2023版高考物理步步高大二轮复习讲义第一篇 专题一 第2讲　牛顿运动定律与直线运动【学生版】

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第2讲　牛顿运动定律与直线运动命题规律　1.命题角度：(1)匀变速直线运动规律及应用；(2)牛顿运动定律及应用；(3)运动学和动力学图像.2.常用方法：整体法与隔离法、数形转换法、临界极值法、控制变量法.3.常考题型：选择题．考点一　匀变速直线运动规律及应用1．匀变速直线运动问题常用的七种解题方法2．两种匀减速直线运动的分析方法(1)刹车问题的分析：末速度为零的匀减速直线运动问题常用逆向思维法，对于刹车问题，应先判断车停下所用的时间，再选择合适的公式求解．(2)双向可逆类运动分析：匀减速直线运动速度减为零后反向运动，全过程加速度的大小和方向均不变，故求解时可对全过程列式，但需注意x、v、a等矢量的正负及物理意义．3．处理追及问题的常用方法过程分析法函数法Δx＝x乙＋x0－x甲为关于t的二次函数，当t＝－时有极值，令Δx＝0，利用Δ＝b2－4ac判断有解还是无解，是追上与追不上的条件图像法画出v－t图像，图线与t轴所围面积表示位移，利用图像更直观 例1　(2022·湖北卷·6)我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间．假设两火车站W和G间的铁路里程为1 080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站．列车从W站始发，经停4站后到达终点站G.设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h.若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为0.5 m/s2，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为(　　)A．6小时25分钟   B．6小时30分钟C．6小时35分钟   D．6小时40分钟学习笔记：______________________________________________________________________________________________________________________________________________例2　(2022·陕西咸阳市一模)如图所示，某标准足球场长105 m、宽68 m．攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为12 m/s的匀减速直线运动，加速度大小为3 m/s2.则：(1)足球从开始做匀减速直线运动到停下来的位移大小？(2)足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员沿边线向前追赶足球．他的启动过程可以视为初速度为零、加速度大小为4 m/s2的匀加速直线运动，他能达到的最大速度为8 m/s，该前锋队员至少经过多长时间能追上足球？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考点二　牛顿运动定律的应用1．解决动力学两类基本问题的思路  2．瞬时加速度问题3．连接体问题(1)整体法与隔离法的选用技巧整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同，或者需要求出系统内物体之间的作用力整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度，且需要求出物体之间的作用力，可以先整体求加速度，后隔离求内力 (2)连接体问题中常见的临界条件接触与脱离接触面间弹力等于0恰好发生滑动摩擦力达到最大静摩擦力绳子恰好断裂绳子张力达到所能承受的最大力绳子刚好绷直与松弛绳子张力为0 (3)常见连接体接触面光滑，或μA＝μB三种情况中弹簧弹力、绳的张力相同且与接触面是否光滑无关常用隔离法常会出现临界条件 例3　(多选)(2022·四川省成都石室中学二诊)我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，每节动车提供的动力均为F，动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力均为Ff.某列动车组由8节车厢组成，其中第1、3、6节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组(　　)A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B．做匀加速运动时，第5、6节车厢间的作用力为1.125FC．做匀加速运动时，第5、6节车厢间的作用力为0.125FD．做匀加速运动时，第6、7节车厢间的作用力为0.75F学习笔记：______________________________________________________________________________________________________________________________________________例4　(2022·山东菏泽市二模)如图所示，两段轻绳A、B连接两个小球1、2，悬挂在天花板上．一轻弹簧C一端连接球2，另一端固定在竖直墙壁上．两小球均处于静止状态．轻绳A与竖直方向、轻绳B与水平方向的夹角均为30°，弹簧C沿水平方向．已知重力加速度为g.则(　　)A．球1和球2的质量之比为1∶1B．在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度方向竖直向下C．在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小一定大于gD．在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度大小为2g学习笔记：______________________________________________________________________________________________________________________________________________例5　(2022·陕西宝鸡市模拟)在冬奥会赛前滑雪运动员做滑雪尝试，赛道由倾斜赛道和水平赛道组成且平滑连接，倾斜赛道与水平面的夹角为θ＝53°，如图所示．运动员从倾斜赛道上某一位置由静止开始下滑，进入水平赛道滑行一段距离后停止．已知运动员在倾斜赛道上滑行的时间和在水平赛道上滑行的时间相等，且倾斜赛道和水平赛道的动摩擦因数相同，假设运动员滑行路线均为直线，sin 53°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2.(1)求滑板与赛道间的动摩擦因数μ；(2)若运动员在两段赛道的总路程为125 m，求运动员在倾斜赛道和水平赛道上滑行的总时间．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考点三　运动学和动力学图像1．常见图像常见图像斜率k面积两图像交点x－t图像＝v 表示相遇v－t图像＝a位移x不表示相遇，表示此时速度相等，往往是距离最大或最小的临界点a－t图像 速度变化量Δv表示此时加速度相等 2.非常规图像非常规图像(举例)函数表达式斜率k纵截距bv2－x图像由v2－v02＝2ax得v2＝v02＋2ax2av02－t图像由x＝v0t＋at2得＝v0＋atav0a－F图像由F－μmg＝ma得a＝－μg－μg 例6　(多选)(2021·广东卷·8)赛龙舟是端午节的传统活动．下列v－t和s－t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有(　　)学习笔记：______________________________________________________________________________________________________________________________________________例7　(多选)(2021·全国乙卷·21)水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左边上有一质量为m2的物块，如图(a)所示．用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图(b)所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小．木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示．已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g.则(　　)A．F1＝μ1m1gB．F2＝(μ2－μ1)gC．μ2>μ1D．在0～t2时间段物块与木板加速度相等学习笔记：______________________________________________________________________________________________________________________________________________1.(2022·安徽省江南十校一模)索道是许多景区重要的交通工具．如图为索道运输货物的情景，已知倾斜的钢索与水平方向夹角为30°，悬挂车厢的钢杆始终保持竖直．一质量为m的物体放在车厢内倾角为30°的固定斜面上，当车厢以加速度a(a<g，g表示重力加速度)斜向上做匀加速直线运动时，斜面对物体的支持力FN和摩擦力Ff的大小分别为(　　)A．FN＝m(g＋a)；Ff＝m(g－a)B．FN＝m(g＋a)；Ff＝m(g＋a)C．FN＝m(g＋a)；Ff＝m(g＋a)D．FN＝m(g－a)；Ff＝m(g＋a)2．(多选)(2022·安徽黄山市质检)14岁的奥运冠军全红婵，在第14届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠．在女子10 m跳台的决赛中(下面研究过程将全红婵视为质点)，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5 m/s，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的质量为35 kg，重力加速度大小为g＝10 m/s2，则(　　)A．跳离跳台后上升阶段全红婵处于失重状态B．入水后全红婵处于失重状态C．全红婵在空中运动的时间为1.5 sD．入水后全红婵受到水的阻力为612.5 N