专题1 微专题2 力与直线运动(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2025年高考物理大二轮专题复习

微专题二　力与直线运动 专题一 力与运动 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 目 标 要 求 1.会用运动学公式和推论解答匀变速直线运动问题。 2.掌握牛顿第二定律，会分析瞬时加速度问题、连接体问题、两类动力学问题等。 3.理解动力学图像的物理意义，并能利用图像分析实际问题。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 匀变速直线运动的规律及应用 赢在微点 物理 大二轮 考点1 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4 1.解答匀变速直线运动问题常用的六种方法 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.两种典型运动问题的解题关键 (1)刹车问题的分析：末速度为零的匀减速直线运动问题常用逆向思维法，对于刹车问题，应先判断车停下来所用的时间，再选择合适的公式求解。 (2)双向可逆类运动分析：匀减速直线运动速度减为零后反向运动，全过程加速度大小和方向均不变，故求解时可对全程列式，但需注意x、v、a等矢量的正负及物理意义。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.处理追及和相遇问题常用的方法 常用方法 思路和技巧 过程 分析法 v甲=v乙 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 函数法   (1)如图所示，若判断能否追上，可令Δx=x乙+x0-x甲=0，利用二次方程根的判别式Δ=b2-4ac判断有解还是无解即可。 (2)计算最近或最远距离：Δx=x乙+x0-x甲为关于t的二次函数，当t=-时两车间有最近或最远距离 图像法 画出v-t图像，图线与t轴所围面积表示位移，利用图像可直观地分析追及和相遇问题 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度1　运动学规律的应用 [高考典题剖析]　(2022·全国甲卷)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为v0，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v(v<v0)。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.+ B.+ C.+ D.+ 【命题立意】　本题以列车通过隧道时限速为素材，创设了求解运动时间的生活实践问题情境，考查匀变速直线运动及公式的应用。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【关键能力】　本题主要考查理解能力和推理论证能力。 (1)理解能力。 序号 关键表述 物理量及其关系 1 当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v 要使时间最短，则要求减速至v时车头刚好到达隧道入口处；从车头开始进入隧道到车尾刚离开隧道，列车以速率v做匀速运动，车尾离开隧道出口后立即开始加速，直到速度达到v0 2 所用时间至少为 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)推理论证能力。 列车运动的示意图如图甲、乙、丙、丁所示，弄清几个关键节点，分析各阶段的运动特征。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 运动过程 运动性质 各阶段时间 总时间 甲位置→ 乙位置 匀减速 直线运动 t1= t=t1+t2+t3=+ 乙位置→ 丙位置 匀速直 线运动 t2= 丙位置→ 丁位置 匀加速 直线运动 t3= 【答案】　C 【失分剖析】　未理解题意，误认为以速率v匀速运动的距离为L。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度2　刹车问题 [例1]　(2024·苏州模拟)汽车在平直公路上以20 m/s的速度匀速行 驶。前方突遇险情，司机紧急刹车，汽车做匀减速运动，加速度大小为8 m/s2。开始刹车后3 s汽车运动的距离为(　　) A.10 m B.24 m C.25 m D.50 m 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由题意知，车速为20 m/s，刹车的加速度大小为8 m/s2，减速到零的时间t0==2.5 s，最后末速度减为0，刹车位移x=v0t0=25 m， C项正确。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度3　追及和相遇问题 [例2]　清晨，一对父女沿平直公路晨跑，父女俩均以2 m/s的速度匀速运动，女儿在父亲前面8 m处，父亲带着的手机播放音乐，女儿用蓝牙耳机收听；某时刻女儿开始以1 m/s2的加速度匀加速奔跑，速度达到6 m/s后继续匀速运动。若蓝牙耳机连接信号的最大距离为200 m，则女儿开始加速运动多长时间后不能收听到音乐(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.25 s B.44 s C.48 s D.50 s 当两者间距达到200 m后，不能收听到音乐，则t1==4 s，根据s=(v0+vm)t1+vm(t-t1)+s0-v0t，解得t=50 s，D项正确。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 牛顿运动定律的应用 赢在微点 物理 大二轮 考点2 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 18 1.瞬时加速度问题 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.解决两类动力学问题的思路 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.连接体问题 (1)整体法与隔离法的选用技巧。 整体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求解物体间的相互作用力 隔离法的选取原则 若连接体内各物体的加速度不相同，或者需要求解物体间的相互作用力 整体法、隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度，且需要求解物体间的相互作用力，可先用整体法求加速度，再用隔离法求物体间的作用力 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)常见连接体。   接触面光滑或μA=μB 三种情况中弹簧弹力、绳的张力相同且与接触面是否光滑无关   常用隔离法   常会出现 临界条件 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度1　瞬时加速度问题 [例1]　(2024·晋中模拟)如图所示，A、B、C、D、E、F六个小球分别用弹簧、细绳和细杆连接，挂于水平天花板上，若某一瞬间同时在a、b、c处将悬挂的细绳剪断，比较各球下落瞬间的加速度，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.C、D、E、F球的加速度均为g B.A球的加速度为2g，B球的加速度为g C.所有小球都以g的加速度下落 D.E球的加速度大于F球的加速度 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 剪断细绳的瞬间，绳子和细杆的弹力发生突变，突变为零，小球做自由落体运动，加速度为重力加速度，C、D、E、F球的加速度均为g，A项正确，D项错误；剪断细绳的瞬间，弹簧的弹力不发生突变，对A球有aA===2g，对B球有aB==0，B、C两项错误。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度2　两类动力学问题 [例2]　(2024·沧州模拟)传送带是机场、车间、车站等场地大量使用的物资转运设备，为工农业生产及人民生活带来了极大方便。如图甲所示为一车间运送货物的传送带示意图，传送带的倾角为θ。某次运送货物时工人把传送带调到某一恒定的速率沿逆时针方向运行。在t=0时，将一货物轻放在传送带上的最右端A位置处，2.0 s时货物从B点离开传送带。货物的速度随时间变化的图像如图乙所示，设沿传送带向下为运动的正方向，重力加速度g取10 m/s2。求： 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)货物与传送带之间的动摩擦因数 及θ的正弦值； (2)在0~2.0 s时间内货物在传送带上 划过的痕迹长度； (3)要使无初速度放在A位置的货物运动到B位置的时间最短，传送带的速率至少应调整到多少；传送带的运行方向如何；最短时间是多少。(结果可用根式表示) (1)0.5　0.6　(2)5 m　(3)8 m/s　逆时针方向运行　 s 答案 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)由题图乙知，0~1.0 s内a1==10 m/s2， 1.0~2.0 s内a2==2 m/s2， 0~1.0 s内，由牛顿第二定律得mgsin θ+μmgcos θ=ma1， 1.0~2.0 s内，由牛顿第二定律得mgsin θ-μmgcos θ=ma2， 解得μ=0.5，sin θ=0.6。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)由题图乙知，传送带的速率v1=10 m/s， 0~1.0 s内传送带比货物多运动 Δx1=v1t1-v1t1=5 m， 1.0~2.0s内货物比传送带多运动 Δx2=(v1+v2)t2-v1t2=1 m， 则货物在传送带上划过的痕迹长度为Δx1=5 m。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)传送带应逆时针方向运行，且运行速度应足够大确保货物从A到B一直以加速度 a1=gsin θ+μgcos θ=10 m/s2， 做匀加速运动；设传送带的速率至少应调到v3，货物运动到B位置的最短时间为t3，传送带A、B间的长度x=v1t1+(v1+v2)t2=16 m， =2a1x，v3=a1t3， 解得v3=8 m/s，t3= s。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 　　解决多过程问题常用的三步分析法 (1)“合”——初步了解全过程，构建大致运动图景。 　　(2)“分”——将全过程进行分解，分析每个子过程的运动规律。 (3)“合”——找到子过程的联系，特别是两个子过程衔接点的速度和总位移(或总时间)。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度3　连接体问题 [例3]　如图所示，在一粗糙水平面上，有三个通过不计质量的卡扣依次连接在一起的货箱A、B、C，质量分别为m、2m、3m，每个货箱与水平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。现用一大小为F、方向水平向右的拉力拉C货箱，使货箱A、B、C一起向右做匀加速直线运动。下列说法正确的是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.A、B间卡扣的作用力大小为 B.B、C间卡扣的作用力大小为+3μmg C.拉力与整体受到的摩擦力大小相等 D.A、B、C整体的加速度大小为 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 将货箱A、B、C看作整体，由牛顿第二定律得F-6μmg=6ma，解得a=，D项错误；对A、B整体研究，取水平向右为正方向，设B、C间卡扣的作用力大小为F1，则F1-3μmg=3ma，解得F1=，B项错误；对A研究，设A、B间卡扣的作用力大小为F2，则F2-μmg=ma，解得F2=，A项正确；货箱A、B、C一起向右做匀加速直线运动，拉力的大小F>6μmg，C项错误。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 [例4]　(2024·全国甲卷)如图，一轻绳跨过光滑 定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上， 与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘(质 量可忽略)，盘中放置砝码。改变盘中砝码总质 量m，并测量P的加速度大小a，得到a-m图像。重力加速度大小为g。在下列a-m图像中，可能正确的是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设P的质量为M，P与桌面的滑动摩擦力为Ff；以P为研究对象，根据牛顿第二定律得T-Ff=Ma，以盘和砝码为研究对象，根据牛顿第二定律得mg-T=ma，联立解得a==，当砝码的重力大于Ff时，才有一定的加速度，当m趋于无穷大时，加速度趋近等于g，D项正确。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 运动学和动力学图像 赢在微点 物理 大二轮 考点3 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 38 1.运动学图像 常见图像 对应运动规律 斜率 纵截距 面积 x-t图像 x=vt 速度v 0   v-t 图像 v=v0+at 加速度a 初速 度v0 位移x a-t图像 v-v0=at 速度变化量Δv 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 -t图像 由x=v0t+at2 得=v0+at a v0 v2-x 图像 由v2-=2ax 得v2=+2ax 2a   a-x图像 v2-=2ax    考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.动力学图像 a-F 图像 描述加速度与某个力或合外力的关系。例如物体在拉力作用下沿水平面加速运动的过程，有F-μmg=ma，整理得a=F-μg，斜率为，纵截距为-μg F-t 图像 动力学角度：分析各阶段的加速度，利用运动学规律求解 动量角度：图线与t轴所围面积表示力F的冲量 F-x 图像 动力学角度：分析各阶段的加速度，利用运动学规律求解 功能角度：图线与x轴所围面积表示力F做的功 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度1　运动学图像 [例1]　(2023·广东卷)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 铯原子团仅在重力的作用下运动，加速度g竖直向下，大小恒定，在v-t图像中，斜率为加速度，故斜率不变，所以图像应该是一条倾斜的直线，A、B两项错误；因为加速度恒定，且方向竖直向下，故为负值，C项错误，D项正确。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度2　动力学图像 [例2]　(多选题)(2023·全国甲卷)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知(　　) A.m甲<m乙 B.m甲>m乙 C.μ甲<μ乙 D.μ甲>μ乙 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由牛顿第二定律得F-μmg=ma，整理得F=ma+μmg，结合题中图像得μ甲m甲=μ乙m乙，m甲>m乙，解得μ甲<μ乙，B、C两项正确。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 [例3]　(多选题)如图甲所示，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，一端固定在墙壁上，另一端拴接物体A，质量均为1 kg的物体A、B接触但不粘连。压缩弹簧至某一位置(弹性限度以内)后由静止释放A、B，同时给物体B施加水平向右的力F使之做匀加速直线运动，F与作用时间t的关系如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.A、B分离时，弹簧刚好为原长状态 B.A、B分离时，B的加速度大小为2 m/s2 C.A、B分离时，A的速度大小为0.4 m/s D.开始有F作用时，弹簧的压缩量为4 cm 物体A、B分离时，B只受拉力F作用，加速度大于零，此时A的加速度与B的加速度相同，则弹簧弹力大于零，弹簧处于压缩状态， 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A项错误；物体A、B分离后，B的加速度不变，即拉力F不变，由题图乙可知，此时拉力F为2 N，则B的加速度为a==2 m/s2，B项正确；物体A、B分离时，A、B的速度相同，均为v=at=0.4 m/s， C项正确；t=0时，对A、B整体由牛顿第二定律得，弹簧弹力为kx1=2ma，运动0.2 s后，弹簧压缩量x2=x1-at2，此时弹簧弹力为kx2=ma，联立解得x1=0.08 m=8 cm，D项错误。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·广东模拟)如图所示，滑翔伞是一批热爱跳伞、滑翔翼的飞行人员发明的一种飞行器。现有一滑翔伞沿直线朝斜向下方向做匀加速直线运动。若空气对滑翔伞和飞行人员的作用力为F，则此过程中F的方向可能是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 滑翔伞沿直线朝斜向下方向做匀加速直线运动，则F与重力G的合力方向与v同向，A项符合题意，B、C、D三项不符合题意。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”。如图甲所示，某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。t=0时，该潜艇 “掉深”，随后采取措施自救脱险，在0~50 s内潜艇竖直方向的v-t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。不计水的粘滞阻力，则(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.潜艇在t=20 s时下沉到最低点 B.潜艇竖直向下的最大位移为600 m C.潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为3∶2 D.潜艇在0~20 s内处于超重状态 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 在50 s内先向下加速后向下减速，则50 s时潜艇向下到达最大深 度，A项错误；由题图乙可知潜艇竖直向下的最大位移为h=×30 ×50 m=750 m，B项错误；潜艇在“掉深”时向下加速，则由题图乙可知加速度大小为a= m/s2=1.5 m/s2，在自救时加速度大小为a'= m/s2=1 m/s2，加速度大小之比为3∶2，C项正确；潜艇在0~20 s内向下加速，加速度向下，处于失重状态，D项错误。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本部分内容讲解结束 把握高考微点，实现素能提升，完成专题精练2 $$