高考物理二轮复习 专题一 力与运动（二）聚焦选择题考法——力与直线运动讲义

高考研究(二) 聚焦选择题考法力与直线运动1.多选(2016全国卷T21)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v t图象如图所示。已知两车在t3 s时并排行驶，则()A在t1 s时，甲车在乙车后B在t0时，甲车在乙车前7.5 mC两车另一次并排行驶的时刻是t2 sD甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m解析：选BD由题图知，甲车做初速度为0的匀加速直线运动，其加速度a甲10 m/s2。乙车做初速度v010 m/s、加速度a乙5 m/s2的匀加速直线运动。3 s内甲、乙车的位移分别为：x甲a甲t3245 m，x乙v0t3a乙t3252.5 m，由于t3 s时两车并排行驶，说明t0时甲车在乙车前，xx乙x甲7.5 m，选项B正确；t1 s时，甲车的位移为5 m，乙车的位移为12.5 m，由于甲车的初始位置超前乙车7.5 m，则t1 s时两车并排行驶，选项A、C错误；甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5 m12.5 m40 m，选项D正确。2多选(2016全国卷T18)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()A质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D质点单位时间内速率的变化量总是不变解析：选BC质点原来做匀速直线运动，说明所受合外力为0，当对其施加一恒力后，恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定，则质点可能做直线运动，也可能做曲线运动，但加速度的方向一定与该恒力的方向相同，选项B、C正确。 3多选 (2016全国卷T19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则()A甲球用的时间比乙球长B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功解析：选BD设小球在下落过程中所受阻力F阻kR，k为常数，R为小球半径，由牛顿第二定律可知：mgF阻ma，由mVR3知：R3gkRR3a，即ag，故知：R越大，a越大，即下落过程中a甲a乙，选项C错误；下落相同的距离，由hat2知，a越大，t越小，选项A错误；由2ahv2v02知，v00，a越大，v越大，选项B正确；由W阻F阻h知，甲球克服阻力做的功更大一些，选项D正确。4多选(2015全国卷T20)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A8B10C15D18解析：选BC设该列车厢与P相连的部分为P部分，与Q相连的部分为Q部分。设该列车厢有n节，Q部分为n1节，每节车厢质量为m，当加速度为a时，对Q有Fn1ma；当加速度为a时，对P有F(nn1)ma，联立得2n5n1。当n12，n14，n16时，n5，n10，n15，由题中选项得该列车厢节数可能为10或15，选项B、C正确。5多选(2015全国卷T20)如图(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的v t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度解析：选ACD由题图(b)可以求出物块上升过程中的加速度为a1，下降过程中的加速度为a2。物块在上升和下降过程中，由牛顿第二定律得mgsin fma1，mgsin fma2，由以上各式可求得sin ，滑动摩擦力f，而fFNmgcos ，由以上分析可知，选项A、C正确；由v t图象中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离，可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度，选项D正确。高考题型典型试题难度1.运动学规律的应用2016全国卷T212.牛顿运动定律的应用2016全国卷T182016全国卷T192015全国卷T203.运动图象与牛顿第二定律的综合2015全国卷T20题型(一) 运动学规律的应用高考定位：常考题型,解题关键：关键在于画图建情境，选择合理规律、公式解题必备知能1记牢匀变速直线运动的“四类公式”2掌握处理匀变速直线运动的五种方法演练冲关1(2018届高三第一次全国大联考卷)一物块以一定的初速度沿足够长的光滑斜面底端向上滑出，从滑出至回到斜面底端的时间为6 s，若在物块上滑的最大位移的一半处设置一垂直斜面的挡板，仍使该物块以相同的初速度在斜面底端向上滑出，物块撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反。撞击所需时间不计，则这种情况下物块从上滑至回到斜面底端的总时间约为(不计空气阻力)()A1.0 s B1.8 sC2.0 s D2.6 s解析：选B将开始时物块的上滑过程分成位移相等的两段，设下面一段位移所用时间为t1，上面一段位移所用时间为t2，根据逆向思维可得t2t11(1)，由于是光滑的斜面，上升的过程做匀减速直线运动，下降的过程做匀加速直线运动，且加速度的大小、方向都不变，可知上升和下降的时间相等。设从滑出至回到滑出点的时间为2t6 s。物块撞击挡板后以原速度弹回(撞击所需时间不计)，此时物块上滑和下滑的总时间t2t1且t1t2t3 s，由以上各式可得：t0.6t1.8 s，故B正确。2(2017广元模拟)如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移时间图象，A质点的图象为直线，B质点的图象为过原点的抛物线，两图象交点C、D坐标如图。下列说法正确的是()At1时刻B追上A，t2时刻A追上BBt1t2时间段内B的平均速度小于A的平均速度CA做直线运动，B做曲线运动D两质点速度相等的时刻一定在t1t2时间段内的某时刻解析：选Dx t图象的交点表示同一时刻到达同一位置而相遇，由题图易知，t1时刻A追上B，t2时刻B追上A，故A错误；t1t2时间段内，两质点通过的位移相等，则B的平均速度与A的平均速度相等，故B错误；x t图象只能描述直线运动，故C错误；因图线的切线的斜率代表质点的速度，故由题图可知两质点速度相等的时刻一定在t1t2时间段内的某时刻，故D正确。3.多选(2017湖北黄冈检测)如图所示是某物体做直线运动的v2x图象(其中v为速度，x为位置坐标)，下列关于物体从x0处运动至x0处的过程分析，其中正确的是()A该物体做匀加速直线运动B该物体的加速度大小为C该物体在位移中点的速度大于v0D该物体在运动中间时刻的速度大于v0解析：选BC根据v2v022ax，对比题图可知，物体做匀减速直线运动，选项A错误；加速度大小为a，选项B正确；该物体在位移中点时v2v02，则v，选项C正确；物体做匀减速直线运动，初速度为v0，末速度为零，故物体在运动中间时刻的速度等于v0，选项D错误。题型(二) 牛顿运动定律的应用 高考定位：常考题型解题关键：重在恰当选取研究对象进行受力分析和运动分析，以加速度为桥梁，灵活选择运动学公式，结合牛顿第二定律列方程求解典例示法例1多选如图所示，水平地面上叠放着A、B两物块。F是作用在物块B上的水平恒力，物块A、B以相同的速度做匀速运动，若在运动中突然将F撤去，则此后A、B的运动可能是()AA、B将仍以相同的速度做匀速运动BA、B做减速运动，A的加速度小于B的，A、B最终分离CA、B最终以共同的加速度做匀减速运动DA、B做减速运动，A的加速度大于B的，A、B最终分离解析因开始时A、B整体在力F作用下做匀速运动，则B与地面之间有摩擦力作用，故若在运动中突然将F撤去时，A、B不可能仍以相同的速度做匀速运动，选项A错误；若A、B接触面的动摩擦因数小于B与地面之间的动摩擦因数，则在运动中突然将F撤去，A、B做减速运动，根据牛顿第二定律可得，A的加速度小于B的加速度，A、B最终分离，选项B正确；若A、B接触面的动摩擦因数大于或等于B与地面之间的动摩擦因数，则在运动中突然将F撤去，A、B一起以共同的加速度做匀减速运动，选项C正确，D错误。答案BC叠加体模型一般分为无相对运动的叠加体模型和有相对运动的叠加体模型。不论哪一种情况，解决问题所用的规律无外乎牛顿运动定律、运动学规律和能量守恒定律， 需要注意的是运用整体法和隔离法对物体受力分析的技巧。解决此类问题时，要认真分析物体在不同阶段的受力情况和运动情况，建立清晰的物理模型，然后根据物理规律列出方程求解，过程中尤其要注意联系叠加体之间的物理量(特别是摩擦力)的关系。演练冲关4(2018届高三第二次全国大联考卷)长途客运站的安检机中输送行李的水平传送带匀速转动，乘客把一袋面粉无初速度放在传送带上，面粉在出安检机之前已经和传送带相对静止，结果在传送带上留下了一段白色的径迹，对此分析正确的是()A传送带的速度越大，径迹越长B面粉质量越大，径迹越长C动摩擦因数越大，径迹越长D释放的位置距离安检机越远，径迹越长解析：选A面粉释放后没有初速度，相对传送带向后运动，摩擦力向前，面粉做匀加速运动，面粉速度和传送带速度相同后做匀速运动。匀加速过程中加速度ag，初速度为0，末速度等于传送带速度v，所用时间t，径迹的长度等于二者的相对位移，即vt，可知动摩擦因数越大，径迹越短，选项C错；径迹长度与释放位置和面粉质量无关，选项B、D错；传送带速度越大，径迹越长，选项A对。5(2018届高三广东五校协作体联考)如图所示，在光滑的水平地面上并排放着3 000个完全相同的球。现用恒定水平推力F推第3 000号球，并使所有球共同向右运动，则第2 016号球与第2 017号球间的作用力跟第1号球与第2号球间的作用力的比为()A2 016 B2 017C. D.解析：选A以整体为研究对象，根据牛顿第二定律：F3 000ma，得：a；以第12 016号球整体为研究对象，根据牛顿第二定律：N12 016ma，得：N1F；以第1号球为研究对象：N2maF；则第2 016号球与第2 017号球间的作用力跟第1号球与第2号球间的作用力的比为2 0161，故A正确。6.多选(2017南阳第一中学检测)如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则()A当F2mg时，A、B都相对地面静止B当Fmg时，A的加速度为gC当F3mg时，A相对B滑动D无论F为何值，B的加速度不会超过g解析：选BCDA、B之间的最大静摩擦力为：fmmAg2mg，A、B发生相对滑动的加速度为ag，B与地面间的最大静摩擦力为：fm(mAmB)gmg，故拉力F最小时：Ffm(m2m)a，所以Fmg3mamg时，A、B将发生相对滑动；当F2mg时，Fmg，B与地面间会发生相对滑动，所以A、B都相对地面运动，A错误；当Fmg3mg时，Ffm，A相对B滑动，C正确；A对B的最大摩擦力为2mg，无论F为何值，B的加速度不会超过g，D正确。题型(三) 运动图象与牛顿第二定律的综合高考定位：常考题型解题关键：重在两个转化：公式图象情境典例示法例2(2017淮北第一中学模拟)如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩x0.4 m 后锁定，t0时解除锁定释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度时间图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t0时的速度图线的切线，已知滑块质量m2.0 kg，取g10 m/s2，则下列说法正确的是()A滑块被释放后，先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动B弹簧恢复原长时，滑块速度最大C弹簧的劲度系数k175 N/mD该过程中滑块的最大加速度为35 m/s2本题关键是从速度时间图象得到滑块刚释放和脱离弹簧时的加速度大小，然后根据牛顿第二定律列式求解；对于图象问题，要掌握“五看”，即：看坐标、看斜率、看面积、看交点、看截距；了解图象的物理意义是正确解题的前提。 解析根据v t图线的斜率表示加速度，可知滑块被释放后，先做加速度逐渐减小的加速直线运动，弹簧弹力与摩擦力相等时速度最大，此时加速度为零，随后加速度反向增加，最后做匀速直线运动，所以A、B错误；从题图知，滑块脱离弹簧后(bc段)的加速度大小a1 m/s25 m/s2，由牛顿第二定律得摩擦力大小为：fmgma110 N；刚释放时滑块的加速度为：a2 m/s230 m/s2，此时滑块的加速度最大，所以D错误；由牛顿第二定律得：kxfma2，代入数据解得：k175 N/m，所以C正确。答案C解答图象问题的两种基本方法1公式与图象的转化要作出一个确定的物理图象，需要得到相关的函数关系式。在把物理量之间的关系式转化为图象时，最重要的就是要明确公式中的哪些量是自变量，哪些量是常量，关系式描述的是哪两个物理量之间的函数关系。2图象与情境的转化运用物理图象解题，还需要进一步建立物理图象和物理情境之间的联系，根据物理图象，想象出图象所呈现的物理现象、状态、过程和变化的具体情境，因为这些情境中隐含着许多解题条件，这些过程中体现了物理量相互制约的规律，这些状态反映了理论结果是否能与现实相吻合，这些正是“审题”“分析”“审视答案”等解题环节所需要解决的问题。演练冲关7多选(2018届高三桂林、崇左联考)水平力F方向确定，大小随时间的变化如图(a)所示，用力F拉静止在水平桌面上的物块，在F从0开始逐渐增大的过程中，物块的加速度a随时间t变化的图象如图(b)所示。重力加速度大小为10 m/s2，最大静摩擦力大于滑动摩擦力。由图可知()A物块与水平桌面间的最大静摩擦力为3 NB物块与水平桌面间的动摩擦因数为0.1C物块的质量m2 kgD在04 s时间内，合外力的冲量为12 Ns解析：选BD由题图(b)可知，t2 s时物块刚开始运动，静摩擦力最大，最大静摩擦力等于此时的拉力，由题图(a)易知最大静摩擦力为6 N，故A错误；由题图(b)知：当t2 s时，a1 m/s2，F6 N，根据牛顿第二定律得：Fmgma，代入得：6m10m。当t4 s时，a3 m/s2，F12 N，根据牛顿第二定律得：Fmgma，代入得：12m103m。联立解得0.1，m3 kg，故B正确，C错误；a t图象与时间轴所围的面积表示速度的变化量，则得04 s内物块速度的增量为v(42)m/s4 m/s，t0时刻速度为0，则物块在第4 s末的速度为4 m/s；根据动量定理，得04 s内合外力的冲量为：Ipmv34 Ns12 Ns，故D正确。8.多选(2018届高三安徽皖南八校联考)质量为0.2 kg的物块在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，6 s末撤去水平推力F，如图实线表示其运动的v t图象，其中经过点(4,0)的虚线是6 s末v t图象的切线，g取10 m/s2。下列说法正确的有()A6 s末物块速度方向改变B06 s内物块平均速度比610 s内物块平均速度小C物块与水平面间的动摩擦因数为0.1D水平推力F的最大值为0.9 N解析：选BD6 s末物块速度仍为正值，故速度方向未改变，选项A错误；若06 s内物块做匀加速运动，则平均速度为3 m/s，由题图图线可知，物块在06 s内的平均速度小于3 m/s，而物块在610 s内的平均速度等于3 m/s，故06 s内物块平均速度比610 s内物块平均速度小，选项B正确；撤去外力后的加速度a m/s21.5 m/s2，根据ag1.5 m/s2，可知物块与水平面间的动摩擦因数为0.15，选项C错误；物块的最大加速度为am m/s23 m/s2，根据牛顿第二定律Fmmgmam，解得Fm0.9 N，选项D正确。选择题保分练 力与直线运动 1.(2017枣庄检测)我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主研制开发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁和玻璃上自由移动。如图所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直平面内的受力分析可能正确的是()解析：选C根据牛顿第二定律可知，在竖直平面内“蜘蛛侠”所受合力方向应该是从A指向B，故C正确，A、B、D错误。2.(2017大庆中学检测)a、b、c三个物体在同一条直线上运动，三个物体的x t图象如图所示，图象c是一条抛物线，坐标原点是抛物线的顶点，下列说法中正确的是()Aa、b两物体都做匀速直线运动，两个物体的速度相同Ba、b两物体都做匀变速直线运动，两个物体的速度大小相等，方向相反C在05 s内，当t5 s时，a、b两个物体相距最近D物体c一定做变速直线运动解析：选D由题图可知a、b的x t图象均为倾斜的直线，表示物体做匀速直线运动，则知a、b两物体都做匀速直线运动。由题图斜率看出，a、b两图线的斜率大小相等、正负相反，说明两物体的速度大小相等、方向相反 ，故A、B错误；a物体沿正方向运动，b物体沿负方向运动，则当t5 s时，a、b两个物体相距最远，故C错误；对于匀变速直线运动位移公式 xv0tat2，可见，x t图象是抛物线，所以物体c一定做匀变速直线运动，故D正确。3(2018届高三第一次全国大联考卷)A、B两个物体在同一条直线上做直线运动，它们的a t图象如图所示，规定水平向右为正方向。已知在t0时，两物体的速度均为零，且A在B的左边1.75 m处，则A追上B的时间是()At0.5 s Bt1.5 sCt2.5 s Dt3.5 s解析：选D由题图易知，在前2 s内两个物体运动规律是一样的，不可能追上，故A、B错误；在t2.5 s时，A的位移是m1.125 m，B的位移是11211111210.52m0.875 m，两物体位移之差为0.25 m，小于1.75 m，故C错误；t3.5 s时，同理可求得，A的位移是1.875 m，B的位移是0.125 m，两物体位移之差等于1.75 m，故D正确。4(2018届高三邵阳第二次大联考)学校“身边的物理”社团小组利用传感器研究物体的运动。在一小球内部装上无线传感器，并将小球竖直向上抛出，通过与地面上接收装置相连的计算机描绘出小球上抛后运动规律的相关图象。已知小球在运动过程中受到的空气阻力随速度的增大而增大，则下列图象可能是计算机正确描绘的是(已知v、t分别表示小球速度的大小、运动的时间)()解析：选D在上升阶段，小球做减速运动，根据牛顿第二定律可知mgfma，其中fkv，由于速度减小，阻力减小，加速度减小，当速度达到0时，小球向下做加速运动，根据mgfma可知，随时间的延续，速度增大，阻力增大，加速度减小，在v t图象中斜率代表加速度，故D正确。5.(2017拉萨中学检测)如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接。选项图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，其中正确的是()解析：选C根据物体的受力情况，可以判断出物体先是在斜面上做匀加速直线运动，到达水平面上之后，做匀减速直线运动，所以物体运动的速度时间的图象应该是倾斜的直线，所以A错误；由于物体先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，在每一个运动的过程中物体的加速度的大小是不变的，所以物体的加速度时间的图象应该是两段水平的直线，所以B错误；在整个运动的过程中，物体受到的都是滑动摩擦力，所以在每一个运动的过程中摩擦力的大小是不变的，并且由于在斜面上时的压力比在水平面上时的压力小，所以滑动摩擦力也比在水平面上的小，所以C正确；物体做的是匀变速直线运动，物体的位移为xat2，且整个过程无反向运动，所以物体的路程和时间的关系应该是抛物线，所以D错误。6.多选(2017广东肇庆模拟)欧洲太空总署火星登陆器“斯基亚帕雷利”于2016年10月19日坠毁在火星表面。最新分析认为是错误的数据导致登陆器计算机提早释放了降落伞，而减速用的推进器只点火几秒钟就终止，当时它仍然位于火星表面上方3.7公里处。错误虽只持续了1 s，但足以破坏登陆器的导航系统。如图所示是火星登陆器离火星表面的高度随时间变化的图象，下列关于火星登陆器的说法正确的是()A在0t1阶段速度先增大后减小B在t2t3阶段处于超重状态C在t1t2阶段一定是静止的D在t3t4阶段做加速运动解析：选ABD通过题图可知，Ht图象上各点的切线的斜率大小代表速度的大小，故在0t1阶段，曲线上点的切线的斜率先增大后减小，故火星登陆器的速度先增大后减小，选项A正确；在t2t3阶段，曲线上各点的切线的斜率由大到小，故其速度减小，向下