第2讲 力与物体的直线运动-【红对勾】2025年高考物理二轮复习讲与练

2.(2024·湖北卷)如图所示，两 0(0') 拖船P、Q拉着无动力货船S 39 S■ 30° 一起在静水中沿图中虚线方 向匀速前进，两根水平缆绳与 Q o M(N) 左 左 右 虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船 右M 在水平方向的作用力大小均为f,方向与船的 图(a) 图b) 运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动 A.当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电 力大小为 ( 流方向由N指向M A. B.电流I增大，静止后，导线对轻绳的拉力 B21f2 D.3f 不变 3.(2022·湖南卷)如图(a)所示，直导线MN被 C.tan0与电流I成正比 两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO D.sin0与电流I成正比 上，其所在区域存在方向垂直指向OO'的磁 场，与OO距离相等位置的磁感应强度大小 请完成课时作业1 相等且不随时间变化，其截面图如图(b)所 练 示。导线通以电流】，静止后，轻绳偏离竖直 方向的夹角为0。下列说法正确的是() 006 第2讲力与物体的直线运动 M复习定位 1.熟练掌握匀变速直线运动的基本公式和推论，灵活处理匀变速直线运动的间题。 2.掌握牛顿第二定律，会应用牛顿运动定律解决相关问题。 3.掌握分析运动学和动力学图像的方法。 知识网络 体系构建 注意斜率、面 加速度a 积、截距的含义 纽带 速度公式=U+ad v-t x-1 F-1 a-1 两类基本问题 位移公式=w+af 弹力不能突变 弹力能突变 整远%+切 图像问题 速度一位移公式2-喝=2ar 弹簧 轻样、细线 2 瞬同独矢 橡皮筋接触面 02+8 基本公式 力与 时时立量 2 物体 性性性性 推论 匀变速直 Ax=aT2 的直 瞬时问题 线运动 性质 连接体问题 a向上，超重 初速度为零 线运 自由落体 竖直上 的匀变速直 动 牛顿运典型 超重失重“ 线运动的比 抛运动 a向下，失重 动定律问题 临界极值问题 例式 v=gt v=i-gt 传送带模型 4速度相等是 he号8r h=w-8 板块模型-- 整体法、分段法 临界条件 v2=2gh v=2gh ☑一红烟勾·讲与练·高三二轮物理 考向探究 素养提升 考向一匀变速直线运动规律及其应用 1.处理匀变速直线运动的常用方法 基本公式法、平均速度公式法、位移差公 式法、比例法、逆向思维法、图像法等。 2.两种匀减速直线运动的分析方法 (1)刹车问题的分析：常用逆向思维法，首先 判断速度减小到0的时间t。=,再进行分 a 析计算。 (2)双向可逆类运动分析：匀减速直线运动速 度减为0后反向运动，全过程加速度的大小 【提升练1】(2024·山东卷) 和方向均不变，故求解时可对全过程列式，但 如图所示，固定的光滑斜 需注意x、v、a等矢量的正负及物理意义。 面上有一木板，其下端与 3.追及、相遇问题的解题思路和技巧 斜面上A点距离为L。木板由静止释放，若 (1)紧抓“一图三式”，即过程示意图，时间关 木板长度为L,通过A点的时间间隔为△1； 系式、速度关系式和位移关系式。 007 若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为 (2)速度相等往往是恰好追上（追不上），两者 △t2。△t2:△t1为 ( 间距离有极值的临界条件。 A.(3-1):(W2-1) (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。 B.(√3-√2)：（√2-1） 【典例1】(2024·全国甲卷)为抢救病人，一辆 C.(3+1):(√2+1) 救护车紧急出发，鸣着笛沿水平直路从t=0 D.(√3+√2)：（√2+1） 时由静止开始做匀加速运动，加速度大小 【提升练2】在能见度较低的天气里，甲、乙两 a=2m/s2,在t1=10s时停止加速开始做 车沿同一平直公路同向运动，甲车在前以 匀速运动，之后某时刻救护车停止鸣笛，t2= 01=20m/s的速度运动，乙车在后以v2= 41s时在救护车出发处的人听到救护车发出 8m/s的速度运动，t=0时刻甲车因前方有 的最后的鸣笛声。已知声速vo=340m/s,求： 障碍而紧急制动，制动过程中的加速度大小 (1)救护车匀速运动时的速度大小； a=2m/s2,乙车速度不变，甲车开始制动时 (2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。 两车之间的距离x。=28m,则下列说法正确 听课记录 的是 A.t=5s时，两车之间的距离最远 B.两车相遇前的最大间距为34m C.t=16s时两车相遇 D.两车相遇时，甲车的速度大小为8m/s 第一部分专题一力与运动一闭 考向二运动学图像和动力学图像 1.分析v-t图像和x-t图像问题时的三点注 角度1常规图像问题 意事项 【典例2】（多选）(2024·山东济南高三质检) (1)x-t图像和v-t图像描述的都是直线运 两辆汽车A、B在相邻车道以不同的速度匀 动，而不是曲线运动，图像不表示物体运动的 速行驶，前方十字路口红灯，两车刹车过程 轨迹。 中并排行驶时，如图甲所示，车头到前方停 (2)x-t图像中两图线的交点表示两物体相 车线的距离均为20m,最终两车头均恰好到 遇，而v-t图像中两图线的交点表示两物体 达停车线前。以两车并排行驶时车头所在 的速度相等。 处为位移0点并开始计时，以汽车运动方向 (3)图线为直线时，斜率所表示的物理量不 为正方向建立x轴，汽车A的x-t图像如 变，若为曲线，则该量发生变化，与物体运动 图乙所示，是开口向下的抛物线的一部分， 的轨迹无关。 汽车B的v-t图像为如图丙所示的直线，下 2.匀变速运动的四种非常规图像 列说法正确的是 ( ) x-t2 对比x= 2a1,可知图像 里。A 图像 008 的斜率为2 5OOB 甲 1 ◆m·s) 由x=vot十 at可得 ◆x/m 5 2) 4 1 =,十2at,对比可知 3 t 图像 图像的斜率为 2a,纵轴截 5 t/s 丙 距为初速度。 A.两汽车同时到达停车线前 对比u2=8+2a.x可知， B.汽车A的初速度大小为8m/s 2一1 纵轴截距为v,图像的斜 图像 C.汽车B的加速度大小为1m/s 0 率为2a D.两车头沿运动方向的最大距离为3m 60 根据牛顿第二定律列式， 再变换成a-F关系 听课记录 ☐F a a-F 例如：如图所示，F 图像 umg ma,a E ug, 角度2非常规图像问题 m 【典例3】(2024·河南重点中学高三联考)一 图像的斜率为二，纵轴截 个物体在光滑的水平面上受到水平恒力F 距为一μg 的作用，从静止开始做匀加速直线运动，计 ☑一红因勾·讲与练·高三二轮物理 时开始后的王-t图像如图甲所示，2-x图 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 () 像如图乙所示。据图像的特点与信息分析， A.m甲<m乙 B.m甲>m乙 下列说法正确的是 ( C.甲<4乙 D.以甲>μ乙 ↑1ms) *v21(m2·s2) 【提升练4】（多选）(2024·福建龙岩一模)如 16---------- 图为物体做直线运动的图像，下列说法正确 的是 () x/m 甲 */m·s-l) ◆u2m2·s3 A.x=1m时，物体的速度为8m/s 10----- B.图乙中图线的斜率是图甲中图线的斜率 to t/s 10x/m 的2倍 C.图甲中的y=8m/s ↑/m·s) 20 D.t=1s时，物体的速度为4m/s ↑a/(m·s-2 10 听课记录 t/s 1 丙 A.图甲中，物体在0~t。时间内的位移大于 【提升练3】（多选）(2023· 2Voto 009 全国甲卷)用水平拉力使 B.图乙中，物体的加速度为1m/s 质量分别为m甲、m乙的 C.图丙中，阴影面积表示t1~t2时间内物体 甲、乙两物体在水平桌面0 的末速度 上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间 D.图丁中，t=1s时物体的速度为5m/s 的动摩擦因数分别为：甲和：乙。甲、乙两物 老向三 牛顿运动定律及其应用 1.动力学两类基本问题的解题思路 注意：力和加速度可以发生突变，但速度不可以。 确 受力 求合 由F=ma 运动学 【典例4】风洞实验室中可产生 分析 力F 求加速度 方程 方向、大小都可以调节控制的 运动 求加速 由F=ma求合 风力。如图所示，将一小球套 象 风 分析 度a 力或某个力 在一根固定的直杆上，直杆与 2.瞬时加速度求解时的处理技巧 水平面夹角0为37°，若在竖直向上的风力F (1)轻绳 长度不变时产生弹力可突变，剪 作用下，小球从静止开始以4m/s2的加速度 断时弹力立即消失。 沿直杆向上运动，此时杆对小球的弹力大小 (2)轻弹簧 其形变的恢复需要时间，在瞬 为8N。已知小球质量m=1kg,sin37°= 时性问题中，其弹力认为不变。 0.6,g取10m/s2。 第一部分专题一力与运动一闭 (1)求竖直向上的风力的大小： (2)求直杆与小球间的动摩擦因数； (3)若风力F作用2s后撤去，求小球沿直杆 向上运动的最大位移。 听课记录 【提升练5】(2024·湖南卷)如业 QA 图，质量分别为4m、3m、2m、m 的四个小球A、B、C、D,通过细 c 线或轻弹簧互相连接，悬挂于 O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将 B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加 速度大小分别为 A.g,1.5g B.2g,1.5g C.2g,0.5g D.g,0.5g 真题演练 感悟高考 010 1.(2023·全国甲卷)一小车沿直线运动，从t= 中砝码总质量m,并测量P的加速度大小a, 0开始由静止匀加速至t=t1时刻，此后做匀 得到a-m图像。重力加速度大小为g。在 减速运动，到t=t2时刻速度降为零。在下列 下列a-m图像中，可能正确的是() 小车位移x与时间t的关系曲线中，可能正确 的是 C D 3.(2023·山东卷)如图所R7m 示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续 经过R、S、T三点，已知S、T间的距离是 2.(2024·全国甲卷)如图所示， R、S间距离的两倍，RS段的平均速度是 ·轻绳跨过光滑定滑轮，绳的 10m/s,ST段的平均速度是5m/s,则公交 一端系物块P,P置于水平桌 车经过T点时的瞬时速度为 () 面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一 A.3 m/s B.2 m/s 轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘 C.1 m/s D.0.5m/s ☑一红烟勾·讲与练·高三二轮物理 4.(多选)(2022·湖南卷)球形飞行器安装了可 A.发动机的最大推力为1.5Mg 提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为 B.当飞行器以5m/s匀速水平飞行时，发动 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=k2,k为常量）。当 机推力的大小为∠☑会 发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时 C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞 间后，其匀速下落的速率为10m/s;当发动机 行时，飞行器速率为5√3m/s 以最大推力推动飞行器竖直向上运动时，经 D.当飞行器以5m/s的速率飞行时，其加速 过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为 度大小可以达到3g 5m/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 ( 请完成课时作业2 微专题一动力学中的连接体问题和临界、极值问题 d复习定位 1.掌握整体法与隔离法、数形转换法、临界极值法等常用思想方法。 2.熟悉常见连接体模型，掌握模型建构及综合问题的分析方法。 3.能够应用动力学基本规律解决临界、极值问题。 考向探究 素养提升 011 老向一 动力学中的连接体问题 1.常见连接体问题的特点 【典例1】如图所示，质量为m2 (1)通过轻绳连接的两个物体：如果一起做加 的物体2放在正沿平直轨道 速运动，则它们的加速度大小相等。 行驶的车厢底板上，并用竖 7A7mmm (2)叠加体类连接体：两物体间刚要发生相对 直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物 滑动时，物体间的摩擦力达到最大静摩擦力。 体1，某时刻观察到与物体1相连接的细绳 (3)靠在一起的连接体：分离时相互作用力为 与竖直方向成0角，重力加速度为g,则下列 零，但此时两物体的加速度仍相同。 说法正确的是 () 2.连接体问题的分析方法 A.车厢向右减速运动 (1)若连接体内各物体具有相同的加速度，利 B.物体2所受底板的摩擦力大小为m2gtan0, 用整体法计算外力（或其他未知量）；利用隔 方向向右 离法求物体之间的作用力（内力）。 C.车厢向左加速运动 (2)应用牛顿第二定律解决连接体相对静止 D.物体2对底板的压力大小为m2g一m1gsin0 类问题时，可以先用整体法求出加速度，然后 听课记录 再用隔离法选取合适的研究对象，求物体之 间的作用力（内力），即“先整体求加速度，后 隔离求内力”。 第一部分 专题一力与运动一闭第2讲力与物体的直线运动 1.6m/s2,两车速度相等时，两车头沿 第二定律有ng sin37°+umg cos37°- 运动方向的距离最大，则v=8 a2,解得a2=8m/s2,方向沿杆向下， …考向探究素养提升 40 1.61=5-0.625t,解得1=13s,0= 小球继续上滑的位移x?=2a =4m, 考向一匀变速直线运动规律及其 40 应用 m/s,两车头沿运动方向的最大距 小球沿直杆向上运动的最大位移 典例1(1)20m/s(2)680m xm=x1十x2=12m。 60 解析：(1)根据题意可知，救护车匀速 离为Ax=A十0 一g十v 提升练5A细线剪断前，对B、C、D整 2 21 13 m, 运动时的速度大小为v=at1, 体受力分析，由力的平衡条件有A、B D正确。 代入数据解得v=20m/s。 间轻弹簧的弹力FAB=6mg,对D受力 典例3D当x=1m时，由题图乙可 (2)设救护车在t=t。时停止鸣笛，则 分析，由力的平衡条件有C、D间轻弹 由运动学规律可知，此时救护车距出 知v3=8m2/s2,解得v=2√2m/s,故 簧的弹力FcD-mg,细线剪断瞬间，对 A错误；由初速度为0的匀加速直线运 B由牛顿第二定律有3mg一FB 发处的距离为x=2at十v1。一t), 动规律，可得x= 2au2,则有 =21 3maB,对C由牛顿第二定律有2mg十 又x=vo(t2-tw）, t FcD=2mac,联立解得aB=-g,ac 联立并代入数据解得x=680m。 可得题图甲中图线的斜率甲= 1.5g,A正确。 提升练1A对木板由牛顿第二定律可 知木板的加速度不变，木板从静止释 之，由02=2ax可知，题图乙中图线的 真题演练感悟高考 放到下端到达A点的过程，有L 1.Dx-1图像的斜率表示速度，小车 斜率kz=2a=8,解得a=4m/s2,则 2at6,木板从静止释放到上端到达A k2=4k甲，题图甲中的y=4m/s,故 在0~t1时间内从静止开始做匀加速 B、C错误；t=1s时，物体的速度v'= 直线运动，则x-t图像的斜率从零开 点的过程，当木板长度为L时，有 at=4m/s,故D正确。 始不断增大；1~t2时间内小车开始做 2L=2a,当木板长度为2L时，有 提升练3BC根据牛顿第二定律有 匀减速直线运动至速度为零，则x一-t 图像的斜率不断减小至零，故D正确， 3L=2a,又△，=1，-4,4g=2 F-mg=ma,整理得F=ma十mmg, 可知F-a图像的斜率为，纵轴裁距 A、B、C错误。 to,联立解得△12：△t1=(√3一1)： 为g,则由题图可看出甲>m2, 2.D设物块P的质量为M,物块P与 (√2-1)，A正确。 以甲m甲g=以乙m乙g,则以甲<以乙，故 桌面间动摩擦因数为以，轻绳上的拉力 选B、C。 大小为T。 提升练2C经分析可知，当两车速度 对砝码和轻盘组成的整 相等时，两车之间的距离最大，即2 提升练4AD根据v-t图像中，图线 与横轴围成的面积表示位移，由题图 牛二{体：mg-T=ma v1一a1,解得1=6s,故A错误；t=6s 甲可知，物体在这段时间内的位移x> 对物块P:T-Mg=ma 1 时，甲车的位移为工甲=t一2a1, U,故A正确；根据运动学公式 =g (u十1)Mg,D正确 2 m+M x乙=v2t,则两车间最大距离为△x= 3C由题知，电动公交车做匀减速直线 xp一x元十xu,解得△x=64m,故B 2ax=v2一v可得v2=2ax十v后，可知 运动，设R、S间的距离为x,则根据题 错误；甲车从开始制动到速度减为0的 v2-x图像中图线的斜率为2a,由题 时间1= 0120 图乙可得，物体的加速度为0.5m/s2, 意有VRs= =十 a =2s=105,此时甲车的位 2 故B错误；根据a-t图像中，图线与横 20 轴所围面积表示速度的变化量可知， 移x=21=2 ×10m=100m,乙 题图丙中，阴影面积表示t1~12时间 心s十wr,联立解得12=4h1Ur=取 2 车的位移x2=2t1=8×10m=80m, 内物体的速度变化量，故C错误；根据 10,再根据匀变速直线运动速度与时 此时两车相距△x'=x'一x2十x。 2a12,可得 间的关系有vr=vR一a·5t1,则at1 运动学公式x=ot十 100m-80m+28m=48m,因此甲车 t 2m/s,又有vs=R一a·2=10m/s, 停止时，乙车还未追上，乙车继续匀速 u,十21，结合题图丁可得U。 则vR=11m/s,联立解得vr=1m/s, 前行的时间1，= 4 8s=6s,相遇 一5m/s,a=10m/s2,由运动学公式 故选C。 时甲车静止，则两车相遇所需要的时 v=v0十a1可得，1=1s时，物体的速 4.BC当飞行器关闭发动机以速率v1= 间t总=t1十t2=16s,故C正确， 度为v=5m/s,故D正确。 10m/s匀速下落时，有Mg=kv,当 D错误。 考向三牛顿运动定律及其应用 飞行器以速率v2=5m/s匀速向上运 考向二运动学图像和动力学图像 典例4(1)20N(2)0.25(3)12m 动时，有Mg十kU=Fmx,联立解得 典例2BDB车做的是匀减速运动，则 解析：(1)小球在垂直于杆方向上受风 Fmx=1.25Mg,A错误；当飞行器以速 力的分力大小为F,=Fcos37°，小球 21=20m,解得t=8s,而A车到 率v2=5m/s匀速水平飞行时，飞行器 的重力垂直于杆向下的分力大小为 受重力、推力和空气阻力作用而平衡， 达停止线只用了5s,A错误；因为汽车 G1=Gc0s37°=8N,小球在垂直于杆 由平衡条件有F2=(Mg)2十(kv2), A的x-t图像如题图乙所示，是开口 方向上受力平衡，可知杆对小球的弹 向下的抛物线的一部分，则汽车A做 力垂直于杆向下，所以杆对小球的弹 解得F=7 4 Mg,B正确；当飞行器 匀减速直线运动，则汽车A的初速度 力大小F2=F:一G1,由题意可知 F,=8N,解得F=20N。 以最大推力Fmx推动飞行器水平飞行 大小为wA=20=2工=8m/s,B正 (2)风力F作用时，由牛顿第二定律有 时，由平衡条件有Fs一(Mg)2= 确；汽车B的加速度大小为aB=△ (F-mg)sin37°-F2=mu1,因a1 (kw)2,解得3=55m/s,C正确：当 4m/s2,F=20N,解得=0.25。 飞行器最大推力向下，飞行器以5m/s m/s=0.625m/s2,C错误；汽车A 5 (3)风力作用2s时，小球的速度为 的速率向上减速飞行时，其加速度向 v1=a1t1=8m/s,小球的位移为x1= 下达到最大值，由牛顿第二定律有 2x40 的加速度大小为aA一子=25m/g 2a1行=8m,风力撤去后，根据牛顿 Mg十Fmmx十ku2=Mamx,解得amnx 2.5g,D错误。 一红因勾·讲与练·高三二轮物理 -266-