第4章 运动和力的关系 高考模拟练（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（人教版 江苏北京专版）

该高中物理课件系统梳理了运动和力的关系单元核心内容，围绕牛顿运动定律应用，通过弹簧、斜面、传送带等典型物理模型实例，串联整体法、隔离法、临界状态分析等解题方法，帮助学生构建完整的力学知识网络。 其亮点在于注重科学思维培养，如通过v-t图像分析卡车与货物相对运动，结合各地月考联考真题设计分层练习，既强化模型建构与科学推理能力，又让不同水平学生得到提升，助力教师精准把握学情，提高复习效率。

第四章 运动和力的关系 第1讲　描述运动的基本概念 高考模拟练 第1讲　描述运动的基本概念 应用实践 1.[2026山西吕梁月考]如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量均为m,B和C分别固定在竖直弹簧两端, 弹簧的质量不计,重力加速度大小为g,整个装置在轻绳悬挂下处于静止状态。现将悬挂吊篮的轻绳剪 断,在轻绳刚剪断的瞬间 ( ) A.吊篮A的加速度大小为g B.物体B的加速度大小为g C.物体C的加速度大小为1.5g D.物体C对吊篮A的压力大小为0     C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　剪断轻绳前,对物体B,根据平衡条件可知,弹簧弹力F=mg,剪断轻绳的瞬间,弹簧弹力不变,B的合 力仍然为零,则B的加速度为0,B错误;剪断轻绳的瞬间,弹簧弹力不变,将C和A看成一个整体,根据牛顿第 二定律有F+2mg=2ma,解得a=1.5g,即A、C的加速度大小均为1.5g,A错误,C正确;剪断轻绳的瞬间,A受到 重力和C对A的作用力F',由牛顿第二定律可得F'+mg=ma,解得F'=0.5mg,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[2026河南郑州联考]如图所示,两倾角分别为α=37°、 β=53°的光滑斜面体甲、乙固定在水平面上,两 滑块P、Q用轻绳连接,跨过两光滑的定滑轮后分别放在斜面体甲、乙上,拴接两滑块的轻绳分别与两 侧的斜面平行,此时两滑块均静止,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。现仅将两滑块对调 并由静止释放,则释放后瞬间两滑块的加速度大小为 ( )   A.0　    B.2 m/s2　    C.  m/s2　    D.  m/s2     B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　在两滑块对调前,对滑块P、Q受力分析,沿斜面方向有T=mPg sin α,T=mQg sin β,联立解得mQ= mP (点拨:先通过平衡条件确定质量关系);在两滑块对调后,由于mPg sin β=0.8mPg>mQg sin α=0.45mPg,故滑 块P沿左侧斜面下滑,滑块Q沿右侧斜面上滑(点拨:先“比大小”再定方向),两者加速度大小相等,设 为a,根据牛顿第二定律,对滑块P有mPg sin β-T'=mPa,对滑块Q有T'-mQg sin α=mQa,联立解得a=2 m/s2, B正确。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[2026浙江湖州期末]如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连一质量为m的物块A,A放 在质量也为m的托盘B上。初始时,在竖直向上的力F作用下系统静止且弹簧处于原长。现改变力F的 大小,使B以0.5g的加速度匀加速向下运动,空气阻力不计。FN表示B对A的作用力,x表示弹簧的伸长 量。则此过程中下列图像正确的是 ( )               A     第1讲　描述运动的基本概念 解析    A、B分离之前,A、B一起向下匀加速运动,以A、B整体为研究对象,由牛顿第二定律可得2mg-F- kx=2ma,可得F=-kx+mg,则x=0时,F=mg;A、B分离之后,以B为研究对象,由牛顿第二定律可得mg-F=ma,解 得F= mg,A正确,B错误。A、B分离之前,以A为研究对象,由牛顿第二定律可得mg-kx-FN=ma,解得FN=- kx+ mg,则x=0时,FN= mg;A、B分离时,FN=0,解得x= ,之后FN一直为0,C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2026河北石家庄期末]如图甲所示,倾角θ=37°的足够长的斜面固定在水平地面上。t=0时,质量m= 1 kg的物块在沿斜面向上的恒力F作用下,由斜面底端以初速度v0沿斜面向上运动,t=1 s时撤去恒力F, 物块沿斜面向上运动的速度v随时间t变化的规律如图乙所示。物块可视为质点,重力加速度g取10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求: (1)物块与斜面间的动摩擦因数μ; (2)恒力F的大小; (3)物块在斜面上运动的总时间t总。 答案    (1)0.25    (2)2 N    (3)3.5 s 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)t=1 s时撤去恒力F,t=1.5 s时,物块速度为零,到达最高点,结合图乙,撤去恒力F后,物块继续向上 运动的加速度大小为a2= =  m/s2=8 m/s2(点拨:速度-时间图线的斜率表示加速度) 根据牛顿第二定律可得mg sin θ+μmg cos θ=ma2 联立可得μ=0.25 (2)t=0时物块开始沿斜面向上做匀减速直线运动,由图乙可得,物块的加速度大小为a1= =  m/s2= 6 m/s2 根据牛顿第二定律可得mg sin θ+μmg cos θ-F=ma1 联立可得F=2 N (3)根据v-t图线与横轴围成的面积表示位移,可知0~1.5 s内,物块的位移大小为x= ×(10+4)×1 m+ ×4× 0.5 m=8 m 第1讲　描述运动的基本概念 物块向下运动的加速度大小为 a3= =4 m/s2 根据位移公式可得x= a3  解得t下=2 s 则物块在斜面上运动的总时间为t总=t上+t下=1.5 s+2 s=3.5 s 第1讲　描述运动的基本概念 5.[2024河北衡水月考]如图甲所示,水平放置的传送带在电机的作用下,从t=0时刻由静止开始顺时针做 匀加速直线运动,质量为m=0.3 kg的物块(可视为质点)在t=0时刻,以速度v0=5 m/s从左端水平向右滑上 传送带,物块在位移为x0=2.1 m时与传送带的速度相等,为0.4v0,物块和传送带的v2-x图像如图乙所示,已 知物块在位移x0之后的v2-x图线与传送带的v2-x图线平行,物块从右端离开传送带时的速度为0.8v0,最大 静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)物块与传送带间的动摩擦因数μ以及传送带的加速度大小; (2)物块在传送带上运动的整个过程中的平均速度大小。 答案    (1)0.5      m/s2    (2)3.25 m/s 第1讲　描述运动的基本概念 图形剖析 根据题意画出物块与传送带运动的v-t图像,如图所示。   第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)在位移小于x0时,物块做匀减速直线运动,设物块的加速度大小为a1,有-2a1x0=v2-  其中v=0.4v0 解得a1=5 m/s2 此过程中,根据牛顿第二定律有μmg=ma1 解得物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5 物块从左端滑上传送带到与传送带共速所用时间为t1= =0.6 s 则传送带的加速度大小为a= =  m/s2 (2)设共速后物块随传送带一起运动的时间为t2,一起运动的位移大小为x' 根据运动学公式有2ax'=v'2-v2 t2=  第1讲　描述运动的基本概念 其中v'=0.8v0 解得t2=0.6 s,x'=1.8 m 物块在传送带上运动的整个过程中,平均速度大小为 = =3.25 m/s 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2026河南新乡期末]如图所示,质量均为m=1 kg、可视为质点的甲、乙两个物块静置在光滑水平面 上,互相接触但不粘合。从t=0时刻开始,水平向右的推力F甲=0.8-0.1t(N)和斜向右上方与水平方向成60° 的拉力F乙=0.4+0.2t(N)分别作用在甲、乙上,重力加速度g取10 m/s2,甲、乙分离时,乙未脱离水平面,求: (1)分离前整体的加速度大小; (2)分离时整体的速度大小; (3)甲的加速度减为0时乙的速度大小。 答案    (1)0.5 m/s2    (2)1.5 m/s    (3)5.25 m/s 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)两物块分离之前,对整体进行受力分析,根据牛顿第二定律有F甲+F乙 cos 60°=2ma(点拨:水平方 向合力恒定,因此整体加速度保持不变) 解得a=0.5 m/s2 (2)当甲、乙分离时,甲、乙间的弹力刚好为0,加速度仍为a=0.5 m/s2 设t1时刻甲、乙分离,且分离时整体的速度为v1,根据速度-时间关系得v1=at1 对甲应用牛顿第二定律有F甲=0.8-0.1t1(N)=ma 解得v1=1.5 m/s (3)甲、乙分离后,设t2时刻甲的加速度为0,则有0.8-0.1t2(N)=0 解得t2=8 s F'乙=0.4+0.2t2(N)=2 N F'乙 sin 60°=  N<mg=10 N 第1讲　描述运动的基本概念 可知此时乙仍未离开水平面   甲、乙分离后,乙的加速度大小 a乙= =0.2+0.1t(m/s2),t>t1=3 s a-t图线与t轴围成的面积表示速度的变化量,则t1=3 s至t2=8 s时间内,Δv=3.75 m/s 则甲的加速度为0时乙的速度大小为v2=v1+Δv=5.25 m/s 第1讲　描述运动的基本概念 7.[2026江苏泰州靖江高级中学月考]货车在行驶过程中紧急刹车非常容易导致货物由于惯性而向前滑 动,其破坏力足以造成车毁人亡的事故,因此在运输大型货物时务必采取防滑措施,避免交通事故的发 生。如图所示,一辆载有货物的卡车静止在水平路面上,t=0时刻卡车以6 m/s2的加速度启动,2 s末发生 紧急情况,卡车立即以大小为15 m/s2的加速度制动直到静止。货物与车厢底板间的动摩擦因数μ=0.5, 货物视为小滑块,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。 (1)若整个过程中货物未与车厢发生碰撞: Ⅰ.求2 s末货物和卡车的速度大小; Ⅱ.卡车制动全程中,求货物的加速度。 (2)若车厢的长度L=11 m,货物的长度s=1 m,0时刻货物与车厢前壁的距离为d=6 m,通过计算判断上述过 程中,货物是否与车厢发生碰撞,如果未发生碰撞,最终货物与车厢前壁的距离是多少? 答案    (1)Ⅰ.10 m/s    12 m/s　Ⅱ.见解析 (2)见解析 第1讲　描述运动的基本概念 解析　设卡车运动的方向为正方向: (1)Ⅰ.0~2 s内,卡车的加速度为a1=6 m/s2,设货物的质量为m,假设货物与车厢保持相对静止,则对货物有f =ma1 货物与车厢之间的最大静摩擦力fmax=μmg 代入数据可知f>fmax,假设不成立,货物与车厢两者发生相对滑动。 设货物的加速度为a2,卡车和货物在2 s末的速度分别为v1、v2,对货物,由牛顿第二定律有 μmg=ma2,解得a2=5 m/s2 货物2 s末的速度v2=a2t1=10 m/s 卡车2 s末的速度v1=a1t1=12 m/s Ⅱ.2 s末发生紧急情况,卡车立即以大小为15 m/s2 的加速度制动直到静止,可知制动加速度为a'1= -15 m/s2,设t2时刻货物与卡车的速度相同,则 第1讲　描述运动的基本概念 v1+a'1(t2-t1)=v2+a2(t2-t1) 解得t2=2.1 s 两者共速后不能保持相对静止,继续保持相对滑动,设t2后货物的加速度为a'2,对货物有-μmg=ma'2,解得a'2 =-5 m/s2 综上可知,在2~2.1 s内,货物的加速度a2=5 m/s2,方向向前;在2.1 s之后,货物的加速度a'2=-5 m/s2,方向向 后。 (2)设t2时刻两者共速时的速度大小为v3,则有v3=v2+a2(t2-t1)=10.5 m/s 设卡车和货物静止时的时刻分别为t3、t4 对卡车,有0=v1+a'1(t3-t1),解得t3=2.8 s 对货物,有0=v3+a'2(t4-t2),解得t4=4.2 s 整个过程两者的v-t图像如图所示, 第1讲　描述运动的基本概念   设共速前卡车比货物多运动的距离为x1,共速后货物比卡车多运动的距离为x2,根据v-t图线与时间轴所 围面积表示位移,由图像可知 x1= + ,x2=  第1讲　描述运动的基本概念 解得x1=2.1 m,x2=7.35 m 整个过程,货物相对车厢的位移Δx=x2-x1=5.25 m(向前) 代入数据可知x1<L-(d+s),即货物不会与车厢后壁发生碰撞; Δx<d,即货物也不会与车厢前壁发生碰撞; 货物最终静止时离车厢前壁的距离为d',则有d'=d-Δx=0.75 m 第1讲　描述运动的基本概念 知识迁移     本题中货物先是相对车厢向后运动,然后相对车厢向前运动,过程较为复杂,利用v-t图像能够直观看出 货物、卡车的运动情况,帮助我们更容易理解货物、卡车的运动过程,并且利用v-t图线与时间轴所围面 积表示位移这个知识,更能准确、快速计算出货物在车厢中向前、向后运动的距离,从而确定最终货物 在车厢中的具体位置。     第1讲　描述运动的基本概念 $