第2讲　力与直线运动解析版.docx

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1、第2讲力与直线运动1（2020年新高考全国卷）一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是A0t1时间内，v增大，FNmgBt1t2 时间内，v减小，FNmgCt2t3 时间内，v增大，FN mg【答案】D【解析】A. 由于图像的斜率表示速度，可知在时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则，选项A错误；B. 在时间内速度不变，即乘客是匀速下降，则=，选项B错误；CD. 在时间内速度减小，即乘客是减速下降，超重，则，选项C错误，D正确。故选：D。2.（2020年浙江选考）如

2、图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有一定空间。当公交车（ ）A缓慢起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动B急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动C缓慢转弯时，两只行李箱一定相对车子向外侧运动D急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动解答：【答案】B【解析】A. 缓慢启动时，若两个箱子受到的摩擦力足以提供与汽车相同的加速度，则不会相对公交车运动，故A错误；B. 急刹车时，行李箱a受到的摩擦力较小，减速的加速度比公交车小，由于行李箱具有惯性，则行李箱会相对车子向前运动，故B正确；C. 缓慢转弯时，若两个箱子受到的摩擦力足以提供与汽车相同的加速度，则不会相对公交车

3、运动，故C错误；D. 急转弯时，若摩擦力足以提供与汽车相同的加速度，则b不会相对公交车运动，如果摩擦力不足以提供与汽车相同的加速度，b会相对车子向外侧运动，故D错误。故选：B。3（2020年全国卷）如图，相距L=11.5m的两平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10 kg的载物箱（可视为质点），以初速度v0=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数= 0.10，重力加速度取g = 10 m/s2。（1）若v=4.0 m/s，求载物箱通过传送带所需的时间；（2）求载物箱到达右侧平台时所能达到的最

4、大速度和最小速度；（3）若v=6.0m/s，载物箱滑上传送带后，传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中，传送带对它的冲量。解：（1）传送带的速度为v=4.0 m/s时，载物箱在传送带上先做匀减速运动，设其加速度大小为a，由牛顿第二定律有mg=ma设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为s1，由运动学公式有v2 v02= 2as1联立式，代入题给数据得s1=4.5 m因此，载物箱在到达右侧平台前，速度先减小到v，然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1，做匀减速运动所用的时间为，由运动学公式有v= v0at1联立式并代入题给数据得t1=2.75

5、s（2）当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时，到达右侧平台时的速度最小，设为v1；当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时，到达右侧平台时的速度最大，设为v2。由动能定理有由式并代入题给条件得 m/s， m/s（3）传送带的速度为v=6.0 m/s时，由于v0v0。此后，管与小球将以加速度g减速上升h2，到达最高点。由运动学公式有设管第一次落地弹起后上升的最大高度为H1，则H1= h1+ h2联立式可得（3）设第一次弹起过程中球相对管的位移为x1。在管开始下落到上升H1这一过程中，由动能定理有Mg（HH1）+mg（HH1+x1）4mgx1=0联立式并代入题给数据得同理可推得，管与球从再次下落到

6、第二次弹起至最高点的过程中，球与管的相对位移x2为设圆管长度为L。管第二次落地弹起后的上升过程中，球不会滑出管外的条件是x1+ x2L联立式，L应满足条件为6（2020年全国卷）我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。解：（1）

7、设飞机装载货物前质量为m1，起飞离地速度为v1；装载货物后质量为m2，起飞离地速度为v2，重力加速度大小为g。飞机起飞离地应满足条件由式及题给条件得（2）设飞机滑行距离为s，滑行过程中加速度大小为a，所用时间为t。由匀变速直线运动公式有v2=at联立式及题给条件得a=2.0 m/s2t=39 s该部分是高考重点考查内容，匀变速直线运动问题一般结合牛顿运动定律，在选择题和计算题中均有考查，形式灵活，情景多样，贴近生活，选择题难度中等，计算题多以板块模型、多过程问题为主再结合vt图象，难度较大.单纯直线运动问题一般在选择题中结合vt图象考查，难度不大.考点1匀变速直线运动规律的应用1解题思路(1)

8、分析运动过程，画出过程示意图(2)标出已知量、未知量(3)选择合适公式，列方程求解注意：(1)多过程问题中两过程间的连接点的速度是连接两运动的纽带，是解题的关键，要先设出(2)多过程问题用vt图象辅助分析会更形象、简捷(3)v、x、a等物理量是矢量，注意规定正方向，尤其是在一个过程中速度方向发生变化的情况2牢记解决匀变速直线运动问题的五种常用方法3 处理刹车类问题的思路：先判断刹车时间，再进行分析计算匀变速直线运动规律的应用1基本规律(1)速度公式：vv0at.(2)位移公式：xv0tat2.(3)位移速度关系式：v2v2ax.这三个基本公式，是解决匀变速直线运动的基石均为矢量式，应用时应规定

9、正方向2两个重要推论(1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，还等于初、末时刻速度矢量和的一半，即：.(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量，即：xx2x1x3x2xnxn1aT2.3v00的四个重要推论(1)1T末、2T末、3T末、瞬时速度的比为：v1v2v3vn123n.(2)1T内、2T内、3T内位移的比为：x1x2x3xn122232n2.(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内位移的比为：xxxxn135(2n1)(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为：t1t2t3tn1(1)()()命题热点匀变速直线运动的多过程问题（2020四川省眉

10、山市东坡区多悦高中高三下学期5月模拟）羚羊从静止开始奔跑，经过距离能加速到最大速度，并能维持一段较长的时间猎豹从静止开始奔跑，经过的距离能加速到最大速度，以后只能维持这个速度设猎豹距离羚羊x时开始攻击，羚羊则在猎豹开始攻击后开始奔跑假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动，且均沿同一直线奔跑，问：（1）羚羊、猎豹加速时的加速度分别是多大，加速时间分别是多长？（2）猎豹要在其加速阶段追上羚羊，x值应在什么范围？（3）猎豹刚好要减速时追到羚羊，x值应为多大？【答案】、，加速时间分别是4s、4s；55m【解析】（1）根据得羚羊的加速度为：猎豹的加速度为：根据得：羚羊加速度时间为：猎豹加速时间为：（2

11、）因，猎豹要在其加速阶段追上羚羊，猎豹运动的时间所以，猎豹追上羚羊时，羚羊也正在加速运动，则有：代入数据解得：（3）设猎豹在维持最大速度的时间内追到羚羊，由题意得总时间为：由可知，当猎豹进入匀速运动过程1s后，羚羊将做匀速运动所以，当猎豹追到羚羊时，羚羊早已在做匀速运动，只是匀速运动的时间比猎豹少了1s，则有：代入数据解得：即猎豹刚好要减速时追到羚羊，x值应为55m1（河北省鸡泽县第一中学2021届高三上学期第一次月考）一个物体从某一高度做自由落体运动已知它在第1 s内的位移恰为它在最后1 s内位移的三分之一则它开始下落时距地面的高度为（g10 m/） ( )A15 m B20 m C11.2

12、5 m D31.25 m考点：自由落体运动分析：初速度为0的匀变速直线运动，从开始运动在连续相等时间内的位移比为1：3：5：7根据最后1秒内的位移恰为它最初1秒内位移的3倍，知道运行的时间，从而知道下落的高度。解答：初速度为0的匀变速直线运动，从开始运动在连续相等时间内的位移比为1:3:5:7。最后1秒内的位移恰为它最初1秒内位移的3倍，知运行的时间为2s。第一秒内的位移h=5m，所以总位移为20m。故B正确，ACD错误。故选：B。考点2直线运动图象的应用图象问题的应用要点(1)xt图象、vt图象、at图象的物理意义(2)图象问题的五看一看：轴；二看：线；三看：斜率；四看：面积；五看：截距(3

13、)图象问题的两点注意xt图象和vt图象描述的都是直线运动，图象不表示物体的运动轨迹利用vt图象分析两个物体的运动时，要注意两个物体的出发点，即注意它们是否从同一位置出发(4)陌生的图象要先找图象的函数关系式(根据动力学规律对运动过程列方程，找出两物理量在运动过程中任一位置的关系，分离出因变量即可)，由函数关系式确定截距、斜率等的物理意义命题热点1运动图象解决追及相遇问题（2021吉林省长春市外国语学校高三上学期期初考试）如图所示的v-t图象中，直线表示甲物体从A地向B地运动的v-t图象；折线表示同时开始运动的乙物体由静止从A地向B地运动的v-t图象下列说法正确的是A. 在t=4s时，甲、乙两物

14、体相遇B. 在t=4s时，甲、乙两物体相距最远C. 在02s内，甲、乙两物体的加速度大小相等D. 在24s内，乙物体处于静止状态【答案】B【解析】AB据图象与坐标轴所围成的面积表示位移，可得t=4s时，甲的位移和乙的位移不相等，刚开始甲的速度最大，故是乙追甲，当两者速度相等时，甲、乙相距最远，A错误B正确；C根据加速度的定义可得，在02s内，甲物体的加速度为乙物体加速度为两者的加速度在这段时间内不相等，选项C错误；D在24s内，乙物体处于匀速运动状态，D错误故选B.2（2021广西省钦州市一中高三上学期8月月考）A、B两小车在同一直线上运动，它们运动的位移s随时间t变化的关系如图所示，已知A车

15、的st图象在第7s末处于最高点，B车的图象为直线，则下列说法正确的是（）A. A车做曲线运动，B车做直线运动B. A车在第7s末速度达到最大值C. B车的速度为40m/sD. 10s末两车相遇，且速度方向相反【答案】D【解析】Ast图象只能表示物体的直线运动，则A、B两车都做直线运动，故A错误；Bst图象的斜率表示速度，由图象可知，A车在第7s末速度为0，故B错误；Cst图象的斜率表示速度，则B车的速度为故C错误；D位移时间图象交点表示相遇，斜率正负表示速度方向，故D正确。故选D。3（2021届江西省上饶市横峰中学高三第一次月考）（多选）甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动的vt图象如

16、图所示，则（）A. t=2s时两物体相距最远B. t=4s时甲在乙的前面C. 两个物体两次相遇的时刻是2s末和6s末D. t=2s之前甲在前面，2st3N时，对应乙中的DE段，当两都速度相等后，物块相对于木板向左滑动，木板上相对于木板滑动的路程为s=2x当两者具有共同速度v，历时t， 根据速度时间关系可得：v0-amt=a1t根据位移关系可得：xv0tamt2a1t2s=2x联立F函数关系式解得：1、（2020河南省洛阳市高三下学期第三次统考）疫情当前，无人驾驶技术在配送、清洁、消毒等方面的应用，节省人力的同时，也大幅降低了相关人员的感染风险，对疫情防控起到了积极作用。某公司在研发无人驾驶汽车

17、的过程中，对比甲乙两辆车的运动，两车在开始计时时刚好经过同一位置且沿同一方向做直线运动，它们的速度随时间变化的关系如图所示，由图可知（）A. 在t = 3s时，两车第一次相距最远B. 甲车任何时刻加速度大小都不为零C. 在t = 6s时，两车又一次经过同一位置D. 甲车t = 6s时的加速度与t= 9s时的加速度相同【答案】A【解析】A甲乙两车同时同地出发，内甲车速度大于乙车速度，甲在前乙在后，距离越来越远，内甲车速度小于乙车速度，距离越来越近，所以时，甲乙两车速度相等，第一次距离最远，A正确；B图像斜率的物理意义为加速度，图像的斜率可以为0，所以甲车的加速度可以为0，B错误；C图像与横轴所围

18、面积代表位移，可知前6s内，乙的位移比甲的大，故C错误；D甲车在时和时加速度方向不同，D错误。故选A。2、（2020四川省成都七中高三下学期三诊）质量相等的甲、乙两物体放在光滑的水平地面上，分别在水平力F1、F2的作用下从同一地点，沿同一方向同时开始运动，图示为它们的vt图像，则下列说法正确的是（）A. 在02s内，F1越来越大B. 在46s内，乙在甲的前方C. 在04s内，拉力对甲乙做功一样多D. 在06s内两物体间的最大距离为8m【答案】C【解析】A在02 s内，甲物体速度时间图线的斜率逐渐减小，则其加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律知，F1逐渐减小，故A错误；B在04s内，甲的速度大于乙的

19、速度，两物体之间的距离逐渐增大，46s内，乙的速度大于甲的速度，两物体之间的距离逐渐减小，且由vt图像与坐标轴所围面积表示位移可知，06s内甲的位移大于乙的位移，则甲在乙前方，故B错误；C由图可知，甲、乙两物体在4s末的速度相等，由动能定理可知，拉力F对甲乙做功一样多，故C正确；D06s内，当两者速度相同时，相距最大，此时乙的位移为甲的位移则两者的最大距离小于8m，由于位移之差等于两者间距，可知，最大距离小于8m，故错误。故选C。3、（2020浙江省宁波市高三下学期二模）如图所示为飞行员（丙）在跳伞训练，飞机驾驶员（甲）和地面指挥员（乙）在观察了丙的运动后，发生了争论。关于甲、乙争论的内容，下

20、列说法正确的是（）A. 甲选取了地面为参考系B. 乙选取了飞机为参考系C. 两人的说法中必有一个是错误的D. 两人选取参考系不同导致观察结果不同【答案】D【解析】甲、乙两人的说法分别是以飞机和地面作为参考系研究运动的，说法都是正确的。他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的，故ABC错误，D正确。故选D。4、（2020四川省宜宾市四中高三下学期三诊）（多选）在光滑水平面上，小球A、B（可视为质点）沿同一直线相向运动，A球质量为1 kg，B球质量大于A球质量如果两球间距离小于L时，两球之间会产生大小恒定的斥力，大于L时作用力消失两球运动的速度一时间关系如图所示，下列说法正确的是A. B球质量为2

21、 kgB. 两球之间斥力大小为0. 15 NC. t=30 s时，两球发生非弹性碰撞D. 最终B球速度为零【答案】BD【解析】当两球间距小于L时，两球均做匀减速运动，因B球质量大于A球质量可知B球加速度小于A球的加速度，由v-t图像可知：；由牛顿第二定律：，解得mB=3mA=3kg，F=0.15N，选项A错误，B正确； 由图像可知，AB在30s时刻碰前速度：vA=0，vB=2m/s；碰后：vA=3m/s，vB=1m/s，因可知t=30 s时，两球发生弹性碰撞，选项C错误；由图像可知，两部分阴影部分的面积应该相等且都等于L，可知最终B球速度为零，选项D正确.5、（2020浙江省宁波市高三下学期二

22、模）如图所示，在离地面一定高度处把4个水果以不同的初速度竖直上抛，不计空气阻力，若1s后4个水果均未着地，则1s后速率最大的是（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】根据代入解得同理解得由于故A正确，BCD错误。故选A。6、（2020广东省广州市高三下学期二模）（多选）如图甲，倾角为的传送带始终以恒定速率v2逆时针运行，t=0时初速度大小为v1（v1v2）的小物块从传送带的底端滑上传送带，其速度随时间变化的vt图象如图乙，则（）A. 0t3时间内，小物块所受到的摩擦力始终不变B. 小物块与传送带间的动摩擦因数满足AB，AC=h，环从A处由静止释放运动到B点时弹簧仍处于伸长状态，整个运动过

23、程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，环从A处开始运动时的加速度大小为2g，则在环向下运动的过程中（）A. 环在B处的加速度大小为0B. 环在C处的速度大小为C. 环从B到C一直做加速运动D. 环的速度最大的位置在B、C两点之间【答案】D【解析】A环在处水平方向合外力为0，竖直方向上只受重力，所加速度为，A错误；B环在运动过程中，OC的长度大于OA的长度，因此弹簧从A点到C点伸长量变大，弹性势能增加，如果物体的重力势能全部转化为动能则有可得物体的速度为，但是物体的重力势能转化为动能和弹性势能，因此速度小于，B错误；CD环在处，根据牛顿第二定律弹力在竖直方向的分力环经过点向下做加速度减小的

24、加速运动，滑动至距离点处时，弹簧的伸长量与在处大小相等，所以弹簧弹力在竖直方向的分力与重力等大反向，加速度为0，此时速度最大，之后环做减速运动，因为，所以环的速度最大的位置在B、C两点之间，环从B到C先加速后减速，C错误，D正确。故选D。8、（2020江西省上饶市高三下学期三模）如图所示，表面光滑的斜面体固定在匀速上升的升降机上，质量相等的A、B两物体用一轻质弹簧连接着，B的上端用一平行斜面的细线拴接在斜面上的固定装置上，斜面的倾角为30，当升降机突然处于完全失重状态，则A、B两物体的瞬时加速度大小和方向说法正确的是（）A. ，方向沿斜面向下；，方向沿斜面向下B. ，C. ；，方向沿斜面向下D

25、. ，方向垂直斜面向右下方；方向竖直向下【答案】D【解析】当升降机处于完全失重状态时，物体和斜面之间的作用力变为0，弹簧弹力不发生变化，故A物体只受重力和弹簧弹力，两者合力与原来的支持力大小相等方向相反，故其加速度为方向垂直斜面斜向右下方；B物体受到重力弹簧弹力和细线拉力作用，完全失重的瞬间，细线拉力变为和弹簧向下拉力相等，两者合力为0，故B物体的加速度为方向竖直向下；由以上分析可知A、B、C错误，D正确；故选D。9、（2020四川省乐山市高三下学期三调）如图所示，质量均为M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，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. 若物块A、B未发生相对滑动，物块A受到的摩擦力为B. 要使物块A、B发生相对滑动，应满足关系C. 若物块A、B未发生相对滑动，轻绳拉力的大小为mgD. 若物块A、B未发生相对滑动时，轻绳对定滑轮的作用力为【答案】A【解析】A若物块A、B未发生