2019年高考物理 考綱解讀與熱點(diǎn)難點(diǎn)突破 專題02 直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用教學(xué)案.doc
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專題02 直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 【2019年高考考綱解讀】 (1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用 (2)運(yùn)動(dòng)圖象與勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 (3)運(yùn)動(dòng)圖象與牛頓第二定律的綜合應(yīng)用 (4)動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題 【命題趨勢(shì)】 (1)單獨(dú)考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用以及牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用，題型一般為選擇題． (2)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系大多結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、受力分析、運(yùn)動(dòng)過程分析綜合考查，題目一般為計(jì)算題；涉及的題目與實(shí)際密切聯(lián)系． 【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】 【重點(diǎn)、難點(diǎn)剖析】 本專題的高頻題型主要集中在牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用，以及對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象的理解及應(yīng)用等幾個(gè)方面，難度適中，本專題知識(shí)常與電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)等知識(shí)結(jié)合，考查帶電體或?qū)w棒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，復(fù)習(xí)時(shí)要側(cè)重對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，以及各知識(shí)點(diǎn)間的綜合分析。 【舉一反三】【2017新課標(biāo)Ⅰ卷】真空中存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電油滴在該電場(chǎng)中豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v0。在油滴處于位置A時(shí)，將電場(chǎng)強(qiáng)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(shí)間t1后，又突然將電場(chǎng)反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時(shí)間后，油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。重力加速度大小為g。 （1）求油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度。 （2）求增大后的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。粸楸ＷC后來的電場(chǎng)強(qiáng)度比原來的大，試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件。已知不存在電場(chǎng)時(shí)，油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度恰好等于B、A兩點(diǎn)間距離的兩倍。 【答案】（1） （2） 油滴在時(shí)刻t2=2t1的速度為 ④ 由①②③④式得 ⑤ 【變式探究】(2017高考全國(guó)卷Ⅲ)如圖，兩個(gè)滑塊A和B的質(zhì)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(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1＝0.5；木板的質(zhì)量為m＝4 kg，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.1.某時(shí)刻A、B兩滑塊開始相向滑動(dòng)，初速度大小均為v0＝3 m/s.A、B相遇時(shí)，A與木板恰好相對(duì)靜止．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2.求 (1)B與木板相對(duì)靜止時(shí)，木板的速度； (2)A、B開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者之間的距離． 【解析】(1)滑塊A和B在木板上滑動(dòng)時(shí)，木板也在地面上滑動(dòng)．設(shè)A、B所受的摩擦力大小分別為f1、f2，木板與地面間的滑動(dòng)摩擦力為f3，A和B相對(duì)于地面的加速度大小分別為aA和aB，木板相對(duì)于地面的加速度大小為a1.在物塊B與木板達(dá)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(shè)經(jīng)過t時(shí)間兩車剛好不相撞，則對(duì)A車有vA＝v′＝v0－2at 對(duì)B車有vB＝v′＝at 以上兩式聯(lián)立解得t＝ 經(jīng)t時(shí)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(yīng)滿足的條件是v0≤. 法四：相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(duì)于B車的位移為x，由運(yùn)動(dòng)學(xué)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(yīng)滿足的條件是 v0≤. 4.三者關(guān)系：x－t圖象和v－t圖象描述的都是直線運(yùn)動(dòng)，而a－t圖象描述的不一定是直線運(yùn)動(dòng)；在圖象轉(zhuǎn)換時(shí)，必須明確不同圖象間相互聯(lián)系的物理量，必要時(shí)還應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律寫出兩個(gè)圖象所描述的物理量間的函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行分析和判斷． 例2．(2018高考全國(guó)卷 Ⅲ )甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng)，甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，乙做勻速直線運(yùn)動(dòng)．甲、乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示．下列說法正確的是( ) A.在t1時(shí)刻兩車速度相等 B.從0到t1時(shí)間內(nèi)，兩車走過的路程相等 C.從t1到t2時(shí)間內(nèi)，兩車走過的路程相等 D.在t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻，兩車速度相等 【答案】 CD 【變式探究】 (多選)(2016全國(guó)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(shí)并排行駛，則( ) 圖1 A．在t＝1 s時(shí)，甲車在乙車后 B．在t＝0時(shí)，甲車在乙車前7.5 m C．兩車另一次并排行駛的時(shí)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(shí)同地出發(fā)騎自行車做直線運(yùn)動(dòng)，前1小時(shí)內(nèi)的位移－時(shí)間圖象如圖所示，下列表述正確的是( ) A．0.2～0.5小時(shí)內(nèi)，甲的加速度比乙的大 B．0.2～0.5小時(shí)內(nèi)，甲的速度比乙的大 C．0.6～0.8小時(shí)內(nèi)，甲的位移比乙的小 D．0.8小時(shí)內(nèi)，甲、乙騎行的路程相等 【答案】B 【解析】位移－時(shí)間圖象的斜率絕對(duì)值反映速度大小，在0.2～0.5小時(shí)內(nèi)，甲、乙均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(cuò)誤，B正確；由位移－時(shí)間圖象可以看出在0.6～0.8小時(shí)內(nèi)甲的位移比乙的大，故C錯(cuò)誤；由位移－時(shí)間圖象看出在t＝0.5小時(shí)時(shí)，甲在s＝10 km處，而乙在s＝8 km處，進(jìn)一步得出在0.8小時(shí)內(nèi)甲的路程比乙的大，故D錯(cuò)誤． 【變式探究】動(dòng)力學(xué)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(fù)上述運(yùn)動(dòng)．取小球的落地點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，豎直向上為正方向．下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中，能描述該過程的是( ) 【答案】A 【變式探究】動(dòng)力學(xué)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(shí)刻，駕駛員采取某種措施，汽車運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示，以初速度方向?yàn)檎铝姓f法正確的是( ) A．t＝6 s時(shí)車速為5 m/s B．t＝3 s時(shí)車速為零 C．前9 s內(nèi)的平均速度為15 m/s D．前6 s內(nèi)車的位移為90 m 【答案】BC 【解析】0～3 s，汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，t＝6 s時(shí)速度v6＝a2t2＝53 m/s＝15 m/s，A錯(cuò)誤；前3 s內(nèi)的位移x3＝＝ m＝45 m，3～9 s內(nèi)的位移x3～9＝a2t＝562 m＝90 m，則前9 s內(nèi)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(nèi)的位移x3～6＝a2t＝532 m＝22.5 m，則前6 s內(nèi)的位移為x6＝x3＋x3～6＝67.5 m，D錯(cuò)誤． 【變式探究】動(dòng)力學(xué)中的位移圖象 3．一質(zhì)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(shí)間內(nèi)其位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)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(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)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?qū)τ诩铀俣炔煌倪B接體，一般采用隔離法列牛頓第二定律方程. 2.瞬時(shí)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(chǎn)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(fù)時(shí)間. ②彈簧（或橡皮繩）——兩端同時(shí)連接（或附著）有物體的彈簧（或橡皮繩），特點(diǎn)是形變量大，其形變恢復(fù)需要一段時(shí)間，在瞬時(shí)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(shí)加速度的一般思路 →→ 例3．(2018高考全國(guó)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?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)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(yùn)動(dòng)．以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前，下列表示F和x之間關(guān)系的圖象可能正確的是( ) 【答案】A 【舉一反三】.(2017全國(guó)Ⅱ卷)為提高冰球運(yùn)動(dòng)員的加速能力,教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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