人教版新高考物理二轮复习课件力与直线运动

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专题一2022高中总复习优化设计GAO ZHONG ZONG FU XI YOU HUA SHE JI内容索引体系构建•真题感悟高频考点•能力突破专项模块•素养培优体系构建•真题感悟【知识回顾•构建网络】 【感悟高考•真题再练】 1.(2021全国甲)如图所示,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若θ由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将(　　)A.逐渐增大 B.逐渐减小C.先增大后减小 D.先减小后增大答案 D 2.(2020山东卷)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是(　　)A.0~t1时间内,v增大,FN>mgB.t1~t2时间内,v减小,FNmg答案 D解析 s-t图像的斜率表示乘客的速度,由题意和图像可知乘客向下运动,先加速再匀速后减速。0~t1时间内电梯向下加速,加速度向下,乘客处于失重状态,FNmg,选项C错误,D正确。3.(2020浙江卷)如图甲所示,有一质量m=200 kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的 时开始计时,测得电机的牵引力随时间变化的F-t图线如图乙所示,t=34 s时,速度减为0,物体恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力,g取10 m/s2,求:(1)物件做匀减速运动的加速度大小和方向;(2)物件匀速运动的速度大小;(3)物件总位移的大小。答案 (1)0.125 m/s2,竖直向下(2)1 m/s(3)40 m解析 (1)由题图乙可知,0~26 s物件匀速运动,26~34 s物件做匀减速运动。匀减速运动过程中,根据牛顿第二定律有mg-FT=ma代入数据得a=g- =0.125 m/s2,方向竖直向下。(2)结合题图乙,根据运动学公式有v=at2=0.125×(34-26) m/s=1 m/s。高频考点•能力突破【命题点点拨】 【方法规律归纳】1.匀变速直线运动常用的“六种”解题方法2.解图像问题要做好“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,是运动学图像(v-t图像、x-t图像、a-t图像)还是动力学图像(F-a图像、F-t图像、F-x图像)。(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,尽量写出函数关系式。(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图像和v-t图像描述的都是直线运动,而a-t图像描述的不一定是直线运动;在图像转换时,必须明确不同图像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像所描述的物理量间的函数关系式进行分析和判断。3.解答追及、相遇问题的关键——“两个关系”“一个条件”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。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。温馨提示 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运动。[典例1](命题点1)科研人员在保证安全的情况下进行高空坠物实验,让一小球从45 m高的阳台上无初速度落下,不计空气阻力。在小球刚掉下时恰被楼下一智能小车发现,智能小车迅速由静止沿直线冲向小球下落处的正下方楼底,准备接住小球。已知智能小车到楼底的距离为18 m。将小球和智能小车都看成质点,智能小车移动过程中只做匀速运动或匀变速运动,g取10 m/s2。(1)智能小车至少用多大的平均速度行驶到楼底?(2)若智能小车在运动过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等,且最大速度不超过9 m/s,要求小车在楼底时已停止运动,求智能小车移动时加速度a的大小需满足什么条件?答案 (1)6 m/s(2)a≥9 m/s2(2)假设智能小车先匀加速接着匀减速运动到楼底,运动过程中的最大速度故智能小车应先加速到vm=9 m/s,再匀速,最后匀减速运动到楼底。设匀加速、匀速、匀减速过程的时间分别为t1、t2、t3,位移分别为x1、x2、x3,由运动学公式得联立各式并代入数据得a≥9 m/s2。【思维路径】审题:破题:(1)小球和智能小车的运动时间t0可由 求得,再由平均速度公式可求智能小车的平均速度。(2)根据时间、位移和速度的限制,判断智能小车运动途中是否有匀速直线运动过程。(3)根据智能小车不同运动阶段的运动性质,选择相应的运动学公式列式求解,注意各运动阶段的时间、位移和速度的联系。素养提升 运动学中涉及多物体、多过程问题的分析技巧(1)分别弄清楚不同物体或同一物体不同过程的运动性质。(2)确定不同物体或同一物体不同过程运动物理量的关系,如速度、时间和位移的关系。(3)列出相应的规律式(运动学公式)和各物理量之间的关系式。(4)联立解方程组,必要时对结果的合理性进行讨论。【对点训练】1.(2020山东卷第1题衍生题)(命题点2)消防员利用无人机在某次高楼火灾进行火情观测时,无人机竖直飞行的v-t图像如图所示,下列说法正确的是(　　)A.无人机上升的最大高度为225 mB.无人机在2.5~3.0 min加速度最大C.无人机在3.5~4.25 min处于失重状态D.无人机在2.5~4.25 min,平均速度大小约为6.43 m/s答案 D 2.(2021山东烟台高三开学考试)(命题点2、3)甲、乙两物体沿一条直线向同一方向运动,其a-t图像如图所示。t=0时刻,两物体处于同一位置且速度均为0,则在0~2t0时间内(　　)A.t0时刻两物体的速度相等B.t0时刻两物体再次相遇C.t0时刻两物体的间距大于D.2t0时刻两物体再次相遇答案 C 易错防范 题中a-t图像不是v-t图像,a-t图像与坐标轴围成的面积表示速度的变化量。3.(2021山东高三模拟)(命题点1、3)我国5G技术和应用居世界前列,在不少城市已经使用无人驾驶公交车。在这种公交车上都配备主动刹车系统。当车速超过30 km/h,或者车距小于10 m时,汽车主动刹车系统启动预判:车载电脑通过雷达采集数据,分析计算,若预判0.6 s后发生事故,则汽车自己会主动刹车。某公交车以v1=36 km/h的速度匀速行驶,在公交车正前方相距l=20 m处有一大货车,正以v2=18 km/h的速度匀速行驶。重力加速度g取10 m/s2。(1)经过多长时间,公交车主动刹车?(2)若刹车时公交车所受阻力为车重的 ,请分析说明公交车与货车会相撞吗?答案 (1)3.4 s　(2)不相撞解析 (1)当两车相距x0时公交车开始主动刹车,t0=0.6 s,有x0=(v1-v2)t0=3 m设两车从相距20 m到相距x0=3 m经过的时间为t1(v1-v2)t1=l-x0解得t1=3.4 s。解得x1=5.36 m大货车位移x2=v2t2=3.57 m因为x2+x0=6.57 m>5.36 m,所以不相撞。【命题点点拨】 【方法规律归纳】1.应用牛顿第二定律分析两类基本问题的解题步骤温馨提示 动力学中的所有问题都离不开受力分析和运动分析,都属于这两类基本问题的拓展和延伸。2.连接体问题常涉及的三种类型(1)涉及滑轮的问题:若要求绳的拉力,一般都采用隔离法。(2)水平面上的连接体问题:①这类问题一般是连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度。解题时,一般采用先整体后隔离的方法。②建立直角坐标系时要考虑矢量正交分解越少越好的原则,可以正交分解力,也可以正交分解加速度。(3)斜面体与物体组成的连接体问题:当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,一般采用隔离法分析。[典例2](多选)(2021重庆强基联合体高三联考)(命题点1)如图所示,用轻绳连接的两木块A、B放置在倾角θ=37°的粗糙斜面上,轻绳与斜面平行,两木块与斜面间的动摩擦因数处处相同,m1=2 kg,m2=3 kg,两木块在沿斜面向上的恒力F=60 N作用下沿斜面向上加速运动。若撤去B,A在F作用下从静止开始由斜面底端运动到顶端时间为t1;若撤去A,B在F作用下从静止开始由斜面底端运动到顶端时间为t2,g取10 m/s2 ,且t2= t1 。下列说法正确的是(　　)A.两木块一起沿斜面向上加速运动时,轻绳的拉力等于36 NB.根据题设条件可得木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.6C.保持其他条件不变,仅仅减小斜面倾角,则轻绳的拉力减小D.不论如何调节斜面倾角,都不可能使两木块一起沿斜面向上匀速运动答案 AD解析 设轻绳的拉力为FT,对A受力分析,由牛顿第二定律有F-m1gsin θ-μm1gcos θ-FT=m1a;对B受力分析,由牛顿第二定律有FT-m2gsin θ-μm2gcos θ=m2a,联立两式得FT= =36 N,可见轻绳拉力与斜坡角度没有关系,故A正确,C错误。分别撤掉两木块,对A由牛顿第二定律有F-m1gsin θ-μm1gcos θ=m1a1,对B由牛顿第二定律有F-m2gsin θ-μm2gcos θ=m2a2,由x= at2、t2= t1,联立解得a1=2a2、μ=0.5,故B错误。根据两木块的受力分析,FT、μ都是常量,假设调节斜面倾角,两木块均能向上匀速运动,即a=0,由此可得F-m1gsin θ-μm1gcos θ-FT=0、FT-m2gsin θ-μm2gcos θ=0,联立两式代入数据得 ,又因为μ=0.5,此等式显然不成立,所以假设错误,即无论怎样调节斜面倾角,两木块都不可能向上匀速运动,故D正确。素养提升 连接体内各物体有相同的加速度,且不需要求物体间内力时用整体法;求系统内物体间内力时用隔离法;连接体内各物体有相同的加速度,且要求物体间内力时,可以“先整体求加速度,后隔离求内力”。3.传送带、板块模型中“四个”易错易混问题(1)传送带上物体的位移是以地面为参考系的,与传送带是否转动无关。(2)注意区分传送带上物体的位移、相对路程和痕迹长度三个物理量。(3)板块模型中的长木板下表面若受摩擦力,则摩擦力的计算易错。(4)传送带中物体与传送带共速、板块模型中物块与木板共速是关键点,接下来能否继续共速要从受力角度分析。4.处理临界问题的三种方法(1)极限法:把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的。(2)假设法:临界问题存在多种可能,特别是有非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题。(3)数学法:将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件。温馨提示 动力学中的临界极值问题常涉及的物理模型有传送带模型、板块模型、弹簧模型等。[典例3](2020安徽合肥模拟)(命题点3)如图所示,一长l0=2 m、质量m0=4 kg的薄木板(厚度不计)静止在粗糙的水平台面上,其右端距平台边缘l=5 m,木板的正中央放有一质量为m=1 kg的小物块(可视为质点)。已知木板与地面、小物块与木板间动摩擦因数均为μ1=0.4,现对木板施加一水平向右的恒力F,其大小为48 N,g取10 m/s2。(1)F作用了1.2 s时,求木板的右端离平台边缘的距离。(2)要使小物块最终不能从平台上滑出去,求小物块与平台间的动摩擦因数μ2应满足的条件。答案 (1)0.64 m　(2)μ2≥0.2解析 (1)假设开始时小物块与木板会相对滑动,根据牛顿第二定律,对木板有F-μ1(m0+m)g-μ1mg=m0a1 解得a1=6 m/s2对小物块有μ1mg=ma2 解得a2=4 m/s2因为a2l,故轿车会撞上货车。(2)货车加速行驶通过的距离为假设轿车未撞上货车,且从轿车开始减速行驶到轿车与货车速度相同时所用的时间为t3,由匀变速直线运动的规律有v3=v1-at3,解得t3= s货车匀速行驶通过的距离为l2=v3t3=27.4 m轿车减速行驶通过的距离为因x1+x3-(l1+l2)=81.6 m

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