2024年高考物理大一轮复习：主题2 力与直线运动

主题二力与直线运动规律方法提炼1.破解“力与运动”的关系2.解题关键抓住两个分析，受力分析和运动性质分析，必要时要画运动情景示意图。对于多运动过程问题，还要找准转折点(临界点)，特别是转折点的速度。3.常用方法(1)整体法与隔离法：单个物体的问题通常采用隔离法分析，对于连接体类问题的分析通常是整体法与隔离法的综合应用。(2)正交分解法：一般沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解，有时根据情况也可以把加速度进行正交分解。(3)逆向思维法：把运动过程的末状态作为初状态的反向研究问题的方法，一般用于匀减速直线运动问题，比如刹车问题、竖直上抛运动问题。1.鱼在水中沿直线水平向左加速游动过程中，水对鱼的作用力方向合理的是()解析鱼在水中沿直线水平向左加速游动过程中，受到水对它向上的浮力和向左的推力作用，合力方向应沿左上方，故选项D正确。答案D2.某质点沿x轴做直线运动，其位置坐标随时间变化的关系可表示为x＝4＋tn，其中x的单位为m，时间t的单位为s，则下列说法正确的是()A.若n＝1，则物体做匀速直线运动，初位置在0m，速度大小为4m/sB.若n＝1，则物体做匀速直线运动，初位置在4m，速度大小为2m/sC.若n＝2，则物体做匀变速直线运动，初速度大小为0，加速度大小为2m/s2D.若n＝2，则物体做匀变速直线运动，初速度大小为4m/s，加速度大小为1m/s2解析若n＝1，则x＝4＋t，可知速度为v＝1m/s不变，所以物体做匀速直线运动，初位置在4m，故A、B项错误；若n＝2，则x＝4＋t2，可知初速度为v0＝0，加速度为a＝2m/s2，所以物体做匀变速直线运动，故C项正确，D项错误。答案C3.宇航员在某星球上做自由落体运动实验，让一个质量为2kg的物体从足够高的高度自由下落，测得物体在第5s内的位移是18m，则()A.物体在2s末的速度是20m/sB.物体在第5s内的平均速度是3.6m/sC.物体自由下落的加速度是5m/s2D.物体在5s内的位移是50m解析根据题意Δx＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)＝18m，t2＝5s，t1＝4s，解得a＝4m/s2，选项C错误；物体在2s末的速度为v2＝4×2m/s＝8m/s，选项A错误；物体在5s内的位移为x5＝eq\f(1,2)×4×52m＝50m，选项D正确；物体在第5s内的位移为18m，故物体在第5s内的平均速度为18m/s，选项B错误。答案D4.如图1所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为()图1A.aA＝aB＝g B.aA＝2g，aB＝0C.aA＝eq\r(3)g，aB＝0 D.aA＝2eq\r(3)g，aB＝0解析水平细线被剪断前对A、B进行受力分析如图，静止时，FT＝Fsin60°，Fcos60°＝mAg＋F1，F1＝mBg，且mA＝mB水平细线被剪断瞬间，FT消失，其他各力不变，所以aA＝eq\f(FT,mA)＝2eq\r(3)g，aB＝0，故选项D正确。答案D5.物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点，若传送带的皮带轮沿顺时针方向转动起来，使传送带随之运动，如图2所示，再把物块放到P点自由滑下，则()图2A.物块将一定落在Q点B.物块将不可能落在Q点C.物块仍有可能落到Q点D.物块将可能落在Q点的左边解析物块从斜面滑下来获得一定的速度，当传送带静止时，在水平方向受到与运动方向相反的滑动摩擦力，物块做匀减速运动，离开传送带时做平抛运动。当传送带顺时针转动时，物块相对传送带可能向前运动，使物块在传送带上一直做减速运动，由a＝eq\f(Ff,m)＝eq\f(μmg,m)＝μg，加速度与传送带静止时相同，离开传送带时速度与传送带静止时相同，所以物块仍落在Q点；当物块相对传送带向后运动时，受到的滑动摩擦力方向与运动方向相同，可能做加速运动，离开传送带时的速度大于传送带静止时的速度，所以会落到传送带的右边，故A、B、D项错误，C项正确。答案C6.(多选)(2019·河南省安阳市第二次模拟)如图3甲所示，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为M，t＝0时刻质量为m的物块以速度v水平滑上长木板，此后木板与物块运动的v－t图象如图乙所示，重力加速度g＝10m/s2，则下列说法正确的是()图3A.M＝mB.M＝2mC.木板的长度为8mD.木板与物块间的动摩擦因数为0.1解析物块在木板上运动过程中，在水平方向上只受到木板给的滑动摩擦力，故μmg＝ma1，而v－t图象的斜率表示加速度，故a1＝eq\f(7－3,2)m/s2＝2m/s2，解得μ＝0.2，D错误；对木板受力分析可知μmg＝Ma2，a2＝eq\f(2－0,2)m/s2＝1m/s2，解得M＝2m，A错误，B正确；从题图乙可知物块和木板最终分离，两者v－t图象与t轴围成的面积之差等于木板的长度，故L＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×（7＋3）×2－\f(1,2)×2×2))m＝8m，C正确。答案BC7.(多选)(2019·江西五市八校联考)如图4所示，光滑的水平地面上，可视为质点的两滑块A、B在水平外力作用下紧靠在一起压紧弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，此时弹簧的压缩量为x0，以两滑块此时的位置为坐标原点建立如图所示一维坐标系，现将外力突然反向并使A、B向右做匀加速运动，下列关于拉力F、两滑块间弹力FN与滑块B的位移变化的关系图象可能正确的是()图4解析设A、B向右匀加速运动的加速度为a。根据牛顿第二定律对整体有F＋k(x0－x)＝(mA＋mB)a可得F＝kx＋(mA＋mB)a－kx0因为可能有(mA＋mB)a＝kx0，则得F＝kx，F与x成正比，F－x图象可能是过原点的倾斜直线。对A有k(x0－x)－FN＝mAa得FN＝－kx＋kx0－mAa，可知FN－x图象是向下倾斜的直线当FN＝0时，A、B开始分离，此后B做匀加速运动，F不变，则有x＝x0－eq\f(mAa,k)＜x0，因此B图和D图是可能的，A图和C图不可能，故选项B、D正确。答案BD8.(2019·阳泉一模)如图5所示为一种叫“控子”的游戏：让滑块从A点由静止释放，游戏者通过控制BC段上的可控区域的长度，让滑块到达C点时速度刚好为零，滑块自由落入洞D中即为成功。已知轨道AB、BC可视为斜面，AB长25cm，BC长1m，CD高20cm，滑块在AB段加速下滑时加速度大小为a1＝2m/s2，在BC段非可控区域加速下滑时加速度大小为a2＝1m/s2，在可控区域减速时的加速度大小为a3＝3m/s2，滑块在B点、可控点前后速度大小不变，g取10m/s2，求：游戏成功时，图5(1)可控区域的长度L；(2)滑块从A到洞D所经历的时间t。解析(1)设滑块在B点时速度大小为vB，则由运动学规律知veq\o\al(2,B)＝2a1xAB且vB＝a1t1解得t1＝0.5s，vB＝1m/s设滑块在E点进入可控区域，从B到E，由运动学规律知veq\o\al(2,E)－veq\o\al(2,B)＝2a2(xBC－L)vE－vB＝a2t2从E到C，由运动