．甲、乙两车之间的距离一定不断减小B．甲、乙两车之间的距离一定不断增大C．若v≥2a1＋a2d，则两车一定不会相撞D．若v≤2a1＋a2d，则两车一定不会相撞专题二│要点热点探究【点拨】(1)两车距离的变化决定于两车速度大小的比较，可以画出两车运动的v—t图象帮助分析；(2)画出两车恰好不相撞的图示，根据图示列出两车为保证不相撞需要满足的运动参量间的关系即可顺利解题．D【解析】如果没有发生相撞，则二者速度相等前甲车速度大于乙车速度，两车距离不断减小；速度相等后甲车速度将小于乙车速度，两车间距逐渐增大，据此可知选项A、B错误．设经时间t甲车速度为v甲、乙车速度为v乙，由运动学公式有v甲＝v－a1t(①式)、v乙＝a2t(②式)；专题二│要点热点探究在此过程中甲、乙两车完成的位移分别为s甲、s乙，由运动学公式有s甲＝vt－12a1t2(③式)、s乙＝12a2t2(④式)；为使两车不相撞需要同时满足s甲≤s乙＋d(⑤式)、v甲≤v乙(⑥式).联立①～⑥解得v≤a1＋a2d，所以选项C错误、D正确．专题二│要点热点探究【点评】通过运动图象分析物体运动情况或追及相遇问题具有简洁直观的特点，考生必须要养成通过图象分析物理问题的习惯，逐步提高应用图象分析解决物理问题的能力．在应用运动图象时要特别注意：(1)首先应看清图象性质，即题目给出的是速度图象还是位移图象；(2)要理解图象的截距、斜率、面积、交点、拐点的物理含义并结合题意深入挖掘隐含条件，灵活解决问题．专题二│要点热点探究►探究点二多体过程问题水滴等时间间隔下落、杂技演员一手抛接多个小球、多个小球沿斜面等时间间隔释放等情景具备如下共同特征：①单个物体经历的过程相同；②物体先后释放的时间间隔相同．对于多过程问题要认真分析物体经历的每个运动阶段所满足的运动关系，并特别注意运动阶段的衔接参量的设定与计算．专题二│要点热点探究例２为了最大限度地减少道路交通事故，2009年8月15日，全国开始了“集中整治酒后驾驶违法行为”专项行动，这是因为一般驾驶员酒后的反应时间比正常时慢了0.1～0.5s，易发生交通事故．图1－2－1是《驾驶员守则》中的安全距离图示和部分安全距离表格．车速v(km/h)反应距离s(m)刹车距离x(m)停车距离L(m)401010206015B37.580A40C专题二│要点热点探究请根据该图表回答下列问题：(结果保留两位有效数字)(1)请根据表格中的数据计算驾驶员的反应时间；(2)如果驾驶员的反应时间相同，请计算出表格中A的数据；(3)如果路面情况相同，车在刹车后所受阻力恒定，g＝10m/s2，请计算出刹车后汽车所受阻力与车重的比值和表格中B、C的数据；(4)假设在同样的路面上，一名饮了少量酒后的驾驶员驾车以72km/h速度行驶，在距离一学校门前50m处发现有一队学生在斑马线上横过马路，他的反应时间比正常时慢了0.2s，会发生交通事故吗？专题二│要点热点探究【点拨】(1)本题属于多过程问题，综合考查静摩擦力、牛顿运动定律、匀速直线运动和匀变速直线运动，需要准确分析出物体在每一段时间内的运动情况；(2)认真观察表中数据，找出规律【解析】(1)在驾驶员反应时间内，车辆保持匀速行驶，由匀速直线运动公式可得反应时间为t＝sv＝0.9s(2)在反应时间相同的情况下由匀速直线运动公式位移公式s＝vt可知反应距离与车速成正比，据此易得车速为80km/h时反应距离为A＝v′t＝20m.(1)0.9s(2)20(3)22.560(4)会发生交通事故专题二│要点热点探究(3)设刹车后汽车所受阻力f与车重mg的比值为μ，刹车后对车由牛顿第二定律有f＝μmg＝ma可得刹车时汽车的加速度大小为a＝μg①当车速为v＝40km/h时，刹车距离为x＝10m，由匀变速直线运动规律有02－v2＝2(－a)x②联立①②代入数据解得μ＝5081③当车速为v′＝60km/h时，设刹车距离为x′，由匀变速直线运动规律有02－v′2＝2(－a)x′④专题二│要点热点探究联立③④代入数据解得x′＝22.5m⑤即表中B＝22.5m通过表中数据可知：停车距离＝反应距离＋刹车距离，所以表中C＝A＋40m＝60m.(4)根据题意，该车车速为v0＝72km/h＝20m/s，反应时间为t0＝0.9s＋0.2s＝1.1s，所以该车反应距离为s0＝v0·t0＝22m设其刹车距离为x0，由匀变速直线运动规律有02－v20＝2(－a)x0解得x0＝32.4所以该车停车距离L0＝s0＋x0＝54.4m＞50m可知会发生交通事故．专题二│要点热点探究【点评】(1)在运动问题的分析中，对物理过程和情景的分析非常重要，这往往需要通过画出运动的示意图帮助建立空间图景，如本题中运动示意图就非常必要；(2)要注意运动中间量的设定和利用．专题二│要点热点探究►探究点三动力学综合问题传送带问题是最常见的动力学综合问题．对此类问题的分析要特别注意以下几点：(1)涉及传送带的运动问题中加速度是对地加速度，而速度一定要分清楚是对地的还是对传送带的，在运动学公式(速度公式和位移公式)中出现的运动参量必须都是对地的．专题二│要点热点探究(2)把物体轻放(指物体对地初速为零)到匀速传动的传送带上后，到物体和传送带获得共同速度的时间内物体的对地位移等于传送带传动位移的二分之一．(3)对倾斜传送带问题一定要注意受力分析和转折点的确定，例如物体速度和传送带速度相等时刻就是物体和传送带间摩擦力发生突变的时刻．专题二│要点热点探究例3如图1－2－2所示，倾角θ＝37°的传送带上，上、下两端相距s＝7m．当传送带以v＝4m/s的恒定速率逆时针转动时，将一个与传送带间动摩擦因数μ＝0.25的物M轻放于A端，试分析：(g取10m/s2)(1)M从A端运动到B端所需的时间是多少？(2)若传送带顺时针转动，则M从A端运动到B端的时间又是多少？专题二│要点热点探究(1)s(2)1.5s【解析】(1)由于传送带逆时针转动，所以M轻放于A端后受到传送带沿斜面向上的滑动摩擦力，由于mgsinθ＞μmgcosθ，所以M将沿斜面下滑，设下滑的加速度设为a1，由牛顿第二定律有mgsinθ－μmgcosθ＝ma1①设M从A端运动到B端所需的时间为t1，由运动学公式有s1＝12a1t21②由①②联立代入数据解得t1＝2sa1＝72s(2)当传送带顺时针转动时，设M初始下滑的加速度为a2，由牛顿第二定律有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2③专题二│要点热