(四川专用)2014届高考物理二轮复习方案 第2讲 力与直线运动权威课件

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第2讲
力与直线运动
二、牛顿第二定律的四性
性质 瞬时性 同体性 矢量性 独立性 内容 力与加速度同时产生、 同时消失、同时变化 在公式F＝ma中，m、F、a都是同一 研究对象在同一时刻对应的物理量 加速度与合力方向相同 当物体受几个力的作用时，每一个力分别 产生的加速度只与此力有关，与其他力无关； 物体的加速度等于所有分力产生的加速度的矢量和
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(3)逆向思维法：将匀减速直线运动转换成初速度为 零的匀加速直线运动进行处理． 如竖直上抛运动上升阶段 的逆运动为自由落体运动． 3．s－t 图像与 v－t 图像的比较
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s－t 图 ①表示物体做匀速直线 运动 (斜率表示速度 v) ②表示物体静止 ③表示物体静止 ④表示物体向反方向做 匀速直线运动；初位移为 s0 ⑤交点的纵坐标表示三 个运动质点相遇时的位移 ⑥t 1 时间内物体位移为 s1
1
v－t 图 表示物体做匀加速直线运动 (斜率表示加速度 a) ②表示物体做匀速直线运动 ③表示物体静止 ④表示物体做匀减速 直线运动；初速度为 v0 ⑤交点的纵坐标表示 三个运动质点的共同速度 ⑥ t1 时刻物体速度为 v1(图中阴影部 分 面积表示质点在 0～t1 时间内的位移)
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[解析] (1)v0＝54 km/h ＝15 m/s，v1＝0 v 1 －v 0 ＝3 s a 司机发现情况后，卡车停下来的时间 t＝t1＋t2＝3.6 s. 刹车后卡车做匀减速运动的时间 t2＝
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(2)t1 ＝ 0.6 s 内卡车仍匀速前进，其行驶距离 s1 ＝ v0t1 ＝15×0.6 m＝9 m 卡车做匀减速运动的位移 s2＝＝22.5 m 司机发现情况时，卡车与该自行车的距离 s＝s1＋s2＋ 1.5 m＝33 m.
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【考题定位】 ►难度等级：中等 ►出题角度：本题考查了受力分析、力的合成和牛顿第 二定律的应用等知识，考查考生运用v－t图像解决物理问 题的能力及利用估算法处理实际问题的思想，突出了数学 工具在物理中的应用和关注生产生活、联系实际的命题倾 向．
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考点一 追及、相遇与行车安全问题 1．一般思路：画出两个物体的运动草图，关注时间和 位置关系．两物体相遇的条件是：同一时刻两物体位于同 一位置；两物体相遇时，后面物体的速度大于前面物体的 速度即相撞． 2．审题应抓住题目中的关键词句，充分挖掘题中隐含 条件，如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等，往往对 应一个临界状态，满足相应的临界条件．
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AC [解析] 根据图像，由图线所围的面积可计算出飞 机 从 着 舰 到 停 止 滑 行 的 距 离 ， 即 s≈70×0.4 m ＋ （70＋10）×（2.5－0.4） 10×0.5 m＋ m＝114.5 m，A 选项 2 2 Δv 正确；由图可计算出 0.4 s ～ 2.5 s 内的加速度 a ＝ ＝ Δt 70－10 m/s2＝2.86g，C 选项正确； 2.5－0.4
(a) 图1－2－2
(b)
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使飞机在甲板上短距离滑行后停止．某次降落，以飞 机着舰为计时零点，飞机在t＝0.4 s时恰好钩住阻拦索中间 位置，其着舰到停止的速度－时间图线如图(b)所示．假如 无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000 m．已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则( ) A．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无 1 阻拦索时的10 B．在0.4 s～2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间 变化 C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超 过2.5 g D．在0.4 s～2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率 几乎不变
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三、超重与失重 1．物体具有竖直向上的加速度(或具有竖直向上的加速度分量) 时处于超重状态，此时物体重力的效果变大，物体重力不变． 2．物体具有竖直向下的加速度(或具有竖直向下的加速度分量) 时处于失重状态，此时物体重力的效果变小；物体具有竖直向下的 加速度等于重力加速度时处于完全失重状态，此时物体重力的效果 消失，物体重力不变． 注意：①重力的效果指物体对水平面的压力、对竖直悬绳的拉 力等； ②物体处于超重或失重(含完全失重)状态时， 物体的重力并不 因此而变化．
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(1) 若此时前方 C 处人行横道路边等待的行人就抢先 过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力 为 3×104 N．求卡车的制动距离； (2)若人人遵守交通规则， 该车将不受影响地驶过前方 斑马线边界 CD.为确保行人安全，D 处人行横道信号灯应 [解析] 已知卡车质量m＝8 t＝8×10 kg，初速度v ＝54 km/h＝15 m/s. 该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？ (1)从制动到停车阻力对卡车所做的功为W，由动能定理有
3 0
W＝－2(1)mv0(2)
已知卡车所受阻力f＝－3×104 N，设卡车的制动距离s1，有 W＝fs1 联立上式，代入数据解得s1＝30 m
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[ 解析 ] 已知卡车质量 m ＝ 8 t ＝ 8×103 kg ，初速度 v0 ＝54 km/h ＝15 m/s. (1)从制动到停车阻力对卡车所做的功为 W，由动能定 理有 1 2 W＝－ mv0 2 已知卡车所受阻力 f＝－3×104 N，设卡车的制动距离 s1，有 W＝fs1 联立上式，代入数据解得 s1＝30 m
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从绿灯闪烁到红灯亮起的过程，汽车减速运动的时间 t2＝6－t
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v0 设汽车在刹车过程中通过的位移 s2＝ t2
2 绿灯开始闪烁时，该车距停车线的距离 L＝L0＋s2 解得 t＝0.5 s 该车驾驶员的允许的考虑时间不大于 0.5 s.
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四、力F与直线运动的关系
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1．[2013·四川卷]甲、乙两物体在 t＝0 时刻经过同一位 置沿 x 轴运动，其 v－t 图像如图 1­2­1 所示，则( )
A．甲、乙在 t＝0 到 t＝1 s 之间沿同一方向运动 B．乙在 t＝0 到 t＝7 s 之间的位移为零 C．甲在 t＝0 到 t＝4 s 之间做往复运动 D．甲、乙在 t＝6 s 时的加速度方向相同
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BD [解析 ] 0 ～1 s 内，甲的速度为正值，沿正方向运 动， 乙的速度由负值变为正值， 先沿负方向运动后沿正方向 运动，A 错误；0～7 s 内，乙的图像与坐标轴所围的面积为 0，故位移为 0，B 正确；甲在 0～ 1 s 内沿正方向做匀加速 运动，在 1 ～2 s 内沿正方向做匀减速运动，在 2～ 3 s 内沿 正方向做匀加速运动，在 3～4 s 内沿正方向做匀减速运动， 故甲在 0～4 s 内沿正方向做单方向上的直线运动，C 错误； 在 t＝6 s 时甲、乙的图像斜率均小于 0，故其速度方向都为 负，D 正确．
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【考题定位】 ►难度等级：中等 ►出题角度：本题考查追及相遇问题、v－t图像等知 识，考查考生运用数学图像分析解决物理问题的能力．
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高 考 真 题 聚 焦力与直运动2．[2013· 新课标全国卷Ⅰ] 2012年11月，“歼15”舰 载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功．图1－2－2(a)为 利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意 图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即 关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，
高 考 真 题 聚 焦 高 频 考 点 探 究 热 点 模 型 解 读
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【核心知识重组】 一、匀变速直线运动的规律 1．匀变速直线运动的公式 (1)速度公式：vt＝v0＋at； 1 (2)位移公式：s＝v0t＋ at2； 2 2 (3)速度位移关系：v2 t －v0＝2as. 2．匀变速直线运动的规律的应用技巧 (1)任意相邻相等时间内的位移之差相等，即Δ s＝s2 － s1＝s3－s2＝„＝aT2，sm－sn＝(m－n)aT2； v0＋vt (2)平均速度 v ＝ ，中间时刻的瞬时速度等于平 2 均速度，即 vt/2＝v；
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(2)已知车长 l＝7 m，AB 与 CD 的距离为 s0＝23 m． 设 卡车驶过的距离为 s2，D 处人行横道信号灯至少需经过时 间Δ t 后变灯，有 s2＝s0＋l s2＝v0Δ t 联立上式，代入数据解得Δ t＝2 s 下面的变式则是追及运动中最大值和对能否追上的分 析与讨论．
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【教师备用习题】 [备选理由] 考查了物体的多过程运动， 属于追及运动 学问题． 大雾天气会严重影响交通，有一辆卡车以 54 km/h 的 速度匀速行驶，司机模糊地看到前方十字路口一个骑自行 车的人突然跌倒，该司机刹车的反应时间为 0.6 s，刹车后 卡车匀减速前进，最后停在骑车者前 1.5 m 处，避免了一 场安全事故．已知刹车过程中卡车加速度大小为 5 m/s2， 则： (1)司机发现情况后，卡车经过多长时间停下？ (2)司机发现情况时， 卡车与该自行车有多大的距离？
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例 1 [2013·四川卷 ] (15 分)近来，我国多个城市开始 重点治理“中国式过马路”行为．每年全国由于行人不遵守 交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人．只有科 学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行人的生 命安全． 如图 1­ 2­3 所示，停车线 AB 与前方斑马线边界 CD 间 的距离为 23 m．质量 8 t 、车长 7 m 的卡车以 54 km/h 的 速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线 AB，该车前方 的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯．
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θ 在 0.4 s～ 2.5 s 时间内，由牛顿第二定律得 2Fcos ＝ 2 ma，其中加速度 a 不变，阻拦索的张角θ在变小，其张力 F 在变小， 由于速度 v 在变小， 故阻拦系统对飞机做功的功率 P＝F 合 v＝mav 在变小，B、D 选项错误．
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变式 某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁 3 s， 而后才会变成黄灯， 再 3 s 黄灯提示后再转为红灯． (本 题中的刹车过程均视为匀减速直线运动) (1)若某车在黄灯开始闪烁时刹车， 要使车在黄灯闪烁 的时间内停下来且刹车距离不得大于 18 m，该车刹车前的 行驶速度不能超过多少？ (2) 若某车正以 v0＝ 15 m/s 的速度驶向路口，此时车 距停车线的距离为 L＝48.75 m ，当驾驶员看到绿灯开始闪 烁时，经短暂考虑后开始刹车，该车在红灯刚亮时恰停在 停车线以内．求该车驾驶员的允许的考虑时间．
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(1)12 m/s (2)0.5 s [解析] (1)设在满足题设条件的情况下该车的最大行 驶速度为 v. v 根据平均速度公式 s1＝ t1 2 解得 v＝12 m/s. (2)该车驾驶员的允许的考虑时间最大值为 t，考虑时 间内车行驶的距离为 L0. L0＝v0t
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考点二 动力学中的图像问题 关注图像反映的相关物理意义，如： (1)坐标轴反映物体的哪两个物理量间的运动规律； (2)明确图像中各点坐标的物理意义和任一点的状态； (3)明确图像截距的物理意义； (4)明确图像斜率的物理意义； (5)明确 v－t 图像面积的意义．