2023新教材高考物理二輪專題復習專題二牛頓運動定律與直線運動課件

專題二

牛頓運動定律與直線運動高頻考點·能力突破素養(yǎng)培優(yōu)·情境命題命

題

熱

點常

考

題

型(1)勻變速直線運動規(guī)律及應用；(2)牛頓運動定律及應用；(3)整體法、隔離法的應用；(4)實際情境中的直線運動．(1)選擇題(2)計算題高頻考點·能力突破

3．符號法則選定正方向，將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算．4．解決運動學問題的基本思路例1[2022·湖北卷]我國高鐵技術(shù)全球領(lǐng)先，乘高鐵極大節(jié)省了出行時間．假設(shè)兩火車站W(wǎng)和G間的鐵路里程為1080km，W和G之間還均勻分布了4個車站．列車從W站始發(fā)，經(jīng)停4站后到達終點站G.設(shè)普通列車的最高速度為108km/h，高鐵列車的最高速度為324km/h.若普通列車和高鐵列車在進站和出站過程中，加速度大小均為0.5m/s2，其余行駛時間內(nèi)保持各自的最高速度勻速運動，兩種列車在每個車站停車時間相同，則從W到G乘高鐵列車出行比乘普通列車節(jié)省的時間為(

)A．6小時25分鐘 B．6小時30分鐘C．6小時35分鐘 D．6小時40分鐘答案：B

答案：B

預測2

[2022·福建泉州高三聯(lián)考]如圖為某轎車在行駛過程中，試圖借用逆向車道超越客車的示意圖，圖中當兩車相距L＝4m時，客車正以v1＝6m/s速度勻速行駛，轎車正以v2＝10m/s的速度借道超車．客車長L1＝10m，轎車長L2＝4m，不考慮變道過程中車速的變化和位移的側(cè)向變化．(1)若轎車開始加速并在3s內(nèi)成功超越客車L3＝12m后，才能駛回正常行駛車道，其加速度多大？(2)若轎車放棄超車并立即駛回正常行駛車道，則至少要以多大的加速度做勻減速運動，才能避免與客車追尾？

考點二動力學基本規(guī)律的應用動力學兩類基本問題的解題思路溫馨提示

動力學中的所有問題都離不開受力分析和運動分析，都屬于這兩類基本問題的拓展和延伸．例2[2022·浙江卷1月]第24屆冬奧會在我國舉辦．鋼架雪車比賽的一段賽道如圖1所示，長12m水平直道AB與長20m的傾斜直道BC在B點平滑連接，斜道與水平面的夾角為15°.運動員從A點由靜止出發(fā)，推著雪車勻加速到B點時速度大小為8m/s，緊接著快速俯臥到車上沿BC勻加速下滑(圖2所示)，到C點共用時5.0s．若雪車(包括運動員)可視為質(zhì)點，始終在冰面上運動，其總質(zhì)量為110kg，sin15°＝0.26(取g＝10m/s2)，求雪車(包括運動員)(1)在直道AB上的加速度大??；(2)過C點的速度大??；(3)在斜道BC上運動時受到的阻力大?。?/p>

預測3

(多選)14歲的奧運冠軍全紅嬋，在第14屆全運會上再次上演“水花消失術(shù)”奪冠．在女子10m跳臺的決賽中(下面研究過程將全紅嬋視為質(zhì)點)，全紅嬋豎直向上跳離跳臺的速度為5m/s，豎直入水后到速度減為零的運動時間與空中運動時間相等，假設(shè)所受水的阻力恒定，不計空氣阻力，全紅嬋的體重為35kg，重力加速度大小為g＝10m/s2，則(

)A．跳離跳臺后上升階段全紅嬋處于失重狀態(tài)B．入水后全紅嬋處于失重狀態(tài)C．全紅嬋在空中運動的時間為1.5sD．入水后全紅嬋受到水的阻力為612.5N答案：AD

預測4衢州市2022年5月1日起部分縣、區(qū)超標電動車不得上道路行駛，新的電動自行車必須符合國標GB17761－2018的標準，新標準規(guī)定最高車速不能高于25km/h，整車質(zhì)量應當小于或等于55kg，制動性能要符合如下規(guī)定：表1

制動性能實驗條件實驗速度km/h使用的車閘制動距離m干態(tài)25同時使用前后車閘≤7單用后閘≤15濕態(tài)16同時使用前后車閘≤9單用后閘≤19某人體重m＝50kg，騎著符合新標準、質(zhì)量M＝50kg的電動自行車在水平路面行駛．電動自行車的剎車過程可簡化為勻變速直線運動．(1)當遇到緊急情況時，若他同時使用前后車閘剎車，在干燥路面上該車的最小加速度是多少？此時受到的制動力是多大？(保留兩位有效數(shù)字)(2)若此人私自改裝電瓶輸出功率，致使車速超標(其他條件不變)，當他以32km/h速度在雨后的路面上行駛，遇見緊急情況，采取同時使用前后車閘方式剎車，則該車剎車后行駛的最大距離是多少？(3)根據(jù)你所學物理知識，分析電動自行車超速超載有什么危害？

考點三連接體問題1．處理連接體問題的常用方法整體法的選取原則若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個整體，分析整體受到的外力，應用牛頓第二定律求出加速度或其他未知量隔離法的選取原則若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應用牛頓第二定律列方程求解整體法、隔離法的交替運用若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應用牛頓第二定律求作用力，即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”2.連接體問題中常見的臨界條件接觸與脫離接觸面間彈力等于0恰好發(fā)生滑動摩擦力達到最大靜摩擦力繩子恰好斷裂繩子張力達到所承受的最大力繩子剛好繃直與松弛繩子張力為0例3[2022·全國甲卷]如圖，質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上，二者用一輕彈簧水平連接，兩滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)均為μ.重力加速度大小為g.用水平向右的拉力F拉動P，使兩滑塊均做勻速運動；某時刻突然撤去該拉力，則從此刻開始到彈簧第一次恢復原長之前(

)A．P的加速度大小的最大值為2μgB．Q的加速度大小的最大值為2μgC．P的位移大小一定大于Q的位移大小D．P的速度大小均不大于同一時刻Q的速度大小答案：AD

預測5如圖所示，將一盒未開封的香皂置于桌面上的一張紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，香皂盒的移動距離很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實驗(示意圖如圖所示)，若香皂盒和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為g.若本實驗中，m1＝100g，m2＝5g，μ＝0.2，香皂盒與紙板左端的距離d＝0.1m，若香皂盒移動的距離超過l＝0.002m，人眼就能感知，忽略香皂盒的體積因素影響，g取10m/s2，為確保香皂盒移動不被人感知，紙板所需的拉力至少是(

)A．1.41N B．1.42NC．1410N D．1420N答案：B

答案：A

預測7如圖所示，在傾角為θ＝30°的光滑固定斜面上端系有一勁度系數(shù)為k＝100N/m的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端連一個質(zhì)量為m＝8kg的小球，球被一垂直于斜面的擋板A擋住，此時彈簧沒有形變．從t＝0時刻開始擋板A以加速度a＝1m/s2沿斜面向下勻加速運動，則：(g＝10m/s2)(1)t＝0時刻，擋板對小球的彈力多大？(2)從開始運動到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時間為多少？(3)小球向下運動多少距離時速度最大？

素養(yǎng)培優(yōu)·情境命題實際情境中的直線運動情境1

[2022·山東押題卷]高速公路的ETC電子收費系統(tǒng)如圖所示，ETC通道的長度是識別區(qū)起點到自動欄桿的水平距離，總長為19.6m．某汽車以5m/s的速度勻速進入識別區(qū)，ETC用0.3s的時間識別車載電子標簽，識別完成后發(fā)出“滴”的一聲，汽車又向前行駛了2s司機發(fā)現(xiàn)自動欄桿沒有抬起，于是緊急剎車，汽車恰好沒有撞桿．已知司機的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為0.8s．則剎車的加速度大小約為(

)A．2.52m/s2

B．3.55m/s2C．3.75m/s2

D．3.05m/s2答案：D

情境2駕駛員看見過馬路的人，從決定停車，直至右腳剛剛踩在制動器踏板上經(jīng)過的時間，叫反應時間，在反應時間內(nèi)，汽車按一定速度勻速行駛的距離稱為反應距離；從踩緊踏板(抱死車輪)到車停下的這段距離稱為剎車距離；司機從發(fā)現(xiàn)情況到汽車完全停下來，汽車所通過的距離叫做停車距離．如圖所示，根據(jù)圖中內(nèi)容，下列說法中正確的是(

)A．根據(jù)圖中信息可以求出反應時間B．根據(jù)圖中信息可以求出汽車的制動力C．勻速行駛的速度加倍，停車距離也加倍D．酒后駕車反應時間明顯增加，停車距離不變答案：A

情境4疫情期間，為了減少人與人之間的接觸，一餐廳推出了一款智能送餐機器人進行送餐(如圖甲)．該款機器人的最大運行速度為4m/s，加速度大小可調(diào)節(jié)在1m/s2≤a≤3m/s2范圍內(nèi)，要求：送餐過程托盤保持水平，菜碟與托盤不發(fā)生相對滑動，機器人到達餐桌時速度剛好為0.現(xiàn)把送餐過程簡化為如圖乙的直線情境圖，已知機器人恰好以最大運行速度v＝4m/s通過O處，O與餐桌A相距x0＝6m，餐桌A和餐桌F相距L＝16m，機器人、