第2讲 力与直线运动(专题跟踪检测)-【领跑高中】2026年高考物理二轮专题复习学生用书Word

第2讲　力与直线运动 1.B　电梯门打开过程中门以大小相等的加速度先从0做匀加速运动后做匀减速运动到0，由运动的对称性可知＝a（ ）2，代入数据解得t＝2 s，故选B。 2.A　由图乙可知，M点杠铃的加速度向上，N点加速度为零，P、Q点加速度向下，根据牛顿第二定律可知，运动员施加的力需满足F－mg＝ma，可知在M点FM＞mg，在N点FN＝mg，在P、Q点FPQ＜mg，故选A。 3.C　根据v-t图像可知，2t0时，机器狗的速度大小v1＝2at0，选项A错误；机器狗一直沿同一方向运动，故在1.5t0时的运动方向与在2.5t0时的运动方向相同，选项B错误；在2t0～5t0时间内，机器狗做单向直线运动，故其通过的路程与其位移大小相等，选项C正确；从开始运动到停止，机器狗的位移不为0，其平均速度不为0，选项D错误。 4.C　对小球A受力分析，其受重力、轻绳的拉力以及B对A的库仑力，如图所示，根据力的平衡条件得F库＝Tcos 30°＋mgcos 30°，Tsin 30°＝mgsin 30°，解得T＝mg，F库＝mg，A、B错误；剪断轻绳前，小球A所受合力为零，库仑力与重力的合力与轻绳拉力等大反向，即库仑力与重力的合力大小为mg，剪断轻绳后瞬间，绳子拉力消失，库仑力与重力均不变，则小球A所受合力大小为mg，由牛顿第二定律得小球A的瞬时加速度大小a＝g，C正确；由于剪断轻绳前后瞬间，B球的受力不变，且状态不变，因此剪断轻绳瞬间轻杆对B球的作用力不变，D错误。 5.C　质点P在0～t0时间内先加速后减速运动，t0时刻速度减为0，距离原点最远，t0～2t0时间内反向先加速后减速运动，2t0时刻回到出发点，且速度减为零；质点Q在0～t0时间内先做加速度增加的加速运动，后做加速度减小的加速运动，t0时刻速度达到最大，t0～2t0时间内先做加速度增大的减速运动，后做加速度减小的减速运动，2t0时刻速度减为零，此过程一直向前运动，2t0时刻距离出发点最远，故C正确，A、B错误；a-t图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量，～t0时间内速度的变化量为零，因此与t0时刻Q运动的速度等大同向，D错误。 6.C　对整体进行受力分析，由牛顿第二定律有0.5Mg＝2.5Ma，解得a＝0.2g，由匀加速运动公式有h＝a，可知t1＝，同理，物体自由落体下落同样距离所用时间t2＝，联立解得t1＝t2，故选C。 7.B　对建筑材料受力分析如图所示，由图1可知河堤对建筑材料的支持力FN＝mgcos θ，由图2可知挡板对建筑材料的支持力FN'＝mgsin2θ，所以对建筑材料，由牛顿第二定律有mgsin θcos θ－μFN－μFN'＝ma，解得建筑材料的加速度大小a＝gsin θcos θ－μgcos θ－μgsin2θ，B正确。 8.A　位移—时间图像切线的斜率表示速度，由图乙可知，前2 s内物块向左匀减速运动，2 s末速度为零，第3 s内向右匀加速运动，3.0 s～4.5 s内x-t图像为一次函数，物块做匀速直线运动，说明物块与传送带保持相对静止，与传送带一起向右匀速运动。由图乙可知，前2 s内物块的位移x＝4 m，物块的位移x＝t，代入数据解得，物块的初速度大小v0＝4 m/s，故A正确；物块在传送带上滑动过程的加速度大小a＝＝ m/s2＝2 m/s2，对物块，由牛顿第二定律得μmg＝ma，代入数据解得μ＝0.2，故B错误；2.0～3.0 s内物块向右做初速度为零的匀加速直线运动，加速度方向向右，以向左为正方向，则加速度为－2 m/s2，故C错误；x-t图像切线的斜率表示速度，第2.0 s末x-t图像切线的斜率为零，则2.0 s末的速度为0，2.0～3.0 s内物块向右做初速度为零的匀加速直线运动，3.0 s末的速度v'＝a't'＝－2×1 m/s＝－2 m/s，故D错误。 9.（1）37°，7.5 m/s2　（2）15.4 s 解析：（1）根据题意，当包裹刚开始下滑时满足mgsin θ＝μmgcos θ 可得θ＝37° 当包裹与水平托盘间的摩擦力达到最大静摩擦力时，加速度最大，即μmg＝ma 所以a＝7.5 m/s2。 （2）当机器人先以最大加速度做匀加速直线运动，加速至最大速度，然后做匀速直线运动，最后以最大加速度做匀减速直线运动至零时，机器人从分拣处运行至投递口所需时间最短，则匀加速直线运动阶段有x1＝ t1＝ 匀减速阶段有x3＝ t3＝ 所以匀速运动的时间为t2＝＝ 联立可得t＝t1＋t2＋t3＝15.4 s。 10.（1）186 N　方向沿滑道向上　（2）245 N （3）238 N≤F'≤1 176 N 解析：（1）给皮艇一沿滑道斜向上的恒力F将皮艇和小孩拉至顶端，由位移与时间的关系公式有L＝at2 得a＝0.2 m/s2 对小孩，由牛顿第二定律有f－mgsin θ＝ma 代入数据得f＝186 N 方向沿滑道向上。 （2）对皮艇和小孩构成的整体，由牛顿第二定律有F－（M＋m）gsin θ－μ1（M＋m）gcos θ＝（M＋m）a 代入数据得拉力的大小为F＝245 N。 （3）给小孩一个沿滑道斜向上的恒定拉力F'，能将他们拉至顶端的最小拉力 Fmin'＝（M＋m）gsin θ＋μ1（M＋m）gcos θ＝238 N 若小孩和皮艇恰好相对滑动，则皮艇和小孩之间的静摩擦力达到最大静摩擦力μ2mgcos θ，对整体，由牛顿第二定律有Fmax'－（M＋m）gsin θ－μ1（M＋m）gcos θ＝（M＋m）a' 对皮艇，由牛顿第二定律有μ2mgcos θ－μ1（M＋m）gcos θ－Mgsin θ＝Ma' 联立代入数据得a'＝26.8 m/s2 Fmax'＝1 176 N 故238 N≤F'≤1 176 N。 11.（1）0.2　（2）26 N　（3）13.5 m 解析：（1）小滑块在长木板上滑动，由牛顿第二定律得μ1mg＝ma1 根据v-t图像可知小滑块的加速度a1＝＝ m/s2＝2 m/s2 解得μ1＝0.2。 （2）根据v-t图像可知长木板的加速度 a2＝＝ m/s2＝7 m/s2 由牛顿第二定律得F－μ1mg－μ3g＝Ma2 解得F＝26 N。 （3）小滑块在平台上减速运动时有μ2mg＝ma3 又＝2a3x1，v1＝a3t' 联立解得x1＝0.5 m，t'＝1 s 此过程中，长木板的加速度大小为a4＝ 长木板的位移大小为x2＝v2t'＋a4t'2 联立解得x2＝14 m 则小滑块速度刚好减为零时与长木板左端之间的距离x＝x2－x1＝13.5 m。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2讲　力与直线运动 1.（2025·四川成都三模）某电梯的自动门简化如图所示，电梯到达指定楼层后两扇门从静止开始同时向两侧平移，两扇门的移动距离均为0.5 m，若门从静止开始以大小相等的加速度a＝0.5 m/s2先做匀加速运动后做匀减速运动，完全打开时速度恰好为0，则门打开需要的时间为（　　） A.1 s B.2 s C.3 s D.4 s 2.（2025·河北沧州二模）2025年亚洲举重锦标赛于5月9日至15日在中国浙江举行。如图甲所示，在抓举阶段，运动员将杠铃从地面提升至头顶，杠铃运动的v-t图像如图乙所示。在M、N、P、Q四点中，运动员对杠铃作用力最大的点是（　　） A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点 3.（2025·河南商丘二模）一机器狗（如图甲所示，视为质点）沿平直地面运动的速度—时间关系图像如图乙所示，机器狗整个运动过程中加速度的大小始终为a。下列说法正确的是（　　） A.2t0时，机器狗的速度大小为at0 B.机器狗在1.5t0时的运动方向与在2.5t0时的运动方向相反 C.在2t0～5t0时间内，机器狗通过的路程与其位移大小相等 D.从开始运动到停止，机器狗的平均速度为0 4.（2025·湖南高考5题）如图，两带电小球的质量均为m，小球A用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为60°，两球连线与轻绳的夹角为30°，整个系统在同一竖直平面内，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A.A球静止时，轻绳上拉力为2mg B.A球静止时，A球与B球间的库仑力为2mg C.若将轻绳剪断，则剪断瞬间A球加速度大小为g D.若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小 5.（2025·湖北黄冈二模）如图所示，t＝0时刻，质点P和Q均从原点由静止开始做直线运动，其中质点P的速度v随时间t按正弦曲线变化，质点Q的加速度a随时间t也按正弦曲线变化，周期均为2t0。在0～2t0时间内，下列说法正确的是（　　） 　 A.P和Q均在同一直线上做往复运动 B.t＝t0时，P和Q到原点的距离均最远 C.t＝2t0时，P和Q的运动速度相等 D.在t＝t0和t＝t0两时刻，Q运动的速度等大反向 6.（2025·辽宁锦州二模）1784年，乔治·阿特伍德为测量重力加速度和验证牛顿第二定律，设计了后来以他名字命名的实验装置——阿特伍德机。阿特伍德机的简化示意图如图所示，A、B为质量均为M的物体，物体C的质量为m，若滑轮质量和摩擦不计，轻绳不可伸长，m＝0.5M，则物体B从静止开始下落一段距离所用时间约为其自由下落同样距离所用时间的（　　） A. B.C. D.5倍 7.（2025·山东高考8题）工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板，向坡底运送长方体建筑材料。如图所示，坡面与水平面夹角为θ、交线为PN，坡面内QN与PN垂直，挡板平面与坡面的交线为MN，∠MNQ＝θ。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为（　　） A.gsin2θ－μgcos θ－μgsin θcos θ B.gsin θcos θ－μgcos θ－μgsin2θ C.gsin θcos θ－μgcos θ－μgsin θcos θ D.gcos2θ－μgcos θ－μgsin2θ 8.（2025·安徽合肥二模）如图甲所示，一小物块从转动的水平传送带的右侧滑上传送带，固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知图线在前3.0 s内为二次函数，在3.0 s～4.5 s内为一次函数，取向左运动的方向为正方向，传送带的速度保持不变，g取10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A.物块滑上传送带的初速度大小为4 m/s B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.3 C.2.0～3.0 s时间内，物块的加速度为2 m/s2 D.第2.0 s末和第3.0 s末物块的速度分别为0、－3 m/s 9.（2025·吉林四平二模）分拣机器人在快递行业的推广大大提高了工作效率，派件员在分拣处将包裹放在静止机器人的水平托盘上，机器人可沿直线将包裹送至指定投递口，停止运动后缓慢翻转托盘，当托盘倾角增大到θ时，包裹恰好开始下滑，如图甲所示。现机器人要把包裹从分拣处运至相距L＝45 m的投递口处，为了运输安全，包裹需与水平托盘保持相对静止。已知包裹与水平托盘的动摩擦因数μ＝0.75，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，求： 　 （1）机器人在卸下包裹时托盘的最小倾角θ及运输包裹的过程中允许的最大加速度； （2）若机器人运行的最大速度为vm＝3 m/s，则机器人从分拣处运行至投递口（恰好静止）所需的最短时间t。 10.（2025·河南信阳一模）彩虹滑道作为一种旱地滑雪设备，因其多彩绚丽的外形、危险性低且符合新时代环保理念吸引了越来越多的游客。小孩坐在皮艇中被拉上滑道的过程可简化成图示模型。已知皮艇质量M＝5 kg，小孩质量m＝30 kg，皮艇与滑道之间的动摩擦因数μ1＝0.1，小孩与皮艇之间的动摩擦因数μ2＝0.8，现给皮艇一沿滑道斜向上的恒力F，用时t＝50 s将皮艇和小孩拉至顶端，滑道长度L＝250 m，重力加速度大小取g＝10 m/s2，滑道倾角θ＝37°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： （1）小孩所受摩擦力的大小和方向； （2）拉力F的大小； （3）只给小孩一个沿滑道斜向上的恒定拉力F'，求能将他们拉至顶端且不会相对滑动的F'取值范围。 11.（2025·安徽合肥二模）如图甲所示，在无限大水平台上放一个质量M＝1 kg的薄长木板，质量m＝2 kg可视为质点的小滑块位于长木板的中央，系统处于静止状态。小滑块与长木板及平台间的动摩擦因数分别为μ1（未知）、μ2＝0.1，长木板与平台间的动摩擦因数μ3＝0.5，最大静摩擦力均等于滑动摩擦力。从某时刻开始，在长木板右端施加水平恒力F，使系统向右运动，小滑块离开长木板前二者的速度随时间变化关系如图乙所示。小滑块离开长木板落到平台时速度不变，取重力加速度g＝10 m/s2。求： 　 （1）小滑块与长木板间的动摩擦因数μ1； （2）水平恒力F的大小； （3）小滑块在速度刚好减为零时与长木板左端之间的距离。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $