02 专题一 第2课时 力与直线运动（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（江苏专版）

第2课时　力与直线运动 [建体系·知关联](教师用书独具) [析考情·明策略] 真题呈现 2025江苏T1(匀变速直线运动的公式应用) 2023江苏T1(利用v-t图像分析加速度) 2022江苏T1(利用牛顿第二定律求加速度) 考情分析 该部分多与交通、体育运动等真实情境结合，考查匀变速直线运动的相关概念、规律及公式的应用，增强考生从运动图像中提取信息的能力和推理能力。题型以选择题、较为综合的计算题为主。 考点1| 匀变速直线运动规律的应用 1．匀变速直线运动的基本规律 (1)速度关系：v＝v0＋at。 (2)位移关系：x＝v0t＋at2。 (3)速度—位移关系：＝2ax。 (4)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度：＝＝。 (5)匀变速直线运动在相等时间间隔内相邻的两段位移之差为常数，即Δx＝aT2。 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审题时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，最后还要注意对解的讨论分析。 [案例1]　现有甲、乙两汽车正沿同一平直大街同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10 m/s。当两车快要到十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为t0＝0.5 s)。已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.6倍，g＝10 m/s2，假设汽车可看作质点。 (1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15 m，他采取上述措施能否避免闯红灯？ (2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车在正常行驶过程中应至少保持多大距离？ [解析]　(1)根据牛顿第二定律，甲车紧急刹车的加速度大小为a1＝＝＝4 m/s2 滑行距离x＝＝ m＝12.5 m 由于x＝12.5 m<15 m 可见甲车司机刹车后能避免闯红灯。 (2)根据牛顿第二定律，乙车紧急刹车的加速度大小为a2＝＝＝6 m/s2，两车速度相等时处于同一位置，即为恰好不相撞的条件。 设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离x0，在乙车刹车t2时间后两车的速度相等，其运动关系如图所示， 则速度关系有v0－a1(t2＋t0)＝v0－a2t2， v＝v0－a2t2 位移关系有＝ 解得t2＝1.0 s，x0＝1.5 m。 [答案]　(1)能　(2)1.5 m [案例2]　(2025·江苏南京一模)如图所示，物体从斜面上的A点由静止开始下滑，经B点进入水平面(经过B点前、后速度大小不变)，最后停在C点。每隔0.1秒测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。则物体通过B点时的速度为(　　) t/s 0.0 0.1 0.2 … 0.9 1.0 … v/(m·s-1) 0.0 0.5 1.0 … 1.5 1.4 … A．2.0 m/s B．1.8 m/s C．1.7 m/s D．1.5 m/s A　[物体匀加速阶段的加速度为a1＝m/s2＝5 m/s2，在1.0 s时的速度为1.4 m/s，说明已经进入匀减速阶段，加速度大小为a2＝m/s2＝1 m/s2， 设匀加速运动时间为t，则有1.4 m/s＝a1t－a2(1.0 s－t)，解得t＝0.4 s，则物体通过B点时的速度为v＝a1t＝2.0 m/s，故选 A。] 【教师备选资源】 “礼让行人”是城市文明的重要标志。某汽车正以54 km/h的速度行驶在城市道路上，在车头距离“礼让行人”停车线36 m时，驾驶员发现前方有行人通过人行横道，0.4 s 后刹车，使汽车匀减速滑行，为了使汽车不越过停车线停止让行，下列说法正确的是(　　) A．汽车刹车滑行的最大距离为36 m B．汽车刹车的最小加速度为3 m/s2 C．汽车用于减速滑行的最长时间为4 s D．汽车行驶的平均速度不能超过7.5 m/s C　[汽车刹车前，在0.4 s内做匀速运动的位移为x1＝v0t1＝×0.4 m＝6 m，则汽车刹车滑行的最大距离为x2＝36 m－x1＝30 m，故A错误；汽车刹车的最小加速度为amin＝＝m/s2＝3.75 m/s2， ＝＝ m/s≈8.18 m/s＞7.5 m/s，故D错误。] 考点2| 运动图像问题 1．解决图像类问题“四个注意” (1)速度图线只有通过时间轴时速度方向才改变。 (2)利用v-t图像分析两个物体的运动时，要注意两个物体的出发点是否相同。 (3)物体的运动图像与运动过程的转化。 (4)x-t图像、v-t图像、a-t图像的应用。 2．应用图像时的“两个误区” (1)误认为v-t图像、x-t图像是物体的运动轨迹。 (2)在v-t图像中误将交点认为此时相遇。 [案例3]　(2025·江苏连云港高三模拟)《交通法》规定，电动自行车的最高速度不得超过25 km/h。已知甲、乙、丙、丁四人骑行电动车0.5 h内的x-t图像如图所示，则其中没有超速的是(　　) A．甲　　　　　 B．乙 C．丙 D．丁 B　[x-t图像的斜率表示速度，甲中速度为v1＝＝30 km/h，乙、丙、丁中虚线斜率为k＝ km/h＝25 km/h，乙中图线斜率小于25 km/h，丙中图线末段斜率大于25 km/h，丁中图线初段斜率大于25 km/h，电动自行车的最高速度不得超过25 km/h，则没有超速的是乙，故选B。] 反思感悟：运动图像问题的“三点提醒” (1)对于x-t图像，图线在纵轴上的截距表示t＝0 时物体的位置；对于v-t和a-t图像，图线在纵轴上的截距并不表示t＝0时物体的位置。 (2)在v-t图像中，两条图线的交点不表示两物体相遇，而是表示两者速度相同。 (3)v-t图像中两条图线在轴上的截距不同，不少同学误认为两物体的初始位置不同，初始位置是否相同应根据题中条件确定。 [案例4]　(2023·江苏卷T1)电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯加速上升的时段是(　　) A．从20.0 s到30.0 s　 B．从30.0 s到40.0 s C．从40.0 s到50.0 s D．从50.0 s到60.0 s A　[由题意知，电梯处于上升状态，则电梯速度向上，若电梯加速上升，则其加速度也向上，题图所示速度为正且图线斜率也为正的时段为电梯加速上升的时段，A正确。] [案例5]　(2025·江苏宿迁一模)小明同学利用APP测量手机运动过程的加速度a。手机由静止向上运动，其a-t图像如图所示，则(　　) A．t2时刻，手机速度最大 B．t3时刻，手机速度为0 C．t3～t4时间内，手机向上运动 D．t2～t4时间内，手机先处于失重状态后处于超重状态 C　[由题图可知t2时刻加速度最大，后续t2到t3仍然在加速，故手机在t3时刻速度最大，故A、B错误；a-t图像与时间轴围成的面积代表速度变化量时间内速度变化量大于t3～t4时间内速度变化量，所以t3～t4时间内，手机向上运动，故C正确；t2～t4时间内，加速度先向上后向下，手机先处于超重状态后处于失重状态，故D错误。故选C。] 【教师备选资源】 某高速公路上ETC专用通道是长为20 m的直线通道，且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时，可以不停车而低速通过，限速为5 m/s。如图所示是一辆小汽车减速到达通道口时立即做匀速运动，车尾到达通道末端后立即加速前进的v-t图像，则下列说法正确的是(　　) A．由图像可知，小汽车的车身长度为5 m B．图像中小汽车减速过程的加速度大小为1.25 m/s2 C．图像中小汽车减速过程的位移大小为200 m D．图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大 A　[根据题意，由题图可知，汽车匀速运动的位移为x＝vt＝5×(25－20) m＝25 m，由于通道长为20 m，则小汽车的车身长度为5 m，故A正确；根据v-t图像中斜率表示加速度，由题图可知，小汽车减速过程的加速度大小为|a1|＝ m/s2＝1 m/s2，小汽车加速过程的加速度大小为a2＝ m/s20.71 m/s2，则小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小，故B、D错误；根据v-t图像中图线与时间轴围成的面积表示位移，由题图可知，小汽车减速过程的位移大小为x1＝(25＋5)×20 m＝300 m，故C错误。] 考点3| 牛顿运动定律的应用 考向1　牛顿第二定律的瞬时性问题 (1)力可以发生突变，但速度不能发生突变。 (2)轻绳、轻杆、轻弹簧两端有重物或固定时，在外界条件变化时，轻绳、轻杆的弹力可以发生突变，但轻弹簧的弹力不能突变。 [案例6]　 (2025·江苏扬州高三月考)如图甲、乙所示，细绳拴一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平。已知重力加速度为g，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。下列结论正确的是(　　) A．甲、乙两种情境中，小球静止时，细绳的拉力大小均为mg B．甲图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g C．乙图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g D．甲、乙两种情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为g C　[甲、乙两种情境中，小球静止时，轻杆对小球与轻弹簧对小球的作用力都是水平向右，如图所示。由平衡条件得细绳的拉力大小都为FT＝＝mg，故A错误；题图甲所示情境中，细绳烧断瞬间，小球即将以铰链为轴，在竖直面内做圆周运动，所受合外力等于重力，所以小球的加速度大小为a1＝g，题图乙所示情境中，细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合外力与烧断前细绳的拉力大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为a2＝＝g，故C正确，B、D错误。 ] 考向2　动力学中的连接体问题 (1)当连接体中各物体具有共同的加速度时，一般采用整体法。当系统内各物体的加速度不同时，一般采用隔离法。 (2)求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法。 [案例7]　(2025·江苏高三校联考)如图所示，质量M＝3.0 kg、倾角θ＝37°的斜面体置于足够大的水平面上，斜面体固定有竖直挡板，质量m＝2.0 kg的匀质光滑球置于斜面体与挡板之间，斜面体在水平向右的外力F作用下向右运动。已知斜面体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，挡板质量不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2。求： (1)若斜面体与球一起向右做匀速运动，则斜面体对球的弹力大小FN； (2)当挡板对球的作用力刚好为零时，斜面体受到水平向右的外力大小Fm。 [解析]　(1)对球受力分析如图所示，由平衡条件有FNcos θ－mg＝0 代入数据解得 FN＝25.0 N。 (2)当挡板对球的作用力为零时，斜面体与球一起向右运动的加速度设为am，则对球有mg tan θ＝mam 对整体有Fm－μ(M＋m)g＝(M＋m)am 代入数据解得Fm＝47.5 N。 [答案]　 (1)25.0 N　(2)47.5 N 【教师备选资源】 如图所示，相同细线1、2与钢球连接，细线1的上端固定，用力向下拉细线2，则(　　) A．缓慢增加拉力时，细线2会先被拉断 B．缓慢增加拉力时，细线1中张力的增量比细线2的大 C．猛拉时细线2断，细线断前瞬间钢球的加速度大于重力加速度 D．猛拉时细线2断，细线断前瞬间钢球的加速度小于重力加速度 C　[缓慢增加拉力，钢球受力平衡，有FT1＝FT2＋mg，所以细线1先被拉断，故A错误；要使等式成立，细线1和2的拉力变化量必须是相同的，故B错误；猛拉时，细线2上拉力突然变大，作用时间极短，由于惯性，钢球位置几乎不变，细线1的拉力增量几乎为零，故细线2断裂前的拉力大于细线1的拉力，因此钢球受到的合力F合＝＞mg，故加速度大于重力加速度，故C正确，D错误。] 15/15 学科网（北京）股份有限公司 $