专题01 力与直线运动(解析版).docx
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1、1考点一匀变速直线运动规律的应用1.匀变速直线运动常用的六种解题方法2.追及问题的解题思路和技巧(1)解题思路(2)解题技巧紧抓“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。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,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件。若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意追上前该物体是否已停止运动,另外还要注意最后对解的讨论分析。3.处理刹车类问题的思路先判断刹车时间t0,再进行分析计算。4.xt图象、vt图象和at图象的对比分析项目图象斜率纵截距图象与t轴所围的面积特例匀速直线运动匀变速直线运动xt图
2、象速度初位置倾斜的直线抛物线vt图象加速度初速度位移与时间轴平行的直线倾斜的直线at图象速度变化量与时间轴重合平行于时间轴的直线图象问题要“四看”“一注意”(1)看坐标轴:看清坐标轴所表示的物理量,明确因变量(纵轴表示的量)与自变量(横轴表示的量)之间的制约关系。(2)看图象:识别两个相关量的变化趋势,从而分析具体的物理过程。(3)看纵坐标、“斜率”和“面积”:vt图象中根据坐标值、“斜率”和“面积”可分析速度、加速度和位移的大小、方向特点.xt图象中根据坐标值、“斜率”可分析位移、速度的大小、方向特点。(4)看交点:明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点的物理意义.(5)一注意:利用vt图
3、象分析两个物体的运动时,要注意两个物体的出发点,即注意它们是从同一位置出发,还是从不同位置出发。若从不同位置出发,要注意出发时两者的距离。1.(多选)如图所示,t0时,质量为0.5 kg的物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔2 s物体的瞬时速度记录在下表中,重力加速度g10 m/s2,则下列说法中正确的是()t/s0246v/(ms1)08128At3 s的时刻物体恰好经过B点Bt10 s的时刻物体恰好停在C点C物体运动过程中的最大速度为12 m/sDA、B间的距离小于B、C间的距离答案:BD解析:根据图表中的数据,可以求出
4、物体下滑的加速度a14 m/s2和在水平面上的加速度a22 m/s2。根据运动学公式:8a1t1a2t212,t1t22,解出t1s,知经过 s到达B点,到达B点时的速度va1t m/s。如果第4 s还在斜面上的话,速度应为16 m/s,从而判断出第4 s已过B点,是在2 s到4 s之间经过B点。所以最大速度不是12 m/s,故A、C均错误。第6 s末的速度是8 m/s,到停下来还需的时间t s4 s,所以到C点的时间为10 s,故B正确。根据v2v022ax,求出AB段的长度为 m,BC段长度为 m,则A、B间的距离小于B、C间的距离,故D正确。2.动车把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既
5、具有牵引动力,又可以载客,而动车组就是几节自带动力的车厢(动车)加几节不带动力的车厢(拖车)编成一组而成的。若动车组在匀加速运动过程中,通过第一个60 m所用的时间是10s,通过第二个60 m所用的时间是6s。则()A动车组的加速度为0.5m/s2,接下来的6s内的位移为78mB动车组的加速度为1m/s2,接下来的6s内的位移为78mC动车组的加速度为0.5m/s2,接下来的6s内的位移为96mD动车组的加速度为1m/s2,接下来的6s内的位移为96m答案:A解析:设通过第一个60 m的平均速度为v1,可以表示中间时刻的瞬时速度,所以5 s末的速度v1,解得v16m/s;通过第二个60 m的平
6、均速度为v2,可以表示中间时刻的瞬时速度,所以13 s末的速度v2,解得v210m/s。由v2v1at得a0.5 m/s2,由再接下来的6 s和前面的6s,是连续相等的时间,则有xaT2,即x60aT2,解得x78 m。3.一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v,紧接着通过第二段位移x2,速度变化量仍为v。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D.通过两段位移的平均速度为答案:C 解析:两段过程中速度的变化量相等,根据可知,两段过程中运动的时间相等,若做匀加速直线运动,第
7、一段位移小于第二段位移,若做匀减速直线运动,第一段位移大于第二段位移,故A错误,B错误;两段过程的时间相等,设为,则有:,又,解得物体的加速度,故C正确;运动的总时间,则通过两段位移的平均速度,故D错误。4.甲、乙两物体从同一地点同时开始沿同一方向运动,甲物体运动的vt图象为两段直线,乙物体运动的vt图象为两段半径相同的圆弧曲线,如图所示,图中t42t2,则在0t4时间内,以下说法正确的是()A.甲物体的加速度不变B.乙物体做曲线运动C.两物体t1时刻相距最远,t4时刻相遇D.甲物体的平均速度等于乙物体的平均速度答案:D解析:0t2时间段内,甲做匀加速直线运动,t2t4时间内甲物体做匀减速直线
8、运动,故A错;速度是矢量,在速度时间图象中,只能表示直线运动,B错;在整个运动过程中,t3时刻两物体相距最远,C错;在速度时间图象中,图线下面所包围的面积即为位移,可求知0t4时间段内,位移相等,故平均速度相同,D对。 5.(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其vt图象如图所示。已知两车在t=1 s时并排行驶,则( )A.在t=1s时,甲车在乙车后B.在t=0时,甲车在乙车前7.5mC.两车另一次并排行驶的时刻是t=2sD.甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m答案:BD解析:根据题述,两车在t=3s时并排行驶,由图线与横轴所围面积表示位移可知,在t=1s时,甲车和乙车并
9、排行驶,选项A、C错误;由图象可知,在t=1 s时甲车速度为10m/s,乙车速度为15m/s,01 s时间内,甲车行驶位移为x1=5m,乙车行驶位移为x2=12.5m,所以在t=0时,甲车在乙车前7.5m,选项B正确;从t=1s到t=3s,甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为x=(10+30)2m=40m,选项D正确。6.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其vt图象如图所示。已知两车在t30s时并排行驶,则()A.在t10s时,甲车在乙车后B.在t0时,乙车在甲车前100mC.两车另一次并排行驶的时刻有可能是t5sD.甲、乙车两次并排行驶之间沿两车的最大距离为200m答案:B解析:
10、根据vt图象与坐标轴围城的面积大小表示位移,由图像可知,1030s内辆车通过的位移相等,已知辆车在t=30s时并排行驶,则两侧另一次并排形式的时刻是t=10s,故A、C错误;010s内甲乙两车的位移差为m,因为两车在t=10s时并排行驶,所以在t=0s时,乙车在甲车前100m,故B正确;当t=20s时两车的速度相等,两车间的距离最大,且最大距离等于1020s内两车位移之差m,故D错误。7.静止在光滑水平面上的物体,同时受到在同一直线上的力F1、F2作用,F1、F2随时间变化的图象如图所示,则物体在02t时间内()A.离出发点越来越远 B.速度先变大后变小C.速度先变小后变大 D.加速度先变大后
11、变小答案:A解析:由图线可知,物体受到的合力先减小后增大,加速度先减小后增大,速度一直变大,物体离出发点越来越远,选项A正确。考点二相互作用1.知识结构2.性质力与效果力掌握各性质力的和效果力的分析计算特点,熟练使用力的合成与分解。特别是摩擦力产生的条件一定要理解。3.动态平衡的四个基本方法的使用条件(1)解析法:任何情况,常见受多个力情况,正交分解计算较多。(2)三角形法:三个力平衡,一个是恒力 ,另一个力方向不变,在力学三角形中探究力的变化。(3)相似法:三个力平衡,一个是恒力,另外两个力夹角变化,在力学三角形中探究力的变化。(4)正弦定理(拉密定理)法:三个力平衡,一个是恒力,另外两个力
12、夹角不变,在受力分析图中每个力与其对应角正弦值之比相等,通过观察对应角正弦值变化情况,探究力的变化。4.整体法和隔离法的优点及使用条件(1)整体法:优点:研究对象减少,忽略物体之间的相互作用力,方程数减少,求解简捷.条件:连接体中各物体具有共同的加速度或都处于平衡状态.(2)隔离法:优点:易看清各个物体具体的受力情况.条件:当系统内各物体的加速度不同时,一般采用隔离法且选择受力较少的物体为研究对象;求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法.5.平衡斜面模型如图所示,已知物体能够匀速下滑,斜劈不动,可知滑块受力平衡,沿斜面方向滑块的重力分力和受到的摩擦力平衡,整体分析斜劈水平方向受力平衡,所
13、以地面对斜劈没有摩擦力,隔离分析可知滑块对斜劈的压力和摩擦力在水平方向分力合力为零,竖直方向的合力大小等于滑块重力,所以地面对斜劈的支持力等于两个物体的重力之和。平衡斜面的基本特征是tan ,这也是牛二验证实验平衡摩擦力的基本条件。1.(多选)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上,关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是()AA一定受到四个力BB可能受到四个力CB与墙壁之间一定有弹力和摩擦力DA与B之间一定有摩擦力答案:AD解析:对A、B整体受力分析,如图甲所示,受到向下的重力和向上的推力F,由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩
14、擦力,故选项C错误;对B受力分析如图乙所示,其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态,故B只受到三个力,选项B错误;对A受力分析,如图丙所示,受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力,共四个力,选项A、D正确2.如图所示,斜面上放有两个完全相同的物体a、b,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F,使两物体均处于静止状态。则下列说法正确的是()A.a、b两物体的受力个数一定相同 B.a、b两物体对斜面的压力相同C.a、b两物体受到的摩擦力大小一定相等 D.当逐渐增大拉力F时,物体b先开始滑动答案:B解析:对a、b进行受力分析,如图所示。b物体处于静止状态,当细线沿斜面向上的
15、分量与重力沿斜面向下的分量相等时,摩擦力为零,所以b可能只受3个力作用,而a物体必定受到摩擦力作用,肯定受4个力作用,故A错误;a、b两个物体,垂直于斜面方向受力都平衡,则有:FNFTsin mgcos ,解得:FNmgcos FTsin ,则a、b两物体对斜面的压力相同,故B正确;根据A项的分析可知,b的摩擦力可以为零,而a的摩擦力一定不为零,故C错误;对a沿斜面方向有:FTcos mgsin Ffa,对b沿斜面方向有:FTcos mgsin Ffb,正压力相等,所以最大静摩擦力相等,则a先达到最大静摩擦力,先滑动,故D错误。3.如图所示,一斜劈放在粗糙水平面上,保持静止,斜劈上有一物块,甲
16、图中,物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑;乙图中,对该物块施加一平行于斜面向下的推力F2使其加速下滑,丙图中,对该物块施加一平行于斜面向上的推力F3使其减速下滑;三种情况地面对斜劈的摩擦力分别为f1、f2、f3,则以下说法正确的是( ) Af1、f2向右,且f1=f2 Bf30,且f3向左 Cf1=f2=f3=0 Df2和f3方向相反答案:C解析:由于甲图中物体在斜面做匀速运动,把斜面和物体可看作整体,则整体受到合外力为零,故地面对斜劈没有摩擦力,即f1=0,图乙和图丙中受到推力作用,且垂直斜面方向受力平衡,故支持力,故滑动摩擦力;三幅图中支持力和摩擦力都相同,斜面的受力情况没有变化,所以f1=
17、f2=f3=0,故C正确,其他错误。 4.如图所示,挡板垂直于斜面固定在斜面上,一滑块m放在斜面上,其上表面呈弧形且左端最薄,一球M搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块,使球与滑块均静止。现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离,球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态,则与原来相比()A滑块对球的弹力增大 B挡板对球的弹力减小C斜面对滑块的弹力增大 D拉力F不变答案:B解析:对球进行受力分析,如图(a),球只受三个力的作用,挡板对球的力F1,方向不变,作出力的矢量图,滑块上移时,F2与竖直方向夹角减小,最小时F2垂直于F1,可以知道挡板弹力F1和滑块对球的作用力F2
18、都减小,故A错误,B正确;再对滑块和球一起受力分析,如图(b),其中FNGcos 不变,FF1不变,F1减小,可以知道斜面对滑块的支持力不变,拉力F增大,故C、D错误。5.(多选)一轻杆BO,其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示现将细绳缓慢往左拉,使杆BO与杆AO间的夹角逐渐减小,则在此过程中,拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是( ) A. FN先减小,后增大 B. FN始终不变C. F先减小,后增大 D. F逐渐减小答案:BD解析:以B点为研究对象,它受三个力的作用而处于动态平衡状态,其中一个是轻杆的弹力F
19、T,一个是绳子斜向上的拉力F,一个是绳子竖直向下的拉力F(大小等于物体的重力mg),满足相似三角形法,可得,由于OA和AB不变,OB逐渐减小,因此轻杆上的弹力大小不变,而绳子上的拉力越来越小,选项B、D正确,其余选项均错误考题三牛顿运动定律的应用1.动力学的两类基本问题(1)由因推果已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.(2)由果溯因已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.桥梁:牛顿第二定律Fma2.超重和失重现象的判断技巧(1)从受力的角度判断:当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态,小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态.(2)从加速度的角度判断:当物体具
20、有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态.(3)从速度变化的角度判断:物体向上加速或向下减速时,超重;物体向下加速或向上减速时,失重.3.瞬时性问题的处理(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,加速度和力同时产生、同时变化、同时消失,分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该瞬时前后的受力情况及其变化.(2)明确两种基本模型的特点:轻绳的形变可瞬时产生或恢复,故绳的弹力可以瞬时突变.轻弹簧(或橡皮绳)两端均连有物体时,形变恢复需较长时间,其弹力的大小与方向均不能突变.4.各类模型(1)板块模型一个转折滑块与木板达到相同速度或者滑块
21、从木板上滑下是受力和运动状态变化的转折点。两个关联转折前、后受力情况之间的关联和滑块、木板位移与板长之间的关联。一般情况下,由于摩擦力或其他力的转变,转折前、后滑块和木板的加速度都会发生变化,因此以转折点为界,对转折前、后进行受力分析是建立模型的关键。(2)传送带模型初始时刻物体相对于传送带的速度或滑动方向决定了该时刻摩擦力的方向。物体与传送带速度相等的时刻摩擦力的大小(或有无)、性质(滑动摩擦力或静摩擦力)或方向会发生改变。正确判断这两个时刻的摩擦力,才能正确确定物体的运动性质。(3)连接体模型 共线同向连接体模型如图所示此类模型,基本解法先整体受力分析列牛二方程求出加速度,然后再隔离分析求
22、出系统内力。特别注意的是如图所示模型,两种情况下弹簧弹力大小一样。共线非同向连接体模型如图所示,此类模型基本方法是隔离对两个物体分别列牛二方程联立就出加速度和绳子拉力,特别注意绳子拉力不等于m的重力。(4)板块运动突变模型如图所示,此类模型外力增大之后两个物体由相对静止到相对滑动过程,各物体加速度变化,受力变化,摩擦力变化等等。此类模型一般的解题思路是假定两物体之间达到最大摩擦力情况,然后以此求解临界加速度和临界外力F的大小,然后再回到题意进行分析比较即可。1.如图,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为a和,且a。一初速度为v0的小物块沿斜面ab向
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