（新课标）2020版高考物理大二轮复习专题一力与运动第二讲力与物体的直线运动教学案.docx

答案(1)合外力为零(2)项目一般形式v00涉及的物理量不涉及的物理量速度公式vtv0atvtatvt、v0、a、t位移x位移公式xv0tat2xat2x、v0、a、t末速度vt速度、位移关系公式vv2axv2axvt、v0、a、x时间t(3)匀加速直线运动匀减速直线运动说明位移图像曲线为抛物线的一部分速度图像(4)现象超重失重完全失重定义物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于0的现象产生条件物体具有竖直向上的加速度或加速度分量物体具有竖直向下的加速度或加速度分量物体具有竖直向下的加速度，ag【典例】(2019全国卷)如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H.上升第一个所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2.不计空气阻力，则满足()A12 B23C34 D45思路引领可考虑逆向思维法，将竖直上抛运动等效为逆向的自由落体运动解析本题应用逆向思维求解，即运动员的竖直上抛运动可等同于从一定高度处开始的自由落体运动，所以第四个所用的时间为t2，第一个所用的时间为t1，因此有2，即34，选项C正确答案C1匀变速直线运动的“四类公式”2处理匀变速直线运动的五种方法迁移一以生产、生活实际考查1(多选)(2019河北名校联盟)拥堵已成为现代都市一大通病，发展“空中轨道列车”(简称空轨，如图所示)是缓解交通压力的重要举措假如某空轨从甲站沿直线运动到乙站，为了使旅客舒适，其加速度不能超过2.5 m/s2，行驶的速度不能超过50 m/s.已知甲、乙两站之间的距离为2.5 km，下列说法正确的是()A空轨从静止开始加速到最大速度的最短时间为25 sB空轨从最大速度开始刹车到停下来运动的最小位移为500 mC从甲站运动到乙站的最短时间为70 sD从甲站运动到乙站的最大平均速度为25 m/s解析空轨从静止开始以最大加速度加速到最大速度时所用时间最短，则最短时间为t120 s，选项A错误；以最大加速度刹车时，空轨从最大速度开始刹车到停下来运动的位移最小，由v2amaxx解得最小位移为x500 m，选项B正确；以最大加速度加速到最大速度，然后以最大速度匀速运动，再以最大加速度刹车时，空轨从甲站到乙站的运动时间最短，且刹车时间与加速时间相等，等于t1，两段时间对应的位移相等，等于x，匀速运动时间为t230 s，所以最短时间为t2t1t270 s，选项C正确；从甲站运动到乙站的最大平均速度为 m/s35.7 m/s，选项D错误答案BC迁移二以追及、相遇模型考查2(2019福建四校联考)货车A在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶，当司机发现正前方有一辆静止的轿车B时，两车间的距离仅有75 m(这段公路很窄，无法靠边让道)(1)若此时B车立即以2 m/s2的加速度启动，通过计算判断：如果A车司机没有刹车，是否会撞上B车若不相撞，求两车间的最小距离；若相撞，求出从A车发现B车到A车撞上B车的时间(2)若A车司机发现B车，立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动，加速度大小为2 m/s2(两车均视为质点)，为避免碰撞，在A车刹车的同时，B车立即做匀加速直线运动(不计反应时间)，B车的加速度至少为多大才能避免发生事故(结果保留两位小数)解析(1)设两车不相撞，经过的时间为t时，两车速度相等，则有vAvB对B车又有vBat联立可得t10 st时间内A车的位移xAvAt200 mt时间内B车的位移xBat2100 m因为xBx0175 mxA所以假设不成立，两车会相撞，设经过时间t1两车相撞，有vAt1x0at代入数据解得t15 s，另一解舍去(2)已知A车的加速度大小aA2 m/s2，初速度vA20 m/s设B车的加速度大小为aB，B车运动时间为t2时两车速度相等，且此时两车恰好不相撞，则有vAvAaAt2，vBaBt2且vAvB在时间t2内A车的位移大小xAvAt2aAtB车的位移大小xBaBt又xBx0xA联立并代入数据解得aB0.67 m/s2.答案(1)会相撞5 s(2)0.67 m/s2追及减速运动的物体时，要注意隐含条件，即两物体相遇时，要先判断被追物体的速度是否已经减为零，根据t首先分析出相遇时减速物体的状态.热点考向二挖掘图像信息解决动力学问题【典例】(多选)(2019全国卷)如图(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平t0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t4 s时撤去外力细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示木板与实验台之间的摩擦可以忽略重力加速度取10 m/s2.由题给数据可以得出()A木板的质量为1 kgB2 s4 s内，力F的大小为0.4 NC02 s内，力F的大小保持不变D物块与木板之间的动摩擦因数为0.2思路引领题图(b)中细绳上拉力的变化情况与木板的受力情况不易联系在一起，是本题的易错点要通过力传感器固定判断出物块相对于地面静止，从而判断木板的受力情况，由vt图像求出木板在施加力F时的加速度和撤掉F时的加速度，根据牛顿第二定律求解待求物理量解析由题图(c)可知木板在02 s内处于静止状态，再结合题图(b)中细绳对物块的拉力f在02 s内逐渐增大，可知物块受到木板的摩擦力逐渐增大，故可以判断木板受到的水平外力F也逐渐增大，选项C错误；由题图(c)可知木板在24 s内做匀加速运动，其加速度大小为a1 m/s20.2 m/s2，在45 s内做匀减速运动，其加速度大小为a2 m/s20.2 m/s2，另外由于物块静止不动，同时结合题图(b)可知物块与木板之间的滑动摩擦力Fff，故对木板进行受力分析，由牛顿第二定律可得FFfma1、Ffma2，解得m1 kg、F0.4 N，选项A、B均正确；由于不知道物块的质量，所以不能求出物块与木板之间的动摩擦因数，选项D错误答案AB1从vt图像巧分析四个物理量(1)速度：从速度轴上读出速度，正负表示物体的运动方向(2)时间：从时间轴上读出时刻，两时刻的差值表示物体的运动时间(3)位移：由图线与时间轴围成的面积表示位移，时间轴上方表示位移的方向与规定的正方向相同，下方表示位移的方向与规定的正方向相反(4)加速度：由图线的斜率求得，斜率的正、负表示加速度的方向2求解运动图像与牛顿第二定律综合问题的基本思路迁移一动力学中的Ft图像1(多选)(2019泰安模拟)物体最初静止在倾角30的足够长斜面上，如图甲所示受到平行斜面向下的力F的作用，力F随时间变化的图像如图乙所示，开始运动2 s后物体以2 m/s的速度匀速运动，下列说法正确的是(g取10 m/s2)()A物体的质量m1 kgB物体的质量m2 kgC物体与斜面间的动摩擦因数D物体与斜面间的动摩擦因数解析由开始运动2 s后物体以2 m/s的速度匀速运动，可知02 s内物体的加速度大小为a1 m/s2；在02 s内对物体应用牛顿第二定律得，F1mgsin30mgcos30ma,2 s后由平衡条件可得，F2mgsin30mgcos300，联立解得m1 kg，选项A、D正确答案AD迁移二动力学中的aF图像2(多选)(2019河北六校联考)用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从零开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图像如图所示，g10 m/s2，则可以得出()A物体与水平面间的最大静摩擦力BF为14 N时物体的速度C物体与水平面间的动摩擦因数D物体的质量解析由题图可知，物体在水平面间的最大静摩擦力为7 N，A正确；由Fmgma，解得aFg，将F17 N，a10.5 m/s2，F214 N，a24 m/s2代入上式可得m2 kg，0.3，C、D正确；因物体做变加速运动，无法求出F为14 N时物体的速度，B错误答案ACD处理运动图像时容易出现的错误有以下几点：(1)对于xt图像，图线在纵轴上的截距表示t0时物体的位置；对于vt和at图像，图线在纵轴上的截距并不表示t0时物体的位置(2)在vt图像中，两条图线的交点不表示两物体相遇，而是表示两物体速度相同(3)vt图像中两条图线在v轴上的截距不同，不少同学误认为两物体的初始位置不同，位置是否相同应根据题中条件确定. 热点考向三利用牛顿运动定律解决多体问题【典例】(2017海南卷)一轻弹簧的一端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示质量为m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x0.从t0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0.弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g.求：(1)弹簧的劲度系数；(2)物块b加速度的大小；(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式思路引领(1)由运动学公式知形变量为x0时二者分离(2)分离时，ab间没有弹力，a、b加速度相同解析(1)对整体分析，根据平衡条件可知开始时沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有kx0gsin，解得k.(2)由题意可知，b经两段相等的时间位移为x0，由xat2可知，说明当形变量x2x0x1时二者分离；对物块a分析，因分离时a、b间没有弹力，a、b加速度相同，则对物块a，根据牛顿第二定律可知kx2mgsinma，解得a.(3)设时间为t，则经时间t时，a、b运动的位移xat2，弹簧形变量xx0x，对整体分析，由牛顿第二定律有Fkxgsina，解得Fmgsint2，因分离时位移xx1，由xat解得t1，故应保证tfmax，则发生相对滑动(3)滑块滑离滑板的临界条件：当滑板的长度一定时，滑块可能从滑板滑下，恰好滑到滑板的边缘达到共同速度是滑块滑离滑板的临界条件. 1(多选)(2019昆明高三年级教学质检)如下图甲所示，倾角为37的足够长的传送带以恒定速度运行，将一质量m1 kg的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度大小随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8.则下列说法正确的是()A传送带沿逆时针转动，速度大小为4 m/sB物体与传送带间的动摩擦因数为0.75C08 s内物体位移的大小为14 mD08 s内物体与传送带之间因摩擦而产生的热量为126 J解析由题图可知小物体先反向做减速运动后向正方向做加速运动，故可知传送带速度方向沿顺时针方向，最终物体和传送带的速度相同，故传送带速度大小为4 m/s，故A错误；根据vt图像的斜率表示加速度，物体相对传送带滑动时的加速度大小为a m/s21 m/s2，由牛顿第二定律得mgcos37mgsin37ma，解得0.875，故B错误；08 s内物体的位移为s m14 m，故C正确；08 s内只有前6 s内物体与传送带发生相对滑动，06 s内传送带运动的距离为s带46 m24 m,06 s内物体的位移为s物 m6 m，因摩擦而产生的热量为Qmgcos37(s带s物)126 J，故D正确答案CD2(2019武汉外校阶段性测试)如图1甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即Fkt，其中k为已知常数若A、B之间的滑动摩擦力Ff的大小等于最大静摩擦力，且A、B的质量相等，则下列图2中可以定性地描述长木板B运动的vt图像的是()解析以A、B整体为研究对象，A、B整体具有共同的最大加速度，由牛顿第二定律得a1，对B由牛顿第二定律有a1，对A由牛顿第二定律有a1，达到最大加速度所经历的时间t，由以上各式解得t，此后B将受恒力作用，做匀加速直线运动，vt图线为倾斜的直线，故B正确答案B专题强化训练(二)一、选择题1(2019贵阳高三监测)一物体做匀减速直线运动，4 s内的位移为16 m，速度大小变为原来的三分之一，方向不变则该物体的加速度大小为()A1 m/s2 B1.5 m/s2C2 m/s2 D0.75 m/s2解析设该物体的初速度为v0，加速度大小为a，由题意知t4 s，根据匀变速直线运动规律，xt，v0at，联立解得a1 m/s2，选项A正确答案A2(多选)(2019江西南昌三模)高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶甲车在前，乙车在后，速度均为v030 m/s，距离s0100 mt0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化的关系如图甲、乙所示取运动方向为正方向下列说法正确的是()At3 s时两车相距最近B09 s内两车位移之差为45 mCt6 s时两车相距最近，为10 mD两车在09 s内会相撞解析由题图可画出两车的速度时间图像，如图所示由图像可知，t6 s时两车速度相等，此时两车相距最近，故A错误；图中阴影部分面积为06 s内两车位移之差，可得x303 m30(63) m90 m100 m，此时两车相距最近，为10 m，所以两车不会相撞，故C正确，D错误；09 s内两车位移之差x303 m45 m，故B正确答案BC3(2019福州市质检)物体在水平地面上受到水平推力的作用，在6 s内力F、速度v随时间变化如图所示，由图像可得()A物体的质量为2 kgB物体在6 s内运动的位移为6 mC在02 s内推力做的功为2 JD物体与地面间的动摩擦因数为0.025解析物体在02 s内做匀加速直线运动，加速度为a m/s2，由牛顿第二定律有：Fmgma，即：3mgma；物体在26 s内做匀速直线运动，因此有：mg1 N，联立解得：物体的质量为m4 kg，物体与地面间的动摩擦因数为0.025，选项A错误，选项D正确；根据vt图像所围的面积表示物体运动的位移可得物体在6 s内运动的位移为x21 m41 m5 m，选项B错误；力对物体所做的功等于力乘以力方向上的位移，因此在2 s内推力做的功为WFx321 J3 J，选项C错误答案D4(2019河南南阳一中开学考试)如图所示，一轻质长木板置于光滑水平地面上，木板上有质量分别为mA1 kg和mB2 kg的A、B两物块，A、B与木板之间的动摩擦因数都为0.2，水平恒力F作用在A物块上，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2.则()A若F1 N，则物块、木板都静止不动B若F1.5 N，则A物块所受摩擦力大小为1.5 NC若F4 N，则B物块所受摩擦力大小为4 ND若F8 N，则B物块的加速度大小为1 m/s2解析A与木板间的最大静摩擦力fAmAg0.2110 N2 N，B与木板间的最大静摩擦力fBmBg0.2210 N4 N，设A与木板恰好发生相对滑动时水平恒力大小为F0，则由牛顿第二定律可知，解得F03 N，F1 NF0，则A、B均与木板保持相对静止，整体在F作用下向左做匀加速运动，故A错误；F1.5 NF0，则A、B均与木板保持相对静止，整体在F作用下向左做匀加速运动，根据牛顿第二定律得Ff1mAa，所以A物块所受摩擦力f1F0，所以A在木板上滑动，B和木板整体受到的摩擦力大小为fA，轻质木板质量不计，所以B的加速度大小为a1 m/s21 m/s2，对B进行受力分析，有f2mBa121 N2 N，故C错误；F8 Nf0，所以A相对于木板滑动，B和木板整体受到摩擦力fA，由上述分析可知B的加速度大小为1 m/s2，故D正确答案D5(多选)(2019乐山二诊)如下图所示，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，B的质量是A的2倍，B受到水平向右的恒力FB2 N，A受到的水平向右的变力FA(92t) N，t的单位是s.从t0开始计时，则()AA物体在3 s末时刻的加速度是初始时刻的倍Bt4 s后，B物体做匀加速直线运动Ct4.5 s时，A物体的速度为零Dt4.5 s后，A、B的加速度方向相反解析当A、B间作用力为0时二者分离，此时aAaB，即，t4 s，此后B做匀加速直线运动，而A做加速度逐渐减小的加速运动当t4.5 s时，A物体的加速度为零而速度不为零；t4.5 s后，A所受合外力反向，即A、B的加速度方向相反当t4 s时，A、B的加速度均为a.综上所述，选项A、B、D正确答案ABD6(多选)(2019沈阳教学抽样检测)如图所示，足够长的固定斜面倾角为，斜面a点以下(含a点)光滑，a点以上粗糙可视为质点的质量均为1 kg的A、B两滑块静止在a点，某时刻在B上加一沿斜面向上、大小为7 N的恒力，弹簧的劲度系数为100 N/m，37，sin370.6，cos370.8，两滑块与斜面间的动摩擦因数均为0.25，则A、B向上运动的过程中有()AA、B刚分离时A有沿斜面向上的加速度B从加上恒力到A、B分离A上升高度为7 cmCA速度最大时，A沿斜面移动的距离为3 cmDA速度最大时，A、B间弹力为1 N解析由题意知m1 kg、F7 N、k100 N/m、0.25，A、B刚过a点时的加速度大小为1.5 m/s2，刚分离时A、B间无弹力，对B有aB1 m/s2，此时A、B加速度相同，故A的加速度沿斜面向下，此时对A有aA1 m/s2，解得x10.07 m，初态kx02mgsin，解得x00.12 m，A上升的高度为(0.12 m0.07 m)sin373 cm，A、B错；A速度最大即加速度为零，对A、B整体有kx2F2mgsin2mgcos0，解得x20.09 m，A沿斜面移动的距离xx0x20.03 m，此时对A有kx2Nmgsinmgcos0，解得A、B间弹力N1 N，C、D对答案CD7(多选)(2019湖北七市联合模拟)如下图所示，在一沿顺时针方向匀速转动的传送带的左端A点，每隔T的时间，轻放上一个相同的工件，已知工件与传送带间的动摩擦因数为，工件的质量均为m，经测量，发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x，重力加速度为g，下列判断正确的是()A传送带的速率为B工件加速运动的时间为C工件与传送带间的相对位移一定为xD根据题目已知条件可以求出工件与传送带的相对位移解析工件在传送带上先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，每个工件放上传送带后运动的规律相同，可知xvT，解得传送带的速率v，故A正确；设每个工件匀加速运动的时间为t，根据牛顿第二定律得，工件的加速度为ag，根据vat，解得t，故B正确；工件加速过程的位移x工件，工件加速过程中传送带的位移x传送带vT2x工件，工件与传送带间的相对位移xx传送带x工件，故C错误，D正确答案ABD8(多选)(2019山东省泰安市上学期期中)如图所示，倾角为的斜面静置于地面上，斜面上表面光滑，A、B、C三球的质量分别为m、2m、3m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，现突然剪断细线或弹簧下列判断正确的是()A弹簧被剪断的瞬间，A、B、C三个小球的加速度均为零B弹簧被剪断的瞬间，A、B之间杆的弹力大小为零C细线被剪断的瞬间，A、B球的加速度沿斜面向上，大小为gsinD细线被剪断的瞬间，A、B之间杆的弹力大小为4mgsin解析若是弹簧被剪断，将三个小球看做一个整体，整体的加速度为agsin，然后隔离A，对A分析，设杆的作用力为F，则Fmgsinma，解得F0，A错误，B正确；剪断细线前，以A、B、C组成的系统为研究对象，系统静止，处于平衡状态，合力为零，则弹簧的弹力为F弹(3m2mm)gsin6mgsin.以C为研究对象知，细线的拉力为3mgsin.剪断细线的瞬间，由于弹簧弹力不能突变，以A、B组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得F弹(m2m)gsin(m2m)aAB，解得A、B两个小球的加速度为aABgsin，方向沿斜面向上，以B为研究对象，由牛顿第二定律得：FAB2mgsin2maAB，解得杆的拉力为FAB4mgsin，故C、D正确答案BCD9(多选)(2019湖北省黄冈市质检)如图所示，足够长的倾斜传送带以v2.4 m/s的速度逆时针匀速转动，传送带与水平面的夹角37，某时刻同时将A、B物块(可视为质点)轻放在传送带上，已知A、B两物块释放时的间距为0.042 m，与传送带间的动摩擦因数分别为A0.75、B0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin370.6，cos370.8，重力加速度g10 m/s2，则下列说法中正确的是()A物块B先做匀加速直线运动，后与传送带保持相对静止B物块B最终一定追上物块AC在t0.24 s时，A、B物块速度大小相等D在t0.54 s前，A、B两物块之间的距离先增大后不变解析物块B先做匀加速直线运动，当与传送带共速后，因为B0.5tan370.75，则物块B将继续加速下滑，选项A错误；物块A先做匀加速直线运动，当与传送带共速后，因为A0.75tan37，则物块A将与传送带相对静止，一起下滑，则物块B最终一定追上物块A，选项B正确；物块B开始下滑的加速度aB1gsin37Bgcos3710 m/s2，与传送带共速经过的时间：tB0.24 s，共速后物块B以aB2gsinBgcos2 m/s2的加速度加速下滑；物块A开始下滑的加速度aA1gsin37Agcos3712 m/s2，与传送带共速时经过的时间：tA0.2 s；共速后物块A与传送带一起匀速下滑，则t0.24 s时两物块速度相等，选项C正确；在开始的0.24 s内因为A的加速度较大，则两物块间的距离逐渐变大；在0.24 s后物块B继续加速下滑，速度逐渐变大，则两物块间的距离又逐渐减小，选项D错误答案BC二、非选择题10(2019成都实验中学月考)如图所示，质量m1 kg的物块A放在质量M4 kg的木板B的左端，起初A、B均静止在水平地面上现用一水平向左的力F作用在木板B上，已知A、B之间的动摩擦因数为10.4，地面与B之间的动摩擦因数为20.1，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.(1)求能使A、B相对静止的F的最大值(2)若F30 N，作用1 s后撤去F，要使A不从B上滑落，则木板至少为多长？从开始到A、B均静止，A运动的总位移是多少？解析(1)对A进行受力分析可知，其最大加速度由A、B之间的最大静摩擦力决定，由牛顿第二定律得1mgmamax，代入数据解得amax4 m/s2对A、B整体进行受力分析可知，恰好无相对运动时，A、B具有共同的加速度，且大小为amax，由牛顿第二定律得Fmax2(Mm)g(Mm)amax，代入数据解得Fmax25 N.(2)设F作用在B上时，A、B的加速度大小分别为a1、a2，经