高三物理二轮复习课件专题一 第二讲 力与直线运动

第2轮 物理 （新高考）
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专题一 力与运动
解析： 将连接地面的细绳剪断瞬间，细绳弹力瞬间消失，对整体有 2mg－mg ＝3ma，解得 a＝g3，A、D 错误；甲球向下加速，处于失重状态，B 正确； 乙球向上加速，处于超重状态，C 正确。
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专题一 力与运动
热点命题突破
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专题一 力与运动
解析： 速度—时间图像的交点表示两车速度相同，A正确；t1～t2时间内，v甲 ＞v乙，则甲车运动的位移大于乙车运动的位移，两车在t1时刻相遇，则在t2 时刻甲车在乙车的前面，B错误；在t2时刻两车速度相同，此时两车相距最 远，C正确；由图像的斜率表示加速度可知，两车的加速度都是先减小后增 大，D错误。
2．社会责任：以中华 全国甲卷(2023)，湖北卷(2023)，河北卷
命题主 优秀文化、我国重大科 (2022)，全国乙卷(2021)，山东卷(2020)，
线之 研成果为素材，培养民 浙江卷(2020)
价值引 族自信心和自豪感，激 5．动力学综合问题：
领 发进取意识、振兴中华 全国甲卷(2022、2021)，山东卷(2022)，湖
总的节省时间，相邻两站间的距离
x＝1
080×103 5
m＝2.16×105
m；由于
v1
＝108 km/h＝30 m/s，v1′＝324 km/h＝90 m/s，普通列车加速时间 t1＝va1＝03.05
s＝60 s，加速过程的位移 x1＝21at21＝12×0.5×602 m＝900 m，根据对称性可知
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专题一 力与运动
[诠释题1] (多选)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度—时 间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t1时刻并排行驶。下列说法正 确的是( AC )
A ．在t2时刻两车速度相同 B．在t2时刻乙车恰好追上甲车 C．在t2时刻两车相距最远 D．两车的加速度都是先增大后减小
(1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小； (2)管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大 高度； (3)管第二次落地弹起的上升过程中，球仍没有从管中滑出，求圆管长度应满 足的条件。
答案：见解析
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专题一 力与运动
解析： (1)管第一次落地弹起的瞬间，小球仍然向下运动。设此时管的加速度 大小为a1，方向向下；球的加速度大小为a2，方向向上；球与管之间的摩擦 力大小为Ff，由牛顿运动定律有 Ma1＝Mg＋Ff ① ma2＝Ff－mg ② 联立①②式并代入题给数据，得a1＝2g，a2＝3g。③
的使命感和责任感
南卷(2022)，辽宁卷(2022)，广东卷(2021)，
浙江卷(2022、2021)，全国卷Ⅰ(2020)
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专题一 力与运动
高考命题研究
四年考向分析
1.基本概念、规律的理解：
全国乙卷(2022)，浙江卷(2021)，北京卷(2021)，江苏
1. 物 理 观 念 ： 在 匀 变 卷(2020)
图像法的应用，能解 乙卷(2021)，山东卷(2020)，浙江卷(2020)
决力与运动的综合问 5．动力学综合问题：
题和临界、极值问题 全国甲卷(2022、2021)，山东卷(2022)，湖南卷(2022)，
辽宁卷(2022)，广东卷(2021)，浙江卷(2022、2021)，
全国卷Ⅰ(2020)
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3．巧用竖直上抛运动的对称性：t 上＝t 下，v 上＝v 下，hm＝2vg20 。必要时应用逆 向思维法分析。
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专题一 力与运动
【疑难易错】 1．避开“刹车陷阱”：先求滑行至停止的时间 t0，若研究的时间 t 大于 t0， 则应用 v2t ＝2as 或 s＝v20t0。 2．追及相遇问题：两物体的速度相同即是恰能追上或恰好追不上的临 界条件，也是两物体的间距最大的时刻。
热点1 匀变速直线运动规律的应用
[例1] (2022·湖北卷)我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。
假设两火车站W和G间的铁路里程为1 080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站。
列车从W站始发，经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h，
高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，
2．匀变速直线运动规律的应用： 价值引 生在解决问题时所体现
山 东 卷 (2023) ， 全 国 甲 卷 (2022) ， 湖 北 卷 领 的核心价值及学科核心
素养水平
(2022)
3．动力学中STSE问题：浙江卷(2021)
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专题一 力与运动
高考命题研究
四年考向分析
4．运动图像与动力学图像：
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专题一 力与运动
[诠释题2] (多选)(2023·山东威海测试)如图所示，圆柱体固定在地面上，表面 光滑，轻质橡皮绳一端连接小球甲，另一端跨过圆柱体连接小球乙，乙通过细绳 与地面连接，甲质量是乙的2倍，甲、乙均静止。将连接地面的细绳剪断瞬间 (BC )
A．甲球的加速度为g B．甲球处于失重状态 C．乙球处于超重状态 D．乙球处于平衡状态
A．v02－a v＋L＋v l
B．v0－a v＋L＋v 2l
C．3(v20－a v)＋L＋v l
D．3(v0a－v)＋L＋v 2l
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专题一 力与运动
解析： 当列车恰好以速度 v 匀速通过隧道时，从减速开始至回到原来正常行驶 速度所用时间最短，列车减速过程所用时间 t1＝v02－a v，匀速通过隧道所用 时间 t2＝L＋v l，列车加速到原来速度 v0 所用时间 t3＝v0－a v，所以列车从减速 开始至回到正常行驶速率所用时间至少为 t＝t1＋t2＋t3＝3(v20－a v)＋L＋v l，C 正确。
加速度大小均为0.5 m/s2，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列
车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间
为( B )
A．6小时25分钟
B．6小时30分钟
C．6小时35分钟
D．6小时40分钟
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专题一 力与运动
解析：
由于中间 4 个站均匀分布，因此在任意相邻两站间节省的时间的 5 倍为
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专题一 力与运动
解析： (3)设第一次弹起过程中球相对管的位移为 x1。在管开始下落到上升 H1 这一过程中，由动能定理有
Mg(H－H1)＋mg(H－H1＋x1)－Ffx1＝0 ⑫ 联立⑪⑫式并代入题给数据得 x1＝45H ⑬ 同理可推得，管与球从再次下落到第二次弹起至最高点的过程中，球与
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专题一 力与运动
热点2 牛顿运动定律的应用 1．动力学中的连接体问题 (1)当连接体中各物体具有共同的加速度时，一般采用整体法。当系统内各物 体的加速度不同时，一般采用隔离法。 (2)求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法。 2．动力学两类基本问题的解题思路
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加速与减速位移相等，可得匀速运动的时间 t2＝x－v2x1＝2.16×10350－2×900 s
＝7 140 s，同理高铁列车加速时间 t1′＝va1′＝09.05 s＝180 s，加速过程的位移
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专题一 力与运动
解析： x1′＝12at1′2＝12×0.5×1802 m＝8 100 m，根据对称性可知加速与减速位移相等， 可得匀速运动的时间 t2′＝x－v2′ x1′＝2.16×1059－0 2×8 100 s＝2 220 s，相邻两站 间节省的时间 Δt＝(t2＋2t1)－(t2′＋2t1′)＝4 680 s，因此总的节省时间 Δt 总＝ 5Δt＝4 680×5 s＝23 400 s＝6 小时 30 分，B 正确。
v0－a1t1＝－v0＋a2t1
⑤
联立③④⑤式得 t1＝25 2gH。 ⑥
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专题一 力与运动
解析： 设此时管下端的高度为 h1，速度为 v。由运动学公式可得 h1＝v0t1－12a1t21 ⑦ v＝v0－a1t1 ⑧ 由③④⑥⑧式可判断此时 v＞0。此后，管与小球将以加速度 g 减速上 升 h2，到达最高点。由运动学公式有 h2＝2vg2 ⑨ 设管第一次落地弹起后上升的最大高度为 H1，则 H1＝h1＋h2⑩ 联立③④⑥⑦⑧⑨⑩式可得 H1＝1235H。 ⑪
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第二讲 力与直线运动
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◎高考命题分析
高考命题研究
四年考向分析
1.基本概念、规律的理解： 1.科学本质、科学态度：
全 国 乙 卷 (2022) ， 浙 江 卷 (2021) ， 北 京 卷 命题主 以交通运输和安全、体
(2021)，江苏卷(2020) 线之 育竞技为素材，考查考
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专题一 力与运动
解析： (2)管第一次碰地前与球的速度大小相同。
由运动学公式，碰地前瞬间它们的速度大小均为
v0＝ 2gH ④ 方向均向下。管弹起的瞬间，管的速度反向，球的速度方向仍向下。
设自弹起时经过时间 t1，管与小球的速度刚好相同。 取向上为正方向，由运动学公式得
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专题一 力与运动
[练 2] 如图所示，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离
地后重心上升的最大高度为 H。上升第一个H4 所用的时间为 t1，第
四个H4 所用的时间为 t2。不计空气阻力，则tt21满足( C )
A．1＜tt12＜2
B．2＜tt21＜3
C．3＜tt21＜4
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必备知识聚焦 热点命题突破 核心素养提升
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专题一 力与运动
必备知识聚焦 要点一 匀变速直线运动
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专题一 力与运动
核心规律 1．辨析三类图像的物理意义
2．牢记逐差公式：Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT2，xm－xn＝(m－ n)aT2。
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专题一 力与运动
[例2] (2020·全国卷)如图所示，一个竖直圆管质量为M， 下端距水平地面的高度为H，顶端塞有一质量为m的小球。圆管由 静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均 极短；在运动过程中，管始终保持竖直。已知M＝4m，球和管之 间的滑动摩擦力大小为4mg，g为重力加速度的大小，不计空气阻力。
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要点二 牛顿运动定律 知能网络
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专题一 力与运动
核心规律 分析牛顿第二定律瞬时性问题的注意点 (1)刚性绳(或接触面)：弹力可以发生突变，因为形变不明显，认为恢复形变 不需要时间。 (2)弹簧(或橡皮绳)：弹力不能突变，因为形变很明显，恢复形变需要较长时 间。
速直线运动的规律、 2．匀变速直线运动规律的应用：
牛顿运动定律的应用 山东卷(2023)，全国甲卷(2022)，湖北卷(2022)
命题主 中提升力与运动的观 3．动力学中STSE问题：
线之 念
浙江卷(2021)
能力引 2．科学思维：掌握逆 4．运动图像与动力学图像：
领 向思维法、对称法、 全国甲卷(2023)，湖北卷(2023)，河北卷(2022)，全国
ห้องสมุดไป่ตู้
D．4＜tt21＜5
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专题一 力与运动
解析： 本题应用逆向思维求解，即运动员竖直上升的运动可逆向视作 从一定高度处开始的自由落体运动。如图所示，将 H 等分为四段， 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)，所以tt21＝2－1 3＝2 ＋ 3，即 3＜tt21＜4，C 正确。
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专题一 力与运动
[练 1] (2022·全国甲卷)长为 l 的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率
为 v0，要通过前方一长为 L 的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速
率都不允许超过 v(v<v0)。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为 a 和 2a，
则列车从减速开始至回到正常行驶速率 v0 所用时间至少为( C )