高考物理二轮专题复习教学案专题2力与物体的直线运动Word文件下载.docx

高考物理二轮专题复习教学案专题2力与物体的直线运动Word文件下载.docx

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全国卷Ⅰ，21）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v－t图象如图1所示。

已知两车在t＝3s时并排行驶，则（）

A．在t＝1s时，甲车在乙车后

B．在t＝0时，甲车在乙车前7.5m

C．两车另一次并排行驶的时刻是t＝2s

D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m

解析　根据v－t图，甲、乙都沿正方向运动。

t＝3s时，甲、乙相遇，此时v甲＝30m/s，v乙＝25m/s，由v－t图线所围面积对应位移关系知，0～3s内甲车位移x甲＝

×

3×

30m＝45m，乙车位移x乙＝

（10＋25）m＝52.5m。

故t＝0时，甲、乙相距Δx1＝x乙－x甲＝7.5m，即甲在乙前方7.5m，B选项正确；

0～1s内，x甲′＝

1×

10m＝5m，x乙′＝

（10＋15）m＝12.5m，Δx2＝x乙′－x甲′

＝7.5m＝Δx1，说明甲、乙第一次相遇，A、C错误；

甲、乙两次相遇地点之间的距离为x＝x甲－x甲′＝45m－5m＝40m，所以D选项正确。

答案　BD

【规律方法】——总结提升，有理有据

图象、情境、规律是解决图象问题不可分割的三个要素，要把物理规律和物理图象相结合。

利用图象解题时一定要从图象的纵、横坐标轴所代表的物理量及两个物理量间的函数关系，图线中的“点”“线”“斜率”“截距”和“面积”等方面寻找解题的突破口。

解决此类问题的一般思路

【精典训练】——及时训练，提升能力

1．（多选）做直线运动的甲、乙两物体的位移—时间图象如图所示，则（）

A．当乙开始运动时，两物体相距20m

B．在0～10s这段时间内，物体间的距离逐渐变大

C．在10～25s这段时间内，物体间的距离逐渐变小

D．两物体在10s时相距最远，在25s时相遇

解析　开始时，乙的位置坐标为0，甲从

离坐标原点20m处开始运动，两者的运动方向相同，当乙开始运动时，甲已经运动了10s，因此二者之间的距离大于20m，故A错误；

在0～10s这段时间内，乙静止不动，甲匀速运动，则物体间的距离逐渐变大，故B正确；

在10～25s这段时间内，由于乙的速度大于甲的速度，甲在乙的前方，则物体间的距离逐渐变小，故C正确；

由于10s后乙的速度大于甲的速度，因此当乙开始运动时两者相距最远，从图象可知25s时，两者位置坐标相同，即相遇，故D正确。

答案　BCD

2．如图甲所示，直角三角形斜劈abc固定在水平面上。

t＝0时，一物块（可视为质点）从底端a以初速度v0沿斜面ab向上运动，到达顶端b时速率恰好为零，之后沿斜面bc下滑至底端c。

若物块与斜面ab、bc间的动摩擦因数相等，物块在两斜面上运动的速率v随时间变化的规律如图乙所示，已知重力加速度g＝10m/s2，则下列物理量中不能求出的是（）

A．斜面ab的倾角θ

B．物块与斜面间的动摩擦因数μ

C．物块的质量m

D．斜面bc的长度L

解析　根据题图乙可求出物块在左、右斜面上的加速度大小a1、a2，根据牛顿第二定律有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，mgcosθ－μmgsinθ＝ma2，则可求出θ和μ，但m无法求出。

根据题图乙可求出0.6～1.6s时间内物块的位移大小，即可求出L，故选项C符合题意。

答案　C

3．（多选）（2017·

南昌模拟）用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F由零逐渐增大的过程中，加速度a随力F变化的图象如图5所示，重力加速度g取10m/s2，水平面各处的粗糙程度相同，认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，则由此可推算出（）

A．物体的质量

B．物体与水平地面间滑动摩擦力的大小

C．拉力F＝12N时物体运动的速度大小

D．拉力F＝12N时物体运动的位移大小

解析　物体受重力、地面的支持力、拉力和摩擦力作用。

据图象可知滑动摩擦力大小为6N，根据牛顿第二定律得F－μmg＝ma，解得a＝

－μg，由a－F图线可知5m·

s－2＝

－μg、0＝

－μg，解得m＝1.2kg，μ＝0.5，A、B正确；

根据图象只能求出拉力F＝12N时物体的加速度，物体初速度为零，由于不知道时间，故无法求解出速度大小和位移大小，C、D错误。

答案　AB

考向2：

匀变速直线运动规律的应用

1．【2017·

新课标Ⅱ卷】

（12分）为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1（s1<

s0）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。

训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以初速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；

冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。

训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到达小旗处。

假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v1。

重力加速度大小为g。

求

（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；

（2）满足训练要求的运动员的最小加速度。

【答案】

（1）

（2）

【考点定位】牛顿第二定律；

匀变速直线运动的规律

【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用；

分析物理过程，找到运动员和冰球之间的关联，并能灵活选取运动公式；

难度中等。

2．（多选）（2015·

全国卷Ⅰ，20）如图2（a），一物块在t＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的v－t图线如图（b）所示。

若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出（）

A．斜面的倾角

B．物块的质量

C．物块与斜面间的动摩擦因数

D．物块沿斜面向上滑行的最大高度

解析　由v－t图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a＝

，根据牛顿第二定律得mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，即gsinθ＋μgcosθ＝

。

同理向下滑行时gsinθ－μgcosθ＝

，两式联立得sinθ＝

，μ＝

，可见能计算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数，选项A、C正确；

物块滑上斜面时的初速度v0已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速

度为0，那么平均速度为

，所以沿斜面向上滑行的最远距离为x＝

t1，根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为xsinθ＝

t1·

＝

，选项D正确；

仅根据v－t图象无法求出物块的质量，选项B错误。

答案　ACD

3．【2017·

新课标Ⅲ卷】

（20分）如图，两个滑块A和B的质量分别为mA=1kg和mB=5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5；

木板的质量为m=4kg，与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1。

某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0=3m/s。

A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。

（1）B与木板相对静止时，木板的速度；

（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。

（1）1m/s

（2）1.9m

【解析】

（1）滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。

设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别是aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1。

在物块B与木板达到共同速度前有

①

②

③

由牛顿第二定律得

④

⑤

⑥

设在t1时刻，B与木板达到共同速度，设大小为v1。

由运动学公式有

⑦

⑧

联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得

⑨

（2）在t1时间间隔内，B相对于地面移动的距离为

⑩

设在B与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2，对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有

⑪

由①②④⑤式知，aA=aB；

再由⑦⑧可知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反。

由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2，设A的速度大小从v1变到v2所用时间为t2，则由运动学公式，对木板有

⑫

对A有

⑬

在t2时间间隔内，B（以及木板）相对地面移动的距离为

⑭

在（t1+t2）时间间隔内，A相对地面移动的距离为

⑮

A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同。

因此A和B开始运动时，两者之间的距离为

⑯

联立以上各式，并代入数据得

⑰

（也可用如图的速度–时间图线求解）

【考点定位】牛顿运动定律、匀变速直线运动规律

【名师点睛】本题主要考查多过程问题，要特别注意运动过程中摩擦力的变化情况，A、B相对木板静止的运动时间不相等，应分阶段分析，前一阶段的末状态即后一阶段的初状态。

1．匀变速直线运动通常可分为两类

一类是单个物体的多过程模型，另一类是多个物体（通常为两个）的多过程模型（见考向三）。

2．解题思路

不论是单个物体的多过程模型还是多个物体的多过程模型，处理的一般方法如下：

（1）弄清题意，划分过程―→根据题意，弄清楚物体的运动经历了几个过程。

（2）依据已知，分析过程―→依据题目中给出的已知条件，对划分出的物体运动的每个过程进行运动学分析或动力学分析。

（3）结合已知，列出方程―→结合题中给出的已知条件，列出物体运动的每个过程所对应的运动学方程或动力学方程。

1．雾霾天气会对行车安全造成很大的影响，因此在行车时司机应打开汽车的前雾灯和尾部双闪灯，以保证行车安全。

若在某平直公路上，有一货车正以v1＝9m/s的速度匀速行驶，其后方有一小轿车正以v2＝24m/s的速度匀速行驶。

由于雾霾的影响，小轿车司机只有到达距离货车d＝35m的地方才能看到该货车尾部双闪灯发出的光，若此时小轿车司机立即刹车做匀减速直线运动，则小轿车要经过Δx＝96m才能停下来。

两车在运动过程中可视为质点。

（1）若小轿车司机刹车时，前方的货车仍以原速度向前匀速行驶，试通过计算分析两车是否会相撞；

（2）若小轿车司机在刹车的同时给前方的货车发出信号，货车司机经Δt＝1s收到信号并立即以a＝2m/s2的加速度匀加速行驶，试通过计算分析两车是否会发生相撞。

解析　

（1）设刹车时小轿车的加速度大小为a1，则由运动学公式可得Δx＝

解得a1＝3m/s2

设两车达到速度相等时所用时间为t1，则有v1＝v2－a1t1

代入数据可解得t1＝5s

设在t1时间内小轿车行驶的距离为x1，则有x1＝v2t1－

a1t

设在t1时间内货车行驶的距离为x2，则有x2＝v1t1

代入数据可解得x1＝82.5m，x2＝45m

由于x1－x2＝37.5m>

d＝35m，故两车会相撞。

（2）设两车速度达到相等所需的时间为t2，则有v2－a1t2＝v1＋a（t2－Δt）

解得t2＝3.4s

设在t2时间内小轿车向前行驶的距离为x1′，货车向前行驶的距离为x2′，则有

x1′＝v2t2