第1专题力与直线运动

F1－F2
2
，选
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专题一
5．甲、乙两车在一平直道路上同向运动，其图象 如图所示，图中△ OPQ 和△ OQt0 的面积分别为 s1 和 s2(s2>s1)．初始时，甲车在乙车前方 s0 处．下列说法错 ． 误 的是( ． )．
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专题一
第一讲
【高效整合】
受力分析与物理平衡
一、常见的五种性质的力
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专题一
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专题一
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专题一
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专题一
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专题一
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专题一
【思维导图】
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专题一
【考情报告】
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专题一
受力分析、直线运动是两个相互独立的内容，它 们通过牛顿运动定律连成一个有机的整体．直线运动 是力学的基础，牛顿运动定律是动力学的“基石” ，两 者都是高中物理的核心内容，也是整个经典力学的理 论基础，在物理学中占有非常重要的地位，是历年高 考的必考内容．预计在 2014 年高考中，本专题内容仍 然是高考命题的重点和热点．从近三年的试题难度看， 本专题单独命题的难度可能不大，重在对基础知识与 基本应用的考查，其中体育运动、科技与生活及牛顿 运动定律与电磁学结合的热点问题要特别关注．
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专题一
受力分析过程如下图所示：
三、力的合成和分解 1．力的合成 (1)求合力的方法 ①作图法(其要求如图甲)
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专题一
甲
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专题一
②计算法：根据平行四边形定则画出示意图，然 后利用解三角形的方法求出合力． 几种特殊情况(如图乙)．
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专题一
【疑惑】(1)在物块上再施加一个竖直向下的恒力 F 是不是相当于增加物体的质量？ (2)在物块上再施加一个竖直向下的恒力 F 后， F、 物体重力与增加的弹力、摩擦力的合力是不是仍沿斜 面向下？ 【解析】对物块进行受力分析，有 mgsin θ － μmgcos θ＝ma，加上一个恒力以后，(mg＋F)sin θ －μ(mg＋F)cos θ＝ma′，所以 a′增大． 【答案】C
专题一
C．在 t1 到 t2 这段时间内，b 车的速率先减少后增 加 D．在 t1 到 t2 这段时间内，b 车的速率一直比 a 车 的大 【疑惑】(1)汽车 b 做直线运动还是曲线运动？ (2) 位置—时间 (x － t) 图线与位移—时间图象在 什么条件下表示的意义相同？ 【解析】在 t1 时刻，b 车追上 a 车，在 t2 时刻，a 车追上 b 车，选项 A 错误；图线的斜率表示速度，在 t2 时刻， 两图线的斜率表明速度方向相反， 选项 B 正确； 对 b 车，速率先减小后增大，在 t1 到 t2 时间，有时 a 车图线斜率大于 b 车，选项 C 正确、D 错误． 【答案】BC
专题一
A．若 s0＝s1＋s2，两车不会相遇 B．若 s0<s1，两车相遇 2 次 C．若 s0＝s1，两车相遇 1 次 D．若 s0＝s2，两车相遇 1 次 【疑惑】 (1)s1 和 s2 分别表示什么？它们与 s0 有联 系吗？ (2)题中给的条件 s2>s1 有什么意义？
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专题一
二、技能缺陷 1．读图能力的缺陷是做图象问题时失分的主要原 因，例如第 1 题，不能由位置坐标判断两车的前后关 系；不能由斜率判断两车的速度大小关系．数形结合 能力的缺陷是造成失误的原因，如不明确图象的意义， 不理解交点的意义，则很难做出正确的判断． 2 ．等效方法运用不当，存在综合分析能力的缺 陷．例如第 2 题，施加一个竖直向下的恒力 F 后可以 等效为重力增大，不能等效为质量增大．
专题一
二、受力分析 1．把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受 到的所有外力都找出来，并画出受力图，这个过程就 是受力分析． 2．受力分析的一般顺序：先分析场力 (重力、电 场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、摩擦力)，最后 分析其他力．
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专题一
3．受力分析的步骤 ①明确研究对象：研究对象可以是某一个物体， 也可以是保持相对静止的若干个物体的集合． ②隔离物体分析：将研究对象从周围的物体中隔 离出来，然后分析周围物体有哪些对它施加了力的作 用． ③画出受力示意图，标明各力的符号． ④检查画出的每一个力能否找出它的施力物体， 检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状 态，防止发生漏力、添力或错力现象．
Байду номын сангаас
A．物块的质量 B．斜面的倾角
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专题一
C．物块与斜面间的最大静摩擦力 D．物块对斜面的正压力 【疑惑】(1)外力 F 能与物体质量、斜面倾角建立 联系吗？ (2)物块与斜面间的最大静摩擦力是外力 F 最大值 与最小值的平均值吗？
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专题一
Q 的水平向左的弹力方向不变， 半圆柱体 P 对 Q 的
弹力大小、方向均改变．用矢量三角形法分析可知， 在 Q 落到地面以前，MN 对 Q 的弹力逐渐增大，P、Q 间 的弹力逐渐增大，选项 A、D 错误，C 正确．
乙 【答案】C
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专题一
3．如图甲所示，质量为 m 的正方体和质量为 M 的正 方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态．m 与 M 的 接触面与竖直方向的夹角为α， 若不计一切摩擦， 下列说 法正确的是( )．
甲 A．水平面对正方体 M 的弹力大小大于(M＋m)g B．水平面对正方体 M 的弹力大小等于(M＋m)g· cos α
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专题一
乙车已经超过了甲车，此后因为甲车速度大于乙 车，所以两车会再次相遇，即两车共相遇 2 次，选项 B 正确；若 s0＝s1，即在 t0 时刻，追赶距离 s1 刚好等于 s0，两车刚好相遇 1 次，选项 C 正确；若 s0＝s2，则在 t0 时刻，追赶距离 s1＜s2＝s0，所以两车不会相遇，选 项 D 错误. 【答案】D
甲 A．MN 对 Q 的弹力逐渐减小 B．Q 所受的合力逐渐增大 C．地面对 P 的摩擦力逐渐增大 D．P、Q 间的弹力先减小后增大
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专题一
【疑惑】(1)在 MN 保持竖直且缓慢向右移动的过 程中，Q 受到挡板的弹力方向是否变化？Q 所受 P 的弹 力方向是否变化？ (2)分析 Q 所受力的变化用哪种方法好？ 【解析】用外力使 MN 保持竖直且缓慢向右移动，小圆 柱体 Q 受力平衡，合力为零，选项 B 错误．画出 Q 的 受力图，如图乙所示．Q 所受重力不变，竖直挡板对
专题一
【解析】初始时，甲车在前，乙车在后，甲从静止启 动做匀加速直线运动，而乙车以一定的初速度匀加速 追赶甲车，在 t0 时刻两车速度相等，此后甲车速度大 于乙车，所以如果在 t0 时刻乙车还没有追上甲车，两 车就不可能相遇；根据题图，在 0～t0 时间内，甲车的 位移为 s2，乙车位移为 s1＋s2，乙车相对于甲车的追赶 距离为 s1，若 s0＝s1＋s2，则追赶距离 s1＜s0，所以两 车不会相遇，选项 A 正确；若 s0<s1，说明在 t0 时刻
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专题一
6．如图甲所示，半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面 上，其右端有固定放置的竖向挡板 MN，在 P 和 MN 之间 放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q， 整个装置处于静止状 态．若用外力使 MN 保持竖直且缓慢向右移动，在 Q 落 到地面以前， 发现 P 始终保持静止， 在此过程中( )．
专题一
【解析】当力取 F1 时，物块有向上的运动趋势， 其受到的最大静摩擦力 fm 沿斜面方向向下，有 F1－ mgsin θ－fm＝0；当力取 F2 时，物块有向下的运动趋 势，其受到的最大静摩擦力 fm 沿斜面方向向上，沿斜 面方向有 F2＋fm－mgsin θ＝0，解得 fm＝ C. 【答案】C
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专题一
【解析】取 M 和 m 整体为研究对象，竖直方向受 力：两个物体的重力(M＋m)g，地面对正方体 M 的弹力 为 FN，FN＝(M＋m)g，A、B 错；隔离 m，受力分析如图 乙所示，由平移力后得到的矢量三角形可知： F1 ＝ mg cot α，对整体分析知墙对 M 的弹力大小也为 F1.C 正确，D 错．
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专题一
2．(2012 年高考·安徽理综卷) 如图所示，放在 固定斜面上的物块以加速度 a 沿斜面匀加速下滑，若 在物块上再施加一个竖直向下的恒力 F，则( )．
A．物块可能匀速下滑 B．物块仍以加速度 a 匀加速下滑 C．物块将以大于 a 的加速度匀加速下滑 D．物块将以小于 a 的加速度匀加速下滑
专题一
【诊断参考】 一、知识缺陷 1． 图线知识存在偏差， 不能正确认识 x－t 图象、 v－t 图象的物理意义，不理解截距、斜率、面积、交 点的意义． 2．对牛顿第二定律理解不深，不能正确理解合外 力与质量的关系. 3．不能正确分解力，不会正确判断摩擦力、弹力 的有无及方向．不能正确选用隔离法与整体法．
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专题一
C．墙面对正方体 M 的弹力大小为 mgcot α D．墙面对正方体 M 的弹力大小为 mgtan α 【疑惑】(1)墙面对 m 的作用力的方向是怎样的？ 墙面对 M 的作用力方向是怎样的？ (2)在分析水平面对正方体 M 的弹力时，能将 M 和 m 看成整体吗？在分析墙面对正方体 M 的弹力时， 能将 M 和 m 看成整体吗？
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专题一
【知能诊断】 1．(2013 年高考·新课标全国卷Ⅰ)如图，直线 a 和曲线 b 分别是在平直公路上行驶的汽车 a 和 b 的位 置—时间(x－t)图线．由图可知( )．
A．在时刻 t1，a 车追上 b 车 B．在时刻 t2，a、b 两车运动方向相反
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专题一
3．缺乏定量分析的能力，不知道设出用到的物理 量进行分析，例如第 4 题．对于选择题，既要掌握定 性分析，也要掌握定量推导，本题是设出相关物理量 进行定量推导再对各选项做出判断的范例． 4．不能正确把握临界条件是失分的原因．解决追 及、 相遇问题， 抓住临界点很重要． 例如在第 5 题中， 两图线相交点对应的时刻两车速度相等，该点就是临 界点，若 s0＝s1，此时两车恰好相遇且相遇一次；若 s0<s1，则会相遇两次．
乙 【答案】C
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专题一
4．(2013 年高考·新课标全国卷Ⅱ)如图，在固定 斜面上的一物块受到一外力 F 的作用， F 平行于斜面向 上．若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范 围， 已知其最大值和最小值分别为 F1 和 F2(F2>0)． 由此 可求出( )．
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专题一
4．不能正确理解与运用平衡条件，特别是涉及受 力分析、力的分解、牛顿第二定律等知识点的综合问 题，如果对这些知识点理解不深刻，掌握不牢固，则 很难正确解题． 5．不能根据速度图线进行基本信息的分析与判断， 不能把握追及问题的临界条件．速度图线与时间轴所 围面积表示位移，理解这一点是解题必要的知识基 础．追及问题中明确两车的初始条件、运动特点、两 者的位移差与初始距离的关系也是解题关键． 6．不能掌握动态平衡问题的分析法．一定要使物 体受到的三个力构成矢量三角形，并明确哪个力不变， 哪个力方向不变，哪个力大小与方向都变化，在此基 础上根据角度的变化分析力的变化．