2019年高考物理二轮复习一本突破练专题一第2讲匀变速直线运动规律及牛顿运动定律Word版含解析
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2019年高考物理二轮复习精品资料专题二牛顿运动定律与直线运动本部分内容高考命题存在以下特点和趋势:一是高考考查的重点,命题次数较多;二是题型全面:从选择到实验、再到计算题;三是命题趋势大体呈现以下特点:从匀变速直线运动规律的应用为重点转向动力学方法的应用为重点,而从2016年高考开始又趋向动力学方法和功能关系的综合应用。
1.基本思路2.解题关键抓住两个分析,受力分析和运动情况分析,必要时要画运动情景示意图.对于多运动过程问题,还要找准一个转折点,特别是转折点的速度。
3.常用方法(1)整体法与隔离法:单个物体的问题通常采用隔离法分析,对于连接体类问题的分析通常是整体法与隔离法的综合应用。
(2)正交分解法:一般沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解,有时根据情况也可以把加速度进行正交分解。
(3)逆向思维法:把运动过程的末状态作为初状态的反向研究问题的方法,一般用于匀减速直线运动问题,比如刹车问题、竖直上抛运动的问题。
1.(2018·全国卷Ⅰ·15)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态。
现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动。
以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是()2.(多选)如图甲所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0经典常规题(45分钟)=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,取g=10 m/s2。
下列选项中正确的是() A.2 s末~3 s末内物块做匀减速运动B.在t=1 s时刻,恒力F反向C.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3D.恒力F大小为10 N3.如图所示,传送带的倾角θ=37°,上、下两个轮子间的距离L=3 m,传送带以v0=2 m/s的速度沿顺时针方向匀速运动。
2019年高考物理大二轮第一章第2课时匀变速直线运动的规律新苏版1注意事项:认真阅读理解,结合历年的真题,总结经验,查找不足!重在审题,多思考,多理解!无论是单选、多选还是论述题,最重要的就是看清题意。
在论述题中,问题大多具有委婉性,尤其是历年真题部分,在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料,明确考察要点,最大限度的挖掘材料中的有效信息,建议考生答题时用笔将重点勾画出来,方便反复细读。
只有经过仔细推敲,揣摩命题老师的意图,积极联想知识点,分析答题角度,才能够将考点锁定,明确题意。
导学目标1.掌握匀变速直线运动的速度公式、位移公式及速度—位移公式.2.掌握匀变速直线运动的几个推论:平均速度公式、初速度为零的匀加速直线运动的比例关系式、【一】匀变速直线运动的基本规律 [基础导引]一辆汽车在笔直的公路上以72km/h 的速度行驶,司机看见红色交通信号灯便踩下制动器,此后汽车开始减速,设汽车做匀减速运动的加速度为5m/s 2. (1)开始制动后2s 时,汽车的速度为多大? (2)前2s 内汽车行驶了多少距离?(3)从开始制动到完全停止,汽车行驶了多少距离? [知识梳理]1、匀变速直线运动(1)定义:沿着一条直线,且____________不变的运动、(2)分类:⎩⎪⎨⎪⎧匀加速直线运动:a 与v匀减速直线运动:a 与v2、匀变速直线运动的规律(1)匀变速直线运动的速度与时间的关系v =v 0+at .(2)匀变速直线运动的位移与时间的关系x =v 0t +12at 2. (3)匀变速直线运动的位移与速度的关系v 2-v 20=2ax .思考:匀变速直线运动的规律公式中涉及的物理量是标量还是矢量?应用公式时如何规定物理量的正负号? 【二】匀变速直线运动的推论 [基础导引]1、初速度为v 0的物体做匀变速直线运动,某时刻的速度为v .那么这段时间内的平均速度v =__________.2、物体做匀加速直线运动,连续相等的两段时间均为T ,两段时间内的位移差值为Δx ,那么加速度为:a =____________.3、物体在水平地面上,从静止开始做匀加速直线运动,加速度为a : (1)前1s 、前2s 、前3s 、…内的位移之比为______________ (2)第1s 、第2s 、第3s 、…内的位移之比为______________ (3)前1m 、前2m 、前3m 、…所用的时间之比为__________ (4)第1m 、第2m 、第3m 、…所用的时间之比为__________ [知识梳理]1、平均速度公式:v =v t 2=v 0+v 2=xt .2、位移差公式:Δx =aT 2.3、初速度为零的匀加速直线运动比例式:(1)物体在1T 末、2T 末、3T 末、…的瞬时速度之比为: v 1∶v 2∶v 3∶…=1∶2∶3∶…(2)物体在第Ⅰ个T 内、第Ⅱ个T 内、第Ⅲ个T 内、…第n 个T 内的位移之比:x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1)(3)物体在1T 内、2T 内、3T 内,…的位移之比: x 1∶x 2∶x 3∶…=12∶22∶32∶….(4)物体通过连续相等的位移所用时间之比:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1)思考:什么情况下适合运用匀变速直线运动的推论解题?考点一匀变速直线运动基本规律的应用 考点解读匀变速直线运动涉及的基本物理量有初速度v 0,加速度a ,运动时间t ,位移x 和末速度v .三个基本公式中分别含有四个物理量:速度公式中没有位移x ,位移公式中没有末速度v ,而位移—速度公式中不含时间t ,根据题目的和未知,选择适当的公式是运用这些基本规律的技巧、 典例剖析例1发射卫星一般用多级火箭,第一级火箭点火后,使卫星向上匀加速直线运动的加速度为50m/s 2,燃烧30s 后第一级火箭脱离,又经过10s 后第二级火箭启动,卫星的加速度为80m/s 2,经过90s 后,卫星速度为8600m/s.求在第一级火箭脱离后的10s 内,卫星做什么运动,加速度是多少?(设此过程为匀变速直线运动) 思维突破求解匀变速直线运动问题的一般解题步骤: (1)首先确定研究对象,并判定物体的运动性质、(2)分析物体的运动过程,要养成画物体运动示意(草)图的习惯、(3)如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带、(4)运用基本公式或推论等知识进行求解、跟踪训练1飞机着陆后以6m/s 2的加速度做匀减速直线运动,其着陆速度为60m/s ,求: (1)它着陆后12s 内滑行的位移x ;(2)整个减速过程的平均速度(用两种方法求解); (3)静止前4s 内飞机滑行的位移x ′. 考点二匀变速直线运动推论的应用考点解读图1 图2典例剖析例2物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面,到达斜面最高点C 时速度恰为零,如图1所示、物体第一次运动到斜面长度3/4处的B 点时,所用时间为t ,求物体从B 滑到C 所用的时间、例3一个做匀加速直线运动的物体,在前4s 内经过的位移为24m ,在第二个4s 内经过的位移是60m 、求这个物体运动的加速度和初速度各是多少?思维突破运动学问题选择公式口诀 运动过程要搞清,未知心里明、 基本公式很重要,推论公式不小瞧、 平均速度a 不见,纸带问题等时间、 比例公式可倒用,推论各有己特点、跟踪训练2从斜面上某一位置,每隔0.1s 释放一个小球,在连续释放几 个小球后,对在斜面上滚动的小球拍下照片,如图2所示,测得x AB = 15cm ,x BC =20cm ,求: (1)小球的加速度;(2)拍摄时B 球的速度; (3)拍摄时x CD 的大小;(4)A 球上方滚动的小球还有几个、跟踪训练3一列火车由静止开始做匀加速直线运动,一个人站在第1节车厢前端的站台前观察,第1节车厢通过他历时2s ,全部车厢通过他历时8s ,忽略车厢之间的距离,车厢长度相等,求:(1)这列火车共有多少节车厢?(2)第9节车厢通过他所用时间为多少? 1.思维转化法(1)将“多个物体的运动”转化为“一个物体的运动” 例4某同学站在一平房边观察从屋檐边滴下的水滴,发现屋檐的滴水是等时的,且第5滴正欲滴下时,第1滴刚好到达地面;第2滴和第3滴水刚好位于窗户的下沿和上沿,他测得窗户上、下沿的高度差为1m ,由此求屋檐离地面的高度、 (2)将“非同一地点出发”转化为“同一地点出发”例5两辆完全相同的汽车A 、B ,沿平直的公路一前一后匀速行驶,速度均为v 0.假设前车A 突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住后,后车B 以前车A 刹车时的加速度开始刹车、前车A 刹车过程中所行驶的距离为s ,假设要保证两辆车在上述过程中不相撞,那么两车在匀速行驶时保持的距离至少应为() A 、s B 、2s C 、3s D 、4s方法提炼在运动学问题的解题过程中,假设按正常解法求解有困难时,往往可以通过变换思维方式,使解答过程简单明了、在直线运动问题中常见的思维转化方法除以上两例外,还有:将末速度为零的匀减速直线运动通过逆向思维转化为初速度为零的匀加速直线运动;将平均速度转化为中间时刻的速度;将位置变化转化为相对运动等、跟踪训练4一个光滑斜坡的倾角为30°,坡长1.6m ,从坡顶端由静止每隔0.15s 释放一个小球,问坡上最多有多少个小球?(g =10m/s 2)跟踪训练5物体B 在物体A 前方s 0处以速度v 0向前做匀速直线运动,A 物体此时起由静止开始以加速度a 做匀加速直线运动,问A 物体追上B 物体需多长时间?图3A 组匀变速直线运动规律的应用1、一辆汽车沿着一条平直的公路行驶,公路旁边有与公路平行的一行电线杆,相邻电线杆间的间隔均为50m ,取汽车驶过某一根电线杆的时刻为零时刻,此电线杆作为第1根电线杆,此时刻汽车行驶的速度大小为v 1=5m/s ,假设汽车的运动为匀加速直线运动,10s 末汽车恰好经过第3根电线杆,那么以下说法中正确的选项是() A 、汽车运动的加速度大小为1m/s 2B 、汽车继续行驶,经过第7根电线杆时的瞬时速度大小为25m/sC 、汽车在第3根至第7根电线杆间运动所需的时间为20sD 、汽车在第3根至第7根电线杆间的平均速度为20m/s2、静止置于水平地面的一物体质量为m =57kg ,与水平地面间的动摩擦因数为0.43,在F =287N 的水平拉力作用下做匀变速直线运动,那么由此可知物体在运动过程中第5个7秒内的位移与第11个3秒内的位移比为() A 、2∶1B 、1∶2C 、7∶3D 、3∶7 B 组匀变速直线运动推论的应用3、一木块以某一初速度在粗糙的水平地面上做匀减速直线运动,最后停下来、假设此木块在最初5s 和最后5s 内通过的路程之比为11∶5,问此木块一共运动了多长时间?4、有一串佛珠,穿在一根长1.8m 的细线上,细线的首尾各固定一个佛珠, 中间还有5个佛珠、从最下面的佛珠算起,相邻两个佛珠的距离为5 cm 、15cm 、25cm 、35cm 、45cm 、55cm ,如图3所示、某人向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个佛珠紧靠水平桌面、松手后开始计时,假设不计空气阻力,g 取10m/s 2,那么第2、3、4、5、6、7个佛珠()A 、落到桌面上的时间间隔越来越大B 、落到桌面上的时间间隔相等C 、其中的第4个佛珠落到桌面上的速率为4m/sD 、依次落到桌面上的速率关系为1∶2∶3∶2∶5∶ 6 C 组匀变速直线运动中的实际问题5.为了最大限度地减少道路交通事故,全国开始了“集中整治酒后驾驶违法行为”专项行动、这是因为一般驾驶员酒后的反应时间比正常时慢了0.1~0.5s ,易发生交通事故、图示是《驾驶员守那么》中的安全距离图示(如图4所示)和部分安全距离表格.(1)请根据表格中的数据计算驾驶员的反应时间、(2)如果驾驶员的反应时间相同,请计算出表格中A 的数据、(3)如果路面情况相同,车在刹车后所受阻力恒定,取g =10m/s 2,请计算出刹车后汽车所受阻力与车重的比值、(4)假设在同样的路面上,一名饮了少量酒的驾驶员驾车以72km/h 速度行驶,在距离一学校门前50m 处发现有一队学生在斑马线上横过马路,他的反应时间比正常时慢了0.2s ,会发生交通事故吗?课时规范训练(限时:45分钟)【一】选择题1、一个质点正在做匀加速直线运动,用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相,由闪光照片得到的数据,发现质点在第一次、第二次闪光的时间间隔内移动了x1=2m;在第三次、第四次闪光的时间间隔内移动了x3=8m、由此可求得()A、第一次闪光时质点的速度B、质点运动的加速度C、在第【二】三两次闪光时间间隔内质点的位移D、质点运动的初速度2、汽车进行刹车试验,假设速度从8m/s匀减速到零所用的时间为1s,按规定速率为8m/s的汽车刹车后位移不得超过5.9m,那么上述刹车试验是否符合规定()A、位移为8m,符合规定B、位移为8m,不符合规定C、位移为4m,符合规定D、位移为4m,不符合规定3、做匀加速直线运动的质点,在第5s末的速度为10m/s,那么()A、前10s内位移一定是100mB、前10s内位移不一定是100mC、加速度一定是2m/s2D、加速度不一定是2m/s24、一个从静止开始做匀加速直线运动的物体,从开始运动起,连续通过三段位移的时间分别是1s、2s、3s,这三段位移的长度之比和这三段位移上的平均速度之比分别是()A、1∶22∶32,1∶2∶3B、1∶23∶33,1∶22∶32C、1∶2∶3,1∶1∶1D、1∶3∶5,1∶2∶35、一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动、开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m、那么刹车后6s内的位移是()A、20mB、24mC、25mD、75m6、一个做匀变速直线运动的质点,初速度为0.5m/s,在第9s内的位移比第5s内的位移多4m,那么该质点的加速度、9s末的速度和质点在9s内通过的位移分别是()A、a=1m/s2,v9=9m/s,x9=40.5mB、a=1m/s2,v9=9m/s,x9=45mC、a=1m/s2,v9=9.5m/s,x9=45mD、a=0.8m/s2,v9=7.7m/s,x9=36.9m7、一物体做匀变速直线运动,当t=0时,物体的速度大小为12m/s,方向向东;当t=2s时,物体的速度大小为8m/s,方向仍向东,那么当t为多少时,物体的速度大小变为2m/s()A、5sB、4sC、7sD、8s8、(2017·安徽理综·16)一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用的时间为t1,紧接着通过下一段位移Δx所用的时间为t2.那么物体运动的加速度为()A.()()1212122x t tt t t t∆-+B.Δx(t1-t2)t1t2(t1+t2)C.2Δx(t1+t2)t1t2(t1-t2)D.Δx(t1+t2)t1t2(t1-t2)【二】非选择题9.为了安全,在行驶途中,车与车之间必须保持一定的距离、因为,从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里,汽车仍然要通过一段距离(称为思考距离);而从采取制动动作到车完全停止的时间里,汽车又要通过一段距离(称为制动距离)、下表给出了汽车在不同10.B点前后速度大小不变),最后停在C点、每隔0.2s通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据、(重力加速度g=10m/s2)求:(2)物体在斜面上下滑的时间;(3)t=0.6s时的瞬时速度v.11、(2017·新课标·24)甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变、在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半、求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比、复习讲义基础再现 【一】基础导引(1)10m/s(2)30m(3)40m 知识梳理1.(1)加速度(2)同向反向思考:匀变速直线运动的基本公式均是矢量式,除时间外,涉及的其他四个物理量v 0、v 、a 及x 均为矢量、应用时要注意各物理量的符号,一般情况下,我们规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值、 【二】基础导引1.v 0+v 2 2.ΔxT 23.(1)1∶4∶9∶…(2)1∶3∶5∶…(3)1∶2∶3∶…(4)1∶(2-1)∶(3-2)∶…思考:平均速度公式中不含a ,且能避免繁琐的运算,往往会使求解更简捷、位移差公式适合连续相等时间内,位移的情形、初速度为零的匀加速直线运动的比例式适合求解初速度为零或从某一速度值减速到零的两种情形、 课堂探究例1卫星做匀减速运动,加速度大小是10m/s 2跟踪训练1(1)300m(2)30m/s (3)48m 例2t例32.25m/s 21.5m/s跟踪训练2(1)5m/s 2(2)1.75m/s (3)0.25m(4)2跟踪训练3(1)16节(2)0.34s 例43.2m 例5B跟踪训练46个跟踪训练5v 0a +(v 0a )2+2s 0a 分组训练 1、ABD2.C 3、8s 4、B5、(1)0.90s(2)20(3)0.62(4)会课时规范训练1、C2、C3、AD4、B5、C6、C7、AC8、A9、185553(以列为序)10、(1)5m/s 22m/s 2(2)0.5s(3)2.3m/s 11、5∶7。
[限训练·通高考] 科学设题 拿下高考高分(45分钟)一、单项选择题1.(2018·陕西西安中学高三上学期期中)一汽车刹车可看作匀减速直线运动,初速度为12 m /s ,加速度大小为2 m/s 2,运动过程中,在某一秒内的位移为7 m ,则此后它还能向前运动的位移是( ) A .6 m B.7 m C .9 mD .10 m解析:设经过t 时间开始计时,1 s 时间内质点的位移恰为7 m ,则有v 0(t +1)-12a (t +1)2-(v 0t -12at 2)=7,解得t =2 s ,汽车从刹车到停止总共经历的时间为t 总=v 0a =6 s ,此后它还能向前运动的位移即为汽车后3 s 的位移,把汽车刹车过程逆过来看即为初速度为零的匀加速直线运动,则有x =12at 2=9 m ,故C 正确. 答案:C2.(2018·江苏六市第二次联考)如图所示,质量为m 2的物块B 放置在光滑水平桌面上,其上放置质量为m 1的物块A ,A 通过跨过光滑定滑轮的细线与质量为M 的物块C 连接.释放C ,A 和B 一起以加速度a 从静止开始运动,已知A 、B 间动摩擦因数为μ,则细线中的拉力大小为( ) A .Mg B .Mg +Ma C .(m 1+m 2)aD .m 1a +μm 1g解析:把A 、B 看作一个整体受力分析如图所示,由牛顿第二定律可得F T =(m 1+m 2)a ,故C 正确.答案:C3.(2018·湖南长沙高三一模)如图所示,小车在恒力F 作用下沿水平地面向右运动,其内底面左壁有一物块,物块与小车右壁之间有一压缩的轻弹簧,小车内底面光滑,当小车由左侧光滑地面进入到右侧粗糙地面时,物块一直与左壁保持接触,则车左壁受物块的压力F N1和车右壁受弹簧的压力F N2的大小变化情况是()A.F N1变大,F N2不变B.F N1不变,F N2变大C.F N1和F N2都变小D.F N1变小,F N2不变解析:因物块相对于小车静止不动,故弹簧长度不变,弹簧弹力不变,车右壁受弹簧的压力F N2不变;小车由左侧光滑地面进入右侧粗糙地面时,小车向右的加速度会减小,由于物块和小车的加速度相同,故物块所受合外力减小,又弹簧弹力不变,物块受车左壁的支持力变小,由牛顿第三定律知F N1变小,选项D正确.答案:D4.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v -t图象如图所示.已知两车在t=3 s时并排行驶,则()A.在t=1 s时,甲车在乙车后B.在t=0时,乙车在甲车前7.5 mC.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 sD.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m解析:根据v -t图象知,甲、乙都沿正方向运动.t=3 s时,甲、乙相遇,此时v甲=30 m/s,v乙=25 m/s,由v -t图线所围面积对应位移关系知,0~3 s内甲车位移x甲=12×3×30 m=45 m,乙车位移x乙=12×3×(10+25) m=52.5 m.故t=0时,甲、乙相距Δx1=x乙-x甲=7.5 m,即甲在乙前方7.5 m,B选项错误;0~1 s内,x甲′=12×1×10 m=5 m,x乙′=12×1×(10+15) m=12.5 m,Δx2=x乙′-x甲′=7.5 m=Δx1,说明在t=1 s时甲、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′=45 m-5 m=40 m,所以D选项正确.答案:D5.(2018·山东临沂检测)如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和2m.物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力.已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断瞬间,下列说法正确的是()A.物块A的加速度为0B.物块A的加速度为g 3C.物块B的加速度为0D.物块B的加速度为g 2解析:剪断细线前,弹簧的弹力F弹=mg sin 30°=12mg,细线剪断的瞬间,弹簧的弹力不变,仍为F弹=12mg;剪断细线瞬间,对A、B系统,加速度为a=3mg sin 30°-F弹3m=g3,即A和B的加速度均为g3,故选B.答案:B6.(2018·山西太原市高三期末)甲、乙两质点同时沿同一直线运动,它们的x-t图象如图所示.关于两质点的运动情况,下列说法正确的是()A.在0~t0时间内,甲、乙的运动方向相同B.在0~t0时间内,乙的速度一直增大C.在0~t0时间内,乙平均速度的值大于甲平均速度的值D.在0~2t0时间内,甲、乙发生的位移相同解析:在0~t0时间内,甲、乙的运动方向相反,选项A错误;在位移—时间图象中,斜率表示速度,在0~t0时间内,乙的速度一直减小,选项B错误;在0~t0时间内,乙的位移为2x0,甲的位移为x0,乙平均速度的值(v乙=2x0t0)大于甲平均速度的值(v甲=x0t0),选项C正确;在0~2t0时间内,甲发生的位移是-2x0,乙发生的位移是2x0,负号说明两者方向不同,选项D错误.答案:C7.(2018·青海西宁二十一中高三月考)质量为2 kg 的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,假设最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等.从t =0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F 的作用,F 随时间t 的变化规律如图所示.重力加速度g 取10 m/s 2,则物体在t =0到t =6 s 这段时间内的位移大小为( ) A .4 m B .8 m C .10 mD .12 m解析:最大静摩擦力F fmax =μmg =0.2×2×10 N =4 N ,当拉力大于最大静摩擦力时,物体才会由静止开始运动,所以在t =2 s 时才开始运动;2~4 s 时,F >F fmax ,物体由静止开始做匀加速直线运动,摩擦力为滑动摩擦力,F f =F fmax =4 N ,根据牛顿第二定律可得加速度为a =F -F f m =6-42 m /s 2=1 m/s 2,位移为x 1=12at 2=12×1×4 m =2 m,4 s 末的速度为v =at =1×2 m /s =2 m/s ,4~6 s 时根据牛顿第二定律可得加速度为a 1=F -F f m =2-42 m /s 2=-1 m/s 2,位移为x 2=v t +12a 1t 2=2×2 m +12×(-1)×4 m =2 m ,则物体的总位移是x =x 1+x 2=2 m +2 m =4 m ,故A 正确,B 、C 、D 错误. 答案:A 二、多项选择题8.将一足够长的木板固定在水平面上,倾角为α=37°,将一铁块由长木板的底端以一定的初速度冲上木板,经过一段时间铁块的速度减为零,该过程中的速度随时间的变化规律如图所示.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g 取10 m/s 2,则( )A .长木板与铁块之间的动摩擦因数为0.5B .铁块沿长木板上滑的最大距离为3.6 mC .铁块沿长木板下滑时的加速度大小为10 m/s 2D .铁块滑到长木板底端时的速度大小为65 5 m/s解析:由铁块上滑过程的速度—时间图象可知,铁块上滑时的加速度大小为a =v 0t =60.6 m /s 2=10 m/s 2,对铁块受力分析,根据牛顿第二定律可得mg sin 37°+μmg cos 37°=ma ,代入数据解得μ=0.5,A 正确;由速度—时间图象可知,铁块沿长木板上滑的最大距离为x =6×0.62 m =1.8 m ,B 错误;铁块沿长木板下滑时,由牛顿第二定律mg sin 37°-μmg cos 37°=ma ′,代入数据可解得a ′=2 m/s 2,C 错误;由运动学公式v =2a ′x ,代入数据解得v =65 5 m/s ,D 正确. 答案:AD9.(2018·浙江金丽衢十二校联考)酒后驾驶会导致许多安全隐患是因为驾驶员的反应时间变长,反应时间是指从驾驶员发现情况到采取制动的时间,表中“思考距离”是指从驾驶员发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离;“制动距离”是指从驾驶员发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车以不同速度行驶时制动的加速度大小都相同)分析表中数据可知,下列说法正确的是( )A.B .驾驶员采取制动措施后汽车刹车的加速度大小为7.5 m/s 2 C .若汽车的初速度增加一倍,制动距离也增大一倍D .若汽车以25 m/s 的速度行驶时发现前方60 m 处有险情,酒后驾驶不能安全停车解析:由x 1=v t 可得正常情况下的反应时间为0.5 s ,酒后的反应时间为1.0 s ,选项A 说法正确;由刹车距离x 2=x -x 1=v 22a 解得驾驶员采取制动措施后汽车刹车的加速度大小为a =7.5 m /s 2,选项B 说法正确;若汽车的初速度增加一倍,思考距离增大一倍,而刹车距离将增大三倍,选项C 说法不正确;若汽车以25 m/s 的速度行驶时,酒后思考距离为25×1.0 m=25 m,刹车距离为v22a=41.7 m,制动距离为25 m+41.7 m=66.7 m,发现前方60 m处有险情,酒后驾驶不能安全停车,选项D说法正确.答案:ABD10.如图所示,长为L=6 m、质量为m=10 kg的木板放在水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,一个质量为M=50 kg 的人从木板的左端开始向右加速跑动,从人开始跑到人离开木板的过程中,以下v-t图象可能正确的是(g取10 m/s2,a为人的v-t图象,b为木板的v-t图象)()解析:人在木板上加速,受到木板向右的摩擦力,F f=Ma1,木板与地面之间的最大静摩擦力F fm=μ(M+m)g=120 N;A中人的加速度a1=1 m/s2,F f=Ma1=50 N<120 N,木板静止不动,t=2 3 s内人的位移x=6 m,A正确;同理B正确;C 中人的加速度a1=3 m/s2,F f=Ma1=150 N>120 N,木板向左加速,F f-μ(M+m)g =ma2,a2=3 m/s2,t= 2 s内人的位移大小x1=3 m,木板的位移大小x2=3 m,C正确;D中木板要运动的话只能向左运动,其位移为负值,v -t图线应在时间轴的下方,因此D错误.答案:ABC11.在斜面上,两物块A、B用细线连接,当用力F沿斜面向上拉物块A时,两物块以大小为a的加速度向上运动,细线中的张力为F T,两物块与斜面间的动摩擦因数相等.则当用大小为2F的拉力沿斜面向上拉物块A时()A.两物块向上运动的加速度大小为2aB.两物块向上运动的加速度大小大于2aC.两物块间细线中的张力为2F TD.两物块间细线中的张力与A、B的质量无关解析:设斜面倾角为θ,A、B两物块的质量分别为M和m,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,由牛顿第二定律得两物块的加速度大小为a=F-(M+m)g sin θ-μ(M+m)g cos θM+m =FM+m-g(sin θ+μcos θ),当拉力为2F时,加速度大小为a′=2FM+m-g(sin θ+μcos θ),则a′-a=FM+m>a,即a′>2a,A项错误,B项正确;两物块间细线中的张力F T=ma+mg sin θ+μmg cos θ=mFM+m,与斜面倾角和动摩擦因数无关,则当拉力为2F时,细线中的张力为2F T,但张力与两物块的质量有关,C项正确,D项错误.答案:BC三、非选择题12.(2018·江西新余一中二模)斜面长度为4 m,一个尺寸可以忽略不计的滑块以不同的初速度v0从斜面顶端沿斜面下滑时,其下滑距离x与初速度二次方v20的关系图象(即x -v20图象)如图所示.(1)求滑块下滑的加速度大小.(2)若滑块下滑的初速度为5.0 m/s,则滑块沿斜面下滑的时间为多长?解析:(1)根据匀变速直线运动的速度位移公式v2-v20=2ax得图线的斜率为k=-12a,由x -v20图象知图线的斜率为k=1 4,则a=-2 m/s2.所以滑块下滑的加速度大小为2 m/s2.(2)由x-v20图象可知,当滑块的初速度为4 m/s时,滑块刚好滑到斜面底端,故当滑块下滑的初速度为5.0 m/s时,滑块可滑到斜面底端.设滑块在斜面上滑动的时间为t ,则有x =v 0t +12at 2,其中x =4 m ,a =-2 m/s 2,解得t =1 s ,或t =4 s. 又因滑块速度减小到零所用时间为t ′=0-v 0a =-5-2 s =2.5 s ,所以t =4 s 舍去.答案:(1)2 m/s 2 (2)1 s13.《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第八十条规定机动车在高速公路上行驶,车速超过每小时100公里时,应当与同车道前车保持100米以上的距离,高速公路上为了保持车距,路边有0、50 m 、100 m 、200 m 车距确认标志牌,以便司机很好地确认车距.一总质量为m =1.2×103 kg 的小汽车在一条平直的高速公路上以v 0=108 km /h 的速度匀速行驶,某时刻发现前方有一辆故障车停在路上,汽车司机做出反应后立即踩下踏板,汽车以a =-6 m/s 2的加速度减速运动,已知司机的反应时间为t 1=0.5 s .求:(1)从司机看到前方故障车开始直到停止,汽车通过的距离x ; (2)汽车刹车时受到的阻力F ;(3)从司机发现故障车到停止运动,汽车的平均速度v . 解析:(1)由题意可知,v 0=108 km /h =30 m/s 汽车刹车前行驶的距离x 1=v 0t 1=30×0.5 m =15 m 减速行驶的距离x 2=0-3022×(-6) m =75 m可得x =x 1+x 2=90 m.(2)根据牛顿第二定律可知F =ma =1.2×103×(-6)N =-7.2×103 N(“-”表示方向与运动方向相反) (3)汽车从刹车到停止的时间 t 2=v -v 0a =0-30-6s =5 s可得从司机发现故障车到停止运动,汽车的平均速度 v =x t 1+t 2=900.5+5m /s =16.4 m/s.答案:(1)90 m (2)7.2×103 N ,方向与运动方向相反 (3)16.4 m/s。
专题突破练2 牛顿运动定律与直线运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共8小题,每小题8分,共64分。
在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~8小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错或不答的得0分)1.(2018山西孝义一模)t=0时刻汽车a和b沿两条平直的平行车道以相同速度同时经过同一地点,如图,直线a和曲线b分别是这两车行驶的速度—时间图象,由图可知()A.在t1时刻,两车运动方向相反B.在t1时刻,两车再次相遇C.在0~t1这段时间内,b车的速度先增大后减小,但方向不变D.在0~t1这段时间内,b车的平均速度等于2.(2018河北唐山期末)随着科学技术的发展,具有自主知识产权的汽车越来越多;现有两辆不同型号的汽车甲、乙,在同一平直公路上,从同一地点,朝相同的方向做直线运动,它们的v-t图象如图所示,则()A.两车加速阶段的加速度大小之比为3∶1B.乙车追上甲的时刻为15 s末C.乙刚出发时,甲车在其前方25 m处D.15 s后两车间距开始逐渐增大3.(2018天津南开中学模拟)如图所示,在光滑的水平面上有甲、乙两个木块,质量分别为m1和m2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,现用一水平力F向左推木块乙,当两木块一起匀加速运动时,两木块之间的距离是()A.L+B.L+C.L-D.L-4.(2018湖北仙桃、天门、潜江联考)如图所示,粗糙水平面上并排放着两个长方体木块A、B,质量分别为m A=m,m B=3m,与水平面间的动摩擦因数均为μ,木块A通过轻质水平弹簧与竖直墙壁相连,现用外力缓缓向左水平推木块B,使木块A、B一起向左缓慢移动一段距离后突然撤去外力,木块A、B由静止开始向右运动,当弹簧弹力大小为F时(木块A、B未分离),则()A.木块A对木块B的作用力大小一定为B.木块A对木块B的作用力大小一定为C.木块A对木块B的作用力大小一定为F-3μmgD.木块A对木块B的作用力大小一定为F-μmg5.(2018安徽皖北协作区联考)如图所示,在光滑的水平面上有一个质量为m'的木板B处于静止状态,现有一个质量为m的木块A从B的左端以初速度v0=3 m/s开始水平向右滑动,已知m'>m。
专题二 匀变速直线运动规律及推论(精讲)一、匀变速直线运动的规律1.匀变速直线运动的定义:物体做直线运动,且加速度大小、方向都不变(合外力大小、方向都不变,速度均匀变化——在任意相等时间内速度变化量都相等)。
2.分类:①匀加速直线运动,a 与v 0方向相同,物体速度随时间均匀增加的直线运动。
②匀减速直线运动,a 与v 0方向相反,物体速度随时间均匀减小的直线运动。
3.一般的匀变速直线运动的规律 (1)速度规律:v =v 0+at 。
(2)位移规律:x =v 0t +12at 2。
(3)位移速度关系式:v 2-v 20=2ax 。
这三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石。
三个公式中的物理量x 、a 、v 0、v 均为矢量(三个公式称为矢量式)。
在应用时,一般以初速度方向为正方向,凡是与v 0方向相同的x 、a 、v 均为正值,反之为负值。
当v 0=0时,一般以a 的方向为正方向。
这样就可将矢量运算转化为代数运算,使问题简化均为矢量式,应用时应规定正方向。
【题1】某质点做直线运动,速度随时间的变化关系式为v =(2t +4) m/s ,则对这个质点运动情况的描述,说法正确的是A .初速度为2 m/sB .加速度为4 m/s 2C .在3 s 末,瞬时速度为10 m/sD .前3 s 内,位移为30 m 【答案】C【题2】某物体做直线运动,位移遵循的方程为x =6t -t 2(其中,x 的单位为m ,t 的单位为s )。
则该物体在0~4 s 时间内通过的路程为A .8 mB .9 mC .10 mD .11 m 【答案】C24.运用匀变速直线运动的规律来解题步骤 (1)根据题意,确定研究对象。
(2)明确物体作什么运动,并且画出草图。
(3)分析运动过程的特点,并选用反映其特点的公式。
(4)建立一维坐标系,确定正方向,列出方程求解。
(5)进行验算和讨论。
【题3】卡车原来用10m/s 的速度匀速在平直公路上行驶,因为道口出现红灯,司机从较远的地方即开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2m/s 时,交通灯转为绿灯,司机当即放开刹车,并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速过程用了12s 。
专题一 第2讲 直线运动和牛顿运动定律限时:40分钟一、选择题(本题共8小题,其中1~5题为单选,6~8题为多选)1.(2018·湖南省郴州市高三下学期一模)如图所示,一物块以初速度v 0从图中所示位置A 开始沿粗糙水平面向右运动,同时物块受到一水平向左的恒力F 作用,在运动过程中物块受到的滑动摩擦力大小等于0.6F ,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物体从A 点向右运动到最大位移处所用的时间与从右侧最大位移处再回到A 点所用时间之比为( C )A .1∶4B .1∶3C .1∶2D .2∶3[解析] 物体从A 点向右运动的过程,由牛顿第二定律得F +0.6F =ma 1,物体从右侧最大位移处向左运动的过程,由牛顿第二定律得F -0.6F =ma 2,则得a 1∶a 2=4∶1,物体向右的运动逆过程是初速度为零的匀加速运动,由x =12at 2可得t 1∶t 2=a 2∶a 1=1∶2,故ABD错误,C 正确;故选C 。
2.(2018·四川省凉山州高三第三次诊断试题)AB 两物体同时同地从静止开始运动,其运动的速度随时间的v -t 图如图所示,关于它们运动的描述正确的是( D )A .物体B 在直线上做往返运动 B .物体A 做加速度增大的曲线运动C .AB 两物体在0~1s 运动过程中距离越来越近D .B 物体在第1s 内、第2s 内、第3s 内的平均速度大小之比为1∶3∶2[解析] v -t 图,其数值代表速度大小和方向,斜率表示加速度,面积表示位移;由图可知,B 先匀加速直线,再做匀减速直线,速度为正值,为单向直线运动。
物体A 做加速度增大的直线运动;在0~1s 内,B 物体在前,A 物体在后,距离越来越远;由于面积表示位移,可求1s 内、第2s 内、第3s 内的位移比为1∶3∶2,由v =x t,可知平均速度大小为1∶3∶2。
综上分析,D 正确。
3.(2018·北京市西城区高三下学期5月模拟)一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。
第一模块 第1章 第2单元一、选择题1.某一列车,其首端从站台的A 点出发到尾端完全出站都在做匀加速直线运动,站在站台上A 点一侧的观察者,测得第一节车厢全部通过A 点需要的时间为t 1,那么第二节车厢(每节车厢都相同)全部通过A 点需要的时间为( ) A.22t 1 B .(2-1)t 1 C .(3-1)t 1 D .(3-2)t 1解析:以列车为参考系,观察者从A 点反方向做匀加速直线运动,设每节车厢长为L ,观察者通过第一节车厢L =12at 21,通过前两节车厢2L =12at 2.通过第二节车厢所需时间t 2=t -t 1,由以上式子可解得t 2=(2-1)t 1,故选B. 答案:B2.物体做匀变速直线运动,经过A 点的速度是v A ,经过B 点的速度是v B ,C 为AB 中点,则经C 点的速度的大小是( )A.v A +v B 2B.v A v BC.v A +v B 2D.v 2A +v 2B 2解析:由v 2B -v 2A =2axv 2C -v 2A =2a ·x 2得v C =v 2A +v 2B 2,D 正确. 答案:D3.匀速运动的汽车从某时刻开始做匀减速刹车直到停止,若测得刹车时间为t ,刹车位移为x ,根据这些测量结果,可以( )A .求出汽车刹车的初速度,不能求出加速度B .求出汽车刹车的加速度,不能求出初速度C .求出汽车刹车的初速度、加速度及平均速度D .只能求出汽车刹车的平均速度解析:汽车匀减速到零,其逆运动是初速度为零的匀加速直线运动,由v =v 02=x t =a t 2,可以求初速度、加速度及平均速度.答案:C4.A 与B 两个质点向同一方向运动,A 做初速度为零的匀加速直线运动,B 做匀速直线运动.开始计时时,A 、B 位于同一位置,则当它们再次位于同一位置时( )A .两质点速度相等B .A 与B 在这段时间内的平均速度相等C .A 的瞬时速度是B 的2倍D .A 与B 的位移相等解析:由题意可知二者位移相同,所用的时间也相同,则平均速度相同,再由v =v A 2=v B ,所以A 的瞬时速度是B 的2倍,选B 、C 、D.答案:BCD5.某驾驶员手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80 km/h 的速率行驶时,可以在56 m 的距离内被刹住,在以48 km/h 的速率行驶时,可以在24 m 的距离内被刹住,假设对于这两种速率,驾驶员所允许的反应时间(在反应。
[限训练·通高考] 科学设题 拿下高考高分
(45分钟)
一、单项选择题
1.(2018·陕西西安中学高三上学期期中)一汽车刹车可看作匀减速直线运动,初速度为12 m /s ,加速度大小为2 m/s 2,运动过程中,在某一秒内的位移为7 m ,则此后它还能向前运动的位移是( )
A .6 m
B.7 m C .9 m D .10 m
解析:设经过t 时间开始计时,1 s 时间内质点的位移恰为7 m ,则有v 0(t +1)-12
a (t +1)2-(v 0t -12at 2)=7,解得t =2 s ,汽车从刹车到停止总共经历的时间为t 总
=v 0a =6 s ,此后它还能向前运动的位移即为汽车后3 s 的位移,把汽车刹车过程
逆过来看即为初速度为零的匀加速直线运动,则有x =12at 2=9 m ,故C 正确.
答案:C
2.(2018·江苏六市第二次联考)如图所示,质量为m 2的
物块B 放置在光滑水平桌面上,其上放置质量为m 1的
物块A ,A 通过跨过光滑定滑轮的细线与质量为M 的物
块C 连接.释放C ,A 和B 一起以加速度a 从静止开始运动,已知A 、B 间动摩擦因数为μ,则细线中的拉力大小为( )
A .Mg
B .Mg +Ma
C .(m 1+m 2)a
D .m 1a +μm 1g
解析:把A 、B 看作一个整体受力分析如图所示,由牛顿第二定律可得F T =(m 1+m 2)a ,故C 正确.
答案:C
3.(2018·湖南长沙高三一模)如图所示,小车在恒力F作用下沿水平地面向右运动,其内底面左壁有一物块,物块与小车右壁之间有一压缩的轻弹簧,小车内底面光滑,当小车由左侧光滑地面进入到右侧粗糙地面时,物块一直与左壁保持接触,则车左壁受物块的压力F N1和车右壁受弹簧的压力F N2的大小变化情况是()
A.F N1变大,F N2不变B.F N1不变,F N2变大
C.F N1和F N2都变小D.F N1变小,F N2不变
解析:因物块相对于小车静止不动,故弹簧长度不变,弹簧弹力不变,车右壁受弹簧的压力F N2不变;小车由左侧光滑地面进入右侧粗糙地面时,小车向右的加速度会减小,由于物块和小车的加速度相同,故物块所受合外力减小,又弹簧弹力不变,物块受车左壁的支持力变小,由牛顿第三定律知F N1变小,选项D正确.答案:D
4.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v -t图象如图所示.已知
两车在t=3 s时并排行驶,则()
A.在t=1 s时,甲车在乙车后
B.在t=0时,乙车在甲车前7.5 m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 s
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m
解析:根据v -t图象知,甲、乙都沿正方向运动.t=3 s时,甲、乙相遇,此时v甲=30 m/s,v乙=25 m/s,由v -t图线所围面积对应位移关系知,0~3 s内甲
车位移x甲=1
2×3×30 m=45 m,乙车位移x乙=
1
2×3×(10+25) m=52.5 m.故
t=0时,甲、乙相距Δx1=x乙-x甲=7.5 m,即甲在乙前方7.5 m,B选项错误;
0~1 s内,x甲′=1
2×1×10 m=5 m,x乙′=
1
2×1×(10+15) m=12.5 m,Δx2
=x乙′-x甲′=7.5 m=Δx1,说明在t=1 s时甲、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′=45 m-5 m=40 m,所以D 选项正确.
答案:D
5.(2018·山东临沂检测)如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面
上,物块A、B质量分别为m和2m.物块A静止在轻弹簧上面,
物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间
无弹力.已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断瞬间,下列说法正确的是()
A.物块A的加速度为0
B.物块A的加速度为g 3
C.物块B的加速度为0
D.物块B的加速度为g 2
解析:剪断细线前,弹簧的弹力F弹=mg sin 30°=1
2mg,细线剪断的瞬间,弹簧
的弹力不变,仍为F弹=1
2mg;剪断细线瞬间,对A、B系统,加速度为a=
3mg sin 30°-F弹
3m=g
3,即A和B的加速度均为
g
3,故选B.
答案:B
6.(2018·山西太原市高三期末)甲、乙两质点同时沿同一直线运动,它们的x-t 图象如图所示.关于两质点的运动情况,下列说法正确的是()
A.在0~t0时间内,甲、乙的运动方向相同
B.在0~t0时间内,乙的速度一直增大
C.在0~t0时间内,乙平均速度的值大于甲平均速度的值
D .在0~2t 0时间内,甲、乙发生的位移相同
解析:在0~t 0时间内,甲、乙的运动方向相反,选项A 错误;在位移—时间图象中,斜率表示速度,在0~t 0时间内,乙的速度一直减小,选项B 错误;在0~t 0时间内,乙的位移为2x 0,甲的位移为x 0,乙平均速度的值(v 乙=2x 0
t 0)大于甲
平均速度的值(v 甲=x 0t 0
),选项C 正确;在0~2t 0时间内,甲发生的位移是-2x 0,乙发生的位移是2x 0,负号说明两者方向不同,选项D 错误.
答案:C
7.(2018·青海西宁二十一中高三月考)质量为2 kg 的物体静止
在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,假
设最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等.从t =0时刻开始,
物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F 的作用,F 随时间t 的变化规律如图所示.重力加速度g 取10 m/s 2,则物体在t =0到t =6 s 这段时间内的位移大小为( )
A .4 m
B .8 m
C .10 m
D .12 m
解析:最大静摩擦力F fmax =μmg =0.2×2×10 N =4 N ,当拉力大于最大静摩擦力时,物体才会由静止开始运动,所以在t =2 s 时才开始运动;2~4 s 时,F >F fmax ,物体由静止开始做匀加速直线运动,摩擦力为滑动摩擦力,F f =F fmax =4 N ,根
据牛顿第二定律可得加速度为a =F -F f m =6-42 m /s 2=1 m/s 2,位移为x 1=12at 2
=12×1×4 m =2 m,4 s 末的速度为v =at =1×2 m /s =2 m/s ,4~6 s 时根据牛顿
第二定律可得加速度为a 1=F -F f m =2-42 m /s 2=-1 m/s 2,位移为x 2=v t +12a 1t
2=2×2 m +12×(-1)×4 m =2 m ,则物体的总位移是x =x 1+x 2=2 m +2 m =4 m ,
故A 正确,B 、C 、D 错误.。