专题2 牛顿运动定律与直线运动.doc

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1、专题2牛顿运动定律与直线运动【高考定位】牛顿运动定律是历年高考重点考查的内容之一．对这部分内容的考查非常灵活，选择、实验、计算等题型均可以考查．其中用整体法和隔离法处理问题，牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题，物体的平衡条件等都是高考热点；对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现．另外，牛顿运动定律在实际中的应用很多，如弹簧问题、传送带问题、超重失重问题等等，应用非常广泛．考题1　对匀变速直线运动规律的考查【例1】为了迎接外宾，对国宾车队要求非常严格．设从同一地点先后开出甲、乙两辆不同型号的国宾汽车在平直的公

2、路上排成直线行驶．汽车甲先开出，汽车乙后开出．汽车甲从静止出发先做加速度为a1的匀加速直线运动，达到速度v后改为匀速直线运动．汽车乙从静止出发先做加速度为a2的匀加速直线运动，达到同一速度v后也改为匀速直线运动．要使甲、乙两辆汽车都匀速行驶时彼此间隔的间距为x.则甲、乙两辆汽车依次启动的时间间隔为多少？(不计汽车的大小)(＋－)审题突破　设当甲经过一段时间t1匀加速运动达到速度v，位移为x1，根据匀加速直线运动基本公式求出位移和速度，设乙出发后，经过一段时间t2匀加速运动达到速度v，位移为x2，根据匀加速直线运动基本公式求出位移和速度，

3、设甲匀速运动时间为t，甲、乙依次启动的时间间隔为Δt，根据位移关系列式即可求解．【练1-1】如图1甲所示，一个m＝3kg的物体放在粗糙水平地面上，从t＝0时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动．在0～3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等．则(　　)甲图1乙A．在0～3s时间内，物体的速度先增大后减小B．3s末物体的速度最大，最大速度为10m/sC．2s末F最大，F的最大值为12N第15页D．前2s内物体做匀变速直线运动，力F大小保持不变【练1-2】[2014·新课标Ⅱ卷]2

4、012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录．重力加速度的大小g取10m/s2.(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5km高度处所需的时间及其在此处速度的大小；（87s　8.7×102m/s）(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f＝kv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关．已知该运动员在某段时间内高速

5、下落的v－t图像如图所示．若该运动员和所带装备的总质量m＝100kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数．(结果保留1位有效数字)（0.008kg/m）【练1-3】(2014·山东·23)研究表明，一般人的刹车反应时间(即图2甲中“反应过程”所用时间)t0＝0.4s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m．减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g＝1

6、0m/s2.求：(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；(8m/s22.5s)图2(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；(0.3s)(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．()第15页方法提炼1．如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，各段交接处的速度往往是联系各段的纽带．2．描述匀变速直线运动的基本物理量有v0、v、a、x、t五个量，每一个基本公式中都涉及四个量，选择公式时一定要注意分析已知量和待求量，根据所涉及的物理量选择合适的公式求解，会使问题简化．3．对于刹车类问题，当车速度为零时，停止运

7、动，其加速度也突变为零．求解此类问题应先判断车停下所用的时间，再选择合适的公式求解．考题2　对牛顿第二定律应用的考查图3【例2】如图3所示，A、B两滑环分别套在间距为1m的光滑细杆上，A和B的质量之比为1∶3，用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连，在A环上作用一沿杆方向、大小为20N的拉力F，当两环都沿杆以相同的加速度a运动时，弹簧与杆夹角为53°.(cos53°＝0.6)(1)求弹簧的劲度系数；(100N/m)(2)若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬间，A的加速度大小为a′，a′与a之比为多少？(3∶1)审题突破　(1)以两球和弹簧组

8、成的整体为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度，再以B为研究对象求出弹簧的弹力，由胡克定律求出弹簧的劲度系数．(2)若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，再分析受力，由牛顿第二定律