第3講運動和力（原卷版）

2024高考二輪復習二十五講第3講、運動和力第一部分織網(wǎng)點睛，綱舉目張1.科學素養(yǎng)2.牛頓運動定律內(nèi)涵與外延3.國際單位制物理量是通過描述自然規(guī)律的方程或定義新的物理量的方程而相互聯(lián)系的。因此，可以把少數(shù)幾個物理量作為相互獨立的，其他的物理量可以依據(jù)這幾個量來定義，或借方程表示出來。這少數(shù)幾個看作相互獨立的物理量，就叫做基本物理量，簡稱為基本量。其余的可由基本量導出的物理量，叫做導出物理量，簡稱為導出量。在國際單位制中共有七個基本量：長度，質(zhì)量，時間，電流，熱力學溫度，物質(zhì)的量和發(fā)光強度。物理學各個領域中的其他的量，都可以由這七個基本量通過乘、除、微分或積分等數(shù)學運算導出。七個基本單位：長度m，時間s，質(zhì)量kg，熱力學溫度（開爾文溫度）K，電流A，光強度cd（坎德拉），物質(zhì)的量mol其次部分實戰(zhàn)訓練，高考真題演練1．（2023年1月浙江選考）下列屬于國際單位制中基本單位符號的是（）A．JB．KC．WD．2.（2023高考全國甲卷）用水平拉力使質(zhì)量分別為m甲、m乙的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開頭沿直線運動，兩物體與桌面之間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲和μ乙。甲、乙兩物體運動后，所受拉力F與其加速度a的關系圖線如圖所示，由圖可知A.m甲＜m乙B.m甲＞m乙C.μ甲＜μ乙D.μ甲＞μ乙3.（2023高考湖南卷）如圖，光滑水平地面上有一質(zhì)量為的小車在水平推力的作用下加速運動。車廂內(nèi)有質(zhì)量均為的A、B兩小球，兩球用輕桿相連，A球靠在光滑左壁上，B球處在車廂水平底面上，且與底面的動摩擦因數(shù)為，桿與豎直方向的夾角為，桿與車廂始終保持相對靜止假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法正確的是（）A.若B球受到的摩擦力為零，則B.若推力向左，且，則的最大值為C.若推力向左，且，則的最大值為D.若推力向右，且，則的范圍為4.（2023高考湖北卷）如圖所示，原長為l的輕質(zhì)彈簧，一端固定在O點，另一端與一質(zhì)量為m的小球相連。小球套在豎直固定的粗糙桿上，與桿之間的動摩擦因數(shù)為0.5。桿上M、N兩點與O點的距離均為l，P點到O點的距離為，OP與桿垂直。當小球置于桿上P點時恰好能保持靜止。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g。小球以某一初速度從M點向下運動到N點，在此過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。下列說法正確的是（）A.彈簧的勁度系數(shù)為B.小球在P點下方處的加速度大小為C.從M點到N點的運動過程中，小球受到的摩擦力先變小再變大D.從M點到P點和從P點到N點的運動過程中，小球受到的摩擦力做功相同5.（2023高考福建卷）甲、乙兩輛完全相同的小車均由靜止沿同一方向動身做直線運動。以動身時刻為計時零點，甲車的速度—時間圖像如圖（a）所示，乙車所受合外力—時間圖像如圖（b）所示。則（）A.0~2s內(nèi)，甲車的加速度大小漸漸增大B.乙車在t=2s和t=6s時的速度相同C.2~6s內(nèi)，甲、乙兩車的位移不同D.t=8s時，甲、乙兩車的動能不同6.（2023高考海南卷）如圖所示，有一固定的光滑圓弧軌道，半徑，一質(zhì)量為的小滑塊B從軌道頂端滑下，在其沖上長木板C左端時，給木板一個與小滑塊相同的初速度，已知，B、C間動摩擦因數(shù)，C與地面間的動摩擦因數(shù)，C右端有一個擋板，C長為。求：（1）滑到的底端時對的壓力是多大？（2）若未與右端擋板碰撞，當與地面保持相對靜止時，間因摩擦產(chǎn)生的熱量是多少？（3）在時，B與C右端擋板發(fā)生碰撞，且碰后粘在一起，求從滑上到最終停止所用時間。第三部分思路歸納，內(nèi)化方法1..動力學兩類基本問題（1）．貫徹一個解題思路（2）．理順兩類基本問題由因推果——已知物體的受力狀況，確定物體的運動狀況首先依據(jù)物體的受力確定物體的加速度，再依據(jù)加速度特點及加速度與速度的方向關系確定速度變化的規(guī)律由果溯因——已知物體的運動狀況，確定物體的受力狀況由物體的運動狀況，確定物體的加速度及其變化規(guī)律，再結合牛頓其次定律確定受力狀況（3）．解題的三個關注點(1)加速度是連接運動狀況和受力狀況的橋梁。(2)速度是不同運動過程聯(lián)系的紐帶。(3)不同運動過程物體受力狀況不同，加速度往往也不同。2.運動和力的四種典型臨界條件(1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力FN＝0。(2)相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值。(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限度的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛的臨界條件是FT＝0。(4)加速度變化時，速度達到最值的臨界條件：當加速度變?yōu)?時，物體的速度達到最大值或最小值。3.常見四類動力學圖像及解題方法v-t圖像依據(jù)圖像的斜率推斷加速度的大小和方向，進而依據(jù)牛頓其次定律求解合外力F-a圖像首先要依據(jù)具體的物理情境，對物體進行受力分析，然后依據(jù)牛頓其次定律推導出兩個量間的函數(shù)關系式，依據(jù)函數(shù)關系式結合圖像，明確圖像的斜率、截距或面積的意義，從而由圖像給出的信息求出未知量a-t圖像要留意加速度的正負，正確分析每一段的運動狀況，然后結合物體受力狀況依據(jù)牛頓其次定律列方程F-t圖像要結合物體受到的力，依據(jù)牛頓其次定律求出加速度，分析每一時間段的運動性質(zhì)4.滑塊－木板模型（1）．模型概述：一個物體在另一個物體上，兩者之間有相對運動。問題涉及兩個物體、多個過程，兩物體的運動時間、速度、位移間有肯定的關系。（2）．兩種位移關系滑塊由木板的一端運動到另一端的過程中，若滑塊和木板同向運動，位移大小之差等于板長；反向運動時，位移大小之和等于板長。設板長為L，滑塊位移大小為x1，木板位移大小為x2，同向運動時：L＝x1－x2，反向運動時：L＝x1＋x2。（3）解決板塊問題的思維方法（4）滑塊(視為質(zhì)點)在木板上滑離的臨界條件類型圖示臨界條件木板B帶動滑塊A，滑塊恰好不從木板上滑下的臨界條件是滑塊恰好滑到木板左端時二者速度相等，則位移關系為xB＝xA＋L滑塊A帶動木板B，滑塊恰好不從木板上滑下的臨界條件是滑塊恰好滑到木板右端時二者速度相等，則位移關系為xB＋L＝xA5.傳送帶問題傳送帶的基本類型一個物體以初速度v0(v0≥0)在另一個勻速運動的物體上運動的力學系統(tǒng)可看成傳送帶模型。傳送帶模型按放置方向分為水平傳送帶和傾斜傳送帶兩種，如圖所示。（1）水平傳送帶(i)當傳送帶水平轉(zhuǎn)動時，應特殊留意摩擦力的突變和物體運動狀態(tài)的變化。(ii)求解的關鍵在于對物體所受的摩擦力進行正確的分析推斷。靜摩擦力達到最大值，是物體恰好保持相對靜止的臨界狀態(tài)；滑動摩擦力只存在于發(fā)生相對運動的物體之間，因此兩物體的速度相同時，滑動摩擦力要發(fā)生突變(滑動摩擦力變?yōu)榱慊蜃優(yōu)殪o摩擦力)。（2）．傾斜傳送帶(i)對于傾斜傳送帶，除了要留意摩擦力的突變和物體運動狀態(tài)的變化外，還要留意物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)與傳送帶傾角的關系。①若μ≥tanθ，且物體能與傳送帶共速，則共速后物體做勻速運動；②若μ<tanθ，且物體能與傳送帶共速，則共速后物體相對于傳送帶做勻變速運動。(ii)求解的關鍵在于依據(jù)物體和傳送帶之間的相對運動狀況，確定摩擦力的大小和方向。當物體的速度與傳送帶的速度相等時，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變。（3）．傳送帶問題的求解思路傳送帶問題中臨界點的分析(1)在確定爭辯對象并進行受力分析之后，首先判定摩擦力突變(含大小和方向)點，給運動分段。a．傳送帶傳送的物體所受摩擦力，不論是其大小的突變，還是其方向的突變，都發(fā)生在物體的速度與傳送帶速度相同的時刻。b．v物與v傳相同的時刻是運動分段的關鍵點。(2)判定運動中的速度變化(即相對運動方向和對地速度變化)的關鍵是v物與v傳的大小與方向，二者的大小和方向打算了此后的運動過程和狀態(tài)。(3)考慮傳送帶長度——判定臨界之前是否滑出；物體與傳送帶共速以后物體是否肯定與傳送帶保持相對靜止做勻速運動。6.瞬時加速度問題（1）兩類模型（2）.在求解瞬時加速度時應留意的問題(i)物體的受力狀況和運動狀況是時刻對應的，當外界因素發(fā)生變化時，需要重新進行受力分析和運動分析。(ii)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個積累的過程，不會發(fā)生突變。（3）求解瞬時加速度的步驟第四部分最新模擬集萃，提升應試力量1．（2024南京零模）如圖所示，一傾角θ＝37°的足夠長斜面固定在水平地面上。當t＝0時，滑塊以初速度v0＝10m/s沿斜面對上運動。已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列說法正確的是（）A．滑塊始終做勻變速直線運動B．t＝1s時，滑塊速度減為零，然后靜止在斜面上C．t＝s時，滑塊恰好又回到動身點D．t＝3s時，滑塊的速度大小為20m/s2.（2024云南靖江重點高中期初測試）如圖所示甲、乙、丙、丁是游樂場中比較常見的過山車，甲、乙兩圖的軌道車在軌道的外側(cè)做圓周運動，丙、丁兩圖的軌道車在軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運動，兩種過山車都有平安鎖(由上、下、側(cè)三個輪子組成)把軌道車套在了軌道上，四個圖中軌道的半徑都為R，下列說法正確的是()A.甲圖中，當軌道車以肯定的速度通過軌道最高點時，座椅肯定給人向上的力B.乙圖中，當軌道車以肯定的速度通過軌道最低點時，平安帶肯定給人向上的力C.丙圖中，當軌道車以肯定的速度通過軌道最低點時，座椅肯定給人向上的力D.丁圖中，軌道車過最高點的最小速度為3.（2024云南靖江重點高中期初測試）如圖，質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上，二者用一輕彈簧水平連接，兩滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)均為。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力F拉動P，使兩滑塊均做勻速運動；某時刻突然撤去該拉力，則從今刻開頭到彈簧第一次恢復原長之前（）A.P的加速度大小的最大值為B.Q的加速度大小的最大值為C.P的位移大小肯定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一時刻Q的速度大小4.（2024云南靖江重點高中期初測試）如圖所示，一個盛水的容器底部有一小孔。靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水，假設容器在下述幾種運動過程中始終保持平動，且忽視空氣阻力，則（）A.容器自由下落時，小孔向下漏水B.將容器豎直向上拋出，容器向上運動時，小孔向下漏水；容器向下運動時，小孔不向下漏水C.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運動，還是向下運動，小孔都向下漏水D.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運動，還是向下運動，小孔都不向下漏水5.（2024江蘇揚州期初測試）如圖1所示，足夠長的木板B靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊A，滑塊A受到隨時間t變化的水平拉力F作用時，用傳感器測出滑塊A的加速度a，得到如圖2所示的aF圖像，已知g取210m/s，則（）A.滑塊A的質(zhì)量為2kgB.木板B的質(zhì)量為6kgC.當F12N時，木板B的加速度為24m/sD.滑塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)為0.46．（2024江蘇揚州期初測試）一游客在峨眉山滑雪時，由靜止開頭沿傾角為37°的山坡勻加速滑下。下滑過程中從A點開頭給游客抓拍一張連續(xù)曝光的照片如圖所示。經(jīng)測量游客從起點到本次曝光的中間時刻的位移恰好是40m，已知本次攝影的曝光時間是0.2s，照片中虛影的長度L相當于實際長度4m，g10m/s2，sin370.6，cos370.8，則下列結果不正確的是（A．運動員在曝光的中間時刻的速度為v020m/sB．運動員下滑的加速度為5.0m/s2C．滑雪板與坡道間的動摩擦因數(shù)為1/8D．滑雪板與坡道間的動摩擦因數(shù)為3/87．（2024吉林重點高中質(zhì)檢）如圖所示，在靜止的小車上有一布滿液體的密閉容器，容器內(nèi)分別靜止著氣泡A、懸浮在液體中的物體B、沉底的金屬球C。當小車帶著容器由靜止開頭向右運動時，三個小球的位置相對容器的運動狀況是（）A球不動，B球向左，C球向右 B．A球向左，B球不動，C球向右C．A球向右，B球不動，C球向左 D．A球向左，B球向右，C球不動8．（2024吉林重點高中質(zhì)檢）楊氏彈性模量是表征彈性限度內(nèi)物質(zhì)材料抗拉或抗壓力量的物理量，當一條長度為L、橫截面面積為S的金屬絲在力F作用下伸長時，叫應力，叫應變，應力與應變的比值即彈性模量，由以上信息可以推斷彈性模量的單位應為（

）A． B． C． D．9．（2024吉林重點高中質(zhì)檢）如圖所示，質(zhì)量為的手機靜置在支架斜面上，斜面與水平面的夾角為，手機與接觸面的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為。下列說法正確的是（）A．手持支架向上勻加速直線運動且手機與支架間無相對滑動，手機受到的支持力與靜止時受到的支持力相等B．支架斜面對手機的摩擦力大小為，方向沿斜面對上C．支架對手機的作用力方向垂直于斜面對上，大小為D．手持支架向右做勻加速直線運動且手機與支架間無相對滑動，手機可能不受摩擦力。10．（2024吉林重點高中質(zhì)檢）兩個質(zhì)量均為的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)（圖1）；若只將、間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧（圖2），其他不變?，F(xiàn)突然快速剪斷兩圖中的輕繩，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間（設兩圖中小球的加速度大小分別為和，的加速度大小分別為和），則正確的是（）A．， B．，C．，D．11．（2024吉林重點高中質(zhì)檢）如圖所示為加速度測量儀示意圖，與兩根完全相同的輕質(zhì)彈簧連接的小球穿在光滑的細鐵絲上，系統(tǒng)靜止時小球上的指針指在0刻度線處，當測量儀以大小為的加速度運動時，指針偏離0刻度線的距離為4cm，若指針指在0刻度線左側(cè)6cm處，測量儀運動的加速度為（），方向向左B．，方向向右C．，方向向左D．，方向向右12．（2024吉林重點高中質(zhì)檢）車廂頂部固定一滑輪，在跨過定滑輪繩子的兩端各系一個物體，質(zhì)量分別為m1、m2，且m2>m1，m2靜止在車廂底板上，當車廂向右運動時，m1、m2與車廂保持相對靜止，系m1的那段繩子與豎直方向夾角為θ，系m2的那段繩子保持豎直，如圖所示。繩子的質(zhì)量、滑輪與繩子的摩擦忽視不計，下列說法正確的是（）A．車廂的加速度為gsinθB．車廂底板對m2的支持力為（m1+m2）gC．繩子中的張力大小為m1gcosθD．車廂底板對m2的摩擦力為m2gtanθ13．（2024吉林重點高中質(zhì)檢）如圖所示，在斜面上有四條光滑細桿，其中OA桿豎直放置，OB桿與OD桿等長，OC桿與斜面垂直放置，每根桿上都套一個小滑環(huán)（圖中未畫出），四個環(huán)分別從O點由靜止釋放，沿OA、OB、OC、OD滑到斜面上所用的時間依次為。下列關系正確的是（） B． C． D．14.(2023甘肅2地期末聯(lián)考)下列各組儀器中，都可以用來測量國際單位制規(guī)定的三個力學基本物理量的是A.量筒、天平、秒表B.刻度尺、測力計、汽車速度計C.刻度尺、天平、秒表D.刻度尺、測力計、打點計時器15（2024吉林重點高中質(zhì)檢）如圖所示，靜止在水平地面上的木板（厚度不計）質(zhì)量為m1＝1kg，與地面間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.2，質(zhì)量為m2＝2kg且可看成質(zhì)點的小物塊與木板和地面間的動摩擦因數(shù)均為μ2＝0.4，以v0＝4m/s的水平速度從左端滑上木板，經(jīng)過t＝0.6