第三章 阶段复习(一) 力与直线运动（教师用书word）-【步步高】2025年高考物理大一轮复习讲义（人教版 浙江专用）

阶段复习(一)　力与直线运动 知识网络 规范训练　(2024·浙江绍兴市模拟)快递公司用无人机将急用药品送至某医疗地点，其过程如下：无人机由地面静止开始竖直升空，到离地24 m处悬停调整方向，然后沿直线水平飞行一段距离至目标地点正上方再次悬停，然后竖直降落到地面，到达地面时速度恰为零。假设无人机在上升、平飞、下降的三个过程中，变速运动阶段的加速度大小均为a(未知)。已知无人机在加速上升过程中动力系统提供的升力为260 N，无人机连同药品总质量20 kg，无人机连同药品在运动过程中所受空气阻力大小恒为20 N，重力加速度g＝10 m/s2，无人机连同药品可视为质点。 (1)求无人机加速上升过程中的加速度大小； (2)求无人机沿水平方向加速运动的过程中动力系统提供的作用力大小； (3)若无人机下落过程中的最大速度限制为6 m/s，求下降过程中所用的最短时间。 解题指导 关键表述 关键表述解读 加速上升过程中动力系统提供的升力为260 N，无人机连同药品总质量为20 kg，在运动过程中所受空气阻力大小恒为20 N 正确受力分析，画出受力分析示意图，根据牛顿第二定律，可求加速上升过程中的加速度 变速运动阶段的加速度大小均为a 水平加速过程的加速度大小可以用第(1)问计算的结果，对力正交分解，可求动力系统提供的作用力大小 悬停，然后竖直降落到地面，到达地面时速度恰为零，下落过程中的最大速度限制为6 m/s 无人机先从静止加速到6 m/s后匀速一段再减速到地面速度为零，历时最短 答案　(1)2 m/s2　(2)20 N　(3)7 s 解析　(1)升空加速过程中，根据牛顿第二定律有F1－mg－Ff＝ma① 解得a＝2 m/s2② (2)水平加速过程中Fx＝Ff＋ma③ Fy＝mg④ 解得F2＝＝20 N⑤ (3)因2×＝18 m<24 m⑥ 所以无人机先加速到6 m/s后匀速一段再减速到地面，历时最短 匀加速时间等于匀减速时间， 即t1＝t3＝＝3 s⑦ 匀速距离x2＝24 m－2×＝6 m⑧ 匀速时间t2＝＝1 s⑨ 下落最短时间t＝t1＋t2＋t3＝7 s 阶段复习练(一)　力与直线运动 1．(2024·浙江杭州市期末)用国际单位制的基本单位表示能量的单位，下列正确的是(　　) A．kg·m2/s2 B．kg·m/s2 C．N/m D．N·m 答案　A 解析　根据W＝Fs＝mas可得J＝＝kg·m2/s2，故A正确，B错误；N不是国际单位制基本单位而是导出单位，故C、D错误。 2．(2024·浙江杭州市期末)杭州亚运会龙舟比赛项目共设有6个小项，将产生6枚金牌。下列说法正确的是(　　) A．研究比赛过程中运动员的动作技巧可以将其看成质点 B．可以用龙舟最前端的点来代替龙舟研究比赛成绩 C．龙舟齐头并进时，可以认为龙舟相对于地面是静止的 D．比赛过程中冠军龙舟撞线时的瞬时速度一定最大 答案　B 解析　研究比赛过程中运动员的动作技巧，运动员的形状大小不能忽略不计，不可以将其看成质点，故A错误；可以用龙舟最前端的点来代替龙舟研究比赛成绩，故B正确；龙舟齐头并进时，龙舟相对于地面是运动的，故C错误；比赛过程中冠军龙舟所用时间最少，但撞线时的瞬时速度不一定最大，故D错误。 3.如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，一根水泥圆筒从木棍的上部以一定初速度匀速滑下。若保持两木棍倾角不变，忽然将两棍间的距离减小后固定不动，变动时间忽略不计，则水泥圆筒在两木棍上将(　　) A．仍匀速滑下 B．匀减速下滑 C．匀加速下滑 D．可能忽然静止 答案　C 解析　水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下过程中，受到重力、两棍的支持力和摩擦力，根据平衡条件知mgsin θ－2Ff1＝0，将两棍间的距离减小后，两棍支持力的合力不变，夹角减小，则每根木棍对圆筒的支持力减小，滑动摩擦力减小，根据牛顿第二定律，有mgsin θ－2Ff2＝ma，由于摩擦力变小，故加速度变大，可知圆筒将匀加速下滑，故选C。 4．(2023·浙江省路桥中学期中)“拔河”活动在我国有着悠久的历史，近几年出现了三支队伍拔河的娱乐形式。如图所示，三支队伍进行比赛，此时甲、乙两队对绳子的拉力大小均为5 000 N，三队所拉绳子的夹角均相等。开始时三队僵持不下，当丙队发力，使得甲、乙两队绳子的夹角缓慢减小到90°时(设甲、乙两队对绳子的拉力大小始终不变)，分析此过程中丙队对绳子的拉力是如何变化的(　　) A．逐渐增加 B．逐渐减小 C．先增加后减小 D．先减小后增加 答案　A 解析　由题意可得，三股绳子拉力平衡，且甲、乙两队绳子拉力大小相等，夹角逐渐减小，所以它们的合力逐渐增加，丙队对绳子的拉力逐渐增加，A正确。 5.如图所示，竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为104 m，升降机运行的最大速度为8 m/s，加速度大小不超过1 m/s2。假定升降机到井口的速度为0，则将矿石从井底提升到井口的最短时间是(　　) A．13 s B．16 s C．21 s D．26 s 答案　C 解析　运动分成三段，开始匀加速启动，接下来以8 m/s的速度匀速运动，最后匀减速运动到井口。 加速阶段，t1＝＝8 s，x1＝at12＝32 m 减速阶段与加速阶段对称，t3＝8 s，x3＝32 m 匀速阶段，x2＝(104－32－32) m＝40 m，所以t2＝＝5 s，所以t总＝t1＋t2＋t3＝21 s，故选C。 6．(2020·全国卷Ⅲ·17)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α＝70°，则β等于(　　) A．45° B．55° C．60° D．70° 答案　B 解析　取O点为研究对象，O点在三力的作用下处于平衡状态，对其受力分析如图所示，FT1＝FT2，两力的合力与F等大反向，根据几何关系可得2β＋α＝180°，所以β＝55°，故选B。 7．(2023·浙江绍兴市上虞区二模)橡皮筋弹弓夜光飞箭是一种常见的小玩具，它利用橡皮筋将飞箭弹射升空，再徐徐下落，如图(a)所示，其运动可简化为如下过程：飞箭以初速度v0竖直向上射出，在t2时刻恰好回到发射点，其速度随时间的变化关系如图(b)所示。则下列关于飞箭运动的描述中正确的是(　　) A．上升和下落过程运动时间相等 B．上升和下落过程中平均速度大小相等 C．0～t2过程中加速度先减小后增大 D．0～t2过程中所受阻力先减小后增大 答案　D 解析　0～t1时间为上升过程，t1～t2时间为下落过程，由题图可知(t2－t1)>(t1－0)，上升和下落过程运动时间不相等，A错误；上升和下落过程中，位移大小相等，但所用时间不等，故平均速度的大小不相等，B错误；v－t图像的斜率表示加速度，根据图像可知，0～t2过程中加速度一直减小，C错误；根据牛顿第二定律，结合图像可知，0～t1过程中mg＋Ff＝ma1，物体向上运动加速度减小，故阻力减小；t1～t2过程中mg－Ff＝ma2，物体向下运动加速度减小，故阻力增大，综上所述：0～t2过程中所受阻力先减小后增大，D正确。 8．(多选)(2024·浙江宁波市余姚中学期中)如图所示，质量均为M的物块A、B叠放在光滑水平桌面上，质量为m的物块C用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与B连接，且轻绳与桌面平行，A、B之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是(　　) A．物块A受到的摩擦力大小可能为μMg B．物块B受到的拉力大小为mg C．若物块A、B未发生相对滑动，轻绳对B的拉力大小为F＝ D．若增大C的质量，则物块A的加速度必然增加 答案　AC 解析　当物块C的质量达到某一大小时，物块A相对B发生滑动，此时物块A受到的摩擦力为滑动摩擦力μMg，故A正确；B、C一起匀加速，所以物块B受到的拉力一定小于物块C的重力mg，B错误；若物块A、B未发生相对滑动，A、B、C三者加速度的大小相等，由牛顿第二定律得mg＝(2M＋m)a，对A、B，F＝2Ma，解得F＝，故C正确；当A相对B发生相对滑动之后，再增大C的质量，物块A的加速度不再增大，故D错误。 9．(2024·浙江嘉兴市期末)利用如图甲所示装置可进行实验一：“探究小车速度与时间关系”和实验二：“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)下列关于上述实验说法正确的是________。 A．实验时都要补偿阻力 B．实验过程中细线都应该与导轨平行 C．实验一中小车释放位置不需要靠近打点计时器 D．实验二过程中，小车质量应该远大于悬挂的重物质量 (2)图乙所示是本实验中打下的一条纸带，在其上取了0、1、2、3、4、5、6这7个计数点(相邻两计数点间均有4个点未画出)，已知交流电的频率为50 Hz，则计数点3对应的读数为________ cm；小车的加速度大小为________ m/s2。(计算结果均保留两位小数)。 (3)某小组在研究“小车质量一定时，加速度与力的关系”实验时，通过改变悬挂物的质量的办法来改变对小车的作用力F，然后根据测得的数据作出“a－F”图像如图丙所示。产生的原因可能是________。 A．实验时未进行阻力补偿，且小车质量较大 B．阻力补偿时轨道倾斜角度过大，悬挂物质量较小 C．阻力补偿时轨道倾斜角度过小，悬挂物质量较大 答案　(1)BD　(2)7.50　0.50　(3)C 解析　(1)实验一：“探究小车速度与时间关系”不需要补偿阻力；而实验二：“探究加速度与力、质量的关系”要补偿阻力，选项A错误；实验过程中细线都应该与导轨平行，选项B正确；实验一中小车释放位置需要靠近打点计时器，以充分利用纸带，选项C错误；实验二过程中，为使得小车受到的拉力等于小车的牵引力，则小车质量应该远大于悬挂的重物质量，选项D正确。 (2)相邻两计数点间均有4个点未画出，则T＝0.1 s，计数点3对应的读数为7.50 cm；小车的加速度大小为 a＝＝×10－2 m/s2＝0.50 m/s2 (3)图像与横轴有截距，说明当F增加到一定值时才产生了加速度，则原因是阻力补偿时轨道倾斜角度过小，补偿阻力不够或者未进行阻力补偿；图像末端出现弯曲，说明悬挂物质量较大，没有满足悬挂重物的质量远小于小车的质量，故选C。 10.电磁起重机是工业中重要的运送装备。如图所示，一台电磁起重机利用电磁铁吸着一块质量为m＝5 t的铁柱，从静止开始竖直匀加速上升5 m达到最大速度2 m/s，接着匀速上升10 m后再匀减速直至停止，整个过程总用时20 s，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，求铁柱上升过程中， (1)电磁铁对铁柱的作用力最大值； (2)铁柱的平均速度大小。 答案　(1)5.2×104 N　(2)1.25 m/s 解析　(1)铁柱在匀加速上升阶段的加速度大小为a1＝＝0.4 m/s2 设电磁铁对铁柱的作用力最大值为F，据牛顿第二定律有F－mg＝ma1，解得F＝5.2×104 N。 (2)铁柱匀加速阶段用时为t1＝＝5 s 匀速阶段用时为t2＝＝5 s 所以匀减速阶段用时为t3＝t－t1－t2＝10 s 匀减速阶段上升的高度为h3＝t3＝10 m 整个上升过程中铁柱的平均速度大小为 ＝＝1.25 m/s。 11．(2024·浙江杭州市联考)工厂经常利用传送带把货物从地面运输到较高平台，如图是传送带的实物图和简化示意图，倾角θ＝37°的传送带以v＝4 m/s的速率顺时针转动，其上方与一水平台面平滑连接。一质量m＝1 kg的货物从传送带的底端A处以v0＝8 m/s的速率滑上传送带，已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带A、B间的高度差h＝2.49 m，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)货物刚滑上传送带时的加速度大小； (2)货物到达B端时的速度大小； (3)货物从A运动到B过程中在传送带上留下的划痕长度。 答案　(1)10 m/s2　(2)3 m/s　(3)0.8 m 解析　(1)货物刚滑上传送带时，货物相对传送带向上运动， 对货物进行分析有mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1， 解得a1＝10 m/s2 (2)货物减速至与传送带速度相同之前有 v02－v2＝2a1x1 解得x1＝2.4 m 由于μ＝0.5<tan θ＝0.75 可知，货物与传送带速度相等后，两者不能够保持相对静止，货物向上做匀减速直线运动，对货物进行分析有 mgsin θ－μmgcos θ＝ma2， 解得a2＝2 m/s2 则到达最高点B过程有v2－vB2＝2a2(－x1) 解得vB＝3 m/s (3)开始货物相对传送带向上运动v＝v0－a1t1， x相1＝x1－vt1 解得x相1＝0.8 m 与传送带速度相同后货物相对传送带向下运动vB＝v－a2t2，x相2＝vt2－(－x1) 解得x相2＝0.25 m 由于两次相对运动相反，存在重叠部分，则货物在传送带上的划痕长0.8 m。 学科网（北京）股份有限公司 $