回歸教材重難點02 力與物體的直線運動-2022年高考政治三輪沖刺過關(guān)（解析版）

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回歸教材重難點02力與物體的直線運動

本考點包括運動的概念、勻變速直線運動規(guī)律和圖像、慣性、相互作用、加速度與力的關(guān)系，概念性知識融合在勻變速直線運動規(guī)律和動力學綜合問題當中，也經(jīng)常和能量、動量結(jié)合進行考查；往往以現(xiàn)代科技、生產(chǎn)生活、教材中的重要模型為素材考查理解能力、模型構(gòu)建能力、推理論證能力，同時滲透科學態(tài)度與責任等核心素養(yǎng)；還涵蓋了許多物理方法：整體法和隔離法、臨界極值法、控制變量法等。

本考點的備考策略：⑴夯實基礎(chǔ)：透徹理解基本概念和基本規(guī)律，知道概念形成的過程，知道公式的來龍去脈，總結(jié)基本方法，抓住“兩個分析”和“一個橋梁”，綜合運用牛頓運動定律和運動學公式解決問題?！尽皟蓚€分析”是指“受力分析”和“運動分析”，“一個橋梁”是指加速度是聯(lián)系運動和受力的橋梁】⑵在訓練中體會“萬變不離其宗”的思考方向，體會透過情境看本質(zhì)的建模過程，充分利用圖像、示意圖展示過程，注意拆分復雜過程，注重規(guī)范思維過程和語言表達，解題過程中注意分類總結(jié)，準確把握思考方向。

一、巧解直線運動六法

在解決直線運動的某些問題時，如果用常規(guī)解法——一般公式法，解答繁瑣且易出錯，如果從另外角度入手，能夠使問題得到快速、簡捷解答.下面便介紹幾種處理直線運動的巧法.

⑴、平均速度法

在勻變速直線運動中，物體在時間t內(nèi)的平均速度等于物體在這段時間內(nèi)的初速度v0與末速度v的平均值，也等于物體在t時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度，即

eq\x\to(v)

＝

eq\f(x,t)

＝

eq\f(v0＋v,2)

＝v

eq\f(t,2)

.如果將這兩個推論加以利用，可以使某些問題的求解更為簡捷．

⑵、逐差法

勻變速直線運動中，在連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為一恒量，即Δx＝xn＋1－xn＝aT2，一般的勻變速直線運動問題，若出現(xiàn)相等的時間間隔，應優(yōu)先考慮用Δx＝aT2求解．

⑶、比例法

對于初速度為零的勻加速直線運動與末速度為零的勻減速直線運動，可利用初速度為零的勻加速直線運動的相關(guān)比例關(guān)系求解．

⑷、逆向思維法

把運動過程的末態(tài)作為初態(tài)的反向研究問題的方法．一般用于末態(tài)已知的情況．

⑸、相對運動法

以系統(tǒng)中的一個物體為參考系研究另一個物體運動情況的方法．

⑹、圖象法

應用v－t圖象，可把較復雜的問題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^簡單的數(shù)學問題解決．尤其是用圖象定性分析，可避開繁雜的計算，快速找出答案．

二、追及與相遇問題

1．分析追及問題的方法技巧可概括為“一個臨界條件”、“兩個等量關(guān)系”．

(1)一個臨界條件：速度相等．它往往是物體間能否追上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件，也是分析判斷問題的切入點．

(2)兩個等量關(guān)系：時間關(guān)系和位移關(guān)系，通過畫草圖找出兩物體的時間關(guān)系和位移關(guān)系是解題的突破口．

2．能否追上的判斷方法

(1)做勻速直線運動的物體B追趕從靜止開始做勻加速直線運動的物體A：開始時，兩個物體相距x0.若vA＝vB時，xA＋x0<xB，則能追上；若vA＝vB時，xA＋x0＝xB，則恰好不相撞；若vA＝vB時，xA＋x0>xB，則不能追上．

(2)數(shù)學判別式法：設(shè)相遇時間為t，根據(jù)條件列方程，得到關(guān)于t的一元二次方程，用判別式進行討論，若Δ＞0，即有兩個解，說明可以相遇兩次；若Δ＝0，說明剛好追上或相遇；若Δ＜0，說明追不上或不能相遇．

三、應用運動圖象解題“六看”

x－t圖象

v－t圖象

軸

橫軸為時間t，縱軸為位移x

橫軸為時間t，縱軸為速度v

線

傾斜直線表示勻速直線運動

傾斜直線表示勻變速直線運動

斜率

表示速度

表示加速度

面積

無實際意義

圖線和時間軸圍成的面積表示位移

縱截距

表示初位置

表示初速度

特殊點

拐點表示從一種運動變?yōu)榱硪环N運動，交點表示相遇

拐點表示從一種運動變?yōu)榱硪环N運動，交點表示速度相等

1．（2021·湖南卷）物體的運動狀態(tài)可用位置和動量描述，稱為相，對應圖像中的一個點。物體運動狀態(tài)的變化可用圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質(zhì)點沿軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動，則對應的相軌跡可能是（）

A． B．

C． D．

【答案】D

【解析】

質(zhì)點沿軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動，則有：

而動量為：

聯(lián)立可得：

動量關(guān)于為冪函數(shù)，且，故正確的相軌跡圖像為D。

故選D。

2．（2021·浙江卷）如圖所示，電動遙控小車放在水平長木板上面，當它在長木板上水平向左加速運動時，長木板保持靜止，此時（）

A．小車只受重力、支持力作用

B．木板對小車的作用力方向水平向左

C．木板對小車的作用力大于小車對木板的作用力

D．木板對小車的作用力與小車對木板的作用力大小一定相等

【答案】D

【解析】

A．小車加速向左運動，受到自身的重力和電機的驅(qū)動力，受到長木板對小車的支持力和阻力，A錯誤；

B．木板對小車的作用力包括豎直向上的支持力和水平方向的阻力，根據(jù)平行四邊形定則可知合力方向一定不在水平方向，B錯誤；

CD．木板對小車的作用力與小車對木板的作用力是一對相互作用力，等大反向，C錯誤，D正確。

故選D。

3．（2021·浙江卷）2021年5月15日，天問一號著陸器在成功著陸火星表面的過程中，經(jīng)大氣層的減速，速度從減為；打開降落傘后，經(jīng)過速度進一步減為；與降落傘分離，打開發(fā)動機減速后處于懸停狀態(tài)；經(jīng)過對著陸點的探測后平穩(wěn)著陸。若打開降落傘至分離前的運動可視為豎直向下運動，則著陸器（）

A．打開降落傘前，只受到氣體阻力的作用

B．打開降落傘至分離前，受到的合力方向豎直向上

C．打開降落傘至分離前，只受到浮力和氣體阻力的作用

D．懸停狀態(tài)中，發(fā)動機噴火的反作用力與氣體阻力是平衡力

【答案】B

【解析】

A．打開降落傘前，在大氣層中做減速運動，則著陸器受大氣的阻力作用以及火星的引力作用，選項A錯誤；

B．打開降落傘至分離前做減速運動，則其加速度方向與運動方向相反，加速度方向向上，則合力方向豎直向上，B正確；

C．打開降落傘至分離前，受到浮力和氣體的阻力以及火星的吸引力作用，選項C錯誤；

D．懸停狀態(tài)中，發(fā)動機噴火的反作用力是氣體對發(fā)動機的作用力，由于還受到火星的吸引力，則與氣體的阻力不是平衡力，選項D錯誤。

故選B。

4．（2021·湖南卷）“復興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的?？傎|(zhì)量為的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為，若動車組所受的阻力與其速率成正比（，為常量），動車組能達到的最大速度為。下列說法正確的是（）

A．動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變

B．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動

C．若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為，則動車組勻速行駛的速度為

D．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間達到最大速度，則這一過程中該動車組克服阻力做的功為

【答案】C

【解析】

A．對動車由牛頓第二定律有

若動車組在勻加速啟動，即加速度恒定，但隨速度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯誤；

B．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則總功率為4P，由牛頓第二定律有

故可知加速啟動的過程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯誤；

C．若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為，則動車組勻速行駛時加速度為零，有

而以額定功率勻速時，有

聯(lián)立解得

故C正確；

D．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間達到最大速度，由動能定理可知

可得動車組克服阻力做的功為

故D錯誤；

故選C。

5．（2021·全國卷）水平桌面上，一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F拉動下從靜止開始運動，物體通過的路程等于時，速度的大小為，此時撤去F，物體繼續(xù)滑行的路程后停止運動，重力加速度大小為g，則（）

A．在此過程中F所做的功為

B．在此過中F的沖量大小等于

C．物體與桌面間的動摩擦因數(shù)等于

D．F的大小等于物體所受滑動摩擦力大小的2倍

【答案】BC

【解析】

CD．外力撤去前，由牛頓第二定律可知：①

由速度位移公式有：②

外力撤去后，由牛頓第二定律可知：③

由速度位移公式有：④

由①②③④可得，水平恒力：

動摩擦因數(shù)：

滑動摩擦力：，可知F的大小等于物體所受滑動摩擦力大小的3倍，

故C正確，D錯誤；

A．在此過程中，外力F做功為：；故A錯誤；

B．由平均速度公式可知，外力F作用時間：

在此過程中，F(xiàn)的沖量大小是：；故B正確。

故選BC。

6、（2021·湖南省衡陽市二模）為了研究某品牌玩具車的性能，生產(chǎn)廠家拿兩輛完全相同的玩具車做測試：將玩具車甲、乙放在平直的軌道上同時沿同一起始線釋放，已知兩玩具車的運動方向相同，乙運動5m停下，在該過程中通過計算機描繪了兩玩具車速度的平方與位移的關(guān)系圖像。下列說法正確的是（）

A.兩車均做勻變速直線運動，且加速度方向相反

B.兩車在時再次并排行駛

C.甲車在時追上乙車

D.乙車停止運動前兩車的最大間距為

【答案】AD

【解析】

A．由勻變速直線運動規(guī)律有：

整理得：

所以的圖像為傾斜的直線，斜率，截距

由圖知

，

所以兩車均做勻變速直線運動，且加速度方向相反，選項A正確；

B．兩車在時速度相同，但并不代表同時到達處，選項B錯誤；

C．甲車追上乙車有：

代入數(shù)值解得：

此時乙的位移：

所以甲車追上乙車時乙車已經(jīng)停止，則有：

解得：；即甲車在時追上乙車，選項C錯誤；

D．速度相同時，兩車相距最遠，故乙車停止運動前兩車的最大間距為，選項D正確。

故選AD。

7、（2021·河北省實驗中學高三調(diào)研）甲、乙兩輛汽車在平直公路上行駛，在到的時間內(nèi)其圖像如圖所示。在這段時間內(nèi)下列說法正確的是（）

A.甲、乙兩車的平均速度都大于

B.甲的加速度不斷增大，速度不斷增大

C.甲、乙相對出發(fā)點位移都不斷增大

D.在到的時間內(nèi)，甲、乙相對于出發(fā)點的位移相同

【答案】C

【解析】

A．連接甲乙0時刻與t時刻對應的圖像上的點得到兩條直線，由圖線可知

A錯誤；

B．v-t圖像的斜率表示加速度，甲圖像的斜率不斷減小，加速度不斷減小，速度不斷增大，B錯誤；

C．隨著時間的增加，在t=0到t=t1的時間內(nèi)，甲、乙相對于出發(fā)點的位移相同，離出發(fā)點的位移都不斷增大，C正確；

D．在t=0到t=t1的時間內(nèi)，甲圍成圖像的面積大于乙圍成圖像的面積，甲的位移大于乙的位移，D錯誤；

故選C。

8、（2021·廣東省普寧二中適應性考試）a、b兩物體同時從同一地點開始做勻變速直線運動，二者運動的v－t圖象如圖所示，下列說法正確的是

A.a、b兩物體運動方向相反

B.a物體的加速度小于b物體的加速度

C.t＝1s時兩物體的間距等于t＝3s時兩物體的間距

D.t＝3s時，a、b兩物體相遇

【答案】C

【解析】

由圖象可知，ab兩物體的速度都為正值，速度方向相同．故A錯誤．圖象的斜率表示加速度，由圖可知，a的斜率為，b的斜率為，所以a物體的加速度比b物體的加速度大．故B錯誤．t=1s時，兩物體的間距為△x＝5×1?×0.5×12?2×1?×1×12m=2.25m；t=3s時兩物體的位移為△x′＝5×3?×0.5×32?2×3?×1×32m=2.25m，故兩者物體間距相等，故C正確，D錯誤，故選C.

9、（2021·福建省龍巖市三模）1929年5月20日，毛澤東率領(lǐng)紅四軍來到長汀縣濯田鎮(zhèn)水口村汀江渡口。在群眾的幫助下，紅四軍乘坐插著紅色軍旗的木船，順利渡過汀江。行軍三天后，抵達龍巖。為此，毛澤東寫下了“紅旗躍過汀江，直下龍巖上杭”的豪邁詩篇。關(guān)于此次行軍說法正確的是（）

A.紅旗躍過汀江是以木船為參考系的

B.研究紅旗的飄揚時可以將紅旗看成質(zhì)點

C.研究戰(zhàn)士從長汀到龍巖的運動軌跡時可以將戰(zhàn)土視為質(zhì)點

D.戰(zhàn)士從長汀到龍巖的平均速度大小等于平均速率

【答案】C

【解析】

A．紅旗插在木船上，以木船為參考系，紅旗靜止，紅旗躍過汀江，是以江岸為參考系，A錯誤；

B．研究紅旗的飄揚時，紅旗的形狀不能忽略，不能看做質(zhì)點，B錯誤；

C．研究戰(zhàn)士從長汀到龍巖的運動軌跡時，戰(zhàn)士的大小和形狀忽略不計，可以將戰(zhàn)士視為質(zhì)點，C正確；

D．平均速度：

平均速率：

由圖可知，路程大于位移，平均速率大于平均速度，D錯誤；

故選C。

10、（2021·北京市昌平區(qū)二模）電梯、汽車等交通工具在加速時會使乘客產(chǎn)生不適感，其中不適感的程度可用“急動度”來描述。急動度是描述加速度變化快慢的物理量，即。汽車工程師用急動度作為評判乘客不舒適程度的指標，按照這一指標，具有零急動度的乘客，感覺較舒適。圖為某汽車加速過程的急動度J隨時間t的變化規(guī)律。下列說法正確是（）

A.在0~5.0s時間內(nèi)，汽車做勻加速直線運動

B.在5.0~10.0s時間內(nèi)，汽車做勻加速直線運動

C.在0~5.0s時間內(nèi)，汽車加速度的變化量大小為2.0m/s2

D.在5.0~10.0s時間內(nèi)，乘客感覺較舒適

【答案】C

【解析】

AB．由急動度的的物理意義可知，在0~5.0s時間內(nèi)，急動度增加，加速度逐漸增加的變快，在5.0~10.0s時間內(nèi)，急動度不變，則加速度均勻增加，故AB錯誤；

C．由急動度的的物理意義可知，圖像的面積代表加速度的變化量，在0~5.0s時間內(nèi)，汽車加速度的變化量大小為，故C正確；

D．急動度越小乘客越舒適，在0~5.0s時間內(nèi)急動度較小，乘客感覺較舒適，故D錯誤。

故選C。

11、（2021·安徽省蕪湖市5月質(zhì)檢）無線藍牙耳機擺脫了線材束縛，可以在一定距離內(nèi)與手機等設(shè)備實現(xiàn)無線連接。為了研究在運動過程中無線連接的最遠距離，甲和乙兩位同學做了一個有趣的