2021届新高考物理二轮复习专题PPT教学课件_基础考法(二)力与直线运动

驶，则
()
A．在t＝1 s时，甲车在乙车后
B．在t＝0时，甲车在乙车前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
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解析：该高铁从北京南站到天津武清站，近似看成先做匀加速直线运动，再做 匀速直线运动，最后做匀减速直线运动。该高铁做匀速运动的距离x2＝vt＝48 km，此时可将高铁看成质点，由对称性可知，高铁做匀加速运动的距离x1＝ x－2x2＝16 km，由公式v2－0＝2ax1，解得a≈0.3 m/s2，B正确。 答案：B
[技法例解]
[典例] 物体以一定的初速度从斜面底端A点冲上固定的光
滑斜面，斜面总长度为l，到达斜面最高点C时速度恰好为零，如
图所示，已知物体运动到距斜面底端
3 4
l处的B点时，所用时间为t，求物体从B
滑到C所用的时间。
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第2讲 基础考法(二) 力与直线运动
一、匀变速直线运动的规律 1．掌握四类公式
2．明确符号法则 (1)匀变速直线运动的“四类公式”都是矢量式，应用时注意各物理量符 号的确定。 (2)一般情况下，取初速度的方向为正方向。 二、运动图像的四点提醒 1．对于x-t图像，图线在纵轴上的截距表示t＝0时物体的位置；对于v-t和 a-t图像，图线在纵轴上的截距并不表示t＝0时物体的位置。 2．在v-t图像中，两条图线的交点不表示两物体相遇，而是表示两者速度 相同。 3．v-t图像中两条图线在坐标轴上的截距不同，不少同学误认为两物体的 初始位置不同，位置是否相同应根据题中条件确定。 4．对于非常规图像，不要想当然地猜测图线的物理意义，要结合运动学 公式和图像，找出函数表达式，进而确定斜率、截距等意义。
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内化方法 解答匀变速直线运动问题的五种常用方法
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5．(2020·全国卷Ⅰ)我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F 可用F＝kv2描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机 所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度。已知飞机质量为1.21×105 kg时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为1.69×105 kg，装载货物 前后起飞离地时的k值可视为不变。 (1)求飞机装载货物后的起飞离地速度； (2)若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m 起飞离地，求飞 机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
()
解析：根据位移—时间图像的斜率表示速度可知，0～t1时间内，图像斜率增 大，速度v增大，加速度方向向下，由牛顿运动定律可知乘客处于失重状态， 所受的支持力FN＜mg，选项A错误；t1～t2时间内，图像斜率不变，速度v不 变，加速度为零，乘客所受的支持力FN＝mg，选项B错误；t2～t3时间内，图 像斜率减小，速度v减小，加速度方向向上，由牛顿运动定律可知乘客处于超 重状态，所受的支持力FN＞mg，选项C错误，D正确。
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法四：比例法 对于初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间内通过的位移之 比为 x1∶x2∶x3∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)。 因为xBC∶xAB＝x4AC∶3x4AC＝1∶3， 而通过xAB的时间为t， 所以通过xBC的时间tBC＝t。 [答案] t
三、牛顿运动定律 1．牛顿第一定律 (1)指出物体具有惯性，质量是物体惯性大小的唯一量度。 (2)指出力是改变物体运动状态的原因。
3．牛顿第三定律：F＝－F′
1．(2020·山东等级考)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其 位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小 用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判 断正确的是 A．0～t1时间内，v增大，FN＞mg B．t1～t2时间内，v减小，FN＜mg C．t2～t3时间内，v增大，FN＜mg D．t2～t3时间内，v减小，FN＞mg
解析：由题图知，甲车做初速度为0的匀加速直线运动，其加速度a甲＝10 m/s2。 乙车做初速度v0＝10 m/s、加速度a乙＝5 m/s2的匀加速直线运动。3 s内甲、乙车 的位移分别为：x甲＝12a甲t32＝45 m x乙＝v0t3＋12a乙t32＝52.5 m 由于t＝3 s时两车并排行驶，说明t＝0时甲车在乙车前，Δx＝x乙－x甲＝7.5 m，选 项B正确；t＝1 s时，甲车的位移为5 m，乙车的位移为12.5 m，由于甲车的初始 位置超前乙车7.5 m，则t＝1 s时两车并排行驶，选项A、C错误；甲、乙车两次 并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5 m－12.5 m＝40 m，选项D正确。 答案：BD
答案：D
2．(2019·全国卷Ⅰ)如图所示，篮球架下的运动员原地垂直起
跳扣篮，离地后重心上升第四个
H 4
所用的时间为t2。不计空气阻力，
则tt21满足
A．1<tt21<2
B．2<tt21<3
C．3<tt21<4
D．4<tt21<5
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解析：空气阻力不计，运动员竖直上升过程做匀减速直线运动，位移 为H时的速度为0。逆向观察，如图所示，运动员做初速度为0的匀加 速直线运动，则通过连续相等位移所用时间之比为1∶( 2 －1)∶( 3 － 2)∶…∶( n－ n－1)。由题意知，t2∶t1＝1∶(2－ 3)＝2＋ 3， 可知选项C正确。
法二：平均速度法 利用推论：匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段位移内的平均 速度，然后进一步分析问题。 v AC＝v0＋2 0＝v20。 又v02＝2axAC，vB2＝2axBC，xBC＝x4AC。 由以上三式解得vB＝v20。 可以看成vB正好等于AC段的平均速度，因此B点是这段位移的中间时刻， 因此有tBC＝t。
直线运动公式有
v22＝2as
④
v2＝at
⑤
联立③④⑤式及题给条件得
a＝2.0 m/s2
⑥
t＝39 s。
⑦
答案：(1)78 m/s (2)2.0 m/s2 39 s
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考点一 匀变速直线运动规律的灵活应用
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4．[多选](2016·全国卷Ⅰ)甲、乙两车在平直公路上同向行
驶，其v-t图像如图所示。已知两车在t＝3 s时并排行
答案：C
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3．(2018·全国卷Ⅰ)如图所示，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之间关系的图像可
②
xAB＝34xAC
③
由①②③解得 vB＝v20
④
又 vB＝v0－at
⑤
vB＝atBC
⑥
由④⑤⑥解得 tBC＝t。
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[集训冲关]
1．京津城际高铁最高速度可以达到350 km/h(可看成100 m/s)，其中从北京南
站到天津武清站这一段距离约80 km，中间不停车，若维持最高时速的时
间为8 min，试估算该高铁的加速度大小为(已知高铁加速运动与减速运动
的加速度大小相同)
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A．0.1 m/s2
B．0.3 m/s2
C．1 m/s2
D．3 m/s2
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解析：(1)设飞机装载货物前质量为 m1，起飞离地速度为 v1；装载货物后质量为
m2，起飞离地速度为 v2，重力加速度大小为 g。飞机起飞离地应满足条件
m1g＝kv12
①
m2g＝kv22
②
由①②式及题给条件得
v2＝78 m/s。
③
(2)设飞机滑行距离为 s，滑行过程中加速度大小为 a，所用时间为 t。由匀变速
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[解析] 法一：基本公式法
因为物体沿斜面向上做匀减速运动，设初速度为 v0，物体从 B 滑到 C 所
用的时间为 tBC，由匀变速直线运动的规律可得 v02＝2axAC
①
vB2＝v02－2axAB
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2．[多选]如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c， 离桌面高度之比为h1∶h2∶h3＝3∶2∶1。若先后顺次释放a、 b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则( ) A．三者到达桌面时的速度大小之比是 3∶ 2∶1 B．三者运动时间之比为3∶2∶1 C．b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差 D．三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比，与质量成反比
能正确的是
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解析：设物块P静止时，弹簧的压缩量为x0，则有kx0＝mg，在弹簧恢 复原长前，物块受力如图所示，根据牛顿第二定律得F＋k(x0－x)－mg ＝ma，整理得F＝kx＋ma，即F是x的一次函数，选项A正确。 答案：A
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法三：逆向思维法 物体向上匀减速冲上斜面，其逆过程为由静止开始向下匀加速滑下斜面。 设物体从B到C所用的时间为tBC。 由运动学公式得xBC＝12atBC2， xAC＝12a(t＋tBC)2， 又xBC＝x4AC， 由以上三式解得tBC＝t。