人教高中物理专题02 力与直线运动 【讲】（解析版）.docx

专题01 力与直线运动
【要点提炼】
1.解决匀变速直线运动问题的方法技巧
(1)常用方法
①基本公式法，包括v＝＝，Δx＝aT2。
②v­t图象法。
③比例法：适用于初速度为零的匀加速直线运动和末速度为零的匀减速直线运动。
④逆向思维法：末速度为零的匀减速直线运动可看做反向初速度为零的匀加速直线运动。
(2)追及相遇问题的临界条件：前后两物体速度相同时，两物体间的距离最大或最小。
2．物体的直线运动
(1)条件：所受合外力与速度在同一直线上，或所受合外力为零。
(2)常用规律：牛顿运动定律、运动学公式、动能定理或能量守恒定律、动量定理或动量守恒定律。
3．动力学问题常见的五种模型
(1)等时圆模型(图中斜面光滑)
(2)连接体模型
两物体一起加速运动，m1和m2的相互作用力为FN＝，有无摩擦都一样，平面、斜面、竖直方向都一样。
(3)临界模型
两物体刚好没有相对运动时的临界加速度a＝g tan α。
(4)弹簧模型
①如图所示，两物体要分离时，它们之间的弹力为零，速度相同，加速度相同，分离前整体分析，分离后隔离分析。
②如图所示，弹簧长度变化时隔离分析，弹簧长度不变(或两物体运动状态相同)时整体分析。
(5)下列各情形中，速度最大时加速度为零，速度为零时加速度最大。
4．传送带上物体的运动
由静止释放的物体，若能在匀速运动的传送带上同向加速到与传送带共速，则加速过程中物体的位移必与物体和传送带的相对位移大小相等，且等于传送带在这个过程中位移的一半。
在倾斜传送带(倾角为θ)上运动的物体，动摩擦因数与tan θ的关系、物体初速度的方向与传送带速度方向的关系是决定物体运动情况的两个重要因素。
5．水平面上的板块模型问题
分析两物体的运动情况需要关注：两个接触面(滑块与滑板之间、滑板与地面之间)的动摩擦因数的大小关系
，外力作用在哪个物体上。若外力作用在下面物体上，随着力的增大，两物体先共同加速，后发生相对滑动，发生相对滑动的条件是下面物体的加速度较大。若外力作用在上面物体上，力增大过程中，两物体可能共同加速，也可能发生相对滑动，相对滑动时，上面物体的加速度较大。
【高考考向1匀变速直线运动规律的应用】
例1：（2022·山西晋中·二模）我国技术和应用居世界前列，无人驾驶汽车是利用先进的5G技术制造的汽车。在不少大城市已经使用无人驾驶公交车。无人驾驶汽车上配有主动刹车系统，当车速超过30km/h时，汽车主动刹车系统会启动预判：车载电脑通过雷达采集数据在内进行分析预判，若预判汽车以原速度行驶后可能会发生事故，汽车会立即主动刹车。现有一无人驾驶汽车正以的速度匀速行驶，在它的正前方相距处有一大货车正以的速度匀速行驶。若取重力加速度，问：
（1）预判结束时，两车之间的距离。
（2）若预判结束时，汽车立即开始以的加速度刹车，同时大货车开始减速行驶，且刹车时大货车所受阻力与车重的比值可k=0.32，则要使两车不相撞，求汽车加速度的取值范围。（计算出的数据请保留3位有效数字）
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）内，汽车和大货车行驶的位移分别为
预判结束时，两车之间的距离为
（2）设汽车刹车总时间为t1，则有
解得
大货车减速时的加速度大小为
大货车刹车总时间为
所以大货车先停下来。
设汽车的刹车位移为，大货车的刹车位移为，根据运动学规律有
要使两车不相撞，应满足
解得
分析追及相遇问题的方法技巧
(1)一个临界条件：速度相同，它往往是能否追上、物体间距离最大或最小的临界条件，也是分析判断问题的切入点，如例1中两车速度相同时相距最远。
(2)两个关系：时间关系和位移关系，通过画草图找出两物体运动的时间关系和位移关系是解题的突破口。
(3)能否追上的判断方法：物体B追赶物体A(匀速追匀加速、匀减速追匀速或匀减速追匀加速)，开始时，两个物体相距x0。①当vA＝vB时，xA＋x0<xB，则能追上；②当vA＝vB时，xA＋x0＝xB，则恰好追上；③当vA＝vB时，xA＋x0>xB，则不能追上。
特别注意：若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意判断追上前该物体是否已经停止运动。
1-1.（2022·河南安阳·模拟预测）一枚苹果竖直上抛再落回原处，苹果运动过程中受到的空气阻力忽略不计，从苹果被抛出瞬间开始研究，其动能满足二次函数的形式，其中为常数且均不等于，关于其中的物理意义，下列说法正确的是（　　）
A．表示苹果的瞬时速度 B．表示苹果运动的位移
C．表示苹果运动的时间 D．表示苹果重力的功率