(浙江专用)2016届高三物理二轮复习 专题二 力与直线运动课件

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1、专题二力与直线运动专题二力与直线运动展示考纲展示考纲明晰考向明晰考向方法归纳方法归纳重点点拨重点点拨锁定考点锁定考点高效突破高效突破展示考纲展示考纲明晰考向明晰考向重要考点重要考点考题预测考题预测1.1.位移、速度和加速位移、速度和加速度度.().()2.2.匀变速直线运动及其公匀变速直线运动及其公式、图象式、图象.().()3.3.牛顿运动定律、牛顿运牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用动定律的应用.().()匀变速直线运动规律和牛顿运动定律在实匀变速直线运动规律和牛顿运动定律在实际问题中的应用、动力学两类问题、连接际问题中的应用、动力学两类问题、连接体问题是命题的热点体问题是命题的热点. .2

2、0162016年高考对基本规律、图象的考查可能年高考对基本规律、图象的考查可能以选择题形式出现以选择题形式出现. .但出现可能性更大的但出现可能性更大的是匀变速直线运动规律的应用是匀变速直线运动规律的应用 、动力学、动力学两类问题、多物体及多过程的综合性计两类问题、多物体及多过程的综合性计算题算题. .方法归纳方法归纳重点点拨重点点拨一、匀变速运动的几个重要规律及解题方法一、匀变速运动的几个重要规律及解题方法1.1.匀变速运动的几个推论匀变速运动的几个推论(1)x=aT(1)x=aT2 2, ,即任意相邻相等时间内的位移之差相等即任意相邻相等时间内的位移之差相等, ,xx=x=x2 2-x-x

3、1 1=x=x3 3-x-x2 2= =aT=aT2 2, ,可以推导出可以推导出x xm m-x-xn n=(m-n)aT=(m-n)aT2 2. .2.v-t2.v-t图象提供的信息图象提供的信息3.3.解题方法解题方法(1)(1)逆向法逆向法: :逆着原来的运动过程考虑逆着原来的运动过程考虑, ,匀减速可看做反向匀加速处理匀减速可看做反向匀加速处理. .(2)(2)追赶模型分析法追赶模型分析法: :对两物体追赶或两物体叠放相对运动分析时对两物体追赶或两物体叠放相对运动分析时, ,关键关键是分别画出各自的运动过程草图是分别画出各自的运动过程草图; ;列式时关键是先找出两组关系式列式时关键是

4、先找出两组关系式: :位位移关系式移关系式; ;速度关系式速度关系式. .(3)(3)全程法全程法: :全过程中全过程中, ,若加速度不变若加速度不变, ,虽然有往返运动虽然有往返运动, ,但可以全程列式但可以全程列式. .如类竖直上抛运动如类竖直上抛运动, ,此时要注意各矢量的方向此时要注意各矢量的方向( (即正负号即正负号).).(4)(4)图象法图象法: :v-tv-t图线中的斜率表示加速度图线中的斜率表示加速度,“,“面积面积”表示位移表示位移; ;x-tx-t图线中图线中的斜率表示速度的斜率表示速度. .二、应用牛顿运动定律解决问题的方法二、应用牛顿运动定律解决问题的方法1.1.瞬时

5、分析法瞬时分析法: :牛顿第二定律的合力与加速度存在同时刻对应关系牛顿第二定律的合力与加速度存在同时刻对应关系, ,与这与这一时刻前后的力无关一时刻前后的力无关. .(1)(1)轻绳和坚硬的物体所产生的弹力可以突变轻绳和坚硬的物体所产生的弹力可以突变; ;(2)(2)弹簧和橡皮绳连有物体时弹簧和橡皮绳连有物体时, ,弹力不能突变弹力不能突变( (但如果弹簧或橡皮绳被剪但如果弹簧或橡皮绳被剪断断, ,其弹力将立即消失其弹力将立即消失).).2.2.合成法合成法: :物体只受两个力物体只受两个力( (互成角度互成角度) )时时, ,可直接画平行四边形可直接画平行四边形. .对角线对角线既是合力方向

6、既是合力方向, ,也是加速度方向也是加速度方向. .3.3.正交分解法正交分解法: :在考虑各个力分解时在考虑各个力分解时, ,也要考虑加速度的分解也要考虑加速度的分解. .建立坐标建立坐标系时尽量减少矢量的分解系时尽量减少矢量的分解. .4.4.程序法程序法: :全过程中全过程中, ,有几段不同的过程有几段不同的过程( (加速度或合力不同加速度或合力不同) )时时, ,要按顺要按顺序分段分析序分段分析. .三、连接体问题处理方法三、连接体问题处理方法1.1.加速度相同的连接体问题加速度相同的连接体问题: :一般先采用整体法求加速度或外力一般先采用整体法求加速度或外力. .如还要如还要求连接体

7、内各物体相互作用的内力时求连接体内各物体相互作用的内力时, ,再采用隔离法求解再采用隔离法求解. .2.2.加速度不同的连接体问题加速度不同的连接体问题: :一般采用隔离法并利用牛顿第二定律求解一般采用隔离法并利用牛顿第二定律求解. .锁定考点锁定考点高效突破高效突破考点一考点一匀变速直线运动的规律及应用匀变速直线运动的规律及应用典例典例 (2015(2015郑州市第一次质检郑州市第一次质检) )据英国据英国每日邮报每日邮报报道报道, ,英式触式橄英式触式橄榄球球员赫普顿斯托尔在伦敦成功挑战地铁速度榄球球员赫普顿斯托尔在伦敦成功挑战地铁速度. .他从他从“市长官邸站市长官邸站”下车下车, ,在

8、下一地铁站在下一地铁站“景隆街站景隆街站”顺利登上刚下来的同一节车厢顺利登上刚下来的同一节车厢. .已知已知地铁列车每次停站时间地铁列车每次停站时间( (从车门打开到关闭的时间从车门打开到关闭的时间) )为为t ta a=20 s,=20 s,列车加速列车加速和减速阶段的加速度为和减速阶段的加速度为a=1 m/sa=1 m/s2 2, ,运行过程的最大速度为运行过程的最大速度为v vm m=72 km/h.=72 km/h.假假设列车运行过程中只做匀变速和匀速运动设列车运行过程中只做匀变速和匀速运动, ,两站之间的地铁轨道和地面两站之间的地铁轨道和地面道路都是平直的且长度相同道路都是平直的且长

9、度相同, ,两站间的距离约为两站间的距离约为x=400 m,x=400 m,赫普顿斯托尔赫普顿斯托尔出站和进站共用时出站和进站共用时t tb b=30 s.=30 s.问问: :(1)(1)他在地面道路上奔跑的平均速度至少多大他在地面道路上奔跑的平均速度至少多大? ?(2)(2)郑州地铁一号线最小站间距离约为郑州地铁一号线最小站间距离约为x=1 000 m,x=1 000 m,地铁列车每次停站时地铁列车每次停站时间为间为t ta a=45 s,=45 s,按赫普顿斯托尔的奔跑速度按赫普顿斯托尔的奔跑速度, ,在郑州出站和进站最短共需用在郑州出站和进站最短共需用时时t tb b=60 s,=60

10、 s,列车参数和其他条件相同列车参数和其他条件相同. .试通过计算判断试通过计算判断, ,若赫普顿斯托尔若赫普顿斯托尔同样以上述平均速度在地面道路上奔跑同样以上述平均速度在地面道路上奔跑, ,能否在这两个车站间挑战成功能否在这两个车站间挑战成功? ?思路探究思路探究(1)(1)从赫普顿斯托尔下车到再一次上同一节车厢从赫普顿斯托尔下车到再一次上同一节车厢, ,列车运行过列车运行过程可分为哪几个时间段程可分为哪几个时间段? ?答案答案: :若两站之间距离很长若两站之间距离很长, ,列车运行过程可分为五个时间段列车运行过程可分为五个时间段: :下车时停留下车时停留时段时段t ta a, ,列车加速时

11、段列车加速时段t t1 1, ,列车匀速时段列车匀速时段t t匀匀, ,列车减速时段列车减速时段t t1 1, ,列车再次停留列车再次停留时段时段t ta a. .若两站之间距离很短若两站之间距离很短, ,则缺少列车匀速时段则缺少列车匀速时段t t匀匀, ,剩下四个时段剩下四个时段. .(2)(2)赫普顿斯托尔出站和进站的时间赫普顿斯托尔出站和进站的时间t tb b能不能算入他在地面道路上奔跑的能不能算入他在地面道路上奔跑的时间时间? ?答案答案: :t tb b不能算入他在地面道路上奔跑的时间不能算入他在地面道路上奔跑的时间. .答案答案: :(1)8 (1)8 m/sm/s(2)(2)见规

12、范解答见规范解答以例说法以例说法 匀变速运动的解题方法及步骤匀变速运动的解题方法及步骤(1)(1)匀变速直线运动常用的解题方法匀变速直线运动常用的解题方法题组训练题组训练1.1.自由落体规律的应用自由落体规律的应用(2015(2015山东理综山东理综) )距地面高距地面高5 m5 m的水平直轨道上的水平直轨道上A,BA,B两点相距两点相距2 m,2 m,在在B B点用细点用细线悬挂一小球线悬挂一小球, ,离地高度为离地高度为h,h,如图如图. .小车始终以小车始终以4 4 m/sm/s的速度沿轨道匀速运的速度沿轨道匀速运动动, ,经过经过A A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下点时将随车携

13、带的小球由轨道高度自由卸下, ,小车运动至小车运动至B B点时点时细线被轧断细线被轧断, ,最后两球同时落地最后两球同时落地. .不计空气阻力不计空气阻力, ,取重力加速度的大小取重力加速度的大小g=g=10 m/s10 m/s2 2. .可求得可求得h h等于等于( ( ) )A.1.25 m B.2.25 mA.1.25 m B.2.25 m C.3.75 mC.3.75 m D.4.75 m D.4.75 mA A2.2.运动图象的理解和应用运动图象的理解和应用(2015(2015宁波效实中学模拟宁波效实中学模拟) )物体的运动可以用图象描述物体的运动可以用图象描述, ,在如图所示的在如

14、图所示的x x- -t t和和v v- -t t图象中图象中, ,分别给出了分别给出了a,b,c,da,b,c,d四个物体做直线运动所对应的图象四个物体做直线运动所对应的图象1,2,3,4.1,2,3,4.则关于这四个物体的运动则关于这四个物体的运动, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.a,bA.a,b一定在一定在t t1 1时刻相遇时刻相遇B.c,dB.c,d一定在一定在t t3 3时刻相遇时刻相遇C.a,bC.a,b运动方向相同运动方向相同, ,c,dc,d运动方向相同运动方向相同D.a,bD.a,b运动方向相反运动方向相反, ,c,dc,d运动方向相反运动方向相反解析解

15、析: :根据根据x-tx-t图象可知图象可知, ,a,ba,b两物体在两物体在t t1 1时刻处于同一位置时刻处于同一位置, ,二者相遇二者相遇, ,选选项项A A正确正确; ;c,dc,d两物体在两物体在t t3 3时刻速度相等时刻速度相等, ,但由于不知道二者的初始运动情但由于不知道二者的初始运动情况况, ,故不能判断二者是否相遇故不能判断二者是否相遇, ,选项选项B B错误错误; ;a,ba,b运动方向相反运动方向相反, ,c,dc,d运动方运动方向相同向相同, ,选项选项C,DC,D错误错误. .A A3.3.匀变速直线运动多过程问题的分析和计算匀变速直线运动多过程问题的分析和计算(2

16、015(2015太原一模太原一模) )接连发生的马航接连发生的马航MH370MH370失事和台湾复兴航空客机的坠毁失事和台湾复兴航空客机的坠毁, ,使使人们更加关注飞机的安全问题人们更加关注飞机的安全问题. .假设飞机从静止开始做匀加速直线运动假设飞机从静止开始做匀加速直线运动. .经经时间时间t t0 0=28 s,=28 s,在速度达到在速度达到v v0 0=70 =70 m/sm/s时驾驶员对发动机的运行状态进行判时驾驶员对发动机的运行状态进行判断断. .在速度达到在速度达到v v1 1=77 =77 m/sm/s时必须做出决断时必须做出决断, ,可以中断起飞或继续起飞可以中断起飞或继续

17、起飞; ;若速若速度超过度超过v v2 2=80 =80 m/sm/s就必须起飞就必须起飞, ,否则会滑出跑道否则会滑出跑道. .已知从开始到离开地面的已知从开始到离开地面的过程中过程中, ,飞机的加速度保持不变飞机的加速度保持不变. .(1)(1)求正常情况下驾驶员从判断发动机运行状态到做出决断中止起飞的最求正常情况下驾驶员从判断发动机运行状态到做出决断中止起飞的最长时间长时间. .(2)(2)若在速度达到若在速度达到v v2 2时时, ,由于意外必须停止起飞由于意外必须停止起飞, ,飞机立即以飞机立即以4 m/s4 m/s2 2的加速的加速度做匀减速运动度做匀减速运动, ,要让飞机安全停下

18、来要让飞机安全停下来, ,求跑道的最小长度求跑道的最小长度. .答案答案: :(1)2.8 s(1)2.8 s(2)2 080 m(2)2 080 m考点二考点二牛顿运动定律的综合应用牛顿运动定律的综合应用典例典例 (2015(2015杭州学军中学第十次月考杭州学军中学第十次月考) )在训练运动员奔跑中下肢向后的蹬在训练运动员奔跑中下肢向后的蹬踏力量时踏力量时, ,有一种方法是让运动员腰部系绳拖汽车轮胎奔跑有一种方法是让运动员腰部系绳拖汽车轮胎奔跑, ,如图所示如图所示. .一一次训练中次训练中, ,运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量m=11 kgm=11 k

19、g的轮胎从静止的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑开始沿着笔直的跑道加速奔跑, ,经过经过t t1 1=3 s=3 s后速度达到后速度达到v v1 1=6 =6 m/sm/s开始匀速开始匀速跑跑, ,在匀速跑中的某时刻拖绳从轮胎上脱落在匀速跑中的某时刻拖绳从轮胎上脱落, ,运动员立即减速运动员立即减速. .当运动员速当运动员速度减为零时发现轮胎静止在其身后度减为零时发现轮胎静止在其身后s s0 0=2 m=2 m处处. .已知轮胎与跑道间的动摩擦已知轮胎与跑道间的动摩擦因数为因数为=0.5,=0.5,运动员奔跑中拖绳两结点的距离运动员奔跑中拖绳两结点的距离L=2 m,L=2 m,结点高度差视

20、为定结点高度差视为定值值H=1.2 m;H=1.2 m;将运动员加速和减速过程视为匀变速运动将运动员加速和减速过程视为匀变速运动, ,取取g=10 m/sg=10 m/s2 2. .求求: :(1)(1)加速阶段绳子对轮胎的拉力大小加速阶段绳子对轮胎的拉力大小T;T;(2)(2)运动员减速的加速度大小运动员减速的加速度大小. .审题突破审题突破规范解答规范解答: :(1)(1)设加速阶段轮胎的加速度大小为设加速阶段轮胎的加速度大小为a a1 1, ,由运动学公式有由运动学公式有v v1 1=a=a1 1t t1 1设轮胎受到绳子的拉力设轮胎受到绳子的拉力T T与水平方向的夹角为与水平方向的夹角

21、为,地面支持力为地面支持力为F FN N, ,摩擦力摩擦力为为f,f,在竖直方向有在竖直方向有TsinTsin +F+FN N=mg=mg在水平方向有在水平方向有TcosTcos -f-f=ma=ma1 1又有又有f=f=FFN N由题意得由题意得sin =0.6,cos =0.8,sin =0.6,cos =0.8,解得解得T=70 N.T=70 N.答案答案: :(1)70 N(1)70 N(2)4.5 m/s(2)4.5 m/s2 2以例说法以例说法 用运动学公式和牛顿第二定律解题的步骤用运动学公式和牛顿第二定律解题的步骤 题组训练题组训练B B 解析解析: :小球与小车共同沿水平方向做

22、匀加速运动小球与小车共同沿水平方向做匀加速运动, ,对小球受力分析如图对小球受力分析如图. .由由牛顿第二定律得牛顿第二定律得mgtanmgtan =ma, =ma,故故a=a=gtangtan . .对球和车整体对球和车整体, ,由牛顿第二定由牛顿第二定律得律得F=(F=(M+m)aM+m)a, ,即即F=(F=(M+m)gtanM+m)gtan , ,选项选项B B正确正确. .2.2.恒力作用下的多过程直线运动恒力作用下的多过程直线运动(2015(2015新乡、平顶山、许昌三市联考新乡、平顶山、许昌三市联考) )将一个小圆环瓷片保持环面平行地将一个小圆环瓷片保持环面平行地面从高处由静止释

23、放面从高处由静止释放, ,小瓷片直接撞击地面而不被摔坏的最大释放高度为小瓷片直接撞击地面而不被摔坏的最大释放高度为h hm m. .若将该圆环瓷片套在圆柱体的上端若将该圆环瓷片套在圆柱体的上端, ,瓷片可沿圆柱体下滑瓷片可沿圆柱体下滑, ,但瓷片和圆但瓷片和圆柱体间的滑动摩擦力是瓷片重力的柱体间的滑动摩擦力是瓷片重力的倍倍(1),(1),如图所示如图所示, ,现将该装置从现将该装置从下端距地面下端距地面H H高处由静止释放高处由静止释放, ,瓷片撞击地面时速度最大且恰好不被摔坏瓷片撞击地面时速度最大且恰好不被摔坏, ,已知瓷片、圆柱体与瓷片下落过程中均受空气阻力的作用已知瓷片、圆柱体与瓷片下落

24、过程中均受空气阻力的作用, ,空气阻力恒为空气阻力恒为其自身重力的其自身重力的k k倍倍(k1),(k1),重力加速度为重力加速度为g,g,圆柱体与地面碰撞后速度立即变圆柱体与地面碰撞后速度立即变为零且保持竖立为零且保持竖立, ,求求: :(1)(1)瓷片直接撞击地面而不被摔坏时瓷片直接撞击地面而不被摔坏时, ,瓷片着地的最大速度瓷片着地的最大速度v vm m; ;(2)(2)圆柱体的长度圆柱体的长度L.L.3.3.重力和电场力作用下的直线运动重力和电场力作用下的直线运动(2014(2014安徽理综安徽理综) )如图所示如图所示, ,充电后的平行板电容器水平放置充电后的平行板电容器水平放置,

25、,电容为电容为C,C,极极板间的距离为板间的距离为d,d,上极板正中有一小孔上极板正中有一小孔. .质量为质量为m m、电荷量为、电荷量为+q+q的小球从小的小球从小孔正上方高孔正上方高h h处由静止开始下落处由静止开始下落, ,穿过小孔到达下极板处速度恰为零穿过小孔到达下极板处速度恰为零( (空气空气阻力忽略不计阻力忽略不计, ,极板间电场可视为匀强电场极板间电场可视为匀强电场, ,重力加速度为重力加速度为g).g).求求: :(1)(1)小球到达小孔处的速度小球到达小孔处的速度; ;(2)(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量极板间电场强度大小和电容器所带电荷量; ;(3)(3)小球从

26、开始下落运动到下极板处的时间小球从开始下落运动到下极板处的时间. .考点三考点三牛顿运动定律与图象的综合应用牛顿运动定律与图象的综合应用思路探究思路探究 (1) (1)撤去拉力后撤去拉力后, ,物块怎样运动物块怎样运动? ?答案答案: :物块向上运动速度减到零后物块向上运动速度减到零后, ,又下滑又下滑. .(2)(2)撤去拉力后撤去拉力后, ,物块受的摩擦力大小是否发生变化物块受的摩擦力大小是否发生变化? ?答案答案: :因拉力沿斜面方向因拉力沿斜面方向, ,撤去拉力后撤去拉力后, ,正压力没变正压力没变, ,摩擦力不变摩擦力不变. .(2)(2)由题图由题图( (乙乙) )知知, ,各阶段

27、加速度的大小各阶段加速度的大小a a1 1=6 m/s=6 m/s2 2a a2 2=12 m/s=12 m/s2 2设斜面倾角为设斜面倾角为,斜面对物块的摩擦力为斜面对物块的摩擦力为f,f,根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律0 00.5 s0.5 s内内F-F-f-mgsinf-mgsin =ma =ma1 10.50.50.75 s0.75 s内内f+mgsinf+mgsin =ma =ma2 2联立解得联立解得F=36 N.F=36 N.以例说法以例说法 求解动力学图象问题的基本思路求解动力学图象问题的基本思路题组训练题组训练1.a-t1.a-t图象的理解和应用图象的理解和应用(2015(

28、2015洛阳市统考洛阳市统考) )如图如图( (甲甲) )所示所示, ,一个质量为一个质量为3 kg3 kg的物体放在粗糙水平地的物体放在粗糙水平地面上面上, ,从零时刻起从零时刻起, ,物体在水平力物体在水平力F F作用下由静止开始做直线运动作用下由静止开始做直线运动, ,在在0 03 s3 s时间内物体的加速度时间内物体的加速度a a随时间随时间t t的变化规律如图的变化规律如图( (乙乙) )所示所示, ,则则( ( ) )A.FA.F的最大值为的最大值为12 N12 NB.0B.01 s1 s和和2 23 s3 s内物体加速度的方向相反内物体加速度的方向相反C.3 sC.3 s末物体的

29、速度最大末物体的速度最大, ,最大速度为最大速度为8 8 m/sm/sD.D.在在0 01 s1 s内物体做匀加速运动内物体做匀加速运动,2,23 s3 s内物体做匀减速运动内物体做匀减速运动C CC C 3.v3.v- -t t图象的理解和应用图象的理解和应用(2015(2015富阳二中检测富阳二中检测) )固定光滑斜面与地面成一定倾角固定光滑斜面与地面成一定倾角, ,一物体在平行斜面一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动向上的拉力作用下向上运动, ,拉力拉力F F和物体速度和物体速度v v随时间的变化规律如图所随时间的变化规律如图所示示, ,取重力加速度取重力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2. .求物体的质量及斜面与地面间的夹角求物体的质量及斜面与地面间的夹角.答案答案: :1.0 kg1.0 kg3030