新教材2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题一力与运动第2讲力与直线运动课件

第2讲力与直线运动知识网络构建命题分类剖析素养培优·情境命题知识网络构建命题分类剖析

2．物体的直线运动(1)条件：所受合外力与速度在同一直线上，或所受合外力为零．(2)常用规律：牛顿运动定律、运动学公式、动能定理或能量守恒定律、动量定理或动量守恒定律．考向1

匀变速直线运动规律的应用例1[2023·重庆选择性考试]有人提出了高速列车不停车换乘的设想．高速列车A以v0做匀速直线运动，接驳列车B在相邻车道由静止开始做加速度大小为a的匀加速直线运动，与车A同向行驶．两车同时到达交汇点时，车B刚好加速到v0，然后两车保持该速度行驶供乘客换乘．若将两车视为质点，求(1)车B出发时，车A与交汇点的距离；(2)换乘完毕后，车B做匀减速直线运动，运动了距离s0后停止，求此过程中车B运动的加速度大小和运动时间．

考向2

匀变速直线运动推论的应用例2[2023·山东卷]如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离是RS的两倍，RS段的平均速度是10m/s，ST段的平均速度是5m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度为(

)A．3m/sB．2m/sC．1m/sD．0.5m/s答案：C

答案：A

考向4

追及相遇问题例4在平直的公路上一辆汽车和一辆摩托车同向匀速行驶，汽车的速度大小v1＝25m/s，摩托车的速度大小v2＝10m/s.如图所示，在两车并排相遇时汽车因故开始刹车，加速度大小a＝5m/s2，在以后的运动中，求：(1)汽车从开始刹车到停止所经历的时间；(2)汽车停止前，两车之间的最大距离；(3)从汽车开始刹车，经过多长时间两车再次并排相遇．

思维提升分析追及相遇问题的方法技巧(1)一个临界条件：速度相同，它往往是能否追上、物体间距离最大或最小的临界条件，也是分析判断问题的切入点．(2)两个关系：时间关系和位移关系，通过画草图找出两物体运动的时间关系和位移关系是解题的突破口．(3)能否追上的判断方法：物体B追赶物体A(匀速追匀加速、匀减速追匀速或匀减速追匀加速)，开始时，两个物体相距x0.①当vA＝vB时，xA＋x0<xB，则能追上；②当vA＝vB时，xA＋x0＝xB，则恰好追上；③当vA＝vB时，xA＋x0>xB，则不能追上．提升训练1.[2023·广东省广州市模拟]如图，篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱旁边，虚线“1”“2”“3”所在水平面分别是地面、运动员的头顶、该水柱最高点所在的水平面．根据图中信息和生活经验，可以估算出该水柱从地面喷出时的速度约为(

)A．2m/s

B．6m/sC．12m/s

D．20m/s答案：C

2.如图所示，一小球(可视为质点)沿斜面匀加速下滑，依次经过A、B、C三点．已知AB＝18m，BC＝30m，小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s，则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是(

)A．12m/s，13m/s，14m/sB．10m/s，14m/s，18m/sC．8m/s，10m/s，16m/sD．6m/s，12m/s，18m/s答案：D

命题点二牛顿运动定律的应用(含瞬时、临界、极值及两类问题)动力学问题常见的模型1．等时圆模型(图中斜面光滑)2．临界、极值问题模型

分类图例结论静摩擦造成的临界两物体刚要发生相对滑动时物体间达到最大静摩擦力弹力(分离)造成的临界分离时相互作用力为零，但此时两物体的加速度仍相同[提醒]接触或脱离的临界条件为弹力FN＝0；速度达到最值的临界条件是加速度为零．3．弹簧模型(1)如图所示，两物体要分离时，它们之间的弹力为零，速度相同，加速度相同，分离前整体分析，分离后隔离分析．(2)如图所示，弹簧长度变化时隔离分析，弹簧长度不变(或两物体运动状态相同)时整体分析．

答案：AD

考向2

动力学中的瞬时、临界、极值问题例2[2023·湖南怀化第一次模拟]如图所示，质量均为m的A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上的O点和O′点，A、B两小球之间用一轻质细绳L2连接，细绳L1、弹簧与竖直方向的夹角均为θ，细绳L2水平拉直，则下列有关细绳L2被剪断瞬间的表述正确的是(

)A．细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶1B．细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为cos2θ∶1C．A与B的加速度之比为1∶1D．A与B的加速度之比为1∶cosθ答案：B

例3(多选|整体法与隔离法的灵活应用)光滑水平面上停放着一质量为M＝1kg的小车B，质量为m＝2kg的物体A放在小车的上表面，已知小车的上表面水平，物体与小车上表面之间的动摩擦因数为μ＝0.25.如图甲所示，在小车上施加一水平向右的外力F1，如图乙所示，在物体上施加一水平向右的外力F2，两种情况下，物体始终与小车保持相对静止．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.则下列说法正确的是(

)A．图甲中物体A的最大加速度为2.5m/s2B．图乙中物体A的最大加速度为2.5m/s2C．F1的最大值为15ND．F2的最大值为15N答案：AD解析：当物体A与小车B之间的摩擦力达到最大静摩擦力时，物体A的加速度最大，此时的外力也最大．图甲中，当A、B间的摩擦力达到最大静摩擦力时，对物体A由牛顿第二定律得μmg＝ma1，解得a1＝2.5m/s2，对物体A和小车B组成的系统，由牛顿第二定律得F1＝(M＋m)a1，解得F1＝7.5N，A正确，C错误．图乙中，当A、B间摩擦力达到最大静摩擦力时，对小车B由牛顿第二定律得μmg＝Ma2，解得a2＝5m/s2，对物体A和小车B组成的系统，由牛顿第二定律得F2＝(M＋m)a2，解得F2＝15N，B错误，D正确．【审题指导】

注意物体与小车发生相对滑动的临界条件：物体A与小车B之间的摩擦力达到最大静摩擦力．思维提升连接体问题的解决方法：整体法和隔离法(1)加速度相同的连接体问题①若求解整体的加速度，可用整体法．以整体为研究对象，分析整体所受外力情况，再由牛顿第二定律求出加速度．②若求解系统内力，可先用整体法求出整体的加速度，再用隔离法将内力转化成外力，由牛顿第二定律求解．(2)加速度不同的连接体问题若系统内各个物体的加速度不同，一般应采用隔离法．将各个物体分别作为研究对象，对每个研究对象进行受力和运动情况分析，分别应用牛顿第二定律建立方程，并注意各个物体间的相互作用关系，联立求解．考向3

动力学两类问题例4[2023·辽宁省大连市期末]我国运动员闫文港在2022年北京冬奥会获得男子钢架雪车比赛铜牌，实现该项目的历史性突破，图甲为闫文港的比赛画面．已知赛道由起跑区、出发区、滑行区及减速区四个区段组成，图乙中AB为起跑区、BC为出发区，AB赛段水平，BC赛段与水平面夹角θ＝5°.若运动员推着雪车从A点由静止出发，以2m/s2的加速度匀加速跑到B点时速度大小为9m/s，接着快速俯卧到雪车上沿BC下滑．已知运动员到达C点时的速度大小为12m/s，赛道BC的长度为45m，取g＝10m/s2，sin5°≈0.09，cos5°≈1.00，不计空气阻力，求：(1)运动员在起跑区的运动时间；(2)雪车与冰面间的动摩擦因数．

提升训练1.[2023·四川巴中模拟预测]越来越多的人喜欢挑战极限，如图是两位“勇士”参与溜索活动，两倾斜的钢丝拉索分别套有M、N两个滑轮(滑轮与绳之间有可调节的制动片)，两滑轮上用安全带系着两位“勇士”，当他们都沿拉索向下滑动时，M上的带子与索垂直，

N上的带子始终竖直向下，则以下判断正确的是(

)A．M情况中，滑轮与索之间有摩擦力B．N情况中，滑轮与索之间无摩擦力C．M情况中“勇士”做匀速直线运动D．N情况中“勇士”做匀速直线运动答案：D

2．[2023·广东肇庆统考二模]水面救生无人船已经成为水面救援的重要科技装备．在某次测试中，一质量为20kg的无人船在平静水面上沿直线直奔目标地点．无人船先从静止出发，做匀加速运动10s后达到最大速度4m/s，接着立即做匀减速运动，匀减速运动了16m的距离后速度变为零．已知无人船运行过程中受到水的阻力恒定且大小为4N，不计空气阻力，g取10m/s2.求：(1)在匀加速过程中，无人船发动机提供的动力的大小F1；(2)在匀减速过程中，无人船发动机提供的阻力的大小F2；(3)无人船在上述测试中，运动的总时间t及总位移大小x.

命题点三运动学和动力学图像问题1．解决图像类问题“四个注意”(1)速度图线只有通过时间轴时速度方向才改变．(2)利用v-t图像分析两个物体的运动时，要注意两个物体的出发点是否相同．(3)物体的运动图像与运动过程的转化．(4)x-t图像、v-t图像、a-t图像的应用．2．应用图像时的“两个误区”(1)误认为v-t图像、x-t图像是物体运动轨迹．(2)在v-t图像中误将交点认为此时相遇．考向1

x-t图像的应用例1[2023·河北石家庄1月期末](多选)如图甲所示，倾角为37°、足够长的传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动．一小煤块以初速度v0＝12m/s从传送带的底部冲上传送带，规定沿传送带斜向上为煤块运动的正方向，该煤块运动的位移x随时间t的变化关系如图乙所示．已知图线在前1.0s内和在1.0s～t0内为两段不同的二次函数图像，t0时刻图线的切线正好水平，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则下列说法正确的是(

)A．传送带转动速率v1为8m/sB．图乙中t0的数值为2.0C．0～t0内煤块在传送带上的划痕长度为6mD．煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.25答案：BD

[教你解决问题]——图像剖析考向2

v-t图像的应用例2[2023·河北省沧州市期末]某人乘坐上海回北京的动车a，某时刻动车a后面追上一列动车b，两动车互相追赶，如图甲所示．两动车运动的v-t图像如图乙所示，t＝0时刻两动车车头刚好并排行驶，下列说法正确的是(

)A．前30s两动车平均速度相等B．图乙中动车a的最大速度为80.8m/sC．0～36s内，两车头相距最远为65.6mD．两车头在36s末再次并排行驶答案：B

考向3

动力图像的问题例3[2023·全国甲卷](多选)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙．甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示．由图可知(

)A．m甲<m乙

B．m甲>m乙C．μ甲<μ乙

D．μ甲>μ乙答案：BC解析：根据牛顿第二定律有，F－μmg＝ma，整理后有，F＝ma＋μmg，则可知F­a图像的斜率为m，纵截距为μmg，则由题图可看出，m甲>m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则，μ甲<μ乙，故选BC.

答案：C

2．[2023·湖南永州二模]如图a所示为马拉松比赛中两位选手参赛的某一情形，甲、乙两人起跑时都做匀加速直线运动，达到某一速度后都各自做匀速直线运动直至终点，他们的速度—时间图像如图b所示．则下列说法中正确的是(

)A.乙选手起跑2s后刚好追上甲选手B．乙选手起跑时，甲选手正好跑了3mC．相遇前甲、乙两选手之间的最大距离为4mD．乙选手超过甲选手后，两选手可能再次相遇答案：C

素养培优·情境命题实际情境中的直线运动情境1

机器人——模型建构[典例1]

[2023·广东模拟预测]机器人服务人类的场景正步入现实生活中，例如餐厅中使用机器人来送餐，就越来越常见．如图甲所示为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为如图乙所示的示意图，机器人的上表面保持水平．则下列说法中正确的是(

)A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用B．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力C．菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性逐渐增大D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力答案：D

情境2

长征二号丁运载火箭——科学思维[典例2]

[2023·安