2022届高三物理二轮复习课件：专题一　第二讲　力与直线运动

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1.(2021全国甲卷)如图所示,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块从平板与竖直杆交点Q处由静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若夹角θ由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将(　　)A.逐渐增大 B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大
情境剖析本题属于基础性题目,以“滑块在光滑斜面上加速运动”为素材创设学习探索问题情境。素养能力本题通过直线加速现象考查“运动和相互作用”这一物理观念,对考生的理解能力有一定要求。
2.(2020山东卷)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图象如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是(　　)A.0~t1时间内,v增大,FN>mgB.t1~t2时间内,v减小,FNvm=9 m/s
故智能小车应先加速到vm=9 m/s,再匀速,最后匀减速运动到楼底
设匀加速、匀速、匀减速过程的时间分别为t1、t2、t3,位移分别为x1、x2、x3由运动学公式得
联立各式并代入数据得a≥9 m/s2。
素养提升运动学中涉及多物体、多过程问题的分析技巧(1)分别弄清楚不同物体或同一物体不同过程的运动性质;(2)确定不同物体或同一物体不同运动过程的物理量的关系,如速度、时间和位移的关系;(3)列出相应的规律式(运动学公式)和各物理量之间的关系式;(4)联立解方程组,必要时对结果的合理性进行讨论。
1.(2021广东实验中学高三阶段测试,命题点1)某次自行车比赛的终点设置在平直的公路上,在公路两旁等距离的插着标记用的小旗。若从运动员减速时开始计时,此时运动员正通过第1面标记小旗,5 s时恰好经过第11面小旗,运动员在15 s时停下,此时恰好最后1面小旗在他面前。此过程中运动员的运动可视为匀减速直线运动,则可知标记小旗的数量为(　　)A.19面B.20面C.18面D.25面
解析 设运动员经过第1面标记小旗时的速度大小为v0,加速度大小为a,相邻标记小旗间的距离为d,标记小旗的数量为n,根据运动学公式有10d=v0t1-
易错防范第1面小旗到第n面小旗的距离是(n-1)个相邻小旗的间隔。
2.(2021陕西高三三模,命题点2)甲、乙两物体沿同一直线运动,t=t0时刻,两物体经过同一位置,它们的速度—时间图象如图所示,则在该运动过程中(　　)A.t=0时刻,乙在甲的前面B.t=0时刻,甲、乙经过同一位置C.0~t0时间内,甲的速度和加速度均一直减小D.0~t0时间内,甲的速度一直减小而加速度一直增大
答案 C　解析 v-t图象中,图线与时间轴围成的面积表示位移大小,所以0~t0时间内乙的位移大,因为t=t0时刻两物体经过同一位置,故t=0时刻甲在乙前面,选项A、B错误;由图线的切线斜率表示加速度大小可知,0~t0时间内甲的速度和加速度均一直减小,选项C正确,D错误。故选C。
3.(2021广东高三一模,命题点1)同一直线上的A、B两个高铁实验站台之间的距离为s,某次实验中一列实验高铁沿轨道由静止从A出发驶向B,高铁先以大小为a的加速度匀加速运动一段时间,接着以大小为2a的加速度匀减速运动,到达B时速度恰好为零,该过程中高铁的最大速度为(　　)
解析 设高铁最大速度为vm,加速的时间为t1,减速的时间为t2,则
4.(2021山东高三模拟,命题点1、3)在不少大城市已经使用无人驾驶公交车,在这种公交车上都配备了主动刹车系统。当车速超过30 km/h,或者车距小于10 m时,汽车主动刹车系统启动预判:车载电脑通过雷达采集数据,分析计算,若预判0.6 s后发生事故,则汽车自己会主动刹车。某公交车以v1=36 km/h的速度匀速行驶,在公交车正前方相距L=20 m处有一大货车,正以v2=18 km/h的速度匀速行驶。(重力加速度g取10 m/s2)(1)求经过多长时间,公交车主动刹车。(2)若刹车时公交车所受阻力为车重的 ,请分析说明公交车与货车是否会相撞。
答案 (1)3.4 s　(2)不会相撞
解析 (1)当两车相距x0时公交车开始主动刹车,t0=0.6 s,有x0=(v1-v2)t0=3 m设两车从相距20 m到相距x0=3 m经过的时间为t1有(v1-v2)t1=L-x0解得t1=3.4 s。
解得x1=5.36 m大货车位移x2=v2t2=3.57 m因为x2+x0=6.57 m>5.36 m,所以不会相撞。
1.应用牛顿第二定律分析“两类”基本问题的解题步骤
温馨提示动力学中的所有问题都离不开受力分析和运动分析,都属于这两类基本问题的拓展和延伸。
2.连接体问题常涉及的“三种”类型(1)涉及滑轮的问题:若要求绳的拉力,一般都采用隔离法。(2)水平面上的连接体问题:①这类问题一般是连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度。解题时,一般采用先整体后隔离的方法。②建立直角坐标系时要考虑矢量正交分解越少越好的原则,可以正交分解力,也可以正交分解加速度。(3)斜面体与物体组成的连接体问题:当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,一般采用隔离法分析。
[典例2](2021广东广州高三二模,命题点1)如图所示,重为G的物体A放在上表面水平的物体B上,沿固定光滑斜面C一起下滑,则(　　)A.A对B的压力等于零B.A对B的压力等于GC.A受到的摩擦力方向水平向右D.A与B之间没有摩擦力的作用
解析 A、B组成的整体具有沿斜面向下的加速度,设为a,将a正交分解为竖直方向的分量a1和水平方向的分量a2,设斜面C的倾角为θ,则a1=asin θ,a2=acs θ;对A、B整体,由牛顿第二定律得(mA+mB)gsin θ=(mA+mB)a,解得a=gsin θ;对A,由牛顿第二定律得,竖直方向上mAg-FN=mAa1=mAgsin θsin θ,水平方向上Ff=mAa2=mAgsin θcs θ,解得支持力FN=G-Gsin2θ=Gcs2θ,摩擦力大小为Ff=Gsin θcs θ,方向水平向右。故A、B、D错误,C正确。
素养提升连接体内各物体有相同的加速度,且不需要求物体间内力时用整体法;求系统内物体间内力时用隔离法;连接体内各物体有相同的加速度,且要求物体间内力时,可以先整体求加速度,后隔离求内力。
3.传送带、板块模型中“四个”易错易混问题(1)传送带上物体的位移是以地面为参考系,与传送带是否转动无关;(2)注意区分传送带上物体的位移、相对路程和痕迹长度三个物理量;(3)板块模型中的长木板下表面若受摩擦力,则摩擦力的计算易错;(4)传送带上物体与传送带共速、板块模型中物块与木板共速时是关键点,接下来能否继续共速要从受力角度分析。
4.处理临界问题的“三种”方法(1)极限法:把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的。(2)假设法:临界问题存在多种可能,特别是有非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件、也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题。(3)数学法:将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件。温馨提示动力学中的临界极值问题常涉及的物理模型有传送带模型、板块模型、弹簧模型等。
[典例3](2020安徽合肥模拟,命题点3)如图所示,一长L=2 m、质量M=4 kg的薄木板(厚度不计)静止在粗糙的水平台面上,其右端距平台边缘l=5 m,木板的正中央放有一质量为m=1 kg的小物块(可视为质点)。已知木板与地面、物块与木板间动摩擦因数均为μ1=0.4,现对木板施加一水平向右的恒力F,其大小为48 N,g取10 m/s2。
(1)求F作用1.2 s时,木板的右端离平台边缘的距离。(2)要使小物块最终不能从平台上滑出去,求物块与平台间的动摩擦因数μ2应满足的条件。
破题:解题时要分别对木板和物块进行受力分析和运动分析,并注意运动状态变化的转折点和两物体运动过程中位移大小的联系。
答案 (1)0.64 m　(2)μ2≥0.2
解析 (1)假设开始时物块与木板会相对滑动,由牛顿第二定律对木板有F-μ1(M+m)g-μ1mg=Ma1解得a1=6 m/s2对物块有μ1mg=ma2解得a2=4 m/s2因为a2