冲刺高考物理二轮专项提升专题02 力与物体的直线运动讲解原卷版.docx

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冲刺高考物理二轮专项提升专题02力与物体的直线运动讲解原卷版

专题2　力与物体的直线运动

1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。

上升第一个

所用的时间为t1，第四个

所用的时间为t2。

不计空气阻力，则

满足（）

A．1<

<2B．2<

<3C．3<

<4D．4<

<5

2．（2019·浙江选考）一辆汽车沿平直道路行驶，其v–t图象如图所示。

在t=0到t=40s这段时间内，汽车的位移是（）

A．0B．30mC．750mD．1200m

3、（2018·高考江苏卷）从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是（　　）

4、（2019·高考全国卷Ⅱ）一质量为m＝2000kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶．行驶过程中，司机忽然发现前方100m处有一警示牌，立即刹车。

刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图（a）中的图线．图（a）中，0～t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），t1＝0.8s；t1～t2时间段为刹车系统的启动时间，t2＝1.3s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止．已知从t2时刻开始，汽车第1s内的位移为24m，第4s内的位移为1m。

（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v－t图线；

（2）求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；

（3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1～t2时间内汽车克服阻力做的功；从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以t1～t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）?

难点一有关匀变速直线运动规律的应用

1．匀变速直线运动问题常用的六种解题方法

2．追及问题的解题思路和技巧

（1）解题思路

（2）解题技巧

①紧抓“一图三式”，即过程示意图、时间关系式、速度关系式和位移关系式．

②审题应抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等，往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件．

③若被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意追上前该物体是否已停止运动，另外最后还要注意对解的讨论分析．

难点二有关牛顿运动定律的应用

1．动力学的两类基本问题的处理思路

2．瞬时加速度的求解

（1）两类模型

①刚性绳（或接触面）——不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断（或脱离）后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间．

②弹簧（或橡皮绳）——两端同时连接（或附着）有物体的弹簧（或橡皮绳），特点是形变量大，其形变恢复需要一段时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变．

（2）求解瞬时加速度的一般思路

→

→

难点三有关动力学的运动图象

x－t图象

图象斜率的大小表示物体运动速度的大小，斜率的正负表示速度的方向

v－t图象

（1）某一点代表此时刻的瞬时速度，时间轴上方速度方向为正，时间轴下方速度方向为负．

（2）图象斜率的大小表示物体运动的加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向．（3）图象与时间轴围成的面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负

a－t图象

图象与时间轴围成的面积表示物体速度的变化量；加速度恒定表示物体做匀变速运动，否则物体做非匀变速运动

三者关系

x－t图象和v－t图象描述的都是直线运动，而a－t图象描述的不一定是直线运动；在图象转换时，必须明确不同图象间相互联系的物理量，必要时还应根据运动规律写出两个图象所描述的物理量间的函数关系式进行分析和判断

难点四有关连接体问题

整体法

如果不需要求物体之间的相互作用力，且连接体的各部分具有相同的加速度，一般采用整体法根据牛顿第二定律列方程

隔离法

如果需要求物体之间的相互作用力或对于加速度不同的连接体，一般采用隔离法根据牛顿第二定律列方程

常涉及的三种问题类型

（1）涉及滑轮的问题：

若要求绳的拉力，一般都采用隔离法.

（2）水平面上的连接体问题

①这类问题一般是连接体（系统）中各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体后隔离的方法.

②建立直角坐标系时要考虑矢量正交分解越少越好的原则或者正交分解力，或者正交分解加速度.

（3）斜面体与物体组成的连接体问题：

当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，一般采用隔离法分析

解题关键

正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解

题型一考查匀变速直线运动规律的应用

例1、建筑工人常常徒手抛砖块，当砖块上升到最高点时，被楼上的师傅接住用以砌墙，若某次以10m/s的速度从地面竖直向上抛出一个砖块，楼上的师傅没有接住，g取10m/s2，空气阻力可以忽略，则（　　）

A．砖块上升的最大高度为10m

B．经2s砖块回到抛出点

C．砖块回到抛出点前0.5s时间内通过的距离为3.75m

D．被抛出后上升过程中，砖块做变减速直线运动

【举一反三】如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5s和2s。

关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是（　　）

A．关卡2　　　　　　　　B．关卡3

C．关卡4D．关卡5

【变式探究】在水平轨道上有两列火车A和B相距x，A车在后面做初速度为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动，而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，两车运动方向相同．要使两车不相撞，求A车的初速度v0满足什么条件。

题型二考查牛顿运动定律的应用

例2、（2019·高考全国卷Ⅱ）一质量为m＝2000kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶．行驶过程中，司机忽然发现前方100m处有一警示牌，立即刹车。

刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图（a）中的图线．图（a）中，0～t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），t1＝0.8s；t1～t2时间段为刹车系统的启动时间，t2＝1.3s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止．已知从t2时刻开始，汽车第1s内的位移为24m，第4s内的位移为1m。

（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v－t图线；

（2）求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；

（3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1～t2时间内汽车克服阻力做的功；从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以t1～t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）?

【举一反三】如图所示，两个质量均为m的小球A、B用细绳相连，小球A与一个轻弹簧相连，弹簧另一端固定在竖直墙上，小球用一根细线连在天花板上，开始时，两小球都静止不动，这时细线与水平方向的夹角是θ＝45°，弹簧水平，重力加速度为g，现突然把细线剪断．在剪断线的瞬间，小球A的加速度大小是（　　）

A．2

g　　　　　　　　　　B.

g

C．2gD．

g

【变式探究】如图所示，质量分别为0.5kg、0.2kg的弹性小球A、B穿过一绕过定滑轮的轻绳，绳子末端与地面距离为0.8m，小球距离绳子末端6.5m，小球A、B与轻绳间的滑动摩擦力都为自身重力的

，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现由静止同时释放A、B两个小球，不计绳子质量，忽略与定滑轮相关的摩擦力，g＝10m/s2.

（1）求释放A、B两个小球后，A、B各自加速度大小；

（2）小球B从开始释放经多长时间落到地面？

题型三考查动力学的运动图象

例3、（2018·高考全国卷Ⅲ）甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动．甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示．下列说法正确的是（　　）

A．在t1时刻两车速度相等

B．从0到t1时间内，两车走过的路程相等

C．从t1到t2时间内，两车走过的路程相等

D．在t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等

【举一反三】两个物体从同一高度同时由静止开始下落，经过一段时间分别与水平地面发生碰撞（碰撞过程时间极短）后反弹，碰撞前后瞬间速度大小不变，其中一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比。

下列分别用虚线和实线描述的两物体运动的v－t图象，可能正确的是（　　）

【变式探究】一汽车在高速公路上以v0＝30m/s的速度匀速行驶，t＝0时刻，驾驶员采取某种措施，汽车运动的加速度随时间变化的关系如图所示，以初速度方向为正，下列说法正确的是（　　）

A．t＝6s时车速为5m/s

B．t＝3s时车速为零

C．前9s内的平均速度为15m/s

D．前6s内车的位移为90m

【变式探究】甲、乙两个物体在同一直线上运动，其x－t图象如图所示，其中直线b与曲线a相切于点（4，－15）。

已知甲做匀变速直线运动，下列说法正确的是（　　）

A．前4s内两物体运动方向相同

B．前4s内甲的平均速度是乙的平均速度的

倍

C．t＝0时刻，甲的速度大小为9m/s

D．甲的加速度大小为2m/s2

题型四　考查连接体问题

例4、（2019·高考全国卷Ⅲ）如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t＝0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t＝4s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取10m/s2.由题给数据可以得出（　　）

A．木板的质量为1kg

B．2～4s内，力F的大小为0.4N

C．0～2s内，力F的大小保持不变

D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

【举一反三】如图甲所示，斜面体放在粗糙的水平地面上，两斜面光滑且倾角分别为53°和37°，两小滑块P和Q用绕过滑轮不可伸长的轻绳连接，分别置于两个斜面上，且轻绳平行于斜面，已知P、Q和斜面体均静止不动．若交换两滑块位置，如图乙所示，再由静止释放，斜面体仍然静止不动，P的质量为m，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，重力加速度大小为g，不计滑轮的质量和摩擦，则下列判断正确的是（　　）

A．Q的质量为

m

B．在图甲中，斜面体与地面间有摩擦力

C．在图乙中，滑轮受到轻绳的作用力大小为

mg

D．在图乙中，斜面体对地面的摩擦力方向水平向左

【变式探究】如图所示，光滑斜面与倾斜传送带在同一个平面内，传送带以速度v0逆时针匀速转动，现有一滑块从斜面上由静止释放，若滑块与传送带间的动摩擦因数恒定，规定沿斜面向下的速度方向为正方向，则滑块在传送带上滑动时的速度随时间变化的图线可能是（　　）

【举一反三】如图，两个滑块A和B的质量分别为mA＝1kg和mB＝5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m＝4kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3m/s.A、B相遇时，A与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2.求

（1）B与木板相对静止时，木板的速度；

（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。

1．下列物理量属于基本物理量且单位属于国际单位制中基本单位的是（　　）

A．功/焦耳B．质量/千克

C．电荷量/库仑D．力/牛顿

2．如图所示，一辆汽车在平直公路上做匀加速直线运动，从树A开始，在相等的时间内依次经过B、C、D、E四颗树，已知树A、B间距为x1，树D、E间距为x2，则树B、D间距为（　　）

A．x1＋x2B．2x1＋x2

C．x1＋2x2D．2（x1＋x2）

3．如图所示，小球A质量m，木块B质量2m，两物体通过轻弹簧连接竖直放置在水平面上静止．现对A施加一个竖直向上的恒力，使小球A在竖直方向上运动，经弹簧原长时小球A速度恰好最大，已知重力加速度为g.则在木块B对地面压力为零时，小球A的加速度大小为（　　）

A．3gB．1.5g

C．2gD．0.5g

4.甲、乙两物体同时从同一地点沿同一方向做直线运动的速度—时间图象如图所示，则（　　）

A．两物体两次相遇的时刻是2s和6s

B．4s后甲在乙前面

C．两物体相距最远的时刻是2s末

D．乙物体先向前运动2s，随后向后运动

5.一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示．质量为

m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时施加—沿斜面向上的力F拉b，使b始终做匀加速直线运动．弹簧的形变量始终在弹性限度内，重力加速度大小为g.用x表示b的位移，下列表示F随x变化关系的图象正确的是（　　）

6.在一个光滑的水平地面上，沿x轴用力拉动一个盒子，盒子的位置对时间的关系的三种情况如图所示．其中B是直线，另两条是曲线．根据图象可知（　　）

A．t1至t2时间内的位移大小关系是sA>sB>sC

B．t1时刻的速率关系是vA>vB>vC

C．t2时刻的动能关系是EkA>EkB>EkC

D．t1至t2时间内，拉力对盒子所做功的关系是WC>WB>WA

7.质量为0.1kg的物块在水平面上做直线运动的v2随位移x变化的图线如图所示，g取10m/s2，由此可知（　　）

A．物块运动的加速度a＝2m/s2

B．物块与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.2

C．物块在水平面上运动的时间为2s

D．物块在水平面上运动克服摩擦力做的功为8J

8．图甲中有一质量为M的长木板静止于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块．木板受到随时间t变化水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到乙图的aF图．g取10m/s2，则（　　）

A．滑块的质量m＝4kg

B．木板的质量M＝2kg

C．当F＝8N时滑块加速度为2m/s2

D．滑块与木板间动摩擦因数为0.1

9．如图所示，与水平面夹角θ＝37°的倾斜传送带以v0＝2m/s的速度沿顺时针方向转动，小物块A从传送带顶端无初速度释放的同时，小物块B以v1＝8m/s的速度从底端滑上传送带。

已知小物块A、B质量均为m＝1kg，与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.5，小物块A、B未在传送带上发生碰撞，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

求：

（1）小物块B向上运动过程中平均速度的大小；

（2）传送带的长度l应满足的条件．

10．如图甲所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。

从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的v－t图象分别如图乙中的折线acd和bcd所示，a、b、c、d点的坐标分别为a（0，10）、b（0，0）、c（4，4）、d（12，0）。

根据v－t图象，求：

（1）物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2，达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3；

（2）物块质量m与长木板质量M之比；

（3）物块相对长木板滑行的距离Δx。