高中物理二轮复习——力与直线运动.docxVIP

(本专题对应学生用书第4~7页)

1.F合=0，物体做匀速直线运动或静止.

2.F合≠0且与v共线，物体做变速直线运动.

(1)F合不变，物体做匀变速直线运动.

匀变速直线运动的根本规律为:

速度公式v=v0+at，位移公式x=v0t+at2，位移速度公式v2-=2ax，平均速度公式==.

任意两个相邻相等的时间内位移之差是一个恒量，即Δx=aT2.

特例:

①自由落体运动:是初速度v0=0、加速度为g的匀加速直线运动.

②竖直上抛运动:是初速度v0≠0、加速度为g的匀减速直线运动.

(2)F合大小变化，物体做变加速直线运动.

典型问题:行车平安问题、传送带问题、追及与相遇问题、图象问题.

3.动力学问题的处理

牛顿第二定律F合=ma.

能力提升

匀变速直线运动根本规律的应用

抓住一段运动过程，寻找v0、v、t、x、a五个量中的任三个量，选用适宜的规律列式.对于缺少的物理量，可以题设，实际解题过程中往往会消去.由于运动学公式较多，因此解运动学问题时往往可以一题多解.

例1(2014·海南)短跑运发动完成100m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段.一次比赛中，某运发动用11.00s跑完全程.运发动在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m，求该运发动的加速度及在加速阶段通过的距离.

解析:根据题意，运发动在第1s和第2s内都做匀加速运动.设运发动在匀加速阶段的加速度为a，在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2，由运动学规律得

s1=a，

s1+s2=a(2t0)2，

式中t0=1s.联立以上两式并代入条件得

a=5m/s2.

设运发动做匀加速运动的时间为t1，匀速运动时间为t2，匀速运动的速度为v，跑完全程的时间为t，全程的距离为s.依题意及运动学规律得

t=t1+t2，

v=at1，

s=a+vt2，

设加速阶段通过的距离为s，那么

s=a，

联立以上四式，并代入数据得

s=10m.

答案:5m/s210m

变式训练1(2014·海南)将一物体以某一初速度竖直上抛.物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的运动时间为t2.如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0.那么()

A.t1t0，t2t1 B.t1t0，t2t1

C.t1t0，t2t1 D.t1t0，t2t1

解析:由题可知，空气阻力大小不变，故三段运动均为匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的特点将三个过程均看成初速度为零的匀变速直线运动，由h=at2可知，加速度大的用时短，故正确答案为B.

答案:B

动力学的两类根本问题

1.两类动力学问题的求解思路

2.简单连接体运动的求解方法

(1)整体法

在连接体问题中，如果各个物体具有相同的运动性质，就可以把它们看成一个整体，只分析整体所受的外力，应用牛顿第二定律列方程即可.

(2)隔离法

如果需要分析某个物体的受力，就需要把某个物体从系统中隔离出来，分析这个物体受到的所有力以及它的运动情况，利用牛顿第二定律列方程即可.

(3)正交分解法

一般沿加速度方向和垂直于加速度方向进行力的分解，有时根据情况也可以把加速度进行正交分解.

(4)逆向思维法

把运动过程的末状态作为初状态的反向研究问题的方法，一般用于匀减速直线运动的问题，比方刹车问题、竖直上抛运动.

例2(2013·江苏)如下图，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动距离很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验.假设砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g.

(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小.

(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小.

(3)本实验中，m1=0.5kg，m2=0.1kg，μ=0.2，砝码与纸板左端的距离d=0.1m，取g=10m/s2.假设砝码移动的距离超过l=0.002m人眼就能感知.为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大?

思维轨迹:用隔离法选取研究对象，将牛顿第二定律与匀变速直线运动规律结合起来解题.

解析:(1)砝码对纸板的摩擦力f1=μm1g，

桌面对纸板的摩擦力f2=μ(m1+m2)g，

f=f1+f2，

解得f=μ(2m1+m2)g.

(2)设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，那么

f1=m1a1，F-f1-f2=m2a2，

发生相对运动时a2a1，

解得F2μ(m1+m2)g.

(3)纸板抽出前，砝码运动的距离x1=a1，

纸板运动的距离d+x1=a2，

纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离

x2=a3，l=x1+x