2023高考物理突破讲义-牛顿运动定律与直线运动.pdf

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1、第 2 课时 牛顿运动定律与直线运动【命题规律】1.命题角度：（1）匀变速直线运动规律及应用；（2）牛顿运动定律及应用；（3）运动学和动力学图像2常考题型：选择题.高考题型1匀变速直线运动规律的应用1.匀变速直线运动问题常用的六种解题方法匀变速直线运动的公式及常用方法2.两种匀减速直线运动的分析方法（1）刹车问题的分析末速度为零的匀减速直线运动问题常用逆向思维法，对于刹车问题，应先判断车停下所用的时间，再选择合适的公式求解.（2）双向可逆类运动分析匀减速直线运动速度减为零后反向运动，全过程加速度的大小和方向均不变，故求解时可对全过程列式，但需注意X、。、。等矢量的正负及物理意义.3.处理追及问

2、题的常用方法过程分析法/判断追上与否的条件“一也、求解二者间距离极值的条件函数法_2 _朋 _ _ _ _ _ _ _ 园“bA r=x乙+劭一x甲为关于t的二次函数，当t=-时有极值，令At2a7申7 7），=0,利用=624。判断有解还是无解，是追上与追不上的条件图像法画出。一r图像，图线与/轴所围面积表示位移，利用图像更直观第 1页，共 19页例 1 （2019全国卷I 18）如 图 1,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的-H H t2最大局度为上升第一个7 所 用 的 时 间 为 第 四 个 所用的时间为.不计空气阻力则不满足（）A.1-2C.3尸答案C解析t2L例 2

3、图 1B.2 尸D.4 D.在 0打时间段物块与木板加速度相等m2答 案 BCD解 析 由题图 可知，人时刻物块、木板一起刚要在水平地面滑动，物块与木板相对静止，此时以整体为研究对象有F+m2）g,故 A 错误；由题图（c）可知，2时刻物块与木板刚要发生相对滑动，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律，有+m2）g=（m i +m2）a以木板为研究对象，根据牛顿第二定律，有 2?喏-1（四+机 2）g=ma0加2（疝+加2）解得尸2 =-一 出）g川+力及“2 -H .故 B、C 正确；tn1由题图可知，0f2时间段物块与木板相对静止，所以有相同的加速度，故 D 正确.例 9（多选）（2021 华

4、大新高考联盟1 月联考）物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材揭示了深刻的物理本质.伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律.某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验.如图7 甲所示，他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放，小球经过/处到达斜面底端5 处，通过工、8 两处安装传感器测出/、8 间的距离x 及 小 球 在 段 运 动 的 时 间 改 变/点 及 4 处传感器的位置，重复多次实验，计算机X作 出 图 像 如 图 乙 所示.下列说法正确的是（）/第8页，共19页图 7A.小球在斜面上运动的平均速度大小为6 m/sB.小球运动到斜面底端时速度大小为6 m/sC.小球在斜面

5、上运动的加速度大小为6 m/s?D.小球在斜面上运动的时间为2 s答 案 BC 1 x 1解 析 由匀变速直线运动规律有。B =+x=o解+于户可得；二如-鼻山，由题图乙知，小球运动到斜面底端时速度大小为=6 m/s,选项B 正确；小球在斜面上做匀加速直线运动，平均速度小于6 m/s,选项A 错误；I 6由向$2可得，小球在斜面上运动的加速度大小为a=6m/s2,选项C 正确；2 2由 以=“击可得，小球在斜面上运动的时间为由=1 s,选项D 错误.高考预测1.一辆汽车正在平直的公路上行驶，突遇前方有险情而紧急刹车，刹车后两个连续相等时间内（0小”切的位移分别为24 m、16 m,则从打时刻至

6、速度为零汽车又行驶的距离为（）A.9 m B.10 m C.11 m D.12 m答 案 A解 析 设此后又行驶的距离为x,刹车的加速度大小为a,刹车后两个连续相等的时间均为T,则=dx+x2V=-IT02=2a（x+16 m）联立解得x=9m.故选A.2.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动的x-f 图像（甲的图线为直线，乙的图线为抛物线）如图8 所示.关于两物体的运动，下列说法正确的是（）第9页，共19页A.甲做直线运动，乙做曲线运动B.04 时间内，乙的速度方向与加速度方向相反；4介时间内，乙的速度方向与加速度方向相同C.0f2时间内，乙的速度先增大后减小，f2时刻，甲、乙两物体相遇D.

7、0与时间内，4 时刻甲、乙相距最远，两物体一直沿X轴正方向运动答 案 B解析 甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，甲的x-/图像为直线，甲做匀速直线运动乙的x-f 图像为抛物线，乙做匀变速直线运动，故 A 错误；由图知，时间内，乙做负方向的匀减速直线运动，速度 方 向 与 加 速 度 方 向 相 反/时 间 内，乙做正方向的匀加速直线运动，乙的速度方向与加速度方向相同，故 B 正确；由图知，0 攵时间内，乙的速度先减小后增大；4 时刻，甲、乙位置相同，甲、乙两物体相遇，故 C 错误；当甲、乙的速度相同时，两者相距最远，由图知0，2时间内，/时 刻 甲、乙相距最远，甲一直沿x 轴负方向运动，乙

8、先沿x 轴负方向运动后沿x 轴正方向运动，故 D 错误.3.（2021 黑龙江鹤岗一中三校高三期末联考）如图9 所示，光滑水平面上放置质量分别为 八2 m和 3机的三个木块，其中质量为2用和 3机的木块间用一不可伸长的水平轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为0.现用水平拉力尸拉质量为3机的木块，使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是（）F2m-3m-图 9A.质量为2机的木块受到四个力的作用B.当厂逐渐增大到0 时，轻绳刚好被拉断C.当F 逐渐增大到1.5国 时，轻绳还不会被拉断2D.轻绳刚要被拉断时，质量为加和2”?的木块间的摩擦力为一今3第10页，共19页答 案 c解析 对质量为2 加

9、的木块受力分析可知，受重力、水平面对木块的支持力、质 量 为 的 木块的压力和摩擦力以及轻绳对木块的拉力共5 个力，A错误；由轻绳能承受的最大拉力产T,严 严有 号=3 机“，解得”=丁，由二个木块整体可知尸M G/H a n G m X;n Z F T,B错误，C正确;3m 3m尸 尸质量，”和 2 机的木块间的摩擦力衣=机。=?*丁=二,D 错 误.3m 3专题强化练 保分基础练1.（2 0 2 1 黑龙江哈尔滨市第六中学高三期末）子弹以水平速度刚好穿透固定在地面上的三块相同材质的木板，且所用时间相同，速度方向与木板面垂直，那么三块木板厚度之比为（）A.（、万一心）：1 B.9 ：4 ：1

10、C.5 ：3 ：D.3 ：2 ：1答 案 C解析 子弹的逆运动是沿相反方向的初速度为0的匀加速直线运动，因子弹穿过每块木板所用时间相同，则三块木板厚度之比为5 ：3 ：I,故 C正确，A、B、D错误.2.（2 0 2 1湖南卷2）物体的运动状态可用位置x和动量p描述，称为相，对应p-x图像中的一个点.物体运动状态的变化可用p x图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹.假如一质点沿 x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（）答 案 D解析 质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则 有 浮=2 以，而动量为P =s。，联立可得p =r 依不且x 0,故正确的相轨迹可能为D

11、.3.（2 0 2 1 广东韶关市一模）纵跳是体育运动的基本动作之一，可分为原地纵跳和助跑纵跳.如图 1 甲所示，人光脚在原地纵跳时，快速下蹲后立即蹬伸，在起跳过程中，人受到地面的支持力随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（）第11页，共19页图 1A.人对地面的压力是由于地面发生微小形变引起的B.人能够原地纵跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力C.在 C 点时人达到最大速度D.曲线上的4 点表示人下蹲至最低点答 案 C解 析 人 对地面的压力是由于脚发生形变引起的，A 选项错误；根据牛顿第三定律知，地面对人的支持力大小等于人对地面的压力大小，B 选项错误；人处于C 点时，加

12、速起立结束,加速度为零，速度最大，C 选项正确；人处于4 点时，仍处于加速下蹲阶段，没有下蹲到最低点，D 选项错误.4.（2018浙江4 月选考-10）如图2 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（）图 2A.13 s B.16 s C.21 s D.26 s答 案 c解析 由题意可知，当加速度大小为”=1 m/s2时，时间最短.运动过程分成三段，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.Av

13、1匀力口速阶段，4=8 s,位移xi=：a2=32 m.a2匀减速阶段与匀加速阶段具有对称性，为=8 s,M=32m匀速阶段：益=（104-32-32）m=4 0 m,所以益=5sv所以，总=4+介+，3=21 s,所以选C.5.如图3 所示，吊篮/、物体8、物 体 C 的质量均为机，8 和 C 分别固定在竖直弹簧两端,第12页，共19页弹簧的质量不计，重力加速度为g.整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态.现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间（）图 3A.物体8 的加速度大小为gB.物 体 C 的加速度大小为2gC.吊篮4 的加速度大小为3gD.A,C 间的弹力大小为0.5/ng答 案 D解

14、析 在轻绳刚断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，则物体8 受力情况不变，故物体8 的加速F+2 m g度大小为零，选 项 A 错误；将 C 和工看成一个整体，根据牛顿第二定律得。=一 1=2m加女+2 7 女二L5g（尸为弹簧弹力，F =mg）,即4。的加速度均为1.5 g,故 B、C 错误；轻绳2m刚断的瞬间，4 受到重力和。对 4 的作用力，对 4 有&+m g=加。，得丘二?a-M g 二0.5m g,故 D 正 确.x6.（2021广东韶关市一模）汽车在刹车过程中位移和时间的比值-与/之间的关系图像如图4t所示，则下列说法正确的是（A.汽车的初速度为40 m/sB.刹车过程汽车的加速度大小为

15、5 m/s?C.刹车过程持续的时间为8 sD.从开始刹车计时，经 过 1 s,汽车的位移为30 m答 案 B第13页，共19页A 1 X 1解 析 根据刹车过程中，位移与时间的关系X 二如上1匕整理得-二6-二 必，结合题图可知，2 t 2汽车的初速度为20 m/s,加速度大小为5 m/s 2,A错误，B正确刹车过程持续的时间/=一=a2011 s =4 s,C错误从开始刹车计时，经过1 s,汽车的位移.x o o f-h F n Z O X l m-A X S X p m5 2 2=1 7.5 m,D 错 误.7.（20 21 贵州盘州市一模）“盘州一贵阳”的某次高铁列车由两组对接而成，列车

16、出发启动阶段做匀加速直线运动，每组沿运行方向提供的动力均为R 受到的阻力均为车重的倍.沿运行方向前一组车及乘客的总质量为g,后一组车及乘客的总质量为?2.若%机2,则对接处（如图5）的作用力是（）图 52H2A.推力，大 小 为二：,Fnr-rm2m1 m2B.推力，大 小 为一加 一 加2C.拉力，大小为F-FTH1十加22m2D.拉力，大小为f-Fnr-rm2答 案 B解析 对两组车根据牛顿第二定律有2F-k（m i+机 2）g =（%+力 2）,设对接处的作用力为拉力,对后一组车由牛顿第二定律有尸+为2-如?区=?2。，整理得尸1 2=-一 二 尸，说明对接处的m +mzm -m2作用力

17、为推力，大小为 丁7,故 选 B.争分提能练8.（多选）（2 0 2 1 山东济南市高三一模）甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，用某测速仪描绘出两物体的。一f 图像如图6所示.已知甲物体的图像是两段半径相同的圆弧，乙物体的图像是一倾斜直线，=2/2，甲的初速度、末速度均等于乙的末速度.则下列说法正确的是（）第14页，共19页图 6A.04 时间内，甲、乙两物体间的距离越来越小B.“时刻，甲、乙两物体的加速度大小可能相等C.4G时间内，乙物体在甲物体后方D.0时间内，两物体的平均速度相等答 案 BD解析 甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，时间内，甲的速度比乙的大，则甲在乙的前面，

18、甲、乙两物体间的距离越来越大，故 A 错误.根据速度-时间图线的斜率表示加速度，可知”时刻，甲、乙两物体的加速度大小可能相等，故 B 正 确.根 据 图 线 与，坐标轴围成的面积表示位移，结合几何知识可知，0 时间内，两物体的位移相等，时刻两物体相遇，而在，3 时间内，甲物体的位移比乙物体的位移大，则知在 3 4 时间内，乙物体在甲物体前方，故 c 错 误 时 间 内，两物体的位移相等，用时相等，则平均速度相等，故 D 正确.9.（2021 河北唐山市一模）如图7 所示，在平直公路上行驶的厢式货车内，用轻绳4 0、B O 在O 点悬挂质量为5 k g 的重物，轻绳4。、8 0 与车顶部夹角分别

19、为30。、60。.在汽车加速行驶过程中，为保持重物悬挂在。点位置不动，重力加速度为g,厢式货车的最大加速度为（）图 7答 案 B解析 对重物受力分析可得储sin 30。+&sin 60。=?g,&cos 60。-/74cos 30。=m a,联立解得为-y-g,故选B.1 0.（多选）（2020广西桂林等三市高三下学期6 月第二次联考）如图8 甲所示，小物块A静止第15页，共19页在足够长的木板8左端，若力与8间的动摩擦因数为川=0.6,木板8与水平地面间的动摩擦因数为偌=0.2，假设各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=1 0 m/s2.某时刻起A受到F=3 t的水平向右的外

20、力作用，测得4 与 B间的摩擦力不随外力F的变化关系如图乙所示，则下列判断正确的是（）图 8A./、8的质量分别为1 k g 和 0.5 k gB.当 f=l s 时，/、8发生相对滑动C.当 f=3 s 时，/的加速度为4 m/s 2D.8在运动过程中的最大加速度为8 m/s?答 案 A C解析 设/、B的质量分别为明、机 2,根 据/与 8间的摩擦力F f 随外力尸的变化关系可得力与 8间的滑动摩擦力为6 N,8与地面间的滑动摩擦力为3 N,则有 ig g =6 N,2（g+/2）g=3 N,联立解得见=1 k g,?2 =0.5 k g,故 A正确 4 8刚发生相对滑动时，有 K=3f=

21、1 2N,即 f =4 s,故 B错误；由 B项分析可知，当 f =3 s 时，4 8相对静止，一起做匀加速直线运动,则有修-2（加1+机 2）g =（mt+m2）at,代入数据可得句=4 m/s2,故 C正确；设 8在运动过程中的最大加速度为2,可得“附函-2（如+?2 应=5 2。2,代入数据可得。2 =6 向$2,故 D 错 误.1 1.（2 0 2 1 山西太原市高三期末）太原地铁2号线是山西省的第一条城市轨道交通线路，也是贯通太原南北的轨道交通干线.其大南门站到体育馆站全长1 4 0 0 m,运行时间为9 0 s.假设列车从大南门站由静止出发，先做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动

22、，速度达到7 2 k m/h 后开始做匀速直线运动，即将到达体育馆站时，列车开始刹车做匀减速直线运动直至停下.求（1）列车减速过程中加速度的大小；（2）减速过程中阻力与重力的比值.（取 g=1 0 m/s 2）2 1答 案（14m/s?（2,解 析（1）设列车在加速、匀速和减速阶段的时间分别为小小打，位移分别为为、必、x3,列车加速和减速过程中的加速度大小分别为内、政0m=4 2f3第16页，共19页vmxl=X 2=Vmt2VmX 3=7t3f 1 +，2+4 =/X+%2+%3 =X2联立解得：2=-m/s 2（2）设减速过程中阻力大小为F（F（=ma2户减速过程中阻力与重力的比值;=-=

23、T T-G g 1 5 尖子生选练1 2.（多选）（20 21 湖南省1 月适应性考试 1 0）如图9,三个质量均为1 k g 的物体/、B、C叠放在水平桌面上，B、C用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接，/与 8之间、B 与 C之间的接触面以及轻绳均与桌面平行.4 与 8之间、8与 C之间以及C与桌面之间的动摩擦因数分别为0.4、0.2和 0，重力加速度g取 1 0 m/s 2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.用力F沿水平方向拉物体C,以下说法正确的是（）图 9A.拉力厂小于1 1 N时，不能拉动CB.拉力厂为1 7 N时，轻绳的拉力为4 NC.要使2、8保持相对静止，拉力尸不能超过23

24、ND.4 的加速度将随拉力尸的增大而增大答 案 AC解 析 若刚好拉动C对 C：尸=桌3 f f g +8 C 2w g +/7T 对力、8 整体：FT=nB C-2mg由得：尸=桌,3/n g +Bc,4，g=1 1 N故拉力F小 于 1 1 N时不能拉动C,A 正确；尸为1 7 N 时，C、8都在做加速运动，沏0,而 8恰好被拉动时，即 劭=0时尸T =M 2?g =4N,第17页，共19页故当尸二1 7 N时，4N,B错误;uABmg48保持相对静止时，48的最大加速度m a x =-=.=40 1人2m对“、8 整体：FT-BC，2机g =2机t/m a x对 C：尸 _ *BC，2m

25、g _ 桌Bm g -FT=mamax得尸=23 N,C正确；/、8发生相对滑动后，N的加速度保持不变，故D错误.1 3.（20 21 江苏省四校联合第三次联考）如 图1 0所示，在倾角为。的光滑固定斜面上有两个用与斜面平行的轻弹簧连接的物块4和B，它们的质量分别为3团和2?，弹簧的劲度系数为,C为一垂直斜面的固定挡板，系统处于静止状态.现用一沿斜面向上的恒力尸拉物块/使之沿斜面向上运动，当8刚离开C时，4的速度为。，4的加速度的方向沿斜面向上，大小为a,则下列说法错误的是（重力加速度为g）（）图1 057 w*s i n 0A.从静止到8刚离开。的过程中，4运动的距离 为 一 一k5 m2g

26、2sin20B.从静止到3刚离开。的过程中，4克服重力做的功为一-kC.恒力Z7的大小为5/n g s i n 9+3ma3D.当力的速度达到最大时，8的加速度大小为 一 2答 案B解析 开始/处于静止状态，弹簧处于压缩，根据平衡条件有：3?gsin6 =b|3?gsin 0解得弹簧的压缩量币k当4刚离开。时，8对挡板的弹力为零，有：fcr2=2mgsin。2ysin 0解得弹簧的伸长量X 2 k5 M gsin 0可知从静止到8刚离开。的过程中，力运动的距离为1=修+必=并 一，故A正确；k从静止到8刚离开C的过程中，重力对4做的功为：15 w2g2sin20 15 m2g2sin20Wc=-3mgxsin0=-%,故4克服重力做的功为一工,B错误；K K第18页，共19页当 8刚离开C时，对物块4 根据牛顿第二定律得尸-3机 gsind-丘2=3加。解得 F =5/ngsin 0+3 m a,故 C 正确;当”的速度达到最大时，/受到的合外力为0,贝 I J：F-3mgsin3-Fj=0所以：FT=2mgsin Q+3ma对 8沿斜面方向有：FT-2?gsin 0=Ima3解得2故 D正确.第19页，共19页