2019年高考物理 考綱解讀與熱點難點突破 專題02 直線運動規(guī)律及牛頓運動定律的應用教學案.doc
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專題02 直線運動規(guī)律及牛頓運動定律的應用 【2019年高考考綱解讀】 (1)勻變速直線運動的規(guī)律及應用 (2)運動圖象與勻變速直線運動規(guī)律的綜合應用 (3)運動圖象與牛頓第二定律的綜合應用 (4)動力學的兩類基本問題 【命題趨勢】 (1)單獨考查勻變速直線運動的規(guī)律、運動圖象的應用以及牛頓運動定律及其應用，題型一般為選擇題． (2)力和運動的關系大多結合牛頓運動定律、受力分析、運動過程分析綜合考查，題目一般為計算題；涉及的題目與實際密切聯系． 【網絡構建】 【重點、難點剖析】 本專題的高頻題型主要集中在牛頓運動定律、勻變速直線運動規(guī)律的應用，以及對運動圖象的理解及應用等幾個方面，難度適中，本專題知識常與電場、磁場、電磁感應等知識結合，考查帶電體或導體棒的運動規(guī)律，復習時要側重對知識的理解和應用，以及各知識點間的綜合分析。 【舉一反三】【2017新課標Ⅰ卷】真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0。在油滴處于位置A時，將電場強度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變。持續(xù)一段時間t1后，又突然將電場反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時間后，油滴運動到B點。重力加速度大小為g。 （1）求油滴運動到B點時的速度。 （2）求增大后的電場強度的大??；為保證后來的電場強度比原來的大，試給出相應的t1和v0應滿足的條件。已知不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。 【答案】（1） （2） 油滴在時刻t2=2t1的速度為 ④ 由①②③④式得 ⑤ 【變式探究】(2017高考全國卷Ⅲ)如圖，兩個滑塊A和B的質量分別為mA＝1 kg和mB＝5 kg，放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數均為μ1＝0.5；木板的質量為m＝4 kg，與地面間的動摩擦因數為μ2＝0.1.某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為v0＝3 m/s.A、B相遇時，A與木板恰好相對靜止．設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2.求 (1)B與木板相對靜止時，木板的速度； (2)A、B開始運動時，兩者之間的距離． 【解析】(1)滑塊A和B在木板上滑動時，木板也在地面上滑動．設A、B所受的摩擦力大小分別為f1、f2，木板與地面間的滑動摩擦力為f3，A和B相對于地面的加速度大小分別為aA和aB，木板相對于地面的加速度大小為a1.在物塊B與木板達到共同速度前有f1＝μ1mAg① f2＝μ1mBg② 法三：圖象法．利用v－t圖象求解，先作A、B兩車的v－t圖象，如圖所示，設經過t時間兩車剛好不相撞，則對A車有vA＝v′＝v0－2at 對B車有vB＝v′＝at 以上兩式聯立解得t＝ 經t時間兩車發(fā)生的位移之差為原來兩車間距離x，它可用圖中的陰影面積表示，由圖象可知 x＝v0t＝v0＝ 所以要使兩車不相撞，A車的初速度v0應滿足的條件是v0≤. 法四：相對運動法．巧選參考系求解．以B車為參考系，A車的初速度為v0，加速度為a′＝－2a－a＝－3a.A車追上B車且剛好不相撞的條件是：v＝0，這一過程A車相對于B車的位移為x，由運動學公式 v2－v＝2a′x得： 02－v＝2(－3a)x 所以v0＝. 故要使兩車不相撞，A車的初速度v0應滿足的條件是 v0≤. 4.三者關系：x－t圖象和v－t圖象描述的都是直線運動，而a－t圖象描述的不一定是直線運動；在圖象轉換時，必須明確不同圖象間相互聯系的物理量，必要時還應根據運動規(guī)律寫出兩個圖象所描述的物理量間的函數關系式進行分析和判斷． 例2．(2018高考全國卷 Ⅲ )甲、乙兩車在同一平直公路上同向運動，甲做勻加速直線運動，乙做勻速直線運動．甲、乙兩車的位置x隨時間t的變化如圖所示．下列說法正確的是( ) A.在t1時刻兩車速度相等 B.從0到t1時間內，兩車走過的路程相等 C.從t1到t2時間內，兩車走過的路程相等 D.在t1到t2時間內的某時刻，兩車速度相等 【答案】 CD 【變式探究】 (多選)(2016全國卷Ⅰ，21)甲、乙兩車在平直公路上同向行駛，其v－t圖象如圖1所示。已知兩車在t＝3 s時并排行駛，則( ) 圖1 A．在t＝1 s時，甲車在乙車后 B．在t＝0時，甲車在乙車前7.5 m C．兩車另一次并排行駛的時刻是t＝2 s D．甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40 m 【答案】BD 【變式探究】(2015廣東理綜，13，4分)甲、乙兩人同時同地出發(fā)騎自行車做直線運動，前1小時內的位移－時間圖象如圖所示，下列表述正確的是( ) A．0.2～0.5小時內，甲的加速度比乙的大 B．0.2～0.5小時內，甲的速度比乙的大 C．0.6～0.8小時內，甲的位移比乙的小 D．0.8小時內，甲、乙騎行的路程相等 【答案】B 【解析】位移－時間圖象的斜率絕對值反映速度大小，在0.2～0.5小時內，甲、乙均做勻速直線運動，加速度為0，甲圖象斜率大于乙圖象，說明甲的速度大于乙的速度，故A錯誤，B正確；由位移－時間圖象可以看出在0.6～0.8小時內甲的位移比乙的大，故C錯誤；由位移－時間圖象看出在t＝0.5小時時，甲在s＝10 km處，而乙在s＝8 km處，進一步得出在0.8小時內甲的路程比乙的大，故D錯誤． 【變式探究】動力學中的速度圖象 (2016高考江蘇卷)小球從一定高度處由靜止下落，與地面碰撞后回到原高度再次下落，重復上述運動．取小球的落地點為原點建立坐標系，豎直向上為正方向．下列速度v和位置x的關系圖象中，能描述該過程的是( ) 【答案】A 【變式探究】動力學中的加速度圖象 (多選)一汽車在高速公路上以v0＝30 m/s 的速度勻速行駛，t＝0時刻，駕駛員采取某種措施，汽車運動的加速度隨時間變化關系如圖所示，以初速度方向為正，下列說法正確的是( ) A．t＝6 s時車速為5 m/s B．t＝3 s時車速為零 C．前9 s內的平均速度為15 m/s D．前6 s內車的位移為90 m 【答案】BC 【解析】0～3 s，汽車做勻減速直線運動，3 s末的速度v3＝v0＋a1t1＝(30－103) m/s＝0，B正確；3～9 s，汽車做勻加速直線運動，t＝6 s時速度v6＝a2t2＝53 m/s＝15 m/s，A錯誤；前3 s內的位移x3＝＝ m＝45 m，3～9 s內的位移x3～9＝a2t＝562 m＝90 m，則前9 s內的位移為x9＝x3＋x3～9＝135 m，平均速度為v＝＝ m/s＝15 m/s，C正確；3～6 s內的位移x3～6＝a2t＝532 m＝22.5 m，則前6 s內的位移為x6＝x3＋x3～6＝67.5 m，D錯誤． 【變式探究】動力學中的位移圖象 3．一質量為1 kg的物體從高空中由靜止下落，下落過程中所受空氣阻力恒定，在開始一段時間內其位移x隨時間t變化的關系圖象如圖所示，g取10 m/s2.物體下落過程中所受空氣阻力的大小為( ) A．1 N B．2 N C．3 N D．4 N 【答案】B 題型三 牛頓運動定律的應用 1.連接體問題的分析 (1)整體法：在連接體問題中，如果不需要求物體之間的相互作用力，且連接體的各部分具有相同的加速度，一般采用整體法列牛頓第二定律方程. (2)隔離法：如果需要求物體之間的相互作用力或對于加速度不同的連接體，一般采用隔離法列牛頓第二定律方程. 2.瞬時加速度的求解 (1)兩類模型 ①剛性繩（或接觸面）——不發(fā)生明顯形變就能產生彈力的物體，剪斷（或脫離）后，其彈力立即消失，不需要形變恢復時間. ②彈簧（或橡皮繩）——兩端同時連接（或附著）有物體的彈簧（或橡皮繩），特點是形變量大，其形變恢復需要一段時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變. (2)求解瞬時加速度的一般思路 →→ 例3．(2018高考全國卷 Ⅰ)如圖，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．現用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動．以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復原長前，下列表示F和x之間關系的圖象可能正確的是( ) 【答案】A 【舉一反三】.(2017全國Ⅱ卷)為提高冰球運動員的加速能力,教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1
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