2 专题一 第二讲 力与直线运动（教师用书）-【金版新学案】2023高考物理大二轮专题复习与测试（新高考 新教材）

第二讲　力与直线运动 1．(2022·湖北高考T6)我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1 080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发，经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为0.5 m/s2，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为(　　 ) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．6小时25分钟 B．6小时30分钟 C．6小时35分钟 D．6小时40分钟 B　[由于中间4个站均匀分布，因此节省的时间相当于在任意相邻两站间节省的时间的5倍，相邻两站间的距离x＝ m＝2.16×105 m，普通列车加速时间t1＝＝ s＝60 s，加速过程的位移x1＝at12＝×0.5×602 m＝900 m，匀速运动的时间t2＝＝ s＝7 140 s，高铁列车加速时间t1′＝＝ s＝180 s，加速过程的位移x1′＝at1′2＝×0.5×1802 m＝8 100 m，匀速运动的时间t2′＝＝ s＝2 220 s，相邻两站间节省的时间Δt＝(t2＋2t1)－(t2′＋2t1′)＝4 680 s，因此总的节省时间Δt总＝5Δt＝4 680×5 s＝23 400 s＝6小时30分，故B正确。] 2．(多选)(2022·湖南高考T9) 球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即F阻＝kv2，k为常量)。当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为10 m/s；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5 m/s。重力加速度大小为g，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是(　　 ) A．发动机的最大推力为1.5Mg B．当飞行器以5 m/s匀速水平飞行时，发动机推力的大小为Mg C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为5 m/s D．当飞行器以5 m/s的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g BC　[飞行器关闭发动机，以v1＝10 m/s匀速下落时，有Mg＝kv12＝k×100 m2/s2，飞行器以v2＝5 m/s向上匀速时，设最大推力为Fm，Fm＝Mg＋kv22＝Mg＋k×25 m2/s2，联立可得Fm＝1.25Mg，k＝，A错误；飞行器以v3＝5 m/s匀速水平飞行时F＝＝Mg，B正确；发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时F阻＝＝Mg＝kv42，解得v4＝5 m/s，C正确；当飞行器最大推力向下，以v5＝5 m/s的速率向上减速飞行时，其加速度向下达到最大值Fm＋Mg＋kv52＝Mam，解得am＝2.5g，D错误。] 3．(2021·海南卷)如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为mP＝0.5 kg、mQ＝0.2 kg，P与桌面间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10 m/s2。则推力F的大小为(　　) A．4.0 N B．3.0 N C．2.5 N D．1.5 N A　[ P静止在水平桌面上时，由平衡条件有FT1＝mQg＝2 N，Ff＝FT1＝2N<μmPg＝2.5 N。推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半，即FT2＝＝1 N，故Q加速下降，有mQg－FT2＝mQa，可得a＝5 m/s2 。P将有相同的加速度向右加速而受滑动摩擦力，对P由牛顿第二定律FT2＋F－μmPg＝mPa，解得F＝4 N，故A正确。] 4．(多选)(2021·全国乙卷)水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左端上有一质量为m2的物块，如图(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图(b)所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则(　　) A．F1＝μ1m1g B．F2＝(μ2－μ1)g C．μ2>μ1 D．在0～t2时间段物块与木板加速度相等 BCD　[由题图(c)可知，t1时刻滑块与木板一起刚从水平地面滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为研究对象有F1＝μ1(m1＋m2)g，故A错误；由题图(c)可知，