2020届高考物理二轮复习 专题冲刺 专题复习篇二 力与直线运动课件

要点提炼1.解图象问题时要做好“三看”(1)看清坐标轴所表示的物理量：明确因变量与自变量的制约关系，是运动学图象(v­t、x­t、a­t、x­v2、v­x等)，还是动力学图象(F­t、F­x、P­t等)；(2)看图线本身：识别两个相关量的变化趋势，进而分析具体的物理过程；(3)看交点、斜率和“面积”：明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的面积的物理意义。2．求解匀变速直线运动问题时的方法技巧(1)巧用平均速度：对匀变速直线运动问题，运用公式v＝12(v0＋v)，x＝vt，相当于把一个匀变速直线运动问题转化为一个匀速直线运动问题来处理。(2)逆向思维：把运动过程的“末态”作为“初态”的反向分析，这种研究问题的方法一般用于末态已知的情况。3．动力学与图象的综合问题做好两步(1)判别物理过程：由图象形状所描述的状态及变化规律确定质点的运动性质。(2)选择解答方法：根据质点的运动性质，选择公式法或图象法解答试题，必要时建立函数关系并进行图象转换，或者与常见形式比较进行解答和判断。4．传送带上物体的运动由静止释放的物体，若能在匀速运动的传送带上同向加速到与传送带共速，则加速过程中物体的位移必与物体和传送带的相对位移大小相等，且等于传送带在这个过程中位移的一半；在倾斜传送带(倾角为θ)上运动的物体，动摩擦因数与tanθ的关系、物体初速度的方向与传送带速度方向的关系是决定物体运动情况的两个重要因素。5．水平面上的板—块模型问题分析两物体的运动情况需要关注：两个接触面(滑块与滑板之间、滑板与地面之间)的动摩擦因数的大小关系，外力作用在哪个物体上。若外力作用在下面物体上，随着力的增大，两物体先共同加速，后发生相对滑动，发生相对滑动的条件是下面物体的加速度较大。若外力作用在上面物体上，力增大过程中，两物体可能共同加速，也可能发生相对滑动，相对滑动时，上面物体的加速度较大。高考考向高考考向1运动图象及其应用命题角度1应用运动图象分析追及相遇问题例1(2018·全国卷Ⅲ)(多选)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是()A．在t1时刻两车速度相等B．从0到t1时间内，两车走过的路程相等C．从t1到t2时间内，两车走过的路程相等D．从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等解析根据x­t图象的物理意义可知，在t1时刻两车的位置相同，速度不相等，乙车的速度大于甲车的速度，A错误；从0到t1时间内，乙车走过的路程大于甲车，B错误；从t1到t2时间内，两车都是从x1位置走到x2位置，两车走过的路程相等，C正确；根据x­t图象的斜率等于速度可知，从t1到t2时间内的某时刻，有甲图线的切线与乙图线平行、斜率相同，两车速度相等，D正确。答案CD(1)对于x­t图象，图线在纵轴上的截距表示t＝0时物体的位置；对于v­t和a­t图象，图线在纵轴上的截距并不表示t＝0时物体的位置。(2)在v­t图象中，两条图线的交点不表示两物体相遇，而是表示两者速度相同。(3)v­t图象中两条图线在轴上的截距不同，不少同学误认为两物体的初始位置不同，位置是否相同应根据题中条件确定。备课记录：1－1(2018·全国卷Ⅱ)(多选)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法正确的是()A．两车在t1时刻也并排行驶B．t1时刻甲车在后，乙车在前C．甲车的加速度大小先增大后减小D．乙车的加速度大小先减小后增大答案BD解析v­t图象中图象与t轴所包围的面积代表运动的位移，两车在t2时刻并排行驶，利用逆向思维并借助于面积可知在t1时刻甲车在后，乙车在前，故A错误，B正确；图象的斜率表示加速度，所以甲车的加速度先减小后增大，乙车的加速度也是先减小后增大，故C错误，D正确。1－2(2019·西安高三第三次质检)(多选)甲、乙两物块在同一直线上运动的x­t图象如图所示，乙物块做匀变速运动，加速度大小为0.2m/s2，两图线相切于坐标点(5s，－3m)，下列说法正确的是()A．前5s内甲、乙的运动方向一直相同B．t＝5s时甲、乙相遇且速度相同C．乙的初速度大小为1.8m/sD．t＝0时甲、乙相距2.8m答案AB解析x­t图象的斜率表示速度，前5s内甲、乙的x­t图线斜率均一直为负，则运动方向一直相同，A正确；t＝5s时甲、乙的x­t图线斜率相同，位移、时间都相同，所以相遇且速度相同，B正确；由甲的图线知t＝5s时，速度为－0.6m/s，乙做匀变速运动，v＝v0＋at，则乙的初速度大小为1.6m/s，C错误；由位移x＝x0＋v0t＋12at2，代入(5s，－3m)及v0的值，可得x0＝2.5m，D错误。命题角度2非常规图象问题例2(2019·全国卷Ⅰ)(多选)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a­x关系如图中虚线所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则()A．M与N的密度相等B．Q的质量是P的3倍C．Q下落过程中的最大动能是P的4倍D．Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍解析如图，当x＝0时，对P：mPgM＝mP·3a0，即星球M表面的重力加速度gM＝3a0；对Q：mQgN＝mQa0，即星球N表面的重力加速度gN＝a0。当P、Q的加速度a＝0时，对P有：mPgM＝kx0，则mP＝kx03a0，对Q有：mQgN＝k·2x0，则mQ＝2kx0a0，即mQ＝6mP，B错误；根据mg＝GMmR2得，星球质量M＝gR2G，则星球的密度ρ＝M43πR3＝3g4πGR，所以M、N的密度之比ρMρN＝gMgN·RNRM＝31×13＝1，A正确；当P、Q的加速度为零时，P、Q的动能最大，系统的机械能守恒，对P有：mPgMx0＝Ep弹＋EkP，即EkP＝3mPa0x0－Ep弹，对Q有：mQgN·2x0＝4Ep弹＋EkQ，即EkQ＝2mQa0x0－4Ep弹＝12mPa0x0－4Ep弹＝4×(3mPa0x0－Ep弹)＝4EkP，C正确；P、Q在弹簧压缩到最短时，其位置与初位置关于加速度a＝0时的位置对称，故P下落过程中弹簧的最大压缩量为2x0，Q为4x0，D错误。答案AC非常规图象的解决要领对于非常规图象，要结合运动学公式或题给条件确定图象的斜率、截距或特殊点的物理意义，分析图象与坐标轴围成的面积是否具有实际的物理意义，进而确定相关已知量，进行求解。如本题中，x＝0时的加速度是星球表面的重力加速度；a＝0时的x则是弹力和重力平衡时弹簧的压缩量。备课记录：2－1(多选)质点沿一直线运动，以运动起点作为位移参考点并开始计时，设在时间t内所发生的位移为x，其xt­t图象如图所示，则由图可知()A．质点的初速度为1m/sB．质点的初速度为0.5m/sC．质点的加速度为2m/s2D．质点的加速度为4m/s2答案AD解析由匀变速直线运动的位移公式x＝v0t＋12at2可得xt＝v0＋12at。由此可知，xt­t图象的纵截距代表初速度，斜率表示加速度的12，结合图象可知，质点的初速度为1m/s，加速度为4m/s2，故本题选A、D。2－2(多选)为检测某新能源动力车的刹车性能，如图所示是一次在平直公路上实验时，新能源动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象，下列说法正确的是()A．新能源动力车的初速度为20m/sB．刹车过程新能源动力车的加速度大小为5m/s2C．刹车过程持续的时间为10sD．刹车过程经过6s时新能源动力车的位移为30m答案AB解析根据0－v2＝2ax得：图线斜率xv2＝－12a，可知12a＝40400，解得刹车过程中加速度的大小a＝5m/s2，由题图可知，新能源动力车的初速度的平方v20＝400m2/s2，则v0＝20m/s，故A、B正确；刹车过程持续的时间t＝v0a＝205s＝4s，故C错误；刹车过程中6s内的位移等于4s内的位移，则x＝v202a＝40010m＝40m，故D错误。高考考向2传送带问题例3(2019·河北武邑中学3月高三月考)某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，它由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成，水平传送带长度LAB＝4m，倾斜传送带长度LCD＝4.45m，倾角为θ＝37°，AB和CD通过一段极短的光滑圆弧板过渡，AB传送带以v1＝5m/s的恒定速率顺时针运转，CD传送带静止。已知工件与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2。现将一个工件(可看做质点)无初速度地放在水平传送带最左端A点处，求：(1)工件被第一次传送到CD传送带沿传送带上升的最大高度和所用的总时间；(2)要使工件恰好被传送到CD传送带最上端，CD传送带沿顺时针方向运转的速度v2的大小(v2v1)。解析(1)工件刚放在传送带AB上时，在摩擦力作用下做匀加速运动，设其加速度大小为a1，速度增加到v1时所用时间为t1，位移大小为x1，受力分析如图甲所示，则FN1＝mgFf1＝μFN1＝ma1联立解得a1＝5m/s2由运动学公式有t1＝v1a1＝55s＝1sx1＝12a1t21＝12×5×12m＝2.5m由于x1LAB，工件随后在传送带AB上匀速运动到B端，则匀速运动的时间为t2＝LAB－x1v1＝0.3s工件滑上CD传送带后在重力和滑动摩擦力作用下做匀减速运动，设其加速度大小为a2，速度减小到零时所用时间为t3，位移大小为x2，受力分析如图乙所示，则FN2＝mgcosθmgsinθ＋μFN2＝ma2由运动学公式有x2＝0－v21－2a2联立解得a2＝10m/s2，x2＝1.25m工件沿CD传送带上升的最大高度为h＝x2sinθ＝1.25×0.6m＝0.75m沿CD传送带上升的时间为t3＝0－v1－a2＝0.5s故总时间为t＝t1＋t2＋t3＝1.8s。(2)CD传送带以速度v2顺时针运转时，当工件的速度大于v2时，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小仍为a2；当工件的速度小于v2时，滑动摩擦力沿传送带向上，受力分析如图丙所示，设其加速度大小为a3，两个过程的位移大小分别为x3和x4，由运动学公式和牛顿运动定律可得－2a2x3＝v22－v21mgsinθ－μFN2＝ma3－2a3x4＝0－v22LCD＝x3＋x4解得v2＝4m/s。答案(1)0.75m1.8s(2)4m/s传送带的摩擦力分析(1)关注两个时刻①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的摩擦力方向。②物体与传送带速度相等的时刻：摩擦力的大小、方向或性质(滑动摩擦力或静摩擦力)可能会发生突变。(2)注意过程分解①摩擦力突变点是加速度突变点，也是物体运动规律的突变点，列方程时要注意不同过程中物理量莫混淆。②摩擦力突变点对应的状态是前一过程的末状态，也是后一过程的初状态，这是两个过程的连接点。(3)物体在倾斜传送上运动，物体与传送带速度相同后需比较tanθ与μ的大小关系：μtanθ，速度相等后一起匀速；μtanθ，速度相等后物体的加速度向下，根据v与a的方向关系即可判定运动情况。备课记录：3．(2019·河南许昌高三二诊)(多选)如图所示为运送粮袋的传送带装置，已知A、B间的长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人将粮袋从A点无初速度释放，粮袋由A运动到B，以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A．粮袋到达B点的速度与v比较，可能较大，可能相等，也可能较小B．粮袋开始运动的加速度为g(sinθ－cosθ)，若L足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动C．若μtanθ，则粮袋从A到B一定是一直做加速运动D．不论μ如何小，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a＞gsinθ答案AC解析粮袋刚放上传送带时，相对于传送带向上运动，故受到沿传送带向下