（江苏专用）2020版高考物理二轮复习 专题一 第二讲 力与直线运动课件

第二讲力与直线运动考点一匀变速直线运动的规律及图像本考点主要对匀变速直线运动规律及运动图像进行考查，其中图像问题上失分，主要是审题不仔细、知识迁移不够灵活造成的，匀变速直线运动规律的应用上失分，主要是该考点与其他知识交汇点较多、试题情景取材常涉及生活实际问题造成的。(一)熟记“四类”匀变速直线运动公式(二)看清“三类”运动图像斜率纵截距与t轴所围面积特例匀速直线运动匀变速直线运动xt图像速度初位置倾斜的直线抛物线vt图像加速度初速度位移与时间轴平行的直线倾斜的直线at图像初加速度速度与时间轴平行的直线运动图像的三点提醒(1)运动图像描述的是纵轴物理量随横轴物理量(通常为时间t)变化的规律，而不是物体的运动轨迹。(2)运动图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动。(3)xt图像的交点才表示两物体相遇，而vt图像的交点只能说明此时两物体速度相等。(三)掌握四种常用解题方法1．基本公式法2．推论法：如果条件允许，应用中间时刻速度、中间位置速度、位移差公式等推论求解问题，可快速得出答案。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。[典例](2019·苏州模拟)一物体做匀变速直线运动，在通过第一段位移x1的过程中，其速度变化量为Δv，紧接着通过第二段位移x2，速度变化量仍为Δv。则关于物体的运动，下列说法正确的是()A．第一段位移x1一定大于第二段位移x2B．两段运动所用时间一定不相等C．物体运动的加速度为Δv2x2－x1D．通过两段位移的平均速度为x2＋x1Δvx2－x1[解析]设通过第一段位移的末速度为v，则有通过第一段位移的初速度为v－Δv，通过第二段位移的末速度为v＋Δv，根据运动学公式有(v＋Δv)2－v2＝2ax2，v2－(v－Δv)2＝2ax1，解得a＝v2x2－x1，若物体做匀加速直线运动，则有x2x1，故选项A错误，C正确；根据a＝ΔvΔt，通过两段运动所用时间一定相等，故选项B错误；通过两段位移的平均速度为v＝x1＋x22Δt＝x1＋x2vx2－x1，故选项D错误。[答案]C[对点训练](2019·镇江一模)甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的图像如图所示，下列说法正确的是()A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动B．在0～t1时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度C．在0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远D．在0～t2时间内，丙、丁两车加速度总是不相同的解析：x­t图像中，位移方向用正负表示，图中甲、乙两车的位移一直为正，且不断增加，故甲与乙都是单向的直线运动，故A错误；在0～t1时间内，甲、乙两车的位移相等，则甲车的平均速度等于乙车的平均速度，故B错误；由图像与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t2时刻面积差最大，所以相距最远，故C正确；v­t图像的斜率等于加速度，则在0～t2时间内，丙、丁两车加速度有相同的时刻，故D错误。答案：C考点二动力学的两类基本问题本考点是对牛顿第二定律、运动学规律等基础知识的考查，常以轻绳、轻杆、轻弹簧模型为载体进行命题，只要考生牢记相关知识及相互联系，仔细审题、灵活进行知识迁移交汇，即可轻松取分。(一)贯通一个知识体系(二)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。(三)注意区别三种弹力变化特点弹簧的弹力不突变，杆和绳的弹力发生突变。[典例](2019·江苏七市二模)为使雨水尽快离开房屋的屋顶面，屋顶的倾角设计必须合理。某房屋示意图如图所示，设屋顶面光滑，倾角为θ，雨水由静止开始沿屋顶面向下流动，则理想的倾角θ为()A．30°B．45°C．60°D．75°[解析]设屋檐的底角为θ，底边为L，注意底边长度是不变的。屋顶的坡面长度为s，雨滴下滑的加速度为a，对雨滴受力分析，只受重力mg和屋顶对水滴的支持力N垂直于屋顶方向：N＝mgcosθ平行于屋顶方向：ma＝mgsinθ水滴的加速度a＝gsinθ根据三角关系判断，屋顶坡面的长度为：s＝L2cosθ由s＝12at2得：t＝2sa＝2Lgsin2θθ＝45°时t最小，故A、C、D项错误，B项正确。[答案]B[对点训练](2019·常州期中)如图，两根完全相同的轻弹簧下挂一个质量为m的小球，小球与地面间有一竖直细线相连，系统平衡。已知两弹簧之间的夹角是120°，且弹簧产生的弹力均为3mg，则剪断细线的瞬间，小球的加速度是()A．a＝3g，竖直向上B．a＝3g，竖直向下C．a＝2g，竖直向上D．a＝2g，竖直向下解析：由于两弹簧之间的夹角是120°，且弹簧产生的弹力均为3mg，所以两弹簧的合力大小为3mg，方向竖直向上。当剪断细线的瞬间，两弹簧的弹力不突变，则小球所受的合力为3mg－mg＝2mg，方向竖直向上，根据牛顿第二定律，小球的加速度为a＝2g，竖直向上，选项C正确。答案：C考点三牛顿第二定律与运动图像的综合应用本考点既是重点，又是难点，之所以是重点，因其与现实生活结合紧密，能很好地考查考生学以致用的能力；称其是难点，因为借助图像来考查，信息抽象隐蔽，考生不能准确获取信息而导致思维受阻。解决此类问题关键是从已知图像中得出有用信息，再结合牛顿第二定律求解结果。因此需要考生对这两部分知识学会互联互通。(一)明确图像“是什么”1．分清图像的横、纵坐标所代表的物理量及单位，注意坐标原点是否从零开始，明确其物理意义。2．明确图线斜率的物理意义，明确图线与横、纵坐标的交点、图线的转折点及两图线的交点的意义等。3．明确能从图像中获得哪些信息，把图像与具体的题意、情境结合，并结合斜率、特殊点等的物理意义，确定能从图像中反馈出来哪些有用信息并结合牛顿运动定律求解。(二)解题失误“为什么”1．不清楚运动图像的点、斜率、面积等的物理意义。2．忽视运动情况与受力情况间的相互联系。3．不注意题目条件，凭想当然得出结果。[典例][多选](2019·锡山高级中学检测)如图所示，斜面ABC中AB段光滑，BC段粗糙。一小物块由A点静止释放，沿斜面下滑到C点时速度恰好为零，若物块运动的速度为v，加速度为a，位移为x，物块所受合外力为F，运动时间为t，以沿斜面向下为正方向，则下列图像可能正确的是()[解析]由于AB段光滑，物块在AB段受重力和斜面支持力做加速运动，物块加速度为a1＝mgsinαm＝gsinα，BC段粗糙，故物块比在AB段多一个沿斜面向上的摩擦力，由于一小物块由A点静止释放，沿斜面下滑到C点时速度恰好为零，可知物块先做加速运动后做减速运动，故可知BC段加速度向上，其大小为：a2＝f－mgsinαm＝fm－gsinα，故A、B正确；物块在AB段受重力和斜面支持力做加速运动，其位移为x＝12gsinα·t2，可知位移时间图像应该是开口向上的抛物线，故C错误；物块在AB段和BC段的受力都是恒定的，故D错误。[答案]AB[对点训练](2019·苏北四市一模)如图所示，物块以初速度v0从粗糙斜面底端沿斜面上滑，达到最高点后沿斜面返回，下列v­t图像能正确反映物块运动规律的是()解析：在上滑过程中，根据牛顿第二定律可知上滑阶段的加速度大小为a1＝mgsinθ＋fm，下滑阶段的加速度大小为a2＝mgsinθ－fm，故a1＞a2，上滑和下滑运动方向相反，故C正确。答案：C考点四动力学的连接体问题连接体问题可以看作是单个物体的由小变大(此时用整体法)和由单个变多个(此时用隔离法)的动力学问题，解决此类问题时应注意以下三点：①整体法与隔离法的优点和使用条件；②两物体分离或相对滑动的条件；③用滑轮连接的连接体的处理方法。(一)整体法与隔离法的选用原则1．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。2．求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法。(二)三类连接体问题的解题结论1．通过滑轮连接的两个物体如果做加速运动，则它们的加速度大小相同，注意此时轻绳的拉力与悬挂物的重力大小不等。2．叠加体类连接体：两物体间刚要发生相对滑动时物体间达到最大静摩擦力。3．靠在一起的连接体：分离时相互作用力为零，但此时两物体的加速度仍相同。[典例][多选](2019·湖北八校联考)质量分别为M和m的物块形状大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，轻绳平行于倾角为α的斜面，M恰好能静止在斜面上，不考虑M、m与斜面之间的摩擦。若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放M，斜面仍保持静止。则互换两物块位置后，下列说法正确的是()A．轻绳的拉力等于MgB．轻绳的拉力等于mgC．M运动的加速度大小为(1－sinα)gD．M运动的加速度大小为M－mMg[解析]互换位置前，M静止在斜面上，则有：Mgsinα＝mg，互换位置后，对M有Mg－FT＝Ma，对m有：FT′－mgsinα＝ma，又FT＝FT′，解得：a＝(1－sinα)g，FT＝mg，故A、D错误，B、C正确。[答案]BC[对点训练](2019·盐城三模)质量相同的甲、乙两个木块与水平桌面间的动摩擦因数均相同，在水平推力F作用下做加速度为a的匀加速直线运动。现去掉乙木块，其他条件不变，则加速度的大小a′()A．a′2aB．a′＝2aC．a′＝aD．a′2a解析：根据牛顿第二定律：对甲乙的整体：F－2μmg＝2ma；去掉乙木块：F－μmg＝ma′；两式相减解得ma′－2ma＝μmg0，即a′2a，故A正确。答案：A1．(2019·常州期末)2018年11月16日，第26届国际计量大会对千克等单位重新定义，实现了基本度量标准全部使用物理常数定义，而不依赖于实体。下列选项均是国际基本单位的是()A．开尔文K牛顿NB．安培A开尔文KC．特斯拉T安培AD．牛顿N特斯拉T解析：国际单位制规定了七个基本物理量分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、发光强度、物质的量；他们在国际单位制中的单位分别为米m、千克kg、秒s、开尔文K、安培A、坎德拉cd、摩尔mol；而牛顿N和特斯拉T是由基本单位结合物理公式推出的导出单位。答案：B2．(2019·苏锡常镇调研)一质点做匀加速直线运动，在时间t内的平均速度为v，末速度是初速度的3倍。则该质点在时间t内的加速度为()A.8vtB．3v2tC.4vtD.vt解析：设初速度为v0，末速度为vt，则v0＋vt2＝v，vt＝3v0，得v0＝v2，则加速度a＝vt－v0t＝vt，D正确。答案：D3．[多选](2015·江苏高考)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()A．t＝2s时最大B．t＝2s时最小C．t＝8.5s时最大D．t＝8.5s时最小解析：人受重力mg和支持力FN的作用，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma。由牛顿第三定律得人对地板的压力FN′＝FN＝mg＋ma。当t＝2s时a有最大值，FN′最大；当t＝8.5s时，a有最小值，FN′最小，选项A、D正确。答案：AD4．[多选](2019·盐城模拟)一物体在拉力F作用下，以加速度a1在水平面上做匀加速直线运动，力F的水平分量为F′，如图所示。若以和F′大小、方向都相同的力F′代替F拉物体，使物体产生加速度a2，那么()A．当水平面光滑时，a2a1B．当水平面光滑时，a2＝a1C．当水平面粗糙时，a2a1D．当水平面粗糙时，a2＝a1解析：设拉力F与水平方向所成角度为θ，当水平面光滑时，物体受到拉力、重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：Fcosθ＝F′＝ma1，F′＝ma2，则a2＝a1，故A项错误，B项正确；当水平面粗糙时，物体受到拉力、重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：F′－μ(mg－Fsinθ)＝ma1，F′