2020高考物理二轮复习 600分冲刺 专题一 力与运动 第2讲 力与物体的直线运动课件

专题整合突破第一部分专题一力与运动第2讲力与物体的直线运动1体系认知感悟真题2聚焦热点备考通关3复习练案课时跟踪体系认知感悟真题C1．(2019·全国卷Ⅰ，18)如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个H4所用的时间为t1，第四个H4所用的时间为t2。不计空气阻力，则t2t1满足()A．1t2t12B．2t2t13C．3t2t14D．4t2t15[解析]空气阻力不计，运动员竖直上升过程做匀减速直线运动，位移为H时的速度为0。逆向观察，运动员做初速度为0的匀加速直线运动，则连续相等位移所用时间之比为1(2－1)(3－2)…(n－n－1)。由题意知，t2t1＝1(2－3)＝2＋3，由结果知选项C正确。•2．(多选)(2019·全国卷Ⅲ，20)如图(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t＝0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t＝4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2。由题给数据可以得出()•A．木板的质量为1kg•B．2s～4s内，力F的大小为0.4N•C．0～2s内，力F的大小保持不变•D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2AB图(a)图(b)图(c)[解析]木板和实验台间的摩擦忽略不计，由题图(b)知，2s后物块和木板间的滑动摩擦力大小F摩＝0.2N。由题图(c)知，2s～4s内，木板的加速度大小a1＝0.42m/s2＝0.2m/s2，撤去外力F后的加速度大小a2＝0.4－0.21m/s2＝0.2m/s2设木板质量为m据牛顿第二定律，对木板有：2s～4s内：F－F摩＝ma14s以后：F摩＝ma2且知F摩＝μmg＝0.2N解得m＝1kg，F＝0.4N，μ＝0.02，选项A、B正确，D错误。0～2s内，由题图(b)知，F是均匀增加的，选项C错误。•3．(2019·北京卷，20)国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如，由m和s可以导出速度单位m·s－1。历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率Δν＝9192631770Hz定义s；1983年用真空中的光速c＝299792458m·s－1定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图，例如，s对应Δν，m对应c)。新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是()A．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性B．用真空中的光速c(m·s－1)定义m，因为长度l与速度v存在l＝vt，而s已定义C．用基本电荷e(C)定义安培(A)，因为电荷量q与电流I存在I＝qt，而s已定义D．因为普朗克常量h(J·s)的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位•[答案]D•[解析]因为1J＝1N·m,1N＝1kg·m/s2，而m、s等已经定义了，故可以用普朗克常量h(J·s)定义质量单位kg，故D选项不正确。•4．[2019·天津卷，9(1)]第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量h定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的数值为6.63×10－34，根据能量子定义，h的单位是________，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为________。•[解析]普朗克常量h的单位为J·s；•由W＝Fl及F＝ma可推导：•1J·s＝1N·m·s＝1kg·m·s－2·m·s＝1kg·m2/s。J·skg·m2/s•5．(2019·江苏卷，15)如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：(1)A被敲击后获得的初速度大小vA；(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小aB、a′B；(3)B被敲击后获得的初速度大小vB。[答案](1)2μgL(2)3μgμg(3)22μgL[解析]A、B的运动过程如图所示(1)由牛顿运动定律知，A加速度的大小aA＝μg匀变速直线运动2aAL＝v2A解得vA＝2μgL(2)设A、B的质量均为m对齐前，B所受合外力大小F＝3μmg由牛顿运动定律F＝maB，得aB＝3μg对齐后，A、B整体所受合外力大小F′＝2μmg由牛顿运动定律F′＝2ma′B，得a′B＝μg(3)经过时间t，A、B达到共同速度v，位移分别为xA、xB，A加速度的大小等于aA＝μg则v＝aAt，v＝vB－aBtxA＝12aAt2，xB＝vBt－12aBt2且xB－xA＝L解得vB＝22μgL聚焦热点备考通关匀变速直线运动规律的应用核心知识1．在研究匀变速直线运动中，要把握以下三点：(1)要熟练掌握下列四个公式：v＝v0＋at，x＝v0t＋12at2,2ax＝v2－v20，x＝v0＋v2t，这四个公式中，前两个是基本公式，后两个是前两个的推论。也就是说在这四个公式中只有两个是独立的，解题时只要适当地选择其中两个即可。(2)要分清运动过程是加速运动过程还是减速运动过程。•(3)要清楚这四个公式都是矢量式，求解问题时，首先要规定一个正方向。以此来确定其他矢量的正、负，一般选择v0的方向为正方向。•2．一个匀变速直线运动的过程，一般用五个物理量来描述，即v0、v、a、x、t。在这五个量中，只要知道其中三个量。就可以求解其他两个未知量，常叫“知三求二”。•【典例1】(2019·浙江模拟)公交车已成为现代城市交通很重要的工具，它具有方便、节约、缓解城市交通压力等许多作用。某日，某中学黄老师在家访途中向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁平直的公路驶过，此时，他的速度是1m/s，公交车的速度是15m/s，黄老师距车站的距离为50m。假设公交车在行驶到距车站25m处开始刹车，刚好到车站停下，停车时间为8s。而黄老师因年龄、体重、体力等因素最大速度只能达到6m/s，最大起跑加速度只能达到2.5m/s2。典例探究•(1)若公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度大小是多少？•(2)试计算分析，黄老师是应该上这班车，还是等下一班车。[解析](1)公交车刹车的加速度a1＝0－v212x1＝0－1522×25m/s2＝－4.5m/s2故其加速度的大小为4.5m/s2(2)公交车从相遇处到开始刹车用时t1＝x－x1v1＝50－2515s＝53s公交车刹车过程用时t2＝0－v1a1＝103s黄老师以最大加速度加速达到最大速度用时t3＝v2－v3a2＝6－12.5s＝2s黄老师加速过程中的位移x2＝v2＋v32t3＝7m以最大速度跑到车站的时间t4＝x－x2v2＝50－76s≈7.2st1＋t2t3＋t4t1＋t2＋8s所以黄老师应该上这班车。[答案](1)4.5m/s2(2)应上这班车1．在匀变速直线运动中，平均速度v＝xt＝v0＋v2，注意平均速度法的巧用，平均速度法的特点就是由平均速度可以求得中间时刻的瞬时速度。2．某段时间中间时刻的速度vt2等于这段时间的平均速度v，即vt2＝v＝v0＋v2，理解要点是“中间时刻”，此时刻对应时间t的中点。3．在任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差Δx为恒量，即Δx＝aT2，当时间段不连续时，可写成xm－xn＝(m－n)aT2。该结论可用于判定物体是否做匀变速直线运动，也可用于求解物体做匀变速直线运动的加速度。4．某段位移中点的瞬时速度vx2＝v20＋v22，且无论质点是做匀加速直线运动还是做匀减速直线运动总有vx2vt2。•1．(2019·广东省广州市下学期一模)高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以21.6km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.7s，刹车的加速度大小为5m/s2，则该ETC通道的长度约为()•A．4.2m•B．6.0m•C．7.8m•D．9.6m类题演练D[解析]在识别车载电子标签的0.3s时间内汽车匀速运动距离x1＝vt1＝6×0.3m＝1.8m，在司机的反应时间0.7s内汽车匀速运动距离x2＝vt2＝6×0.7m＝4.2m，刹车距离x3＝v22a＝3.6m，该ETC通道的长度约为x＝x1＋x2＋x3＝9.6m，选项D正确。运动图象及应用核心知识特例斜率纵截距图象与t轴所围的面积匀速直线运动匀变速直线运动x－t图象速度初位置倾斜的直线抛物线v－t图象加速度,初速度位移与时间轴平行的直线倾斜的直线a－t图象初加速度速度的变化与时间轴平行的直线•【典例2】(多选)(2019·辽宁省鞍山市模拟)如图所示为物体做直线运动的图象，下列说法正确的是()典例探究•[答案]DA．甲图中，物体在0～t0这段时间内的位移小于v0t02B．乙图中，物体的加速度为2m/s2C．丙图中，阴影面积表示t1～t2时间内物体的加速度变化量D．丁图中，t＝3s时物体的速度为25m/s[解析]由v－t图象与坐标轴围成的图形面积代表位移知，甲图中这段时间内的位移大于v0t02，A错误；v2－x图象中，斜率k＝2a，则a＝12m/s2，B错误；丙图中，阴影面积表示t1～t2时间内物体的速度变化量，C错误；由x＝v0t＋12at2变形得xt＝v0＋12at，结合数学知识可得初速度v0＝－5m/s，加速度a＝10m/s2。由公式v＝v0＋at＝－5＋10×3＝25m/s，D正确。•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”：v－t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：x－t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v－t图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。•2．(多选)(2019·湖北武汉模拟)甲、乙两个物体在同一直线上运动，其x－t图象如图所示，其中直线b与曲线a相切于点(4，－15)。已知甲做匀变速直线运动，下列说法正确的是()类题演练CDA．0～1s内两物体运动方向相反B．前4s内甲的平均速度是乙的平均速度的157倍C．t＝0时刻，甲的速度大小为10m/sD．甲的加速度大小为2m/s2[解析]x－t图象的斜率的正负表示运动的方向，故前4s内两物体运动方向相同，均为负方向，故A错误；甲做匀变速直线运动，则甲的x－t图象对应于a；前4s内甲的平均速度为：v1＝－15m－9m4s＝－6m/s，前4s乙的平均速度为：－15m－－7m4s＝－2m/s，故前4s内甲的平均速度是乙的平均速度的3倍，故B错误；直线b与曲线a相切于点(4，－15)，可知第4s末的速度v4就是直线b的斜率，所以v4＝－2m/s,前4s内甲的平均速度为－6m/s，所以0时刻甲的速度v0＝－10m/s，故甲的加速度a＝v－v0t＝－2－－104m/s2＝2m/s2。故C、D正确