2022届高考物理二轮复习 重难点02 力与直线运动

这是一份2022届高考物理二轮复习 重难点02 力与直线运动，共11页。
重难点02  力与直线运动考点一  追及、相遇问题1． 分析追及问题的方法技巧可概括为“一个临界条件”、“两个等量关系”．（1）一个临界条件：速度相等．它往往是物体间能否追上或（两者）距离最大、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的时间关系和位移关系是解题的突破口．2． 能否追上的判断方法物体B追赶物体A：开始时，两个物体相距x0.若vA＝vB时，xA＋x0<xB，则能追上；若vA＝vB时，xA＋x0＝xB，则恰好不相撞；若vA＝vB时，xA＋x0>xB，则不能追上．3． 若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意判断追上前该物体是否已经停止运动．4．解题思路和方法及技巧（1）解题思路和方法（2）解题技巧①紧抓“一图三式”，即：过程示意图，时间关系式、速度关系式和位移关系式．②审题应抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等，它们往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件．特别提醒：（1） 在分析追及与相遇问题时，可用以下方法：①临界条件法：当二者速度相等时，二者相距最远（最近）．②图象法：画出x－t图象或v－t图象，然后利用图象进行分析求解．③数学判别式法：设相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论，若Δ>0，即有两个解，说明可以相遇两次；若Δ＝0，说明刚好追上或相遇；若Δ<0，说明追不上或不能相遇．（2） 在追及问题中，若后者能追上前者，则追上时，两者处于同一位置，后者的速度一定大于前者的速度；若后者追不上前者，则当后者的速度与前者相等时，两者相距最近．（3） 在相遇问题中，同向运动的两物体追及即相遇；相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体之间的距离时即相遇．考点二  动力学两类基本问题1.求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示：2.分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度．3.解答动力学两类问题的基本程序（1）明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点，如果是比较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程．（2）根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行分析，并画出示意图，图中应注明力、速度、加速度的符号和方向，对每一个力都明确其施力物体和受力物体，以免分析受力时有所遗漏或无中生有．（3）应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示相应物理量的符号进行运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量的数值及单位代入，通过运算求结果．1．用整体法、隔离法巧解动力学问题（1）整体法、隔离法当问题涉及几个物体时，我们常常将这几个物体“隔离”开来，对它们分别进行受力分析，根据其运动状态，应用牛顿第二定律或平衡条件列式求解．特别是问题涉及物体间的相互作用时，隔离法是一种有效的解题方法．而将相互作用的两个或两个以上的物体看成一个整体（系统）作为研究对象，去寻找未知量与已知量之间的关系的方法称为整体法．（2）选用整体法和隔离法的策略①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法；②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解．（3）整体法与隔离法常涉及的问题类型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：这类问题一般是连接体（系统）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；建立直角坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度．③斜面体与物体组成的连接体的问题：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，解题时一般采用隔离法分析．（4）解决这类问题的关键正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解．2．用分解加速度法巧解动力学问题因牛顿第二定律中F＝ma指出力和加速度永远存在瞬间对应关系，所以在用牛顿第二定律求解动力学问题时，有时不去分解力，而是分解加速度，尤其是当存在斜面体这一物理模型且斜面体又处于加速状态时，往往此方法能起到事半功倍的效果．（建议用时：30分钟）一、单选题1．水平面上有一质量为m=1 kg的物块，在恒力F的作用下做加速运动。2 s后撤掉外力，已知物块在整个过程中运动图像如图所示，则恒力F为（　　）A．4 N B．5 N C．6 N D．7N【答案】  C【解析】第一阶段，斜率为2，则即可得且有第二阶段，斜率为-1，则有即则加速度大小为且联立可得故ABD错误，C错误。故选C。2．甲、乙两车在平直公路上从同一地点同时出发，两车位移x和时间t的比值与时间t之间的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）A．甲车的加速度大小为10m/s2B．乙车速度减小到零需用时6sC．甲车追上乙车前，两车间最远距离为7.5mD．乙车速度减小到零时，甲车速度为20m/s【答案】  AC【解析】A．根据匀变速位移与时间关系变形有根据图像可知，图像的斜率为表示，则有解得所以A正确；B．根据图像可知，乙车的初速度为乙车的加速度为解得所以乙车速度减小到零需用时为所以B错误；C．甲车追上乙车前，两车速度相等时相距最远，则有解得两车间最远距离为所以C正确；D．乙车速度减小到零时，用时3s，所以甲车速度为所以D错误；故选AC。3．如图所示，甲、乙两球分别固定在光滑斜面上的A、B两点，先释放甲球，当甲运动距离为s1时，再释放乙球，结果两球同时到达C点，则A、C间的距离为（　　）A．若BC间的距离为s1，则AC距离为2s1B．若BC间的距离为s1，则AC距离为3s1C．若BC间的距离为4s1，则AC距离为9s1D．若BC间的距离为4s1，则AC距离为5s1【答案】  C【解析】因两球在光滑斜面上下滑时，根据牛顿第二定律，可知加速度相同，设为a，甲运动距离为s1时用时为t1，乙用时为t2，A、C间的距离为s。AB．若BC间的距离为s1，则有联立解得故AB错误；CD．若BC间的距离为4s1，则有联立解得故C正确，D错误。故选C。4．两辆汽车在平直的公路上行驶，时刻处于同一位置，其速度—时间图像如图所示，乙汽车图线是一直线，甲汽车图线是一曲线，则下列说法正确的是（　　）A．时，甲乙两汽车距离最大B．时，甲乙两汽车距离最大C．内，甲汽车的平均速度大小小于D．内，乙汽车的平均速率为0【答案】  A【解析】A．根据速度与时间图像的面积表示位移，时，乙车返回出发点，所以甲乙两汽车距离最大，则A正确；B．时，两车间的距离是第一次相距最大，则是后来甲乙两汽车再次相遇后，两车运动方向相反，它们间距离越来越大，则时最大，所以B错误；C．内，如果甲汽车做匀变速直线运动其平均速度大小等于，但是甲车是做加速度逐渐减小的加速运动，相同时间其位移比匀变速的位移大，则其平均速度大小大于10m/s，所以C错误；D．内，乙汽车的平均速度大小为0，但是平均速率不为0，平均速率是路程与所用时间的比值，则D错误；故选A。二、多选题5．如图所示，质量m=2kg的滑块以v0=20m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面向上滑动，经t=2s滑行到最高点。g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　）A．滑块运动的加速度大小为10m/s2 B．滑块运动的加速度大小为5m/s2C．滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5 D．滑块与斜面间的动摩擦因数为0.2【答案】  AC【解析】AB．物块的加速度为A正确，B错误；CD．对物块受力分析有解得C正确，D错误。故选AC。6．冬天雾霾天气频繁出现。某日早晨浓雾天气中道路能见度只有30 m，且路面湿滑。一辆小汽车以18 m/s的速度由南向北行驶，某时刻，突然发现正前方浓雾中有一辆卡车正以6 m/s的速度同向匀速行驶，于是，司机鸣笛示警同时紧急刹车，但路面湿滑，只能以2 m/s2的加速度减速行驶。前车接到示警于2 s后以2 m/s2的加速度加速行驶。以下说法正确的是（　　）A．前、后车因都采取了必要的加、减速运动，所以不会追尾B．前、后车虽采取了加、减速运动，但加速度过小，仍会发生追尾C．在前车开始加速时，两车仅相距9 mD．两车距离最近时只有2 m【答案】  AD【解析】ABD．设后车经时间t两者共速，则代入数据解得t=4 s此时间内后车的位=18×4 m-×2×42 m=56 m前车的位移=6×2 m＋6×2 m＋×2×22 m=28 m因x2＋30 m>x1可知两车不会追尾，此时两车相距最近，距离为28 m＋30 m-56 m=2 m所以AD正确；B错误；C．在前车开始加速时，两车相距=（30＋6×2）m-=10 m选项C错误；故选AD。三、解答题7．据统计，开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍，一辆小轿车在平直公路上以某一速度行驶时，司机低头看手机t=2s，相当于匀速盲开x=50m，该车遇见紧急情况，紧急刹车的距离（从开始刹车到停下来汽车所行驶的距离）至少是x0=25m，根据以上提供的信息：求（1）求汽车匀速行驶的速度v1和刹车的最大加速度a的大小；（2）若该车以v2=108km/h的速度在平直高速公路上行驶时，前方s=100m处道路塌方，该司机因用手机微信抢红包t=2s后才发现危险，司机的反应时间为Δt=0.5s，则小轿车还可以直线运动的距离Δx有多长；若刹车加速度与（1）问中的a大小相等，判断（不需计算）汽车是否会发生交通事故。【答案】  （1）25m/s，12.5m/s2；（2）见解析【解析】（1）汽车匀速行驶的速度设汽车的最大加速度大小为a，则解得a=12.5m/s2（2）v2=108km/h=30m/s，司机看手机时，汽车发生的位移x1=v2t=60m反应时间内发生的位移x2=v2Δt=15m则小轿车还可以直线运动的距离由于v2=30m/s大于v1=25m/s，而加速度相同，则（2）中司机从开始刹车到停下的距离比（1）中的大，故汽车会发生交通事故。8．随着人工智能技术的不断发展，无人机有着非常广阔的应用前景。春播时节，一架携药总质量m=20kg的无人机即将在田间执行喷洒药剂任务，无人机悬停在距一块试验田H1=30m的高空，t=0时刻，它以加速度a1=2m/s2竖直向下匀加速运动h1=9m后，立即向下作匀减速运动直至速度为零，重新悬停，然后水平飞行喷洒药剂。若无人机田间作业时喷洒的安全高度为1m~3m，无人机下降过程中空气阻力恒为20N，求：（1）无人机从t=0时刻到重新悬停在H2=1m处的总时间t；（2）无人机在安全高度范围内重新悬停，向下匀减速时能提供的最大竖直升力大小；（3）若无人机在高度H2=3m处悬停时动力系统发生故障，失去竖直升力的时间为，要使其不落地，恢复升力时的最小加速度。【答案】  （1）；（2）；（3）【解析】（1）无人机向下匀加速运动过程得无人机减速过程有得所以总时间（2）无人机减速过程有无人机重新悬停时距试验田的安全高度时，此时加速度a2最大，由则无人机向下匀减速运动时，由牛顿第二定律可得则升力（3）失去竖直升力后，由牛顿第二定律恢复动力时则联立解得