高考物理二轮复习专题02牛顿运动定律与直线运动教学案Word下载.docx

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（1）两种图象

分类

斜率的意义

纵轴截距

的意义

图象与t轴

所围面积

特例

匀速直线运动

匀变速直线运动

x－t图象

速度

初位置x0

过原点的直线

抛物线

v－t图象

加速度

初速度v0

位移

与时间轴平行的

直线

过原点

的直线

（2）v－t图象的特点

①v－t图象上只能表示物体运动的两个方向，t轴上方代表的是“正方向”，t轴下方代表的是“负方向”，所以v－t图象只能描述物体做“直线运动”的情况，不能描述物体做“曲线运动”的情况．

②v－t图象的交点表示同一时刻物体的速度相等．

③v－t图象不能确定物体的初始位置．

（3）利用运动图象分析运动问题要注意以下几点

①确定图象是v－t图象还是x－t图象．

②明确图象与坐标轴交点的意义．

③明确图象斜率的意义：

v－t图象中图线的斜率或各点切线的斜率表示物体的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负反映了加速度的方向；

x－t图象中图线的斜率或各点切线的斜率表示物体的速度，斜率的大小表示速度的大小，斜率的正负反映了速度的方向．

④明确图象与坐标轴所围的面积的意义．

⑤明确两条图线交点的意义．

二、牛顿第二定律的四性

性质

内容

瞬时性

力与加速度同时产生、同时消失、同时变化

同体性

在公式F＝ma中，m、F、a都是同一研究对象在同一时刻对应的物理量

矢量性

加速度与合力方向相同

独立性

当物体受几个力的作用时，每一个力分别产生的加速度只与此力有关，与其他力无关；

物体的加速度等于所有分力产生的加速度分量的矢量和

三、超重与失重

1．物体具有向上的加速度（或具有向上的加速度分量）时处于超重状态，此时物体重力的效果变大．

2．物体具有向下的加速度（或具有向下的加速度分量）时处于失重状态，此时物体重力的效果变小；

物体具有向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态，此时物体重力的效果消失．

注意：

①重力的效果指物体对水平面的压力、对竖直悬绳的拉力以及浮力等；

②物体处于超重或失重（含完全失重）状态时，物体的重力并不因此而变化．

四、力F与直线运动的关系

五、匀变速直线运动规律的应用

匀变速直线运动问题，涉及的公式较多，求解方法较多，要注意分清物体的运动过程，选取简洁的公式和合理的方法分析求解，切忌乱套公式，一般情况是对任一运动过程寻找三个运动学的已知量，即知三求二，若已知量超过三个，要注意判断，如刹车类问题，若已知量不足三个，可进一步寻找该过程与另一过程有关系的量，或该物体与另一物体有关系的量，一般是在时间、位移、速度上有关系，然后联立关系式和运动学公式求解，且解题时一定要注意各物理量的正负．

六、追及、相遇问题

1．基本思路

2．追及问题中的临界条件

（1）速度大者减速（如匀减速直线运动）追速度小者

（如匀速运动）：

①当两者速度相等时，若追者位移仍小于被追者位移，则永远追不上，此时两者间有最小距离．

②若两者速度相等时，两者的位移也相等，则恰能追上，也是两者避免碰撞的临界条件．

③若两者位移相等时，追者速度仍大于被追者的速度，则被追者还有一次追上追者的机会，其间速度相等时两者间距离有一个较大值．

（2）速度小者加速（如初速度为零的匀加速直线运动）追速度大者（如匀速运动）：

①当两者速度相等时有最大距离．

②当两者位移相等时，即后者追上前者．

3．注意事项

（1）追者和被追者速度相等是能追上、追不上或两者间距最大、最小的临界条件．

（2）被追的物体做匀减速直线运动时，要判断追上时被追的物体是否已停止．

七、动力学的两类基本问题

1．已知物体的受力情况，确定物体的运动情况

处理方法：

已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度，也就是确定了物体的运动情况．

2．已知物体的运动情况，确定物体的受力情况

已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况．

八、动力学中的临界问题

解答物理临界问题的关键是从题述信息中寻找出临界条件．许多临界问题题述中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“恰好不相撞”、“恰好不脱离”……词语对临界状态给出暗示．也有些临界问题中不显含上述常见的“临界术语”，但审题时会发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态．审题时，一定要抓住这些特定的词语，明确含义，挖掘内涵，找出临界条件．

高频考点一　运动图象问题

例1．（多选）甲、乙两辆汽车在平直公路上做直线运动，t＝0时刻两汽车同时经过公路旁的同一个路标．此后两车运动的速度－时间图象（v－t图象）如图所示，则关于两车运动的说法中正确的是（　　）

A．0～10s时间内，甲、乙两车在逐渐靠近

B．5～15s时间内，甲、乙两车的位移大小相等

C．t＝10s时两车的速度大小相等、方向相反

D．t＝20s时两车在公路上相遇

【变式探究】若货物随升降机运动的v－t图象如图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是（　　）

解析：

选B.根据v－t图象可知电梯的运动情况：

加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，根据牛顿第二定律F－mg＝ma可判断支持力F的变化情况：

失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重，故选项B正确．

高频考点二　动力学规律的应用

例2、4．【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。

求

（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。

【答案】

（1）1m/s

（2）1.9m

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）

【变式探究】2016年1月9日，合肥新年车展在明珠广场举行，除了馆内的展示，本届展会还在外场举办了汽车特技表演，某展车表演时做匀变速直线运动的位移x与时间t的关系式为x＝8t＋3t2，x与t的单位分别是m和s，则该汽车（　　）

A．第1s内的位移大小是8m

B．前2s内的平均速度大小是28m/s

C．任意相邻1s内的位移大小之差都是6m

D．任意1s内的速度增量都是3m/s

答案　C

【变式探究】为研究运动物体所受的空气阻力，某研究小组的同学找来一个倾角可调、斜面比较长且表面平整的斜面体和一个滑块，并在滑块上固定一个高度可升降的风帆，如图甲所示．他们让带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，下滑过程中帆面与滑块运动方向垂直．假设滑块和风帆总质量为m.滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，风帆受到的空气阻力与风帆的运动速率成正比，即Ff＝kv.

（1）写出滑块下滑过程中加速度的表达式；

（2）求出滑块下滑的最大速度，并指出有哪些措施可以减小最大速度；

（3）若m＝2kg，斜面倾角θ＝30°

，g取10m/s2，滑块从静止下滑的速度图象如图乙所示，图中的斜线为t＝0时v－t图线的切线，由此求出μ、k的值．（计算结果保留两位有效数字）

解析　

（1）由牛顿第二定律有：

mgsinθ－μmgcosθ－kv＝ma

解得：

a＝gsinθ－μgcosθ－

（2）当a＝0时速度最大，

vm＝

减小最大速度的方法有：

适当减小斜面倾角θ；

风帆升起一些．

（3）当v＝0时，a＝gsinθ－μgcosθ＝3m/s2

μ＝≈0.23，最大速度vm＝2m/s，

vm＝＝2m/s

k＝3.0kg/s

答案　

（1）a＝gsinθ－μgcosθ－

（2）　适当减小斜面倾角θ（保证滑块能静止下滑）；

风帆升起一些。

（3）0.23　3.0kg/s

高频考点三　连接体问题

例3．（多选）如图所示，质量为mA的滑块A和质量为mB的三角形滑块B叠放在倾角为θ的斜面体