歷年高考物理知識清單-專題02 牛頓運動定律與直線運動（講）（原卷+解析版）

專題2牛頓運動定律與直線運動

考情解讀

牛頓第二定律是高考中每年必考的熱點內容，既會單獨考查，又會與電磁學內容結合考杳學生的綜合

處理問題的能力。近幾年高考主要考查勻變速宜線運動的公式、規(guī)律及運動圖象的應用，題型多以選擇題

和計算題為主，題R新潁，與生活實際聯(lián)系密切?？疾橹本€運動和力的關系時大多綜合牛頓運動定律、受

力分析、運動過程分析等內容。牛頓定律是歷年高考重點考查的內容之一。對這部分內容的考查非常靈活，

選擇、實驗、計算等題型均可以考查。其中用整體法和隔離法處理問題，牛頓第二定律與靜力學、運動學

的綜合問題，物體的平衡條件等都是高考熱點：對牛頓第一、第三定律的考查經常以選擇題或融合到計算

題中的形式呈現(xiàn)。另外，牛頓運動定律在實際中的應用很多，如彈簧問題、傳送帶問題、傳感器問題、超

重失重問題、同步衛(wèi)星問題等等，應用非常廣泛，尤其要注意以天體問題為背景的信息給予題，這類試題

不僅能考管考生對知識的掌握程度，而且還能考管考生從材料、信息中獲取要用信息的能力，因此備受命

題專家的青睞。

重點知識梳理

知識點一、勻變速直線運動的規(guī)律

1.勻變速直線運動的公式

速度公式V,=5+

位移公式1=vt卜

速度位移公式v；-=2a.r

平均速度公式1=：4=寫上

2.勻變速直線運動的規(guī)律的應用技巧

22

(1)任意相鄰相等時間內的位移之差相等，即Ax=X2—xi=X3—X2=d=aT,xm—xn=(m—n)aT.

(2)某段時間的中間時刻的瞬時速度等于該段時間內的平均速度，即VU2=

(3)對于初速度為零的勻變速直線運動，可盡量利用初速度為零的運動特點解題.如第n秒的位移等于

前n秒的位移與前n—1秒的位移之差，即X、=Xn—x1=an2—a(n—I)2=a(2n—I).

(4)逆向思維法：將末速度為零的勻減速直線運動轉換成初速度為零的勻加速直線運動處理.末速度為

零的勻減速直線運動，其逆運動為初速度為零的勻加速直線運動，兩者加速度相同.如豎直上拋運動上升

階段的逆運動為自由落體運動，豎直上拋運動上升階段的最后1s內的位移與自由落體運動第Is的位移大

1

小相等.

(5)加速度不變的勻減速直線運動涉及反向運動時(先減速后反向加速)，可對全過程直接應用勻變速運動

的規(guī)律解題.如求解初速度為19.5m/s的豎直上拋運動中3s末的速度，可由vt=vo-gl直接解得必=一9.8

m/s,負號說明速度方向與初速度相反.

3.圖象問題

(I)兩種圖象

縱軸截距圖象與，軸特例

分類斜率的意義

的意義所圍面積勻速直線運動勻變速直線運動

X-f圖象速度初位置X0過原點的直線拋物線

與時間軸平行的

V-t圖象加速度初速度V0位移過原點的直線

直線

(2)v-(圖象的特點

①v-t圖象上只能表示物體運動的兩個方向，t軸上方代表的是“正方向”，t軸下方代表的是“負方向”,

所以v-l圖象只能描述物體做“直線運動”的情況，不能描述物佃做“曲線運動”的情況.

②v-t圖象的交點表示同一時刻物體的速度相等.

③v-t圖象不能確定物體的初始位置..

(3)利用運動圖象分析運動問題要注意以下幾點

①確定圖象是v-t圖象還是x-t圖象.

②明確圖象與坐標軸交點的意義.

③明確圖象斜率的意義：v-t圖象中圖線的斜率或各點切線的斜率表示物體的加速度，斜率的大小表

示加速度的大小，斜率的正負反映了加速度的方向；x-t圖象中圖線的斜率或各點切線的斜率表示物體的

速度，斜率的大小表示速度的大小，斜率的正負反映了速度的方向.

④明確圖象與坐標軸所圍的面積的意義.

⑤明確兩條圖線交點的意義.

知識點二、牛頓第二定律的四性

性質內容

瞬時性力與加速度同時產生、同時消失、同時變化

同體性在公式產=〃心中，"］、尸、。都是同一研究對象在同一時刻對應的物理量

2

矢量性加速度與合力方向相同

當物體受幾個力的作用時，每一個力分別產生的加速度只與此力有關，與其他

獨立性

力無關；物體的加速度等于所有分力產生的加速度分量的矢量和

知識點三、超重與失重

I.物體具有向上的加速度（或具有向上的加速度分量）時處于超重狀態(tài)，此時物體重力的效果變大.

2.物體具有向下的加速度（或具有向下的加速度分量）時處干失重狀態(tài),此時物體重力的效果變?。何?/p>

體具有向下的加速度等于重力加速度時處于完全失重狀態(tài)，此時物體重力的效果消失.

注意：①重力的效果指物體對水平面的壓力、對豎宜懸繩的拉力以及浮力等；②物體處于超重或失重（含

完全失重）狀態(tài)時，物體的重力并不因此而變化.

知識點四、力I?與直線運動的關系

知識點五、勻變速直線運動規(guī)律的應用

勻變速直線運動問題，涉及的公式較多，求解方法較多，要注意分清物體的運動過程，選取簡潔的公

式和合理的方法分析求解，切忌亂套公式，一般情況是對任一運動過程尋找三個運動學的已知量，即知三

求二，若已知量超過三個，要注意判斷，如剎車類問題，若已知量不足三個，可進一步尋找該過程與另一

過程有關系的量，或該物體與另一物體有關系的量，一般是在時間、位移、速度上有關系，然后聯(lián)立關系

式和運動學公式求解，且解題時一定要注意各物理量的正負.

知識點六、追及、相遇問題

1.基本思路

2.追及問題中的臨界條件

3

（1）速度大者減速（如勻減速直線運動）追速度小者

（如勻速運動）：

①當兩者速度相等時，若追者位移仍小于被追者位移，則永遠追不上，此時兩者間有最小距離.

②若兩者速度相等時，兩者的位移也相等，則恰能追上，也是兩者避免碰撞的臨界條件.

③若兩者位移相等時，追者速度仍大于被追者的速度，則被追者還有一次追上追者的機會，其間速度

相等時兩者間距離有一個較大值.

（2）速度小者加速（如初速度為零的勻加速直線運動）追速度大者（如勻速運動）：

①當兩者速度相等時有最大距離.

②當兩者位移相等時，即后者追上前者.

3.注意事項

（1）追者和被追者速度相等是能追上、追不上或兩者間距最天、最小的臨界條件.

（2）被追的物體做勻減速直線運動時，要判斷追上時被追的物體是否已停止.

知識點七、動力學的兩類基本問題

1.已知物體的受力情況，確定物體的運動情況

處理方法：已知物體的受力情況，可以求出物體的合外力，根據(jù)牛頓第二定律可以求出物年的加速度，

再利用物體的初始條件（初位置和初速度），根據(jù)運動學公式就可以求出物體的位移和速度，也就是確定r物

體的運動情況.

2.已知物體的運動情況，確定物體的受力情況

處理方法：已知物體的運動情況，由運動學公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所

受的合外力，由此推斷物體受力情況.

知識點八、動力學中的臨界問題

解答物理臨界問題的關鍵是從題述信息中尋找出臨界條件.許多臨界問題題述中常用“恰好”、“最大”、

“至少”、“恰好不相撞”、“恰好不脫離”……詞語對臨界狀態(tài)給出暗示.也有些臨界問題中不顯含上述常見的

“臨界術語”，但審題時會發(fā)現(xiàn)某個物理量在變化過程中會發(fā)生突變，則該物理量突變時物體所處的狀態(tài)即為

臨界狀態(tài).審題時，一定要抓住這些特定的詞語，明確含義，挖掘內涵，找出臨界條件.

高頻考點突攻

高頻考點一運動圖象問題

例1.（2019?浙江選考）一輛汽車沿平直道路行駛，其v-t圖象如圖所示。在r=0到r=40s這段時間內，

汽車的位移是（）

4

A.0B.30mC.750mD.1200m

【舉一反三】（2018年全國HI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xF值時間i的變化如圖所示。下列說法正確的是（）

A.在n時刻兩車速度相等

B.從0到0時間內，兩車走過的路程相等

C.從人到時間內，兩車走過的路程相等

D.從人到/2時間內的某時刻，兩車速度相等

【誤區(qū)警示】解題常見誤區(qū)及提醒

（\）v-t圖象、x-r圖象不是物體運動軌跡，均反映物體直線運動的規(guī)律。

（2）在V-t圖象中誤將交點認為此時相遇。

（3）圖象與動力學相結合的題目中不能正確地將圖象信息和運動過程相結合。

【變式探究】甲、乙兩輛汽車在平直公路上做直線運動，/=0時刻兩汽車同時經過公路旁的同一個路

標.此后兩車運動的速度一時間圖象（'，一/圖象）如圖所示，則關于兩車運動的說法中正確的是（）

M5101520Ms

A.。?10s時間內，甲、乙兩車在逐漸靠近

B.5?15s時間內，甲、乙兩車的位移大小相等

C./=IOs時兩車的速度大小相等、方向相反

D.，=20s時兩車在公路上相遇

【變式探究】若貨物隨升降機運動的V-/圖象如圖所示（豎直向上為正），則貨物受到升降機的支持力尸

5

與時間，關系的圖象可能是()

高頻考點二動力學規(guī)律的應用

例2、(2018年全國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v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4:5

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

【誤區(qū)警示】解題常見誤區(qū)及提醒

(I)基本概念、公式及基本推論記憶不準確，應用不靈活。

(2)實際問題中過程不清晰，時間關系、速度關系、位移關系把握不準。

(3)解決追及相遇問題時，要抓住題目中的關鍵詞語(如“剛好”“最多”“至少”等)。

【變式探究】【2017?新課標III卷】如圖，兩個滑塊人和8的質量分別為〃〃=1kg和〃m=5kg,放在靜

止干水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為川=0.5；木板的質量為〃-4kg,與地面間的

動摩擦因數(shù)為"2=0.1。某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為i，o=3m/s。A、8相遇時，人與木

板恰好相對靜止。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。求

6

BA

77777777777777777777777777777^

(1)B與木板相對靜止時，木板的速度;

(2)A、8開始運動時，兩者之間的距離。

【變式探究】某展車表演時做勻變速宜線運動的位移x與時間t的關系式為x=8，+3f2,x與，的單位分

別是m和s,則該汽車()

A.第1s內的位移大小是8m

B.前2s內的平均速度大小是28rn/s

C.任意相鄰1s內的位移大小之差都是6m

D.任意1s內的速度增量都是3m/s

【變式探究】為研究運動物體所受的空氣阻力，某研究小組的同學找來一個傾角可調、斜面比較長且

表面平整的斜面體和一個涓塊，并在滑塊上固定一個高度可升降的風帆，如圖中所示.他們讓帶有風帆的

滑塊從靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中帆面與滑塊運動方向垂直.假設滑塊和風帆總質量為，兒滑塊與斜

面間的動摩擦因數(shù)為"，風帆受到的空氣阻力與風帆的運動速率成正比，即R=H，.

(1)寫出滑塊下滑過程中加速度的表達式；

(2)求出滑塊下滑的最大速度，并指出有哪些措施可以減小最大速度；

(3)若〃?=2kg,斜面傾角。=30。，g取lOm/sz,滑塊從靜止下滑的速度圖象如圖乙所示，圖中的斜線為

/=。時-一，圖線的切線，由此求出"、人的值.(計算結果保留詼位有效數(shù)字)

高頻考點三連接體問題

例3.(2019?高考全國卷川)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

7

驗臺上的力傳感器相連，細繩水平.，=0時，木板開始受到水平外力”的作用，在7=4S時撤去外力.細

繩對物塊的拉力/隨時間t變化的關系如圖(b)所示，木板的速度v與時間t的關系如圖(c)所示.木板與實驗

臺之間的摩擦可以忽略.重力加速度取10m/s?.由題給數(shù)據(jù)可以得出()

A.木板的質量為1kg

B.2?4s內，力尸的大小為0.4N

C.()?2s內，力廠的大小保持不變

D.物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2

【舉一反三】如圖所示，質量為，〃A的滑塊A和質量為〃78的三角形滑塊B疊放在傾角為例勺斜面體上,

3的上表面水平.用水平向左的力”推斜面體，使它們從靜止開始以相同的加速度a?起向左加速運動，

由此可知()

A.B對A的摩擦力大小等于“A”

B.斜面體與8之間一定有摩擦力

C.地面與斜面體之間一定有摩擦力

D,B對斜面體的壓力可能等于(m八

【舉一反三】如圖8所示，互相絕緣且緊靠在一起的A、8物體，靜止在水平地面上，A的質量為〃?=

0.04kg,帶電荷量為q=+5.0xl()Tc,8的質量為W=0.06kg,不帶電。兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)

均為4-0.4,r-0時刻開始，空間存在水平向右的勻強電場，電場強度為E-1.6X104N/C。設運動過程中小

物塊所帶的電荷量沒有變化。

E

AM

圖8

(1)求人、8的加速度及其相互作用力的大?。?/p>

(2)若/=2s后電場反向，且場強減為原來的一半，求物體8停下時兩物體間的距離。

8

【方法技巧】解答牛頓運動定律的應用問題的方法

(1)研究對象的選取方法：整體法和隔離法靈活應用，一般已知或求解外力時選用整體法，已知或求解

物體間的相互作用力時選用隔離法。

(2)受力分析的處理方法：合成法和正交分解法合理應用，當物體在兩個力作用卜變速運動時，可用合

成法；當物體在兩個以上的力的作用卜變速運動時，常用正交分解法解題。

(3)多階段問題的分析方法：常用程序法，即針對先后經歷的幾個過程逐一分析，運用程序法時要注意

前一個過程的結束是后一個過程的開始，兩個過程交接點的速度往往是解決問題的關鍵。

【變式探究】如圖所示的裝置為在摩擦力不計的水平桌面上放一質量為，〃乙=5kg的盒子乙，乙內放置

一質量為〃，內=1kg的滑塊丙，用一質量不計的細繩跨過光滑的走滑輪將一質量為小甲=2kg的物塊甲與乙

相連接，其中連接乙的細繩與水平桌面平行.現(xiàn)由靜止釋放物塊甲，在以后的運動過程中，盒子乙與滑塊

丙之間沒有相對運動，假設整個運動過程中盒子始終沒有離開水平桌面，重力加速度g=10m/$2.則()

A.細繩對盒子的拉力大小為20N

B.盒子的加速度大小為2.5M/S?

C.盒子對滑塊丙的摩擦力大小為2.5N

D.定滑輪受到細繩的作用力為30N

高頻考點四牛頓運動定律的綜合應用

例4.(2019?高考全國卷II)一質量為=2000kg的汽車以某一速度在平直公路上勻速行駛.行駛過程中,

司機忽然發(fā)現(xiàn)前方100m處有一警示牌，立即剎車.剎車過程中，汽車所受阻力大小隨時間的變化可簡化

為圖(a)中的圖線.圖(a)中，0?八時間段為從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應時間(這段時間內汽車所受阻

力已忽略，汽車仍保持勻速行駛)，h=0.8s：A?尬時間段為剎車系統(tǒng)的啟動時間，,2=1.3s；從尬時刻開始

汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作，直至汽車停止.已知從n時刻開始，汽車第1s內的位移為24m,第4s內的位

(1)在圖(b)中定性畫出從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車運動的v-r圖線;

(2)求12時刻汽車的速度大小及此后的加速度大?。?/p>

(3)求剎車前汽車勻速行駛時的速度大小及力?12時間內汽車克服阻力做的功；從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車

停止，汽車行駛的距離約為多少(以h?的時間段始末速.度的算術平均值替代這段時間內汽車的平均速度)？

9

【舉一反三】(2017.全國卷川，25)如圖6,兩個滑塊A和4的質量分別為〃?八=1kg和/g=5kg,放在

靜匚于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為川=0.5；木板的質量為，〃=4kg,與地面

間的動摩擦因數(shù)為〃2=0.1,某時刻A、8兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為uo=3m/s。A、8相遇時，

A與木板恰好相對靜止。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。求

圖6

(1)8與木板相對靜止時，木板的速度；

(2)A、8開始運動時，兩者之間的距離。

【誤區(qū)警示】解題的常見誤區(qū)及提醒

(1)研究對象選取時，不能靈活應用整體法、隔離法。

(2)對物體受力分析有漏力、多力現(xiàn)象，合力的計算易出錯。

【變式探究】兩實心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質量大于乙球質量。兩球在空氣中由靜止下

落，假設它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關.若它們下落相同的距掰,貝")

A.甲球用的時間比乙球長

B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小

C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

真題感悟

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，。上升第一個:所用的時間為人，第四個二所用的時間為門。不計空氣阻力，則”滿足()

44

10

4’2

A.I<—<2B.2<-<3C.3<-<4D.4<—<5

八八A八

2.（2019?浙江選考）一輛汽車沿平直道路行駛，其V-/圖象如圖所示。在片0到六40s這段時間內,

A.0B.30mC.750mD.1200m

1.（2018年全國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

2.（2018浙江）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,加速度大小不超過口s2,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

B.16sC.21sD.26s

3.（2018年全國II卷）甲、乙兩汽車同一條平直公路上同向運動，其速度一時間圖像分別如圖中甲、

乙兩條曲線所示。已知兩車在，2時刻并排行駛，下列說法正確的是（）

A.兩車在八時刻也并排行駛

B.八時刻甲車在后，乙車在前

C.甲車的加速度大小先增大后減小

11

D.乙車的加速度大小先減小后增大

4.（2018年全國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v隨時間，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4:5

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

5.（2018年全國HI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t的變化如圖所示。下列說法正確的是

A.在ri時刻兩車速度相等

B.從。到。時間內，兩車走過的路程相等

C.從人到時間內，兩車走過的路程相等

D.從n到ti時間內的某時刻，兩車速度相等

6.（2018年全國I卷）如圖,輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，

現(xiàn)用一豎直向上的力”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

12

簧恢復原長前，下列表示F和x之間關系的圖像可能正確的是（)

7.（2018浙江）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

8.Q018浙江）用國際單位制的基本單位表示能量的單位，下列正確的是

Akg-m2/s2Bkg-m/s2cN/mDN.m

9.Q018浙江）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

io.（2018年全國m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。某鑒井中礦車

提升的速度大小v隨時間/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，

13

4v<?

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

11.(2018年江蘇卷)如圖所示，輕質彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，O點為彈簧在原長時物塊

的位置.物塊由A點靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運動，最遠到達8點.在從A到8的過程中，

A.加速度先減小后增大

B.經過。點時的速度最大

C.所受彈簧彈力始終做正功

D.所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功

1.12017?新課標HI卷】(20分)如圖，兩個滑塊A和8的質量分別為kg和機產5kg,放在靜止

于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為川=0.5；木板的質量為泄=4kg,與地面間的動

摩擦因數(shù)為"2=0.1。某時刻A、8兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為uo=3m/s。A、8相遇時，4與木板

恰好相對靜止。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。求

BA

(1)8與木板相對靜止時，木板的速度；

(2)4、B開始運動時，兩者之間的距離。

14

【2017?新課標n卷】（12分）為提高冰球運動員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線距離so和SI（5K50）

處分別設置一個擋板和一面小旗，如圖所示。訓練時，讓運動員和冰球都位于起跑線上，教練員將冰球以

初速度如擊出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板：冰球被擊出的同時，運動員垂直于起跑

線從靜止出發(fā)滑向小旗。訓練要求當冰球到達擋板時，運動員至少到達小旗處。假定運動員在滑行過程中

做勻加速運動，冰球到達擋板時的速度為v.o重力加速度大小為g。求

（1）冰球與冰面之間的動摩年因數(shù)；

（2）滿足訓練要求的運動員的最小加速度。

3.12017.新課標I卷】（20分）真空中存在電場強度大小為￡的勻強電場，一帶電油滴在該電場中豎

直向上做勻速直線運動，速度大小為山。在油滴處于位置人時，將電場強度的大小突然增大到某值，但保

持其方向不變。持續(xù)一段時間。后，又突然將電場反向，但保持其大小不變：再持續(xù)同樣一段時間后，油

滴運動到8點。重力加速度大小為g。

（1）求油滴運動到8點時的速度。

（2）求增大后的電場強度的大小；為保證后來的電場強度匕原來的大，試給出相應的。和io應滿足的

條件。已知不存在電場時，油滴以初速度見做豎直上拋運動的最大高度恰好等于3、A兩點間距離的兩倍。

1.[2016.浙江卷]如圖1-3所示為一種常見的身高體重測量儀.測量儀頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波，

超聲波經反射后返網，被測量儀接收，測量儀記錄發(fā)射和接收的時間間隔.質量為Mo的測重臺置于壓力傳

感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比.當測重臺沒有站人時，測量儀記錄的時間間隔為fo,

15

輸出電壓為Uo,某同學站上測重臺，測量儀記錄的時間間隔為/,輸出電壓為U,則該同學的身高和質量分

別為()

—/)>

C.v(fo—f),U—Uo)

D.-v(r()-/),U—Uo)

)Vo

2.[2016?全國卷H]兩實心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質量大于乙球質量.兩球在空氣中由靜

止下落，假設它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關.若它們下落相同的距離，則()

A.甲球用的時間比乙球長

B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小

C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

3.[2016.全國卷[II]一質點做速度逐漸增大的勻加速直線運動，在時間間隔，內位移為s,動能變?yōu)樵?/p>

來的9倍.該質點的加速度為()

A.-B—C—D—

t22t2)2)2

4.[2016四川卷]避險車道是避免惡性交通事故的重要設施，由制動坡床和防撞設施等組成，如圖

避險車道

\500m

豎直平面內，制動坡床視為與水平面夾角為。的斜面.一輛長12m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干

道駛入制動坡床，當車速為23m/s時，車尾位于制動坡床的底端，貨物開始在車廂內向車頭滑動，當貨物

在車廂內滑動了4m時，車頭距制動坡床頂端38m,再過一段時間，貨車停止.已知貨車質量是貨物質量

16

的4倍，貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)為0.4；貨車在制動坡床上運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重

的0.44倍.貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取cosO=1,sin〃=O.I,g=10m/s2.求：

(1)貨物在車廂內滑動時加速度的大小和方向;

(2)制動坡床的長度.

5.[2016?全國卷I]甲、乙兩車在平直公路上同向行駛，其I，-/圖像如圖1-所示.已知兩車在，=3s時

并排行駛，貝義)

圖1-

A.在，=1s時，甲車在乙車后

B.在f=0時，甲車在乙車前7.5m

C.兩車另一次并排行駛的時刻是f=2s

D.甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40m

6.[2016?天津卷]

(2)某同學利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動.

①實驗中，必要的措施是.

圖1-

A,細線必須與長木板平行

B.先接通電源再釋放小車

C.小車的質量遠大于鉤碼的質量

D.平衡小車與長木板間的摩擦力

17

②他實驗時將打點計時器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖1-

所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點,圖中未畫出）.si=3.59cm：S2=4.41cm,門=5.19cm,SA=5.97cm,

ss=6.78cm,S6=7.64cm,則小車的加速度a=m/s2（要求充分利用測量的數(shù)據(jù)），打點計時器在打B

點時小車的速度VB=m/S.（結果均保留兩位有效數(shù)字）

圖1-

7.[2016.江蘇卷]小球從一定高度處由靜止下落，與地面碰撞后回到原高度再次下落，重復上述運動，

取小球的落地點為原點建立坐標系，豎直向上為正方向，下列速度v和位置大的關系圖像中，能描述該過程

的是（）

圖1-

8.[2016?全國卷I]一質點做勻速直線運動，現(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質點上的力不發(fā)生改變，

則（）

A.質點速度的方向總是與該恒力的方向相同

B.質點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直

C.質點加速度的方向總是與該恒力的方向相同

D.質點單位時間內速率的變化量總是不變

9.12016?全國卷H]兩實心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質量大于乙球質量.兩球在空氣中由

靜止下落，假設它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關.若它們下落相同的距離，則

（）

A.甲球用的時間比乙球長

B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小

C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

10.[2016?全國卷II]如圖1-,小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于。點，另一端與小球相連.現(xiàn)

18

將小球從M點由靜止釋放，它在下降的過程中經過了N點.已知在M、N兩點處，彈簧對小球的彈力大小

相等，且/OMWv/OMNv：.在小球從M點運動到/V點的過程中］)

A.彈力對小球先做正功后做負功

B.有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度

C.彈簧長度最短時，彈力對小球做功的功率為零

D.小球到達N點時的動能等于其在M、N兩點的重力勢能差

11.［2016?全國卷III］如圖1-所示，在豎直平面內有由［圓弧48和(圓弧8。組成的光滑固定軌道，兩

者在最低點8平滑連接.48弧的半徑為R,8C弧的半徑為4.一小球在4點正上方與力相距與處由靜止開始

自由下落，經A點沿圓弧軌道運動.

(1)求小球在8、A兩點的動能之比；

(2)通過計算判斷小球能否沿軌道運動到C點.

圖1-

12.［2016?天津卷］我國將于2022年舉辦冬奧會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一.如圖1-所

示，質量加=60kg的運動員從長直助滑道A8的A處由靜止開始以加速度“=3.6mW勻加速滑下，到達助

滑道末端B時速度U8=24m/s,4與8的豎直高度差〃=48m.為了改變運動員的運動方向，在助滑道與起

跳臺之間用一段彎曲滑道銜接，其中最低點。處附近是一段以。為圓心的圓弧.助滑道末端B與滑道最低

點C的高度差h=5m,運動員在8、。間運動時阻力做功W=-1530J,g取10m/s2.

(1)求運動員在人8段下滑時受到阻力6的大小；

(2)若運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點所在圓弧的半徑尺至少應為多大？

19

13.[2016?四川卷]避隱車道是避免惡性交通事故的重要設施，由制動坡床和防撞設施等組成，如圖

避險車道

\500m

豎直平面內，制動坡床視為與水平面夾角為。的斜面.一輛長12m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干

道駛入制動坡床，當車速為23m，s時，車尾位于制動坡床的底端，貨物開始在車廂內向車頭滑動，當貨物

在車廂內滑動了4m時，車頭距制動坡床頂端38m,再過一?段時間，貨車停止.已知貨車質量是貨物質量

的4倍，貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)為0.4；貨車在制動坡床上運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重

的0.44倍.貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取cos。=1,sin〃=0.1,g=10m/s2.求：

(1)貨物在車廂內滑動時加速度的大小和方向;

(2)制動坡床的長度.

14.|2016?全國卷HI|某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系.圖

中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪：輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車

相連，另一端可懸掛鉤碼.本實驗中可用的鉤碼共有N=5個，每個質量均為0.010kg.實驗步驟如下：

(1)將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上

勻速下滑.

?$

1、

3

(2)將〃(依次取〃=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端，其余%一〃個鉤碼仍留在小車內；用手按住小

車并使輕繩與木板平行.釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻/相對于其起始位置的位移$,繪制s-f

圖像，經數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a.

(3)對應于不同的〃的。值見下表.〃=2時的s-r圖像如圖⑹所示；由圖(b)求出此時小車的加速度(保留

2位有效數(shù)字)，將結果填入下表.

n119345

20

0.20.50.71.()

0880

(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補齊數(shù)據(jù)點，并作出外〃圖像.從圖像可以看出：當物體質量一定時，物

體的加速度與其所受的合外力成正比.

恒tnP)

■

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moKsnui*u&ixm

tioii**i*iSnEiHai-H--NJ"l"il

圖1-

(5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質量為kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2).

(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),卜列說法正確的是(填入正確選項前的標號).

A.a-n圖線不再是直線

B.〃-〃圖線仍是直線，但該直線不過原點

C.a-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大

15.[2016?全國卷I]某同學用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交

流電源，可以使用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz,打出紙帶的一部分如圖(b)所示.

圖1-

該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率力需要用實驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進行推算.

(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用/和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打

出B點時，重物卜.落的速度大小為，打出。點時重物卜.落的速度大小為，重物下落的加

21

速度大小為.

⑵已測得si=8.89cm,$2=9.50cm,S3=10.10cm：當?shù)刂亓铀俣却笮?.80m/s?,實驗中重物受到

的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推和出/為Hz.

16.[2016?全國卷II]小球尸和。用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的質量大于。球的質量，懸

掛。球的繩比懸掛Q球的繩短.將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖1-所示.將兩球由靜止釋放，在

各自軌跡的最低點（）

A.。球的速度一定大于。球的速度

B.P球的動能一定小于Q球的動能

C.尸球所受繩的拉力一定大于。球所受繩的拉力

D.尸球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度

17.[2016.天津卷]我國高鐵技術處于世界領先水平，和諧號動車組是由動車和拖車編組而成，提供動

力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車.假設動車組各車廂質量均相等，動車的額定功望都相同，動

車組在水平直軌道上運行過程中阻力與車重成正比.某列動車組由8節(jié)車廂組成，其中第1、5節(jié)車廂為動

車，其余為拖車，則該動車組（）

A.啟動時乘客受到車廂作用力的方向與車運動的方向相反

B.做勻加速運動時，第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為3：2

C.進站時從關閉發(fā)動機到停下來滑行的距離與關閉發(fā)動機時的速度成正比

D.與改為4節(jié)動車帶4節(jié)拖車的動車組最大速度之比為1:2

22

專題2牛頓運動定律與直線運動

考情解讀

牛頓第二定律是高考中每年必考的熱點內容，既會單獨考查，又會與電磁學內容結合考杳學生的綜合

處理問題的能力。近幾年高考主要考查勻變速宜線運動的公式、規(guī)律及運動圖象的應用，題型多以選擇題

和計算題為主，題R新潁，與生活實際聯(lián)系密切?？疾橹本€運動和力的關系時大多綜合牛頓運動定律、受

力分析、運動過程分析等內容。牛頓定律是歷年高考重點考查的內容之一。對這部分內容的考查非常靈活，

選擇、實驗、計算等題型均可以考查。其中用整體法和隔離法處理問題，牛頓第二定律與靜力學、運動學

的綜合問題，物體的平衡條件等都是高考熱點：對牛頓第一、第三定律的考查經常以選擇題或融合到計算

題中的形式呈現(xiàn)。另外，牛頓運動定律在實際中的應用很多，如彈簧問題、傳送帶問題、傳感器問題、超

重失重問題、同步衛(wèi)星問題等等，應用非常廣泛，尤其要注意以天體問題為背景的信息給予題，這類試題

不僅能考管考生對知識的掌握程度，而且還能考查考生從材料、信息中獲取要用信息的能力，因此備受命

題專家的青睞。

重點知識梳理

知識點一、勻變速直線運動的規(guī)律

1.勻變速直線運動的公式

速度公式“=*5+at

位移公式

速度位.移公式以一Vo=2u.r

平均速度公式】=：?5=勺產

2.勻變速直線運動的規(guī)律的應用技巧

22

(1)任意相鄰相等時間內的位移之差相等，HPAx=X2—Xi=X3—X2=d=aT,xm—xn=(m-n)aT.

(2)某段時間的中間時刻的瞬時速度等于該段時間內的平均速度，即VU2=

(3)對于初速度為零的勻變速直線運動，可盡量利用初速度為零的運動特點解題.如第n秒的位移等于

前n秒的位移與前n—1秒的位移之差，即X、=Xn—x1=an2—a(n—I)2=a(2n—I).

(4)逆向思維法：將末速度為零的勻減速直線運動轉換成初速度為零的勻加速直線運動處理.末速度為

零的勻減速直線運動，其逆運動為初速度為零的勻加速直線運動，兩者加速度相同.如豎直上拋運動上升

階段的逆運動為自由落體運動，豎直上拋運動上升階段的最后1s內的位移與自由落體運動第Is的位移大

23

小相等.

(5)加速度不變的勻減速直線運動涉及反向運動時(先減速后反向加速)，可對全過程直接應用勻變速運動

的規(guī)律解題.如求解初速度為19.5m/s的豎直上拋運動中3s末的速度，可由vt=vo-gl直接解得必=一9.8

m/s,負號說明速度方向與初速度相反.

3.圖象問題

(I)兩種圖象

縱軸截距圖象與，軸特例

分類斜率的意義

的意義所圍面積勻速直線運動勻變速直線運動

X-f圖象速度初位置X0過原點的直線拋物線

與時間軸平行的

V-t圖象加速度初速度V0位移過原點的直線

直線

(2)v-(圖象的特點

①v-t圖象上只能表示物體運動的兩個方向，t軸上方代表的是“正方向”，t軸下方代表的是“負方向”,

所以v-l圖象只能描述物體做“直線運動”的情況，不能描述物佃做“曲線運動”的情況.

②v-t圖象的交點表示同一時刻物體的速度相等.

③v-t圖象不能確定物體的初始位置..

(3)利用運動圖象分析運動問題要注意以下幾點

①確定圖象是v-t圖象還是x-t圖象.

②明確圖象與坐標軸交點的意義.

③明確圖象斜率的意義：v-t圖象中圖線的斜率或各點切線的斜率表示物體的加速度，斜率的大小表

示加速度的大小，斜率的正負反映了加速度的方向；x-t圖象中圖線的斜率或各點切線的斜率表示物體的

速度，斜率的大小表示速度的大小，斜率的正負反映了速度的方向.

④明確圖象與坐標軸所圍的面積的意義.

⑤明確兩條圖線交點的意義.

知識點二、牛頓第二定律的四性

性質內容

瞬時性力與加速度同時產生、同時消失、同時變化

同體性在公式產=〃心中，"］、尸、。都是同一研究對象在同一時刻對應的物理量

24

矢量性加速度與合力方向相同

當物體受幾個力的作用時，每一個力分別產生的加速度只與此力有關，與其他

獨立性

力無關；物體的加速度等于所有分力產生的加速度分量的矢量和

知識點三、超重與失重

I.物體具有向上的加速度（或具有向上的加速度分量）時處于超重狀態(tài)，此時物體重力的效果變大.

2.物體具有向下的加速度（或具有向下的加速度分量）時處干失重狀態(tài),此時物體重力的效果變?。何?/p>

體具有向下的加速度等于重力加速度時處于完全失重狀態(tài)，此時物體重力的效果消失.

注意：①重力的效果指物體對水平面的壓力、對豎宜懸繩的拉力以及浮力等；②物體處于超重或失重（含

完全失重）狀態(tài)時，物體的重力并不因此而變化.

知識點四、力I?與直線運動的關