（山东专用）2020版高考物理二轮复习 专题一 2 第2讲 力与直线运动课件

第2讲力与直线运动总纲目录考点一匀变速直线运动规律的应用考点二牛顿运动定律的应用素养引领·情境命题考点三动力学综合问题考点一匀变速直线运动规律的应用1.(多选)(2018课标Ⅲ,18,6分)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 (CD)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CD本题考查x-t图像的应用。在x-t图像中,图线的斜率表示物体运动的速度,在t1时刻,两图线的斜率关系为k乙k甲,两车速度不相等;在t1到t2时间内,存在某一时刻甲图线的切线与乙图线平行,如图所示,该时刻两车速度相等,选项A错误,D正确。从0到t1时间内,乙车走过的路程为x1,甲车走过的路程小于x1,选项B错误。从t1到t2时间内,两车走过的路程都为x2-x1,选项C正确。 2.(多选)(2018课标Ⅱ,19,6分)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 (BD)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答案BD本题考查对v-t图线的理解、追及和相遇问题。v-t图线与时间轴包围的面积表示车运动的位移,t2时刻两车并排行驶,故t1时刻甲车在后,乙车在前,所以A错,B对。v-t图线上各点切线的斜率表示瞬时加速度,由此可知,C错,D对。3.(多选)(2014山东理综,15,6分)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图。在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有 (AC) A.t1B.t2C.t3D.t4答案ACv-t图像中,纵轴表示各时刻的速度,t1、t2时刻速度为正,t3、t4时刻速度为负,图线上各点切线的斜率表示该时刻的加速度,t1、t4时刻加速度为正,t2、t3时刻加速度为负,根据牛顿第二定律,加速度与合外力方向相同,故t1时刻合外力与速度均为正,t3时刻合外力与速度均为负,A、C正确,B、D错误。1.处理匀变速直线运动的四种方法(1)基本公式法:应用三个基本公式求解。(2)推论法:应用中间时刻速度、中间位置速度、位移差公式等推论求解。(3)比例法:根据初速度为零的匀变速直线运动的比例关系式求解。(4)逆向思维法:匀减速直线运动到速度为零的过程,可认为是初速度为零的反向匀加速直线运动的逆过程。2.追及问题的一个条件和两个关系(1)一个临界条件:速度相等,它往往是能否追上、物体间距离最大或最小的临界条件,也是分析判断问题的切入点。(2)两个等量关系:时间关系和位移关系,通过画草图找出两物体运动的时间关系和位移关系是解题的突破口。3.运动图像问题分析时要注意从轴、点、线、面积、斜率、截距等处入手分析,找出解题突破点,并注意与实际物理过程相对应。1.(2019山东潍坊二模)中国自主研发的“暗剑”无人机,时速可超过2马赫。在某次试飞测试中,起飞前沿地面做匀加速直线运动,加速过程中连续经过两段均为120m的测试距离,用时分别为2s和1s,则无人机的加速度大小是 (B)A.20m/s2B.40m/s2C.60m/s2D.80m/s2答案B解法一:无人机匀加速运动的过程中,连续经过两段均为x=120m的位移,第一段所用的时间t1=2s、第二段所用的时间t2=1s。则第一段有:x=v0t1+ a 、连续两段有:2x=v0(t1+t2)+ a(t1+t2)2,解得a=40m/s2,故选项B正确。解法二:第一段的平均速度v1= = m/s=60m/s;第二段的平均速度v2= = m/s=120m/s,在匀变速直线运动的过程中,中间时刻的瞬时速度等于平均速度,由加速度定义式可得a= = m/s2=40m/s2,故选项B正确。1221t121xt12022xt12012112-1()2vvtt120-601.52.(2019山东青岛二模)A、B两物体沿同一直线运动,运动过程中的x-t图像如图所示,下列说法正确的是 (D)A.4s时A物体运动方向发生改变B.0~6s内B物体的速度逐渐减小C.0~5s内两物体的平均速度相等D.0~6s内某时刻两物体的速度大小相等答案DA物体的x-t图线是一条倾斜的直线,所以A物体做匀速直线运动,且速度为vA= = m/s=-1m/s,故选项A错误;0~6s内B物体的x-t图线的斜率增大,则B物体的速度逐渐增大,故选项B错误;0~5s内,A物体的位移ΔxA=-1m-4m=-5m,B物体的位移ΔxB=-1m-(-4m)=3m,所以A、B两物体在0~5s内位移不相等,则平均速度不相等,故选项C错误;0~6s内,A物体的位移ΔxA'=-2m-4m=-6m,B物体的位移ΔxB'=2m-(-4m)=6m,则|ΔxA'|=|ΔxB'|,A物体做匀速直线运动,B物体的速度逐渐增大,则在0~6s内某时刻两物体的速度大小相等,故选项D正确。ΔΔxt-2-463.(2019山东淄博二模)甲、乙两车同时从同一地点沿同一直线运动,它们的运动速度随时间变化的v-t图像如图所示。关于两车的运动情况,下列说法正确的是 (D)A.0~t0内,乙车一直在做加速度减小的加速运动B.t=t0时,甲、乙两车恰好相遇C.t=2t0时,甲、乙两车相距最远D.0~2t0内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度答案D0~t0内,乙车先做减速运动,后做加速运动,且加速度逐渐减小,故选项A错误;在t=t0时,甲、乙两车速度相同,则此时两车相距最远,故选项B、C错误;0~2t0内,甲的位移大于乙车的位移,则甲车的平均速度大于乙车的平均速度,故选项D正确。考点二牛顿运动定律的应用1.(多选)(2019课标Ⅲ,20,6分)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,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=4s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(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2。由题给数据可以得出 ()图(a)图(b)图(c)A.木板的质量为1kgB.2~4s内,力F的大小为0.4NC.0~2s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本题考查牛顿运动定律的综合应用,体现了物理学科科学推理的核心素养。分析知木板受到的摩擦力f'=f。0~2s,木板静止,F=f',F逐渐增大,所以C错误。4~5s,木板加速度大小a2= m/s2=0.2m/s2,对木板受力分析,f'=ma2=0.2N,得m=1kg,所以A正确。2~4s,对木板有F-f'=ma1,F=f'+ma1=0.2N+1× N=0.4N,所以B正确。由于无法确定物块的质量,则尽管知道滑动摩擦力大小,仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。0.4-0.210.4-022.(2018课标Ⅰ,15,6分)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之间关系的图像可能正确的是 (A) 答案A本题考查胡克定律、共点力的平衡及牛顿第二定律。设系统静止时弹簧压缩量为x0,由胡克定律和平衡条件得mg=kx0。力F作用在P上后,物块受重力、弹力和F,向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得,F+k(x0-x)-mg=ma。联立以上两式得F=kx+ma,所以F-x图像中图线是一条不过原点的倾斜直线,故A正确。3.(多选)(2013山东理综,14,5分)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有 (AC)A.力不是维持物体运动的原因B.物体之间普遍存在相互吸引力C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快D.物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反答案AC伽利略的斜面实验表明物体的运动不需要外力来维持,A正确;伽利略假想将轻重不同的物体绑在一起时,重的物体会因轻的物体阻碍而下落变慢,轻的物体会因重的物体拖动而下落变快,即二者一起下落快慢应介于单独下落时之间,而从绑在一起后更重的角度考虑二者一起下落时应该更快,从而由逻辑上否定了重物比轻物下落快的结论,并用实验证明了轻重物体下落快慢相同的规律,C正确;物体间普遍存在相互吸引力与物体间相互作用力的规律是牛顿总结的,对应万有引力定律与牛顿第三定律,故B、D皆错误。1.理顺两类基本问题(1)由因推果——已知物体的受力情况,确定物体的运动情况首先根据物体的受力确定物体的加速度,再根据加速度特点及加速度与速度的方向关系确定速度变化的规律。(2)由果溯因——已知物体的运动情况,确定物体的受力情况由物体的运动情况,确定物体的加速度及其变化规律,再结合牛顿第二定律确定受力情况。2.解决动力学问题的常用方法(1)整体法与隔离法。(2)正交分解法:一般沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解,有时根据情况也可以把加速度进行正交分解。1.(多选)(2019山东泰安一模)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用。假设阻力大小只与雨滴的速率成正比,所有雨滴均从相同高处由静止开始下落,到达地面前均达到最大速率。下列判断正确的是 (CD)A.达到最大速率前,所有雨滴均做匀加速运动B.所有雨滴的最大速率均相等C.较大的雨滴最大速率也较大D.较小的雨滴在空中运动的时间较长答案CD设雨滴下落时受到的阻力为f=kv,根据牛顿第二定律:mg-kv=ma,则雨滴下落时,随着速率的增加,加速度逐渐减小,则达到最大速率前,所有雨滴均做加速度减小的变加速运动,选项A错误;当a=0时速率最大,则vm= ,质量越大最大速率越大,选项B错误,C正确;较小的雨滴在空中运动的最大速率较小,整个过程的平均速率较小,则在空中运动的时间较长,选项D正确。mgk2.(2019山东淄博二模)一质量为m的物块放在倾角为θ的固定斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F,如图所示。下列说法正确的是 (B) A.若物块原来加速下滑,施加压力后物块加速度不变B.若物块原来加速下滑,施加压力后物块加速度变大C.若物块原来处于静止状态,施加压力后物块开始加速下滑D.若物块原来匀速下滑,施加压力后物块开始减速下滑答案B若物块原来加速下滑,施加一个竖直方向的恒力F,沿斜面方向有:(F+mg)sinθ-f=ma,垂直斜面方向有:FN=(F+mg)cosθ,结合滑动摩擦力公式f=μFN解得:a= ,施加压力后物块加速度变大,故选项A错误,B正确;若物块原来处于静止状态(μtanθ),施加一个竖直方向的恒力F,沿斜面方向的分力为(F+mg)sinθ,垂直斜面方向有:FN=(F+mg)cosθ,μFN=μ(F+mg)cosθ(F+mg)sinθ,则物块仍然静止,故选项C错误;若物块原来匀速下滑(μ=tanθ),施加一个竖直方向的恒力F,沿斜面方向的分力为(F+mg)sinθ,垂直斜面方向有:FN=(F+mg)cosθ,μFN=μ(F+mg)cosθ=(F+mg)sinθ,则物块仍然匀速下滑,故选项D错误。()(sin-cos)Fmgθμθm3.(多选)(2019山东日照一模)长木板上表面的一端放有一个木块,木块与木板接触面上装有摩擦力传感器,如图甲所示,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面间的夹角α变大),另一端不动,摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是 () A.木块与木板间的动摩擦因数μ=tanθ1B.木块与木板间的动摩擦因数μ= C.木板与地面的夹角为θ2时,木块做自由落体运动D.木板由θ1转到θ2的过程中,木块的速度变化越来越快f21cosFmgθ答案AD由题