高中物理選擇題題型概述及思維模板

高中物理選擇題題型概述及思維模板

題型1:直線運動問題

題型概述

直線運動問題是高考的熱點，可以單獨考查，也可以與其他知識綜合

考查.單獨考查若出現(xiàn)在選擇題中，則重在考查基本概念，且常與圖像結合;

在計算題中常出現(xiàn)在第一個小題，難度為中等，常見形式為單體多過程問

題和追及相遇問題.

思維模板

通過圖像的坐標軸、關鍵點、斜率、面積等信息，對運動過程進行分

析，從而解決問題；對單體多過程問題和追及相遇問題應按順序逐步分析，

再根據(jù)前后過程之間、兩個物體之間的聯(lián)系列出相應的方程，從而分析求

解，前后過程的聯(lián)系主要是速度關系，兩個物體間的聯(lián)系主要是位移關系.

1.（2019?新課標全國I卷）如圖，籃球架下的運動員原地垂直起跳扣籃,

離地后重心上升的最大高度為從上升第一個日所用的時間為大第四個9所

用的時間為然不計空氣阻力，則也滿足（）

A.l<y-<2B.2<T-<3C.3<y-<4D.4<y-<5

h

【答案】c

【解析】運動員起跳到達最高點的瞬間速度為零，又不計空氣阻力，故可逆

向處理為自由落體運動。則根據(jù)初速度為零勻加速運動，相等相鄰位移時間關系

1

1：（0-1）：（4-點）:（2-歷）:（有-2）…，可知廣==2+餡，即

2-君

3〈4,故本題選C。

A

2.（2019?浙江選考）一輛汽車沿平直道路行駛，其t圖象如圖所示。

在Q0至?。輙=40s這段時間內，汽車的位移是（)

A.0D.1200m

【答案】C【解析】在t圖像中圖線與時間軸圍成的面積表示位移，故在

40s內的位移為x=；x(10+40)x30(m)=750m,C正確。

3.（2018?新課標全國1卷）高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為

零的均加速直線運動，在啟動階段列車的動能（）

A.與它所經(jīng)歷的時間成正比B.與它的位移成正比

C.與它的速度成正比D.與它的動量成正比

【答案】B

【解析】本題考查勻變速直線運動規(guī)律、動能、動量及其相關的知識點。

根據(jù)初速度為零勻變速直線運動規(guī)律可知，在啟動階段，列車的速度與時間

成正比，即片由動能公式瓦勿落可知列車動能與速度的二次方成正比,

2

與時間的二次方成正比，選項AC錯誤；由d=2ax,可知列車動能與位移x成正

1?2

比，選項B正確；由動量公式尸RV,可知歹（J車動能瓦=一/力/=工_,即與列車的

22M

動量二次方成正比，選項D錯誤。

4.（2018?浙江選考）如圖所示，豎直井中的升降機可將地下深處的礦石

快速運送到地面。某一豎井的深度約為104m,升降機運行的最大速度為8m/s,

加速度大小不超過lm/s"假定升降機到井口的速度為零，則將礦石從井底提升

到井口的最短時間是（）

A.13sB.16sC.21sD.26s

【答案】C【解析】升降機先做加速運動，后做勻速運動，最后做減速運動,

在加速階段，所需時間4=1=8S,通過的位移為々=±=32m，在減速階段與

々2a

加速階段相同'在勻速階段所需時間為：”一=吧產(chǎn).5,'總時

間為：￡=24+3=21s,故C正確，A、B、D錯誤。故選C。

5.（2018?新課標全國H卷）甲、乙兩汽車同一條平直公路上同向運動,

其速度-時間圖象分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在為時刻并排行

駛，下列說法正確的是

A.兩車在G時刻也并排行駛B.九時刻甲車在后，乙車在前

C.甲車的加速度大小先增大后減小D.乙車的加速度大小先減小后增大

【答案】BD

【解析】r-t圖象中圖象包圍的面積代表運動走過的位移，兩車在右時刻

并排行駛，利用逆向思維并借助于面積可知在G時刻甲車在后，乙車在前，故A

錯誤，B正確；圖象的斜率表示加速度，所以甲的加速度先減小后增大，乙的加

速度也是先減小后增大，故C錯D正確。

6.（2018?新課標全國IH卷）甲乙兩車在同一平直公路上同向運動，甲

做勻加速直線運動，乙做勻速直線運動。甲乙兩車的位置x隨時間1的變化如圖

所示。下列說法正確的是

A.在G時刻兩車速度相等

B.從0到G時間內，兩車走過的路程相等

C.從G到七時間內，兩車走過的路程相等

D.從G到乙時間內的某時刻，兩車速度相等

【答案】CD【解析】根據(jù)位移圖象的物理意義可知，在。時刻兩車的位置

相同，速度不相等，乙車的速度大于甲車的速度，選項A錯誤；從0到^時間

內，乙車走過的路程大于甲車，選項B錯誤；從。到右時間內，兩車都是從與

位置走到均位置，兩車走過的路程相等，選項C正確；根據(jù)位移圖象的斜率等

于速度可知，從G到乙時間內的某時刻，兩車速度相等，選項D正確。

題型2：物體的動態(tài)平衡問題

題型概述

物體的動態(tài)平衡問題是指物體始終處于平衡狀態(tài)，但受力不斷發(fā)生變

化的問題.物體的動態(tài)平衡問題一般是三個力作用下的平衡問題，但有時也

可將分析三力平衡的方法推廣到四個力作用下的動態(tài)平衡問題.

思維模板

常用的思維方法有兩種.

(1)解析法：解決此類問題可以根據(jù)平衡條件列出方程，由所列方程分

析受力變化；

(2)圖解法：根據(jù)平衡條件畫出力的合成或分解圖，根據(jù)圖像分析力的

變化.

1.(2019?新課標全國I卷)如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端

裝有一光滑定滑輪。一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊乂另一端與斜面上的物

塊"相連，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動正直至懸掛*的

細繩與豎直方向成45°。已知"始終保持靜止，則在此過程中()

A.水平拉力的大小可能保持不變

B.所受細繩的拉力大小一定一直增加

C.所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D."所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加

【答案】BD【解析】如圖所示，以物塊"為研究對象，它在水平向左拉力尸

作用下，緩慢向左移動直至細繩與豎直方向夾角為45°的過程中，水平拉力6

逐漸增大，繩子拉力7逐漸增大；

>ng

對M受力分析可知，若起初必受到的摩擦力f沿斜面向下，則隨著繩子拉力

7的增加，則摩擦力F也逐漸增大；若起初步受到的摩擦力F沿斜面向上，則隨

著繩子拉力7的增加，摩擦力f可能先減小后增加。故本題選BD。

2.（2019?新課標全國II卷）物塊在輕繩的拉動下沿傾角為30°的固定斜

面向上勻速運動，輕繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為當，

2

重力加速度取10m/so若輕繩能承受的最大張力為1500N,則物塊的質量最大

為（）

A.150kgB.1005/3kgC.200kgD.20g5kg

【答案】A

佇打儂sin〃，氏NN,N=mgcos0,帶入數(shù)據(jù)解得：zff=150kg,故A選項符合

題意。

3.（2019?新課標全國III卷）用卡車運輸質量為加的勻質圓筒狀工件，為

使工件保持固定，將其置于兩光滑斜面之間，如圖所示。兩斜面I、II固定在車

上，傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當卡車沿平直公路勻速行駛時,

圓筒對斜面I、II壓力的大小分別為片、￡,則（）

A.氏=,mg，B.耳=弓州，鼻

c.耳=$g,^=TmgD-耳=￥巾&是=$g

【答案】D

【解析】對圓筒進行受力分析知圓筒處于三力平衡狀態(tài)，受力分析如圖，由

幾何關系可知，用=wgcos30。，=wgsin30°?解得用=,wg，

為'=（活回由牛頓第三定律知我=^^g,瑪=，故D正確

4.（2019-天津卷）2018年10月23日，港珠澳跨海大橋正式通車。為保

持以往船行習慣，在航道處建造了單面索（所有鋼索均處在同一豎直面內）斜拉

橋，其索塔與鋼索如圖所示。下列說法正確的是（）

A.增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力

B.為了減小鋼索承受的拉力，可以適當降低索塔的高度

C.索塔兩側鋼索對稱且拉力大小相同時，鋼索對索塔的合力豎直向下

D.為了使索塔受到鋼索的合力豎直向下，索塔兩側的鋼索必須對稱分布

【答案】C【解析】A、以橋身為研究對象，鋼索對橋身的拉力的合力與橋身

的重力等大反向，則鋼索對索塔的向下的壓力數(shù)值上等于橋身的重力，增加鋼索

的數(shù)量鋼索對索塔的向下的壓力數(shù)值不變，故A錯誤；

B、由圖甲可知2Tcosa=A^,當索塔高度降低后，&變大，cosa變小,

故7變大，故B錯誤

C、由B的分析可知，當鋼索對稱分布時，2Tcosa=Mg,鋼索對索塔的合

力豎直向下，故C正確

D、受力分析如圖乙，由正弦定理可知，只要逅=餐，鋼索/C、力8的

sin。sinp

拉力人,、即進行合成，合力豎直向下，鋼索不一定要對稱分布，故D錯誤；綜

上分析：答案為C。

乙

5.（2019?江蘇卷）如圖所示，一只氣球在風中處于靜止狀態(tài)，風對氣球

的作用力水平向右.細繩與豎直方向的夾角為。，繩的拉力為7,則風對氣球作

用力的大小為（）

(A)s—ma(B),(C)Tsina(D)Teos

【答案】C【解析】對氣球受力分析，由水平方向平衡條件可得：&=Tsin&,

故C正確。

6.（2018?天津卷）明朝謝肇湘《五雜組》中記載：“明姑蘇虎丘寺廟傾

側，議欲正之，非萬緡不可。一游僧見之，曰：無煩也，我能正之?！庇紊刻?/p>

將木楔從塔身傾斜一側的磚縫間敲進去，經(jīng)月余扶正了塔身。假設所用的木楔為

等腰三角形，木楔的頂角為0,現(xiàn)在木楔背上加一力代方向如圖所示，木楔兩

側產(chǎn)生推力￡、，則（）

A.若F一定,。大時/大B.若少一定，。小時/大

C.若0一定,b大時與大D.若。一定,少小時/大

【答案】BC【解析】選木楔為研究對象，木楔受到的力有：水平向右的尺

和兩側給它的與木楔的斜面垂直的彈力，由于木楔處于平衡狀態(tài)，所以兩側給木

楔的斜面垂直的彈力與尸沿兩側分解的推力是相等的，力尸的分解如圖：

則

0/00

F=%8$(90。-2+%3(90。-&=241cos[90。一引=2/s〔siin-,

22

_F

生=%=%，故解得“=丁］，所以廠一定時，e越小，/越大；e一定

/sin一

2

時，F(xiàn)越大，/越大，BC正確。

7.（2017?新課標全國III卷）一根輕質彈性繩的兩端分別固定在水平天花

板上相距80cm的兩點上，彈性繩的原長也為80cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中

點，平衡時彈性繩的總長度為100cm；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的

同一點，則彈性繩的總長度變?yōu)椋◤椥岳K的伸長始終處于彈性限度內）（）

A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm

【答案】B

【解析】設彈性繩的勁度系數(shù)為A,左、右兩半段繩的伸長量

A￡=100cm-80cm=10cm）由共點力的平衡條件可知，鉤碼的重力

2

102

G=2m^°—=1.2^Z，將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上同一點

100

時，鉤碼的重力G=2匕"'，解得人1=0.66￡=651,則彈性繩的總長度變?yōu)?/p>

80cm+2。'=92cm,故選B。

【名師點睛】在處理共點力平衡問題時，關鍵是對物體進行受力分析，再根

據(jù)正交分解法將各個力分解成兩個方向上的力，然后列式求解；如果物體受到三

力處于平衡狀態(tài)，可根據(jù)矢量三角形法，將三個力移動到一個三角形中，然后根

據(jù)正弦定理列式求解。前后兩次始終處于靜止狀態(tài)，即合外力為零，在改變繩長

的同時，繩與豎直方向的夾角跟著改變。

8.（2017?天津卷）如圖所示，輕質不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎

直桿以N上的a、8兩點，懸掛衣服的衣架鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止狀態(tài)。

如果只人為改變一個條件，當衣架靜止時，下列說法正確的是（）

A.繩的右端上移到繩子拉力不變

B.將桿N向右移一些，繩子拉力變大

C.繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小

D.若換掛質量更大的衣服，則衣架懸掛點右移

【答案】AB

【解析】設兩桿間距離為d,繩長為0a、龍段長度分別為2，和乙，則

?=乙+/“兩部分繩子與豎直方向夾角分別為。和￡,受力分析如圖所示。繩

子中各部分張力相等，F(xiàn)a=Fb=F,則&=尸。滿足2Fcos&=Mg,

d=l?sina+Lsina=Zsina,B|Jsina=—,F=—,/和/均不變，則sina

I2cosar

為定值，。為定值，cosa為定值，繩子的拉力保持不變，衣服的位置不變，

故A正確，CD錯誤；將桿A'向右移一些，d增大,則sina增大，cosa減

小，繩子的拉力增大，故B正確。

【名師點睛】本題是力的動態(tài)平衡的典型模型，學生并不陌生，關鍵要判斷

出繩子和豎直方向的夾角只與繩長和兩桿間的距離有關。

9.（2017?新課標全國I卷）如圖，柔軟輕繩的一端。固定，其中間某

點"拴一重物，用手拉住繩的另一端乂初始時，豎直且,肺被拉直，0M與MN

之間的夾角為a（a>-）o現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角a不變。

2

在〃力由豎直被拉到水平的過程中（）

A.助V上的張力逐漸增大

B.揚V上的張力先增大后減小

C.QV上的張力逐漸增大

D.〃力上的張力先增大后減小

【答案】AD

【解析】以重物為研究對象，受重力儂，〃必繩上拉力號明V上拉力號由

題意知，三個力合力始終為零，矢量三角形如圖所示，在￡轉至水平的過程中,

MV上的張力片逐漸增大，加上的張力￡先增大后減小，所以AD正確，BC錯誤。

【名師點睛】本題考查動態(tài)平衡，注意重物受三個力中只有重力恒定不變，

且要求〃伙，郵兩力的夾角不變，兩力的大小、方向都在變。三力合力為零，能

構成封閉的三角形，再借助圓，同一圓弧對應圓周角不變，難度較大。

10.（2017?新課標全國II卷）如圖，一物塊在水平拉力廠的作用下沿水平

桌面做勻速直線運動。若保持廠的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊

也恰好做勻速直線運動。物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為（）

A.2一名B.*C.當D.日

【答案】C

【解析】6水平時：尸=卬咫；當保持尸的大小不變，而方向與水平面成60°

角時，則尸8$60。=〃（陛-&11160。），聯(lián)立解得：u=—,故選C。

3

【名師點睛】此題考查了正交分解法在解決平衡問題中的應用問題；關鍵是

列出兩種情況下水平方向的平衡方程，聯(lián)立即可求解。

題型3：運動的合成與分解問題

題型概述

運動的合成與分解問題常見的模型有兩類.一是繩（桿）末端速度分解

的問題，二是小船過河的問題，兩類問題的關鍵都在于速度的合成與分解.

思維模板

（1）在繩（桿）末端速度分解問題中，要注意物體的實際速度一定是合速度，

分解時兩個分速度的方向應取繩（桿）的方向和垂直繩（桿）的方向；如果有

兩個物體通過繩（桿）相連，則兩個物體沿繩（桿）方向速度相等。

（2）小船過河時，同時參與兩個運動，一是小船相對于水的運動，二是小船

隨著水一起運動，分析時可以用平行四邊形定則，也可以用正交分解法，

有些問題可以用解析法分析，有些問題則需要用圖解法分析。

1.（2018?江蘇卷）某彈射管每次彈出的小球速度相等.在沿光滑豎直軌

道自由下落過程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只小球.忽略空氣阻力，兩

只小球落到水平地面的（）

A.時刻相同，地點相同B.時刻相同，地點不同

C.時刻不同，地點相同D.時刻不同，地點不同

【答案】B

【解析】本題考查合運動與分運動的關系及時刻和位置的概念，意在考查考

生的理解能力。彈射管在豎直方向做自由落體運動，所以彈出小球在豎直方向運

動的時間相等，因此兩球應同時落地；由于兩小球先后彈出，且彈出小球的初速

度相同，所以小球在水平方向運動的時間不等，因小球在水平方向做勻速運動，

所以水平位移相等，因此落點不相同，故選項B正確。

5.（2018?北京卷）根據(jù)高中所學知識可知，做自由落體運動的小球，將

落在正下方位置。但實際上，赤道上方200m處無初速下落的小球將落在正下方

位置偏東約6cm處，這一現(xiàn)象可解釋為，除重力外，由于地球自轉，下落過程

小球還受到一個水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正比，現(xiàn)

將小球從赤道地面豎直上拋，考慮對稱性，上升過程該“力”水平向西，則小球

A.到最高點時，水平方向的加速度和速度均為零

B.到最高點時，水平方向的加速度和速度均不為零

C.落地點在拋出點東側

D.落地點在拋出點西側

【答案】D

【解析】上升過程水平方向向西加速，在最高點豎直方向上速度為零，水平

方向上有向西的水平速度，且有豎直向下的加速度，故AB錯；下降過程向西減

速，按照對稱性落至地面時水平速度為0,整個過程都在向西運動，所以落點在

拋出點的西側，故C錯，D正確。

6.（2018?天津卷）滑雪運動深受人民群眾的喜愛，某滑雪運動員（可視

為質點）由坡道進入豎直面內的圓弧形滑道力6,從滑道的4點滑行到最低點6

的過程中，由于摩擦力的存在，運動員的速率不變，則運動員沿46下滑過程中

A.所受合外力始終為零B.所受摩擦力大小不變

C.合外力做功一定為零D.機械能始終保持不變

【答案】C

【解析】根據(jù)曲線運動的特點分析物體受力情況，根據(jù)牛頓第二定律求解出

運動員與曲面間的正壓力變化情況，從而分析運動員所受摩擦力變化；根據(jù)運動

員的動能變化情況，結合動能定理分析合外力做功；根據(jù)運動過程中，是否只有

重力做功來判斷運動員的機械能是否守恒；因為運動員做曲線運動，所以合力一

定不為零，A錯誤；運動員受力如圖所示，重力垂直曲面的分力與曲面對運動員

22

的支持力的合力充當向心力，故有4-==/=冽1+冽geos。，運

RR

動過程中速率恒定，且。在減小，所以曲面對運動員的支持力越來越大，根據(jù)

/=〃與可知摩擦力越來越大，B錯誤；運動員運動過程中速率不變，質量不變,

即動能不變，動能變化量為零，根據(jù)動能定理可知合力做功為零，C正確；因為

克服摩擦力做功，機械能不守恒，D錯誤。

8.（2018?新課標全國I卷）如圖，aA是豎直面內的光滑固定軌道，ab

水平，長度為2是A是半徑為力的四分之一的圓弧，與助相切于6點。一質量

為加的小球。始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點處從靜止開始

向右運動，重力加速度大小為g。小球從a點開始運動到其他軌跡最高點，機械

能的增量為（）

WWxxxxxXXXW\

ab

A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR

【答案】c【解析】本題考查了運動的合成與分解、動能定理等知識，意在

考查考生綜合力學規(guī)律解決問題的能力。設小球運動到C點的速度大小為七則

對小球由a到c的過程，由動能定理得：F-3R-mgR=-mv^,又片儂，解得：

2

Y=4g4,小球離開c點后，在水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，豎直方

向在重力作用力下做勻減速直線運動，由牛頓第二定律可知，小球離開c點后水

平方向和豎直方向的加速度大小均為g,則由豎直方向的運動可知，小球從離開

C點到其軌跡最高點所需的時間為：t=vj，小球在水平方向的加速度epg,

在水平方向的位移為戶1?！?2幾由以上分析可知，小球從a點開始運動到其軌

2

跡最高點的過程中，水平方向的位移大小為5吊則小球機械能的增加量

AkF?5a5mgR,選項C正確ABD錯誤。

題型4：拋體運動問題

題型概述

拋體運動包括平拋運動和斜拋運動，不管是平拋運動還是斜拋運動，

研究方法都是采用正交分解法，一般是將速度分解到水平和豎直兩個方向

上。

思維模板

（1）平拋運動物體在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做勻加速直

線運動，其位移滿足x=vOt,y=gt2/2,速度滿足vx=vO,vy=gt；

（2）斜拋運動物體在豎直方向上做上拋（或下拋）運動，在水平方向做勻

速直線運動，在兩個方向上分別列相應的運動方程求解。

1.（2019?新課標全國II卷）如圖（a）,在跳臺滑雪比賽中，運動員在空

中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離。某運動員先后兩次從同

一跳臺起跳，每次都從離開跳臺開始計時，用,表示他在豎直方向的速度，其r-

t圖像如圖（b）所示，^和為是他落在傾斜雪道上的時刻。則（）

A.第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的小

B.第二次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大

C.第二次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大

D.豎直方向速度大小為匕時，第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一次

的大

【答案】BD

【解析】A.由t圖面積易知第二次面積大于等于第一次面積，故第二次

豎直方向下落距離大于第一次下落距離，所以，A錯誤；B.由于第二次豎直方

向下落距離大，由于位移方向不變，故第二次水平方向位移大，故B正確C.由

于斜率知第一次大、第二次小，斜率越大，加速度越大，或由￡=上也，

t

易知外>@，故C錯誤；D.由圖像斜率，速度為匕時，第一次圖像陡峭，第二次

圖像相對平緩，故白>4,由G-￡=儂，可知，fyl<f>2,故D正確。

2.（2018?新課標全國IH卷）在一斜面頂端，將甲乙兩個小球分別以r

和上的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時的速率

2

是乙球落至斜面時速率的（）

A.2倍B.4倍C.6倍D.8倍

【答案】A

【解析】設甲球落至斜面時的速率為匕，乙落至斜面時的速率為小由平拋

運動規(guī)律，x=vt,y=-gt2,設斜面傾角為。，由幾何關系，tan6=y/x,小球由

2

拋出到落至斜面，由機械能守恒定律，1加/+/陪片工力詔，聯(lián)立解得：K_

22

71+tan2^*%即落至斜面時的速率與拋出時的速率成正比。同理可得，%=

4+m上*”2,所以甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時的速率的2倍，

選項A正確。

3.（2017?新課標全國I卷）發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩

個速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的

球沒有越過球網(wǎng)；其原因是（）

A.速度較小的球下降相同距離所用的時間較多

B.速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大

C.速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少

D.速度較大的球在相同時間間隔內下降的距離較大

【答案】C

【解析】由題意知，速度大的球先過球網(wǎng)，即同樣的時間速度大的球水平位

移大，或者同樣的水平距離速度大的球用時少，故C正確，ABD錯誤。

【名師點睛】重點要理解題意，本題考查平拋運動水平方向的運動規(guī)律。理

論知識簡單，難在由題意分析出水平方向運動的特點。

4.（2017?江蘇卷）如圖所示，A,8兩小球從相同高度同時水平拋出，經(jīng)

過時間t在空中相遇，若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球從拋出到相

遇經(jīng)過的時間為（）

AB

O--^^7*0

（A）t（B）g（C）-（D）-

224

【答案】C

【解析】設第一次拋出時/球的速度為匕，8球的速度為如則力、6間的

水平距離產(chǎn)（％+修）3第二次兩球的速度為第一次的2倍，但兩球間的水平距離

不變，則尸2（匕+%）7,聯(lián)立得佇=2,所以C正確；ABD錯誤。

【名師點睛】本題的關鍵信息是兩球運動時間相同，水平位移之和不變。

5.（2017?新課標全國I卷）發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩

個速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的

球沒有越過球網(wǎng)；其原因是（）

A.速度較小的球下降相同距離所用的時間較多

B.速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大

C.速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少

D.速度較大的球在相同時間間隔內下降的距離較大

【答案】C

【解析】由題意知，速度大的球先過球網(wǎng)，即同樣的時間速度大的球水平位

移大，或者同樣的水平距離速度大的球用時少，故C正確，ABD錯誤。

【名師點睛】重點要理解題意，本題考查平拋運動水平方向的運動規(guī)律。理

論知識簡單，難在由題意分析出水平方向運動的特點。

6.(2017?江蘇卷)如圖所示，4、6兩小球從相同高度同時水平拋出，經(jīng)

過時間亡在空中相遇，若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球從拋出到相

遇經(jīng)過的時間為()

AB

(A)t(B)旦(C)-(D)-

224

【答案】C

【解析】設第一次拋出時/球的速度為匕，8球的速度為小則48間的

水平距離4(匕+修)3第二次兩球的速度為第一次的2倍，但兩球間的水平距離

不變，則產(chǎn)2(匕+v)T,聯(lián)立得芹Z/2,所以C正確；ABD錯誤。

【名師點睛】本題的關鍵信息是兩球運動時間相同，水平位移之和不變。

題型5：圓周運動問題

題型概述

圓周運動問題按照受力情況可分為水平面內的圓周運動和豎直面內的

圓周運動，按其運動性質可分為勻速圓周運動和變速圓周運動。

水平面內的圓周運動多為勻速圓周運動，豎直面內的圓周運動一般為

變速圓周運動.對水平面內的圓周運動重在考查向心力的供求關系及臨界

問題，而豎直面內的圓周運動則重在考查最高點的受力情況.

思維模板

(1)對圓周運動，應先分析物體是否做勻速圓周運動，若是，則物體所

受的合外力等于向心力，由F合=mv2/r=mr32列方程求解即可;

若物體的運動不是勻速圓周運動，則應將物體所受的力進行正交分解,

物體在指向圓心方向上的合力等于向心力。

（2）豎直面內的圓周運動可以分為三個模型：

①繩模型：只能對物體提供指向圓心的彈力，能通過最高點的臨界態(tài)

為重力等于向心力；

②桿模型：可以提供指向圓心或背離圓心的力，能通過最高點的臨界

態(tài)是速度為零；

③外軌模型：只能提供背離圓心方向的力，物體在最高點時，若

v＜（gR）l/2,沿軌道做圓周運動，若v2（gR）l/2,離開軌道做拋體運動。

1.（2019?江蘇卷）如圖所示，摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內做勻速圓

周運動.座艙的質量為加，運動半徑為角速度大小為3,重力加速度為g,

則座艙

A.運動周期為詈B.線速度的大小為3R

C.受摩天輪作用力的大小始終為儂D.所受合力的大小始終為力小笈

【答案】BD【解析】由于座艙做勻速圓周運動，由公式0=把，解得：T=—,

T。

故A錯誤；由圓周運動的線速度與角速度的關系可知，v=a）R,故B正確；由

于座艙做勻速圓周運動，所以座艙受到摩天輪的作用力是變力，不可能始終為

活g，故C錯誤；由勻速圓周運動的合力提供向心力可得：心R,故D正

確。

3.（2019?浙江選考）一質量為2.0X103kg的汽車在水平公路上行駛，

路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4X10,N,當汽車經(jīng)過半徑為80m的彎道

時，下列判斷正確的是（）

A.汽車轉彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力

B.汽車轉彎的速度為20m/s時所需的向心力為1.4X104N

C.汽車轉彎的速度為20m/s時汽車會發(fā)生側滑

D.汽車能安全轉彎的向心加速度不超過7.0m/s2

【答案】D【解析】汽車轉彎時受到重力，地面的支持力，以及地面給的摩

擦力，其中摩擦力充當向心力，A錯誤；當最大靜摩擦力充當向心力時，速度為

臨界速度，大于這個速度則發(fā)生側滑，根據(jù)牛頓第二定律可得了=用士，解得

r

=郊;『。=歷=20m'm/s，所以汽車轉彎的速度為20m/s時,

所需的向心力小于L4X10,N,汽車不會發(fā)生側滑，BC錯誤；汽車能安全轉彎

的向心加速度a=士=史2=7m/s2-即汽車能安全轉彎的向心加速度不超過7.0

r80

m/s2,D正確。

4.（2018?浙江選考）力、6兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運動（如圖），

在相同時間內，它們通過的路程之比是4:3,運動方向改變的角度之比是3:2,

則它們（）

A.線速度大小之比為4:3B.角速度大小之比為3:4

C.圓周運動的半徑之比為2:1D.向心加速度大小之比為1:2

【答案】A

【解析】因為相同時間內他們通過的路程之比是4:3,根據(jù)v=二，則4、B

A烏

的線速度之比為4:3,故A正確；運動方向改變的角度之比為3:2,根據(jù)。=子,

則角速度之比為3:2,故B錯誤；根據(jù)丫=如可得圓周運動的半徑之比為

-=7X|=^-故C錯誤；根據(jù)得，向心加速度之比為

弓339

/_匕電.4乂3_2

故D錯誤。

a2馬叼321

5.（2018?江蘇卷）火車以60m/s的速率轉過一段彎道，某乘客發(fā)現(xiàn)放在

桌面上的指南針在10s內勻速轉過了約10°。在此10s時間內，火車（）

A.運動路程為600mB.加速度為零

C.角速度約為1rad/sD.轉彎半徑約為3.4km

【答案】AD【解析】圓周運動的弧長fi/b60X10m=600m,選項A正確；

火車轉彎是圓周運動，圓周運動是變速運動，所以合力不為零，加速度不為零，

故選項B錯誤；由題意得圓周運動的角速度。=竺=—1￡—X3.14rad/s=

M180x10

至3rad/s,又所以r=上=-^-xl80m=3439m,故選項C錯誤、D

18003.14

正確。

6.（2017?江蘇卷）如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過輕繩懸掛

在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細桿上，物塊質量為物，到小環(huán)的距離為￡,其兩

側面與夾子間的最大靜摩擦力均為五.小環(huán)和物塊以速度/向右勻速運動，小環(huán)

碰到桿上的釘子產(chǎn)后立刻停止，物塊向上擺動。整個過程中，物塊在夾子中沒有

滑動。小環(huán)和夾子的質量均不計，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

夾子

(A)物塊向右勻速運動時，繩中的張力等于2/

(B)小環(huán)碰到釘子尸時，繩中的張力大于26

(C)物塊上升的最大高度為空

g

(D)速度?不能超過干"彳依"

【答案】D【解析】由題意知，尸為夾子與物塊間的最大靜摩擦力，但在實

際運動過程中，夾子與物塊間的靜摩擦力沒有達到最大，故物塊向右勻速運動時,

繩中的張力等于貽,A錯誤；小環(huán)碰到釘子時，物塊做圓周運動，F(xiàn)r-Mg=My,

繩中的張力大于物塊的重力，磨，當繩中的張力大于26時，物塊將從夾子中滑出，

1

即2F-Mg=M。，此時速度…仔:吵",故B錯誤；D正確；物塊能上升的

1VM

最大高度，入=工，所以C錯誤。

【名師點睛】在分析問題時，要細心。題中給的力尸是夾子與物塊間的最大

靜摩擦力，而在物塊運動的過程中，沒有信息表明夾子與物塊間靜摩擦力達到最

大.另小環(huán)碰到釘子后，物塊繞釘子做圓周運動，夾子與物塊間的靜摩擦力會突

然增大。

題型6：牛頓運動定律的綜合應用問題

題型概述

牛頓運動定律是高考重點考查的內容，每年在高考中都會出現(xiàn)，牛頓

運動定律可將力學與運動學結合起來，與直線運動的綜合應用問題常見的

模型有連接體、傳送帶等，一般為多過程問題，也可以考查臨界問題、周

期性問題等內容，綜合性較強。天體運動類題目是牛頓運動定律與萬有引

力定律及圓周運動的綜合性題目，近幾年來考查頻率極高.

思維模板

以牛頓第二定律為橋梁，將力和運動聯(lián)系起來，可以根據(jù)力來分析運

動情況，也可以根據(jù)運動情況來分析力.對于多過程問題一般應根據(jù)物體的

受力一步一步分析物體的運動情況，直到求出結果或找出規(guī)律.

對天體運動類問題，應緊抓兩個公式：GMm/r2=mv2/r=mr32=mr4n2/T2①。

GMm/R2=mg②。對于做圓周運動的星體（包括雙星、三星系統(tǒng)），可根據(jù)公

式①分析；對于變軌類問題，則應根據(jù)向心力的供求關系分析軌道的變化，

再根據(jù)軌道的變化分析其他各物理量的變化。

1.（2019?新課標全國III卷）如圖（a）,物塊和木板疊放在實驗臺上，物

塊用一不可伸長的細繩與固定在實驗臺上的力傳感器相連，細繩水平。仁0時，

木板開始受到水平外力廠的作用，在t=4s時撤去外力。細繩對物塊的拉力F

隨時間￡變化的關系如圖（b）所示，木板的速度/與時間￡的關系如圖（c）所

2

示。木板與實驗臺之間的摩擦可以忽略。重力加速度取器10m/so由題給數(shù)據(jù)

可以得出（）

F

Oft

K

IVI（a）

A,木板的質量為1kgB.2s~4s內，力尸的大小為

0.4N

C.0~2s內，力少的大小保持不變D.物塊與木板之間的動摩擦因

數(shù)為0.2

【答案】AB【解析】結合兩圖像可判斷出0~2s物塊和木板還未發(fā)生相對

滑動，它們之間的摩擦力為靜摩擦力，此過程力廠等于￡故廠在此過程中是變

力，即C錯誤；2~5S內木板與物塊發(fā)生相對滑動，摩擦力轉變?yōu)榛瑒幽Σ亮?

由牛頓運動定律，對2~4s和4~5s列運動學方程，可解出質量加為1kg,

2~4s內的力尸為0.4N,故A、B正確；由于不知道物塊的質量，所以無法計

算它們之間的動摩擦因數(shù)〃，故D錯誤。

2.（2018?浙江選考）通過理想斜面實驗得出“力不是維持物體運動的原

因”的科學家是（）

A.亞里士多德B.伽利略C.笛卡爾D.牛頓

【答案】B

【解析】A、亞里士多德認為力是維持物體運動狀態(tài)的原因，故A錯誤；B、

伽利略通過理想斜面實驗提出了力不是維持物體運動的原因，故B正確；C、笛

卡爾在伽利略研究的基礎上第一次表述了慣性定律，故C錯誤；D、牛頓在伽利

略等前人研究的基礎上提出了牛頓第一定律，認為力是改變物體運動狀態(tài)的原

因，但不是第一個根據(jù)實驗提出力不是維持物體運動原因的科學家，也不是第一

個提出慣性的科學家，故D錯誤；

故選B。

3.（2018?新課標全國I卷）如圖，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上

端放有物塊只系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)用一豎直向上的力尸作用在P上，使其向

上做勻加速直線運動，以x表示尸離開靜止位置的位移，在彈簧恢復原長前，下

列表示尸和x之間關系的圖象可能正確的是（）

【答案】A【解析】由牛頓運動定律，F(xiàn)-m即F砥ma,F^=k（x0-x）,kx^mg,

聯(lián)立解得汽儂+Ax,對比題給的四個圖象，可能正確的是A。

4.（2018?浙江選考）如圖所示，小芳在體重計上完成下蹲動作，下列F-t

圖像能反應體重計示數(shù)隨時間變化的是

【答案】C【解析】對人的運動過程分析可知，人下蹲的過程可以分成兩段:

人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，此時人對傳感器的壓

力小于人的重力的大??；在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài),

此時人對傳感器的壓力大于人的重力的大小，故C正確，/、B、〃錯誤；

故選C?！军c睛】人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài),

在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)。

5.（2018?新課標全國HI卷）地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機通過

豎井運送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小/隨時間Z的變化關系如圖所示,

其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相

同；兩次提升的高度相同，提升的質量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于

第①次和第②次提升過程

0kK1

A.礦車上升所用的時間之比為4:5

B.電機的最大牽引力之比為2:1

C.電機輸出的最大功率之比為2:1

D.電機所做的功之比為4:5

【答案】AC

【解析】設第②次所用時間為I，根據(jù)速度圖象的面積等于位移（此題中為

提升的局度）可知,—X2toX—X（Z+3to2）X—%,解得:t~5to/所以

222

第①次和第②次提升過程所用時間之比為2友：5。＞/2=4:5,選項A正確；由于

兩次提升變速階段的加速度大小相同，在勻加速階段，由牛頓第二定律，F(xiàn)-

m爐ma，可得提升的最大牽引力之比為1：1,選項B錯誤；由功率公式，片F(xiàn)v,

電機輸出的最大功率之比等于最大速度之比，為2：1,選項C正確；加速上升

過程的加速度a產(chǎn)"，加速上升過程的牽引力片=加囪+叱r（也+g）,減速上升過

程的加速度包=-九，減速上升過程的牽引力￡=加生+磔=Mg-曳），勻速運動過

程的牽引力K=儂。第①次提升過程做功佛=￡X1XtnX%+￡X-

22

X￡°X第②次提升過程做功於=片X—T質*T%+￡義—

2222

%X3to/2+￡XiX-t0Xi%=儂％玲；兩次做功相同，選項D錯誤。

222

題型7：機車的啟動問題

題型概述

機車的啟動方式?？疾榈挠袃煞N情況，一種是以恒定功率啟動，一種

是以恒定加速度啟動，不管是哪一種啟動方式，都是采用瞬時功率的公式

P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來分析。

思維模板

機車以額定功率啟動.機車的啟動過程如圖所示，由于功率P=Fv恒定，由

公式P=Fv和F-f=ma知，隨著速度v的增大，牽引力F必將減小，因此加

速度a也必將減小，機車做加速度不斷減小的加速運動，直到F=f,a=0,

這時速度v達到最大值vm=P額定/F=P額定/f。

這種加速過程發(fā)動機做的功只能用2Pt計算，不能用aFs計算（因為F為

變力）。

1.（2018?新課標全國I卷）高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為

零的均加速直線運動，在啟動階段列車的動能（）

A.與它所經(jīng)歷的時間成正比B.與它的位移成正比

C.與它的速度成正比D.與它的動量成正比

【答案】B

【解析】根據(jù)初速度為零勻變速直線運動規(guī)律可知，在啟動階段，列車的速

度與時間成正比，即片at,由動能公式瓦=1卬匕可知列車動能與速度的二次方

2

成正比，與時間的二次方成正比，選項AC錯誤；由＞=2ax,可知列車動能與位

1

移X成正比，選項B正確；由動量公式葉加%可知列車動能區(qū)必二，即

22M

與列車的動量二次方成正比，選項D錯誤。

2.（2018?新課標全國III卷）地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機通

過豎井運送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小”隨時間t的變化關系如圖所

示，其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都

相同；兩次提升的高度相同，提升的質量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對

于第①次和第②次提升過程（）

A.礦車上升所用的時間之比為4:5B.電機的最大牽引力之比為2:1

C.電機輸出的最大功率之比為2:1D.電機所做的功之比為4:5

【答案】AC【解析】設第②次所用時間為3根據(jù)速度圖象的面積等于位移

（此題中為提升的高度）可知，1X2t.Xv0=-X（t+3102）X-%,解得：片5"2,

222

所以第①次和第②次提升過程所用時間之比為2：5￡。/2=4:5,選項A正確；

由于兩次提升變速階段的加速度大小相同，在勻加速階段，由牛頓第二定律，F(xiàn)-

可得提升的最大牽引力之比為1：1,選項B錯誤；由功率公式，片F(xiàn)v,

電機輸出的最大功率之比等于最大速度之比，為2：1,選項C正確；加速上升

過程的加速度a產(chǎn)曳，加速上升過程的牽引力放購+磔=加（也+g）,減速上升過

程的加速度&=-曳，減速上升過程的牽引力￡=儂2+晰加（g-