物理整合高频突破 一 力与运动2 牛顿运动定律与直线运动 .ppt

第第2 2讲牛顿运动定律与直线运动讲牛顿运动定律与直线运动-2-网络构建要点必备-3-网络构建要点必备1.匀变速直线运动的三个基本公式(1)速度公式:v=。(2)位移公式:(3)位移速度关系式:=2ax。2.匀变速直线运动的两个重要推论(1)某段时间内的平均速度等于中间时刻的,(2)任意两个连续相等时间(T)内的位移之差是一个恒量,即x=xn+1-xn=。3.匀变速直线运动的图象(1)x-t图象是一条,斜率表示物体的。(2)v-t图象是一条,斜率表示物体运动的,图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的。v0+at 瞬时速度aT2抛物线速度倾斜直线加速度位移-4-12341.(多选)(2016全国卷)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则()A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变BC解析匀速直线运动的质点加一恒力后,合力即该恒力,质点做匀变速运动,根据牛顿第二定律F=ma,可知选项C正确;由加速度定义式a=可知单位时间内速度的变化量总是不变,速率的变化量不一定相等,选项D错误;质点的速度方向不一定与该恒力的方向相同,选项A错误;某一时刻恒力方向与速度方向垂直时,速度方向立即改变,而恒力方向不会改变,所以速度方向不可能总是与该恒力的方向垂直,选项B正确。-5-1234考点定位:牛顿运动定律命题能力点:侧重考查理解能力解题思路与方法:以前我们碰到的问题经常是去掉一个恒力,本题增加了一个恒力,从牛顿运动定律角度来看没有什么区别。根据牛顿第二定律计算加速度的可能大小,根据合力与速度方向间的关系判断物体的运动情况。要特别注意的是质点有可能做匀变速曲线运动。-6-12342.(2016全国卷)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为x,动能变为原来的9倍。该质点的加速度为()A考点定位:匀变速直线运动规律的应用命题能力点:侧重考查理解能力解题思路与方法:弄清所研究的过程的运动性质,明确给出的物理量所表示的含义,选择正确的公式分析是解决本题的关键。-7-12343.(多选)(2015全国卷)如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出()A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度ACD-8-1234考点定位:牛顿运动定律命题能力点:侧重考查理解能力+分析综合能力解题思路与方法:根据速度时间图象的斜率找到不同阶段的加速度,结合受力分析和运动学规律是解答此类题目基本方法。-9-12344.(2017全国卷)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1mgcos30,可得mgssin30mgcos30,因此撤去弹簧,小球不能在直杆上处于静止。故C错误。根据牛顿第二定律得:在A点有Fcos30+mgsin30-Ff=maA;在C点有Fcos30-Ff-mgsin30=maC;两式相减得aA-aC=g。故D正确,故选BD。-37-考点一考点二考点三考点四“滑块滑块-滑板滑板”模型模型(H)解题策略策略1:分析“滑块滑板”模型时要抓住一个转折滑块与滑板达到相同速度或者滑块从滑板上滑下是受力和运动状态变化的转折点。策略2:分析“滑块滑板”模型时要抓住两个关联转折前、后受力情况之间的关联和滑块、滑板位移和板长之间的关联。策略3:分析“滑块滑板”模型时要抓住两物体发生相对运动的临界条件加速度相同且两物体间的摩擦力为最大静摩擦力,分析此临界条件前后物体的运动状态是解题的关键。-38-考点一考点二考点三考点四典题9(多选)(2017河北石家庄模拟)如图甲所示,一质量为m的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。木板受到水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是()A.小滑块的质量m=2kgB.小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.1C.当水平拉力F=7N时,长木板的加速度大小为3m/s2D.当水平拉力F增大时,小滑块的加速度一定增大AC-39-考点一考点二考点三考点四-40-考点一考点二考点三考点四典题10(2017东北三省四市联考)如图所示,水平地面上固定一个半径为R=0.8m的四分之一光滑圆轨道,圆轨道末端水平并与一个足够长的匀质木板的左端等高接触但不连接。木板的质量为m=2kg,其左端有一个处于静止状态的小物块a,质量为ma=1kg。现将一质量为mb=3kg的小物块b由圆轨道最高点无初速释放,并与物块a在圆轨道最低点发生碰撞,碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失(物块a、b可视为质点,重力加速度g取10m/s2)。(1)求碰后瞬间两物块的速度大小;(2)若两个小物块a、b与木板间的动摩擦因数均为1=0.3,木板与地面间的动摩擦因数为2=0.1,求最终两个小物块a、b间的距离。-41-考点一考点二考点三考点四-42-考点一考点二考点三考点四-43-考点一考点二考点三考点四规律方法“滑块滑板”模型问题中,滑动摩擦力的分析方法与传送带类似,但这类问题比传送带类问题更复杂,因为滑板受到摩擦力的影响也做匀变速直线运动。处理此类双体匀变速运动问题时,分析摩擦力的方向是关键,分析摩擦力的方法如下。(1)一“静”一“动”型:即木板和滑块一个静止,一个运动,此时,静止的一个受到的另一个对它的摩擦力为动力,运动的一个受到的另一个对它的摩擦力为阻力。(2)一“快”一“慢”型:即木板和滑块同向运动一个速度大,一个速度小,此时,速度大的一个受到的另一个对它的摩擦力为阻力,速度小的一个受到的另一个对它的摩擦力为动力。(3)一“左”一“右”型:即木板和滑块反向运动,此时,两个物体受到的另一个对它的摩擦力都是阻力。-44-考点一考点二考点三考点四动力学图象的理解及应用动力学图象的理解及应用1.(2017山东泰安模拟)a、b两物体在同一直线上运动,二者运动的v-t图象均为直线。如图所示,已知两物体在4s末相遇。则关于它们在04s内的运动,下列说法正确的是()A.a、b两物体运动的方向相反B.a物体的加速度小于b物体的加速度C.t=2s时两物体相距最远D.t=0时刻,a在b前方3m远处C-45-考点一考点二考点三考点四动力学图象的理解及应用动力学图象的理解及应用1.(2017山东泰安模拟)a、b两物体在同一直线上运动,二者运动的v-t图象均为直线。如图所示,已知两物体在4s末相遇。则关于它们在04s内的运动,下列说法正确的是()A.a、b两物体运动的方向相反B.a物体的加速度小于b物体的加速度C.t=2s时两物体相距最远D.t=0时刻,a在b前方3m远处C-46-考点一考点二考点三考点四-47-考点一考点二考点三考点四匀变速直线运动规律的理解及应用匀变速直线运动规律的理解及应用2.(2017江西上高模拟)ETC是电子不停车收费系统的简称,这种收费系统每车收费耗时不到两秒,相较人工收费,通道通行能力大大提升。汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示。假设道路上有并行的甲、乙两辆汽车,都以v1=15m/s的速度朝收费站沿直线匀速行驶,现甲车过ETC通道,需要在某位置开始做匀减速直线运动,到达虚线EF处速度正好减为v2=5m/s,在虚线EF与收费站中心线之间以5m/s的速度匀速行驶,通过收费站中心线后才加速行驶恢复原来速度,虚线EF处与收费站中心线的距离d=10m。乙车过人工收费通道,需要在中心线前某位置开始做匀减速运动,至中心线处恰好速度为零,经过20s,缴费成功后再启动汽车匀加速行驶恢复原来速度。已知甲、乙两车匀加速过程的加速度大小均为a1=1m/s2,匀减速过程的加速度大小均为a2=2m/s2。-48-考点一考点二考点三考点四(1)甲车过ETC通道时,从开始减速到恢复原来速度过程中的位移大小是多少?(2)假设人工收费通道前有一列车队在匀速行驶,车距都为x2,当前一辆车从中心线启动行驶78.125m时,后一辆车刚好停在中心线上,则x2为多大?-49-考点一考点二考点三考点四答案(1)160m(2)487.5m解析(1)甲车过ETC通道时,减速过程的位移为-50-考点一考点二考点三考点四由于没有等待时间,即后一辆车和前一辆车做减速运动的时间是相同的,因此后一辆车比前一辆车到达中心线处的时间晚(t1+t2),故两车正常行驶时的车距等于在前一辆车停车时间和加速时间内以速度v1匀速行驶的距离,即x2=v1(t1+t2)=487.5m。-51-考点一考点二考点三考点四牛顿运动定律的综合应用牛顿运动定律的综合应用3.高铁的开通给出行的人们带来了全新的旅行感受,大大方便了人们的工作与生活。高铁每列车组由七节车厢组成,除第四节车厢为无动力车厢外,其余六节车厢均具有动力系统,设每节车厢的质量均为m,各动力车厢产生的动力相同,经测试,该列车启动时能在时间t内将速度提高到v,已知运动阻力是车重的k倍。求:(1)列车在启动过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力;(2)列车在匀速行驶时,第六节车厢失去了动力,若仍要保持列车的匀速运动状态,则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大?-52-考点一考点二考点三考点四-53-考点一考点二考点三考点四-54-考点一考点二考点三考点四“滑块滑块滑板滑板”模型模型4.(多选)(2017四川宜宾模拟)如图所示,表面粗糙质量m=2kg的木板,t=0时在水平恒力F的作用下从静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动,加速度a=2.5m/s2。t=0.5s时,将一个质量m=1kg的小铁块(可视为质点)无初速地放在木板最右端,铁块从木板上掉下时速度是木板速度的一半。已知铁块和木板之间的动摩擦因数1=0.1,木板和地面之间的动摩擦因数2=0.25,g取10m/s2。则()A.水平恒力F的大小为10NB.铁块放上木板后,木板的加速度为2m/s2C.铁块在木板上运动的时间为1sD.木板的长度为1.625mAC-55-考点一考点二考点三考点四