2020高考物理 月刊專版 專題1 直線運(yùn)動(dòng) 典型例題分析（通用）

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1、直線運(yùn)動(dòng) 題型一：運(yùn)動(dòng)基本概念的辨析與勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用 解決這類問題需要注意：這類習(xí)題最大的特點(diǎn)就是解法較多，選擇一個(gè)較好的方法可以又快又準(zhǔn)確地得到回答，關(guān)鍵是對(duì)基本概念、基本規(guī)律深入的理解與掌握。 雖然這類習(xí)題在高考試題中單獨(dú)出現(xiàn)的可能性較小，但是在綜合題中卻是非常重要的環(huán)節(jié)，是完整給出正確答案的基礎(chǔ)。 ［例1］做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，依次通過A、B、C三點(diǎn)，位移sAB=sBC，已知物體在AB段的平均速度大小為3m/s，在BC段的平均速度大小為6m/s，那么物體在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為 A．4m/s B．4.5m/s C．5m/s D．5.5m/s ［解

2、析］設(shè)A點(diǎn)的速度為vA、B點(diǎn)的速度為vB、C點(diǎn)的速度為vC，由平均速度的定義可知：AC段的平均速度為，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知：，，。解得：vA=1m/s，vB=5m/s，vC=7m/s。答案為B。 題型二：追及與相遇的問題 解決這類問題需要注意：畫出示意圖來表明兩個(gè)物體追及過程中的空間關(guān)系，特別注意的是兩個(gè)物體相遇時(shí)的臨界條件。 ［例2］在一條平直的公路上，乙車以10m/s的速度勻速行駛，甲車在乙車的后面做初速度為15m/s，加速度大小為0.5m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)，則兩車初始距離L滿足什么條件可以使（1）兩車不相遇；（2）兩車只相遇一次；（3）兩車能相遇兩次（設(shè)兩車相遇時(shí)互不

3、影響各自的運(yùn)動(dòng)）。 ［解析］設(shè)兩車的速度相等經(jīng)歷的時(shí)間為t，則甲車恰能追及乙車，應(yīng)有，其中，解得：L=25m。若L＞25m，則兩車等速時(shí)也未追及，以后間距會(huì)逐漸增大。若L=25m時(shí)，則兩車等速時(shí)恰追及，兩車只相遇一次，以后間距會(huì)逐漸增大。若L＜25m，則兩車等速時(shí)，甲車已運(yùn)動(dòng)到乙車的前面，以后還能再相遇一次。 題型三：牛頓定律與圖象的綜合應(yīng)用。 解決這類問題需要注意： 利用圖象分析研究對(duì)象的受力特點(diǎn)是及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，然后結(jié)合題意運(yùn)用牛頓第二定律。 ［例3］固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力F與小環(huán)速度v隨時(shí)

4、間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度g＝10m/s2。求： （1）小環(huán)的質(zhì)量m； （2）細(xì)桿與地面間的傾角a。 ［解析］（1）前2s： ① 由v—t圖象可知 2s以后： ② 由①②得： （2）由②式，所以a=30°。 題型四：連接體問題 解決這類問題需要注意：若連接體內(nèi)（即系統(tǒng)內(nèi)）各物體具有相同的加速度時(shí)，應(yīng)先把連接體當(dāng)成一個(gè)整體（即看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)），分析其受到的外力及運(yùn)動(dòng)情況，利用牛頓第二定律求出加速度．若連接體內(nèi)各物體間有相互作用的內(nèi)力，則把物體隔離，對(duì)某個(gè)物體單獨(dú)進(jìn)行受力分析（注意標(biāo)明加速度的方向），再利用牛頓第二定律對(duì)該物體列式求解。 ［例4］如圖

5、所示，一輛汽車A拉著裝有集裝箱的拖車B，以速度v1＝30 m/s進(jìn)入向下傾斜的直車道。車道每100 m下降2 m。為了使汽車 速度在s＝200 m的距離內(nèi)減到v2＝10 m/s，駕駛員必須剎車。假定剎車時(shí)地面的摩擦阻力是恒力，且該力的70％作用于拖車B，30%作用于汽車A。已知A的質(zhì)量m1＝2000 kg，B的質(zhì)量m2＝6000 kg。求汽車與拖車的連接處沿運(yùn)動(dòng)方向的相互作用力。取重力加速度g＝10 m/s2。 ［解析］汽車沿傾斜車道作勻減速運(yùn)動(dòng)，有： 用F表示剎車時(shí)的阻力，根據(jù)牛頓第二定律得： 式中： 設(shè)剎車過程中地面作用于汽車的阻力為f，依題意得： 用fN表示拖車作用汽車的

6、力，對(duì)汽車應(yīng)用牛頓第二定律得： 聯(lián)立以上各式解得：。 題型五：彈簧變化過程中運(yùn)動(dòng)分析 解決這類問題需要注意： 彈簧的彈力是一種由形變決定大小和方向的力，注意彈力的大小與方向時(shí)刻要與當(dāng)時(shí)的形變相對(duì)應(yīng)。一般應(yīng)從彈簧的形變分析入手，先確定彈簧原長(zhǎng)位置、現(xiàn)長(zhǎng)位置及臨界位置，找出形變量x與物體空間位置變的幾何關(guān)系，分析形變所對(duì)應(yīng)的彈力大小、方向，彈性勢(shì)能也是與原長(zhǎng)位置對(duì)應(yīng)的形變量相關(guān)。從此來分析計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的可能變化。 通過彈簧相聯(lián)系的物體，有運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)常涉及臨界極值問題：如物體的速度達(dá)到最大；彈簧形變量達(dá)到最大；使物體恰好離開地面；相互接觸的物體恰好脫離等。此類問題的解題關(guān)鍵是利用好

7、臨界條件，得到解題有用的物理量和結(jié)論。 A B ［例5］如圖所示，A、B兩木塊疊放在豎直輕彈簧上，已知木塊A、B質(zhì)量分別為0.42kg和0.40kg，彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m，若在木塊A上作用一個(gè)豎直向上的力F，使A由靜止開始以0.5m/s2的加速度豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)（g=10m/s2）。求： （1）使木塊A豎直做勻加速度運(yùn)動(dòng)的過程中，力F的最大值； （2）若木塊由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，直到A、B分離的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能減少了0.248J，求這一過程中F對(duì)木塊做的功。 ［解析］此題難點(diǎn)在于能否確定兩物體分離臨界點(diǎn)。 當(dāng)F=0（即不加豎直向上F力）時(shí)，設(shè)木塊A、B

8、疊放在彈簧上處于平衡時(shí)彈簧原壓縮量為x，有 kx=（mA+mB）g 即 ① 對(duì)于木塊A施加力F，A、B受力如圖所示。 對(duì)木塊A有 F+N–mAg= mAa， ② 對(duì)于木塊B有kx′–N–mBg= mBa。 ③ 可知，當(dāng)N≠0時(shí)，A、B加速度相同，由②式知欲使木塊A勻加速度運(yùn)動(dòng)，隨N減小F增大。當(dāng)N=0時(shí)，F(xiàn)取得了最大值Fm， 即：Fm=mA（g+a）=4.41N。 又當(dāng)N=0時(shí)，A、B開開始分離，由③式知，彈簧壓縮量kx′=mB（a+g）， 則： ④ 木塊A、B的共同速度 ⑤ 由題知：此過程彈性勢(shì)能減少了Wp=Ep=0.248J。 設(shè)F力所做的功為WF，對(duì)這一過程應(yīng)用功能原理，得 ⑥ 聯(lián)立①④⑤⑥式，得WF=9.64×10–2J。