（通用版）2020版高考物理二轮复习 专题一 第二讲 力与直线运动课件

-2-网络构建-3-策略指导分析近几年的考题可以看出,高考命题突出对运动图象的理解应用、牛顿第二定律的应用等知识的考查,主要从匀变速直线运动规律的应用能力、应用图象分析物体运动规律的能力、牛顿第二定律在系统问题、多阶段问题中的应用能力等方面进行命题。在2020年二轮复习备考中,要在掌握动力学问题处理的基本方法、弄清解题的常见误区的基础上,熟练掌握各种常见模型的解答方法,如连接体、传送带、板块模型等;掌握隔离法和整体法应用,学会临界或极值问题的分析方法,注重运动图象及牛顿第二定律的应用。-4-高考真题1.(多选)(2018全国Ⅱ卷)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图象分别如图中甲、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考点定位:对图象的理解及利用图象解题解题思路与方法:在v-t图象中图象包围的面积代表位移,图象的斜率代表加速度,解本题要利用这个知识点求解。答案解析解析关闭假设两车在t1时刻也并排(相遇)行驶,由题图可知,在t1~t2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图象的斜率表示加速度,由题图可知,甲、乙车的加速度都是先减小后增大,选项D正确。答案解析关闭BD-5-2.(2019全国Ⅰ卷)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个𝐻4所用的时间为t1,第四个𝐻4所用的时间为t2。不计空气阻力,则𝑡2𝑡1满足()A.1𝑡2𝑡12B.2𝑡2𝑡13C.3𝑡2𝑡14D.4𝑡2𝑡15考点定位:匀变速直线运动规律应用解题思路与方法:运动员竖直上升做匀减速运动,可用逆向思维法,看成初速度为零的匀加速直线运动,然后用比例求解。答案解析解析关闭运动员起跳到最高点的过程,反过来看,就是初速为0的匀加速直线运动,经过相同位移所用的时间之比为1∶(2-1)∶(3−2)∶(4−3),则𝑡2𝑡1=14-3=3.732,故选C。答案解析关闭C-6-3.(多选)(2015全国Ⅰ卷)如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出()A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度考点定位:牛顿运动定律解题思路与方法:根据速度—时间图象的斜率找到不同阶段的加速度,结合受力分析和运动学规律是解答此类题目基本方法。答案解析解析关闭由图象可得物块上滑的加速度大小a1=𝑣0𝑡1,下滑的加速度大小a2=𝑣1𝑡1,根据牛顿第二定律,物块上滑时有mgsinθ+μmgcosθ=ma1,下滑时有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,则可求出θ、μ;物块上滑的最大距离x=𝑣0𝑡12,则最大高度h=xsinθ,选项A、C、D正确,B错误。答案解析关闭ACD-7-4.(2018全国Ⅰ卷)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是()考点定位:运动学公式、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律解题思路与方法:由牛顿运动定律,F-mg+F弹=ma,F弹=k(x0-x),kx0=mg,联立解得表达式,然后判断。答案解析解析关闭由牛顿运动定律F-mg+F弹=ma,F弹=k(x0-x),kx0=mg,联立解得F=ma+kx,对比题给的四个图象,可能正确的是A。答案解析关闭A-8-5.(2017全国Ⅱ卷)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示。训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度大小为g。求:(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度。-9-考点定位:运动学公式、牛顿第二定律解题思路与方法:冰球到挡板的时间和运动员到小旗的时间是相等的,所以时间是两个运动的桥梁。答案:(1)𝑣02-𝑣122𝑔𝑠0(2)𝑠1(𝑣1+𝑣0)22𝑠02-10-解析:(1)设冰球的质量为m,冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ,由动能定理得-μmgs0=12𝑚𝑣12−12𝑚𝑣02①解得μ=𝑣02-𝑣122𝑔𝑠0②(2)冰球到达挡板时,满足训练要求的运动员中,刚好到达小旗处的运动员的加速度最小。设这种情况下,冰球和运动员的加速度大小分别为a1和a2,所用的时间为t,由运动学公式得𝑣02−𝑣12=2a1s0③v0-v1=a1t④s1=12a2t2⑤联立③④⑤式得a2=𝑠1(𝑣1+𝑣0)22𝑠02⑥-11-考点一考点二运动学基本规律的综合应用考法1基本规律应用(M)规律方法1.匀变速直线运动的“四类公式”-12-考点一考点二2.解题的基本步骤-13-考点一考点二3.常用的五种方法-14-考点一考点二【典例1】某款架设在公路上的激光测速仪只能测定距离仪器200m范围内汽车的车速。某路段限速54km/h。一辆小轿车在距离测速仪264m时司机发现了前方的测速仪,立即开始做匀减速直线运动,结果第一次测速时该车恰好没有超速,且第二次测速时测得小轿车的速度为50.4km/h。已知测速仪每隔2s测速一次,测速激光脉冲时间极短。试求该小轿车减速前的速度范围。思维点拨本题考查学生综合分析能力,可应用基本公式法求解。画出小轿车运动情景图;挖掘隐含条件,确定小轿车运动规律:由“第一次测速时该车恰好没有超速”可得v1=54km/h=15m/s;若第一次测速发生在小轿车进入测量范围t=2s时,则小轿车在减速前的速度为最大。选定公式:小轿车做匀减速直线运动,可由v=v0+at求其加速度,由v2-=2ax确定小轿车的初速度。𝑣02-15-考点一考点二-16-考点一考点二答案:17m/s≤v≤17.9m/s解析:第一次测速恰好没有超速,即v1=54km/h=15m/s,第二次测得v2=50.4km/h=14m/s,由两次测量的速度可得小轿车的加速度a=𝑣2-𝑣1𝑡=14-152m/s2=-0.5m/s2若当小轿车到达距离测速仪200m处时刚好遇到测速的激光,设小轿车减速前的速度为v0,根据𝑣12−𝑣02=2ax得v0=𝑣12-2𝑎𝑥=17m/s-17-考点一考点二若小轿车到达距离测速仪200m处时前一次测速激光刚过,则小轿车继续减速2s后才遇到第一次测速,其速度为限制速度,设小轿车到达距离测速仪200m处时的速度为v3,则v1=v3+atv3=15m/s-(-0.5)×2m/s=16m/s设此情况下小轿车减速前的速度为v0',则𝑣32-v0'2=2axv0'=𝑣32-2𝑎𝑥≈17.9m/s所以小轿车减速前的速度应满足17m/s≤v≤17.9m/s。-18-考点一考点二1.(2019广东惠州二调)近几年,国家取消了7座及以下小车在法定长假期间的高速公路收费,给自驾出行带来了很大的实惠,但车辆的增多也给道路的畅通增加了压力,因此交管部门规定,上述车辆通过收费站口时,在专用车道上可以不停车拿(交)卡而直接减速通过。若某车减速前的速度为v0=20m/s,靠近站口时以大小为a1=5m/s2的加速度匀减速,通过收费站口时的速度为vt=8m/s,然后立即以a2=4m/s2的匀加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平直大道)。试问:(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速?(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,运动的时间是多少?(3)在(1)(2)问题中,该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少?-19-考点一考点二答案:(1)33.6m(2)5.4s(3)1.62s解析:(1)设该车初速度方向为正方向,该车进入站口前做匀减速直线运动,设距离收费站x1处开始制动,则有:𝑣𝑡2−𝑣02=-2a1x1①解得x1=33.6m。②(2)该车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段,前后两段位移分别为x1和x2,时间为t1和t2,则减速阶段:vt=v0-a1t1③解得:t1=2.4s④加速阶段:t2=𝑣0-𝑣𝑡𝑎2=3s⑤则加速和减速的总时间为:t=t1+t2=5.4s。⑥-20-考点一考点二(3)在加速阶段:x2=𝑣𝑡+𝑣02t2=42m⑦则总位移:x=x1+x2=75.6m⑧若不减速所需要时间:t'=𝑥𝑣0=3.78s⑨车因减速和加速过站而耽误的时间:Δt=t-t'=1.62s。⑩-21-考点一考点二考法2图象和追及、相遇问题(M)规律方法1.解图象问题时要做好“三看”“一注意”三看:(1)看清坐标轴所表示的物理量:明确因变量与自变量的制约关系,是运动学图象(v-t、x-t、a-t)还是动力学图象(F-a、F-t、F-x)。(2)看图线本身:识别两个相关量的变化趋势,进而分析具体的物理过程,最大可能写出函数关系式。(3)看交点、斜率和“面积”:明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的面积的物理意义。一注意:x-t图象和v-t图象描述的都是直线运动,而a-t图象描述的不一定是直线运动;在图象转换时,必须明确不同图象间相互联系的物理量,必要时还应根据运动规律写出两个图象所描述的物理量间的函数关系式进行分析和判断。-22-考点一考点二2.追及、相遇问题处理方法(1)追及、相遇问题的分析讨论追及、相遇的问题,其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置问题。①明确两个关系:时间关系和位移关系,这两个关系可通过画草图得到。②弄清一个条件:两者速度相等,它往往是物体间能追上、追不上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断的切入点。(2)追及、相遇问题的注意事项①追者和被追者速度相等是能追上、追不上或两者间距最大、最小的临界条件。②被追的物体做匀减速直线运动时,要判断追上时被追的物体是否已停止。-23-考点一考点二【典例2】(多选)(2018全国Ⅲ卷)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是()A.在t1时刻两车速度相等B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等答案解析解析关闭图线的斜率大小表示物体运动的速度大小,t1时刻两图线的斜率不同,所以两车速度不同,A选项错误;从0到t1时间内,x乙=x1,x甲x1,则甲车路程小于乙车,B选项错误;从t1到t2时间内,两车的位移大小都为Δx=x2-x1,所以路程大小相等,C选项正确;从t1到t2时间内的某时刻,图线甲的斜率等于图线乙的斜率,存在速度相等的时刻,D选项正确。答案解析关闭CD-24-考点一考点二思维点拨首先明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率的物理意义是什么,然后根据路程、位移、速度的定义去判断。易错点拨图象类问题容易出错的地方主要表现在以下几方面:一是图象中的横轴与纵轴所代表的物理量没有弄清;二是对图象中相关物理量的正负值物理意义理解不透;三是找不到图象中的隐含条件,如有关图线所包围的面积、图象在某位置的斜率、图线在纵轴和横轴上的截距所表示的物理意义等。-25-考点一考点二【典例3】高铁运行速度快,但进出站耽误时间较长,为了解决这一问题,科学家设计了高铁进出