高考物理 牛顿定律在直线运动中的应用

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1、牛顿定律在直线运动中的应用1、质点、参考系、位移和路程【例题1】关于质点及其位移和路程的说法中正确的是()A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向B.不论物体的质量多大,只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时,就可以看成质点C.只有低速运动的物体才可看成质点,高速运动的物体不可看作质点D.物体通过的路程不等,位移可能相同解析:一个实际物体能否看成质点,跟它体积的绝对大小、质量的多少以及运动速度的高低无关,决定于物体的尺寸与物体间距相比的相对大小.例如,地球可称得上是个庞然大物,其直径约为1.28×107m,质量达到6

2、×1024kg,在太空中绕太阳运动的速度每秒几百米.由于其直径与地球离太阳的距离(约1.5×1011m)相比甚小,因此在研究地球的公转运动时,完全可以忽略地球的形状、大小及地球自身的运动,把它看成一个质点.位移是表示物体位置变化的物理量,它是矢量,其方向由质点初位置指向末位置,其大小是连接质点始、末位置线段的长度。路程是指质点所通过的实际轨迹的长度,它只有大小,没有方向,是标量。答案:BD2、加速度、速度、平均速度【例题2】加速度是联系力和运动的桥梁,以下关于加速度的说法中正确的是()A.由a=△v/△t可知,加速

3、度应该是由速度的变化来决定的B.由a=△v/△t可知,速度的变化快慢应该是由加速度来决定的C.由F=ma可知,力是由加速度来决定的D.由a=F/m可知,加速度是由力来决定的解析:A、B两个选项涉及到加速度的定义式,表达了加速度是描述速度变化快慢的物理量,故加速度的大小决定了速度变化的快慢,A错B对,对C选项,力是产生加速度的原因,有什么样的力就有什么样的加速度,C错,对D选项,对于同一物体,受到不同的力可以产生不同的加速度,表明加速度是由力来决定的,D对。答案:BD3、s-t、v-t图象【例题3】甲、乙两人在长为L

4、=84m的水池里沿直线来回游泳,甲的速率为V1=1.4m/s,乙的速率为V2=0.6m/s,他们同时分别从水池的两端出发,来回共游了t=25min时间,如果不计转向的时间,那么在这段时间内他们共相遇了几次?若他们同时从同一端出发,那么在上述时间内,他们共相遇了几次?解:设甲、乙二人从游泳池的一端游到另一端所用时间分别为T1、T2,则T1=,T2=比较T1、T2可得7T1=3T2,所以经14T1(或6T2)即14min时间甲、乙第一次同时回到各自的出发点。以甲的出发点为位移参考点(1)甲、乙二人同时分别从游泳池的两端

5、出发,则甲、乙二人的位移-时间图线分别如图2-2中实线和虚线所示。在0~25min时间内两图象的交点的个数即为甲、乙二人的相遇次数。由图象可得,在0~14min时间内二人相遇14次,由于14min时两人同时回到各自的出发点,故14min~25min时间内二人重复0~11min时间内的运动,相遇11次,所以25min时间内二人共相遇25次。(2)若甲、乙二人同时从同一端出发,用图象法亦可求得二人在25min时间内共相遇21次。甲、乙二人的位移-时间图线分别如图2-3中实线和虚线所示(解答过程不再累述)。点拨:本题中由

6、于甲、乙二人都在往复运动,用解析的方法求解相遇次数,解答过程相当繁琐,且易出错。若作出二人运动的位移-时间图象,用图象法求解,则简洁明了。【例题4】一物体做加速直线运动,依次通过A、B、C三点,AB=BC。物体在AB段加速度为a1,在BC段加速度为a2,且物体在B点的速度为,则()A.a1>a2B.a1=a2C.a1

7、答案C反思:有些问题直接求解比较麻烦,用运动图像求解却比较方便快捷。4、匀变速直线运动规律【例题5】(08年全国卷I)已知O、A、B、C为同一直线上的四点、AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等。求O与A的距离.解析:设物体的加速度为a,到达A点的速度为v0,通过AB段和BC段所用时间为t,则有:①②由①②可得:③④设O到A的距离为l,则有:⑤由③④⑤联立解得:反思:匀变速直线运动具有规律多,易于与实际运

8、动相结合的特点,突破这类问题的关键是认真意义,根据物理情景画出示意图,提取物理模型,找到已知量,和待求量之间的关系,应用相应的规律就能解答。5、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律、牛顿第三定律、牛顿运动定律的适用范围【例题5】(07海南)如图2-5所示,一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,以速度进入向下倾斜的直车道。车道每100m下降2m。为使汽车速度在s=20

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