第1道平衡與質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)（原卷版）

2021年高考物理二輪復(fù)習(xí)高考13題命題探究第一部分選擇題命題探究第1道選擇題平衡與質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)目錄TOC\o"1-3"\h\u一、命題點(diǎn)探究 1命題點(diǎn)一共點(diǎn)力的平衡 1考查方式一靜態(tài)平衡問(wèn)題 1考查方式二動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題 4命題點(diǎn)二質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng) 6考查方式一勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 6考查方式二運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像的理解和應(yīng)用 7二、第一道選擇題限時(shí)強(qiáng)化訓(xùn)練 10一、命題點(diǎn)探究命題點(diǎn)一共點(diǎn)力的平衡【命題規(guī)律】受力分析與物體平衡幾乎是每年必考的內(nèi)容，近年來(lái)著重考查連接體的平衡，整體法、隔離法的應(yīng)用，繩、桿、面彈力的大小與方向及胡克定律，摩擦力的大小及臨界極值問(wèn)題，單物體的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題等．選題不避常規(guī)模型，沒(méi)有偏難怪．選擇題中物理情景較簡(jiǎn)單，難度在中等偏易到中等難度之間考查方式一靜態(tài)平衡問(wèn)題【核心考點(diǎn)梳理】1．受力分析的常用技巧(1)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：對(duì)于不易判斷的力(如彈力和摩擦力)，可以借助相互接觸物體的受力情況來(lái)判定，還可以借助力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行分析和判斷．(2)假設(shè)法：假設(shè)彈力、摩擦力存在，運(yùn)用物體的平衡條件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，然后再進(jìn)一步分析判斷．(3)整體法和隔離法①不涉及系統(tǒng)內(nèi)力時(shí)，優(yōu)先考慮應(yīng)用整體法，即“能整體、不隔離”．②同樣應(yīng)用“隔離法”，也要先隔離“簡(jiǎn)單”的物體，如待求量少或受力少或處于邊緣處的物體．③各“隔離體”間的力，表現(xiàn)為作用力與反作用力，對(duì)整體系統(tǒng)則表現(xiàn)為內(nèi)力．2．求解靜態(tài)平衡問(wèn)題的兩種常用方法(1)力的合成法：對(duì)研究對(duì)象受力分析后，應(yīng)用平行四邊形定則(或三角形定則)求合力的方法．力的合成法常用于僅受三個(gè)共點(diǎn)力作用且保持平衡的物體．(2)正交分解法：把物體受到的各力都分解到互相垂直的兩個(gè)方向上，然后分別列出兩個(gè)方向上合力為零的方程并求解．當(dāng)物體受四個(gè)及四個(gè)以上共點(diǎn)力作用而平衡時(shí)，一般采用正交分解法．【典例1】(2021·西南名校聯(lián)盟第一次適應(yīng)性考試)如圖所示，一根不可伸長(zhǎng)的光滑輕繩，其左端固定于O點(diǎn)，右端跨過(guò)位于點(diǎn)O′的固定光滑軸，懸掛一質(zhì)量為M的物體．輕繩OO′段水平，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，輕繩上套一可沿繩滑動(dòng)的輕環(huán)P.現(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一質(zhì)量為m的鉤碼，平衡后，物體上升L，則鉤碼與物體的質(zhì)量之比為()A.eq\f(\r(2),2)B.eq\f(\r(3),2)C.eq\r(2)D.eq\r(3)【典例2】(2021·河南焦作市模擬)如圖所示，質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平地面上，質(zhì)量為m的滑塊在沿著斜面向上的恒力F作用下向下做勻速運(yùn)動(dòng)，斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知重力加速度為g，在滑塊下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．滑塊與斜面體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ大于tanθB．撤去恒力F后，地面對(duì)斜面體的支持力不變C．地面對(duì)斜面體的支持力大于(M＋m)gD．地面對(duì)斜面體的摩擦力方向水平向左【典例3】（2021·黑龍江大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上學(xué)期1月期末）如圖，懸掛甲物體的細(xì)線拴牢在一不可伸長(zhǎng)的輕繩上點(diǎn)處；繩的一端固定在墻上，另一端通過(guò)光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量相等。系統(tǒng)平衡時(shí)，點(diǎn)兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若α=50°，則β等于（）A.45°B.50°C.60°D.65°【典例4】(多選)(2020·青島檢測(cè))如圖，固定在地面上的帶凹槽的長(zhǎng)直桿與水平面成α＝30°角，輕質(zhì)環(huán)a套在桿上，置于凹槽內(nèi)質(zhì)量為m的小球b通過(guò)一條細(xì)繩跨過(guò)固定定滑輪與環(huán)a連接．a(chǎn)、b靜止時(shí)，細(xì)繩與桿間的夾角為30°，重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)受到3個(gè)力的作用B．b受到3個(gè)力的作用C．細(xì)桿對(duì)b的作用力大小為eq\f(1,2)mgD．細(xì)線對(duì)a的拉力大小為eq\f(\r(3),3)mg考查方式二動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題【核心考點(diǎn)梳理】解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的三種方法(1)解析法如果物體受到多個(gè)力的作用，可進(jìn)行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化．(2)圖解法如果物體受到三個(gè)力的作用，其中一個(gè)力的大小、方向均不變，并且還有另一個(gè)力的方向不變，此時(shí)可用圖解法，畫(huà)出不同狀態(tài)下力的矢量圖，判斷各個(gè)力的變化情況．(3)相似三角形法此法是圖解法的特例，一般研究對(duì)象受繩(桿)、或其他物體的約束，且物體受到三個(gè)力的作用，其中的一個(gè)力大小、方向均不變，另外兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化，可以用力三角形與幾何三角形相似的方法.【典例1】（2021·山東省濟(jì)寧市高三上學(xué)期1月期末）如圖所示，一傾角為θ的斜面體放置在水平地面上，其上表面光滑、下表面粗糙。用一輕繩跨過(guò)定滑輪拉動(dòng)一質(zhì)量為m的小球，在與小球相連的細(xì)繩變?yōu)樨Q直方向過(guò)程中，可使小球沿斜面向上做一段勻速運(yùn)動(dòng)。斜面體一直靜止在水平地面上，不計(jì)滑輪與繩子之間的摩擦。則在小球做勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A.外力F一直增大B.斜面體受到地面的支持力先增大后減小C.此過(guò)程中斜面體受到地面的摩擦力方向水平向左，大小逐漸減小D.繩子右端移動(dòng)的速度大于小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的速度【典例2】（2021·天津市河西區(qū)高三上學(xué)期1月期末）如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個(gè)光滑的小孔．質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上，一根細(xì)線的下端系著小球，上端穿過(guò)小孔用手拉?。F(xiàn)拉動(dòng)細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移，在移動(dòng)過(guò)程中手對(duì)線的拉力F和環(huán)對(duì)小球的彈力FN的大小變化情況是()A．F減小，F(xiàn)N不變B．F不變，F(xiàn)N減小C．F不變，F(xiàn)N增大D．F增大，F(xiàn)N減小【典例3】（2021·西藏昌都市一中高三上學(xué)期1月期末）如圖所示，某健身愛(ài)好者利用如下裝置鍛煉自己的臂力和腿部力量，在O點(diǎn)懸掛重物C，手拉著輕繩且始終保持繩索平行于粗糙的水平地面．當(dāng)他緩慢地向右移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的有()A．繩OA拉力大小不變B．繩OB拉力變大C．健身者與地面間的摩擦力變小D．繩OA、OB拉力的合力變大命題點(diǎn)二質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)【命題規(guī)律】直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)相結(jié)合是高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容，考查形式靈活，情景多樣，貼近生活，難度中等，而單純直線運(yùn)動(dòng)的選擇題常結(jié)合v-t圖象進(jìn)行考查，難度中等偏下．考查方式一勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用【核心考點(diǎn)梳理】1．記牢勻變速直線運(yùn)動(dòng)的“四類公式”2．掌握處理勻變速直線運(yùn)動(dòng)的五種方法【典例1】（2021·重慶市南開(kāi)中學(xué)高三上學(xué)期12月月考）一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做變速運(yùn)動(dòng)，它離開(kāi)O點(diǎn)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系為。該質(zhì)點(diǎn)在到間的平均速度為（）A.27m/sB.36m/sC.45m/sD.54m/s【典例2】（2021·遼寧省遼陽(yáng)市高三上學(xué)期1月期末）現(xiàn)代航空母艦是高科技的產(chǎn)物，以艦載作戰(zhàn)飛機(jī)為主要武器。某艦載作戰(zhàn)飛機(jī)沿平直跑道起飛前，先采用電磁彈射，由靜止開(kāi)始勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后速度達(dá)到v，再在常規(guī)動(dòng)力的作用下勻加速運(yùn)動(dòng)位移為x時(shí)達(dá)到起飛速度2v。艦載作戰(zhàn)飛機(jī)電磁射過(guò)程的加速度大小與其在常規(guī)動(dòng)力作用下的加速度大小之比為（）A.B.C.D.【典例3】（2021·吉林省遼源友好學(xué)校高三上學(xué)期1月期末）系一重物的氣球，以的速度勻速上升，離地時(shí)繩斷了。則重物脫離氣球后離地面的最大高度是（不計(jì)空氣阻力）（）A.B.C.D.考查方式二運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像的理解和應(yīng)用【核心考點(diǎn)梳理】（一）位移時(shí)間圖像1．位移—時(shí)間圖像反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，圖像并非物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。2．位移—時(shí)間圖像只能描述物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況，這是因?yàn)槲灰啤獣r(shí)間圖像只能表示物體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)方向：t軸上方代表正方向，t軸下方代表負(fù)方向；如果物體做曲線運(yùn)動(dòng)，則畫(huà)不出位移—時(shí)間圖像。3．位移—時(shí)間圖線上每一點(diǎn)的斜率表示物體在該時(shí)刻的速度，斜率的大小表示速度的大小，斜率的正負(fù)表示速度的方向。（二）速度時(shí)間圖像1．速度—時(shí)間圖像反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，它也只能描述物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況。2．速度—時(shí)間圖線上每一點(diǎn)的斜率表示物體該時(shí)刻的加速度。斜率的大小表示加速度的大小，斜率為正表示加速度沿規(guī)定的正方向，但物體不一定做加速運(yùn)動(dòng)，斜率為負(fù)則加速度沿負(fù)方向，物體不一定做減速運(yùn)動(dòng)。3．速度—時(shí)間圖線與t軸所圍面積表示這段時(shí)間內(nèi)物體的位移。t軸上方的面積表示位移沿正方向，t軸下方的面積表示位移沿負(fù)方向，如果上方與下方的面積大小相等，說(shuō)明物體恰好回到出發(fā)點(diǎn)。（三）消除對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像的“誤會(huì)”(1)無(wú)論x-t圖像、v-t圖像是直線還是曲線，所描述的運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng)，圖像的形狀反映了x與t、v與t的函數(shù)關(guān)系，而不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。(2)x-t圖像中兩圖線的交點(diǎn)表示兩物體相遇，v-t圖像中兩圖線的交點(diǎn)表示該時(shí)刻兩物體的速度相等，并非相遇。（四）利用三個(gè)基本公式研究非常規(guī)圖像1．a(chǎn)-t圖像：由v＝v0＋at可知圖像與橫軸所圍面積表示速度變化量Δv，如圖甲所示。2.eq\f(x,t)-t圖像：由x＝v0t＋eq\f(1,2)at2可得eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at，圖像的斜率為eq\f(1,2)a，縱軸截距為v0，如圖乙所示。3．v2-x圖像：由v2－v02＝2ax可得v2＝v02＋2ax，圖像斜率為2a?！镜淅?】.(2020·百校聯(lián)考)如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖象(若將AB段圖線以AB連線為軸翻轉(zhuǎn)180°，圖線形狀與OA段相對(duì)于虛線對(duì)稱)，則關(guān)于OA段和AB段圖線描述的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．兩段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B．兩段的平均速度相同C．兩段的速度變化量相同D．兩段的平均加速度相同【典例2】.(2020·河南鄭州市中原聯(lián)盟3月聯(lián)考)如圖所示，直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位移－時(shí)間(x－t)圖象．由圖可知()A．在時(shí)刻t1，a、b兩車相遇，且運(yùn)動(dòng)方向相反B．在時(shí)刻t2，a車追上b車，且運(yùn)動(dòng)方向相同C．在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，b車的速率先增大后減小D．在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，b車的速率一直比a小【典例3】(2020·天一大聯(lián)考)2018年5月17日，我國(guó)發(fā)布了《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并于2019年4月15日起正式執(zhí)行．某電動(dòng)自行車在平直的實(shí)驗(yàn)公路上先勻速運(yùn)動(dòng)，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始進(jìn)行電動(dòng)自行車剎車實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)該性能是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)傳感器在電腦上自動(dòng)描繪出其eq\f(x,t)－t圖象如圖6所示．則下列分析正確的是()A．剛要?jiǎng)x車時(shí)車的速度為15m/sB．剎車加速度大小為2.5m/s2C．剎車過(guò)程的位移為10mD．剎車前1s和最后1s通過(guò)的位移之比為5∶1二、第一道選擇題限時(shí)強(qiáng)化訓(xùn)練限時(shí)20min1.(2020·湖南婁底市下學(xué)期質(zhì)量檢測(cè))如圖所示水平導(dǎo)軌，A、B為彈性豎直擋板，相距L＝4m．一小球自A板處開(kāi)始，以v0＝4m/s的速度沿導(dǎo)軌向B運(yùn)動(dòng)，它與A、B擋板碰撞后均以與碰前大小相等的速率反彈回來(lái)，且在導(dǎo)軌上做加速度大小不變的減速運(yùn)動(dòng)，為使小球停在AB的中點(diǎn)，這個(gè)加速度的大小可能為()A.eq\f(4,7)m/s2B．0.5m/s2C．1m/s2D．1.5m/s22.（2021·安徽省皖西南八校高三上學(xué)期12月月考）一小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，以釋放時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則內(nèi)的位移與內(nèi)的位移之比為（）A.B.C.D.3.（2021·西藏山南二高高三上學(xué)期12月月考）如圖所示，傾角為α、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上．下列結(jié)論正確的是A.木塊受到的摩擦力大小是mgcosαB.木塊對(duì)斜面體的壓力大小是mgsinαC.桌面與斜面體之間沒(méi)有摩擦力D.桌面對(duì)斜面體的支持力大小是Mg4.（2021·山西省懷仁市高三上學(xué)期11月期中）在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A，A與光滑豎直墻之間放另一截面也為半圓的光滑柱狀物體B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，截面如圖所示．設(shè)墻對(duì)B的作用力為F1，B對(duì)A的作用力為F2，地面對(duì)A的作用力為F3.在B上加一物體C，整個(gè)裝置仍保持靜止，則()A．F1保持不變，F(xiàn)3增大B．F1增大，F(xiàn)3保持不變C．F2增大，F(xiàn)3增大D．F2增大，F(xiàn)3保持不變5.（2021·山西省懷仁市高三上學(xué)期11月期中）一個(gè)物體從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以T為時(shí)間間隔，在第三個(gè)T時(shí)間內(nèi)位移是3m，第三個(gè)T時(shí)間末的瞬時(shí)速度為3m/s，則()A．物體的加速度是1m/s2B．第一個(gè)T時(shí)間末的瞬時(shí)速度為0.6m/sC．時(shí)間間隔為1sD．物體