【优化方案】高三物理专题复习攻略 第一部分专题一第二讲 牛顿运动定律与直线运动课件 新人教版（重庆专用）

第二讲牛顿运动定律与直线运动 重点知识归纳一、直线运动的基本规律及应用1基本公式 特别提醒：(1)以上三个公式中共有五个物理量：s、t、a、v0、vt，每个公式中只有其中的四个物理量，当已知某三个而要求另一个时，往往选定一个公式就可以了如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那么另外的两个物理量也一定对应相等(2)以上五个物理量中，除时间t外，s、v0、vt、a均为矢量一般以v0的方向为正方向，以t0时刻的位移为零，这时s、vt和a的正负就都有了确定的物理意义 2匀变速直线运动问题基本类型(1)刹车问题，要首先判断刹车时间，确定在题目已知时间内车是否已停下(2)追及问题分析追和被追的两物体，在速度相等(同向运动)时能否追上，以及两者之间的距离出现极值的临界状态，是解题的关键(3)相遇问题相向运动的两物体，各自运动的位移大小之和等于开始时两物体间的距离 (4)竖直上抛问题可以分段研究，上升阶段是匀减速直线运动，下落阶段是自由落体运动可以按全程研究，加速度大小、方向都不变，可看成匀变速直线运动具有对称性和多解性3解决匀变速直线运动问题的常用方法(1)一般公式法(2)平均速度法 (3)中间时刻速度法(4)比例法(5)逆向思维法(6)图象法(7)巧用隔差公式smsn(mn)aT2解题二、牛顿运动定律及动力学两类问题1牛顿运动定律(1)牛顿第一定律明确了力和运动的关系，即力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；指出了一切物体都具有惯性 2动力学两类基本问题 特别提醒：加速度是解两类问题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键3用牛顿第二定律解题的常用方法及解题步骤(1)常用方法合成法正交分解法a分解力b分解加速度转换对象法，也叫牛顿第三定律法 (2)解题步骤通过审题，灵活地选取研究对象分析研究对象的受力情况和运动情况根据牛顿第二定律列出方程统一单位后，将数值代入方程求解检查答案是否完整、合理 热点题型示例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 (2010年高考安徽卷)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图21所示g取10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力F的大小；(3)010 s内物体运动位移的大小例1 图21 【答案】(1)0.2(2)6 N(3)46 m 强化训练1(2011年高考天津卷)质点做直线运动的位移s与时间t的关系为s5tt2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点()A第1 s内的位移是5 mB前2 s内的平均速度是6 m/sC任意相邻的1 s内位移差都是1 mD任意1 s内的速度增量都是2 m/s 1基本思路追及、相遇问题 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)：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)：当两者速度相等时有最大距离当两者位移相等时，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 例2 为了体现人文关怀，保障市民出行安全和严格执法，各大都市交管部门强行推出了“电子眼”，据了解，在城区内全方位装上“电子眼”后，机动车擅自闯红灯的记录大幅度减少，因闯红灯引发的交通事故也从过去的5%下降到1%.现有甲、乙两辆汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10 m/s. 当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5 s)已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍，g取10 m/s2.求：(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15 m，他采取上述措施能否避免闯红灯？(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离？ 【答案】(1)能(2)2.5 m 强化训练2(2011年河北唐山模拟)猎狗能以最大速度v110 m/s持续地奔跑，野兔只能以最大速度v28 m/s的速度持续奔跑一只野兔在离洞窟s1200 m处的草地上玩耍，猎狗发现后以最大速度朝野兔追来野兔发现猎狗时与猎狗相距s260 m，野兔立即跑向洞窟设猎狗、野兔、洞窟总在同一直线上，则野兔的加速度至少要多大才能保证安全回到洞窟？ 答案：4 m/s2 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动力学的两类基本问题 2已知物体的运动情况，确定物体的受力情况处理方法：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 例3 (15分)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m2 kg，动力系统提供的恒定升力F28 N试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10 m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞行t18 s时到达高度H64 m求飞行器所受阻力Ff的大小；(2)第二次试飞，飞行器飞行t26 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力求飞行器能达到的最大高度h；(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t 3. 强化训练3(2010年高考福建卷)质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等从t0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22所示重力加速度g取10 m/s2，则物体在t0至t12 s这段时间的位移大小为() 图22A18 mB54 mC72 m D198 m 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，找出临界条件动力学中的临界问题 (2011年洛阳四校联考)如图23所示，倾角为的光滑斜面体上有一个质量为m的小球被平行于斜面的细绳系于斜面上，斜面体放在水平面上图23例4 (1)要使小球对斜面体无压力，求斜面体运动的加速度范围，并说明其方向；(2)要使小球对细绳无拉力，求斜面体运动的加速度范围，并说明其方向；(3)若已知60，m2 kg，当斜面体以加速度a10 m/s2向右匀加速运动时，求细绳对小球的拉力取g10 m/s2.【解析】为确定小球对斜面无压力或对细绳无拉力时斜面体的加速度，应先考虑小球对斜面或细绳的弹力刚好为零的情况，再求出相应的加速度 图24(1)小球对斜面体刚好无压力时，细绳与斜面平行，小球只受重力G和细绳的拉力FT作用，如图24甲所示由牛顿第二定律得 FTsinmg0，FTcosma0联立解得a0gcot所以当斜面体向右运动的加速度aa0gcot时，小球对斜面体无压力(2)当小球对细绳刚好无拉力时，小球只受重力G和斜面的支持力FN，如图24乙所示，斜面的支持力FN的水平分力使小球向左加速运动由FNcosmg0，FNsinma1，联立解得a1gtan 所以在小球对细绳无拉力时，若要使小球与斜面体以相同的加速度运动，则斜面体必须以a1gtan向左加速运动如果斜面体的加速度大于a1，则小球会相对于斜面向上滑动；如果斜面体的加速度小于a1，则小球会相对于斜面向下滑动，此时细绳拉力不为0.所以当斜面体向左运动的加速度a1gtan时小球对细绳无拉力 【答案】见解析 强化训练4(2011年高考上海卷)如图25所示，质量m2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L20 m，用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体，经t02 s拉至B处(已知cos 370.8，sin 370.6，取g10 m/s2)图25 (1)求物体与地面间的动摩擦因数；(2)用大小为30 N，与水平方向成37的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t. 答案：(1)0.5(2)1.03 s 知能优化训练 本 部 分 内 容 讲 解 结 束按ESC键退出全屏播放