專題02-牛頓運(yùn)動(dòng)定律與直線運(yùn)動(dòng)-2022年高三物理二輪復(fù)習(xí)(解析版)

2022年高三物理二輪復(fù)習(xí)資料（命題規(guī)律+知識(shí)薈萃+經(jīng)典例題+精選習(xí)題）（江蘇專用）專題02牛頓運(yùn)動(dòng)定律與直線運(yùn)動(dòng)【命題規(guī)律】1、命題角度：（1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用；（2）牛頓運(yùn)動(dòng)定律及應(yīng)用；（3）運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)圖像.2、?？碱}型：選擇題．【知識(shí)薈萃】★考向一勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用基本公式v＝v0＋at，x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，v2－veq\o\al(2,0)＝2ax。重要推論veq\s\do9(\f(t,2))＝eq\f(v0＋v,2)（利用平均速度求瞬時(shí)速度）；veq\s\do9(\f(x,2))＝eq\r(\f(veq\o\al(2,0)＋v2,2))；Δx＝aT2（用逐差法測(cè)加速度）。符號(hào)法則選定正方向，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。1．勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題常用的六種解題方法2．兩種勻減速直線運(yùn)動(dòng)的分析方法（1）剎車問題的分析末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)問題常用逆向思維法，對(duì)于剎車問題，應(yīng)先判斷車停下所用的時(shí)間，再選擇合適的公式求解．（2）雙向可逆類運(yùn)動(dòng)分析勻減速直線運(yùn)動(dòng)速度減為零后反向運(yùn)動(dòng)，全過程加速度的大小和方向均不變，故求解時(shí)可對(duì)全過程列式，但需注意x、v、a等矢量的正負(fù)及物理意義．3．處理追及問題的常用方法過程分析法函數(shù)法Δx＝x乙＋x0－x甲為關(guān)于t的二次函數(shù)，當(dāng)t＝－eq\f(b,2a)時(shí)有極值，令Δx＝0，利用Δ＝b2－4ac判斷有解還是無解，是追上與追不上的條件圖像法畫出v－t圖像，圖線與t軸所圍面積表示位移，利用圖像更直觀★考向二牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的解題思路1．超重與失重2．瞬時(shí)加速度問題★考向三連接體問題1．整體法與隔離法的選用技巧整體法的選取原則若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力隔離法的選取原則若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者需要求出系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力整體法、隔離法的交替運(yùn)用若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且需要求出物體之間的作用力，可以先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力2.連接體問題中常見的臨界條件接觸與脫離接觸面間彈力等于0恰好發(fā)生滑動(dòng)摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力繩子恰好斷裂繩子張力達(dá)到所承受的最大力繩子剛好繃直與松弛繩子張力為03.常見連接體三種情況中彈簧彈力、繩的張力相同且與接觸面是否光滑無關(guān)常用隔離法常會(huì)出現(xiàn)臨界條件★考向四運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)圖像1．常見圖像常見圖像斜率k面積兩圖像交點(diǎn)x－t圖像eq\f(Δx,Δt)＝v表示相遇v－t圖像eq\f(Δv,Δt)＝a位移x不表示相遇，往往是距離最大或最小的臨界點(diǎn)a－t圖像速度變化Δv表示此時(shí)加速度相等2.非常規(guī)圖像非常規(guī)圖像（舉例）函數(shù)表達(dá)式斜率k縱截距bv2－x圖像由v2－v02＝2ax得v2＝v02＋2ax2av02eq\f(x,t)－t圖像由x＝v0t＋eq\f(1,2)at2得eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)ateq\f(1,2)av0a－F圖像由F－μmg＝ma得a＝eq\f(F,m)－μgeq\f(1,m)－μg【經(jīng)典例題】【例題1】某物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)該物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，位移為x，其圖象如圖所示，則下列說法正確的是（）A．物體做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．t=0時(shí)，物體的初速度為abC．0～b時(shí)間內(nèi)物體的位移為ab2 D．經(jīng)過2b時(shí)間物體的速度為0【答案】C【解析】ABD．由圖象可知故的斜率代表，則由圖可知由題意可知所以0?b時(shí)間內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過b時(shí)間物體的速度為0，b?2b時(shí)間內(nèi)物體做反向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故ABD錯(cuò)誤；C．t=0時(shí)，物體的位移為x=0，t=b時(shí)，物體的位移為ab2，故0?b時(shí)間內(nèi)物體的位移為ab2，故C正確。故選C。【例題2】如圖所示，兩質(zhì)點(diǎn)P、Q在光滑的水平面上分別以不同的速度向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻開始分別施以水平向左的力、，其中的大小不變，的大小由零逐漸增大，經(jīng)過一段時(shí)間，它們恰好同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)，且位移大小相等。在此過程中，兩質(zhì)點(diǎn)同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度與的關(guān)系是（）A．B．C．先，后D．先，后【答案】C【解析】在圖像上，任意一點(diǎn)的切線的斜率數(shù)值上等于該時(shí)刻的加速度，由于Q的加速度由零不斷增大，曲線切線的斜率的絕對(duì)值也應(yīng)該從零開始不斷增大，即曲線的切線應(yīng)該從水平狀態(tài)不斷開始變陡，那么只有向右邊凸出的下降的曲線才能滿足條件，又因?yàn)镼與P運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，運(yùn)動(dòng)的位移大小相等，所以圖像的曲線包圍的面積相等，根據(jù)這些要求，曲線的起點(diǎn)，即質(zhì)點(diǎn)Q的初速度比大于質(zhì)點(diǎn)Q的初速度，且兩條圖像必定會(huì)相交，ABD錯(cuò)誤，C正確；故選C?！纠}3】在某個(gè)惡劣天氣中，能見度很低，甲、乙兩汽車在一條平直的單行道上，甲在前、乙在后同向行駛。某時(shí)刻兩車司機(jī)聽到前方有事故發(fā)生的警笛提示，同時(shí)開始剎車，兩車剎車后的v－t圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A．甲車的加速度大于乙車的加速度B．若t＝24s時(shí)兩車未發(fā)生碰撞，則此時(shí)兩車相距最遠(yuǎn)C．為避免兩車發(fā)生碰撞，開始剎車時(shí)兩車的間距至少為48mD．若兩車發(fā)生碰撞，則可能是在開始剎車24s以后的某時(shí)刻發(fā)生的【答案】C【解析】A．甲車的加速度大小a1＝＝m/s2＝m/s2乙車的加速度大小a2＝＝m/s2＝m/s2所以甲車的加速度小于乙車的加速度，故A錯(cuò)誤；B．t＝24s時(shí)，兩車速度相等，開始時(shí)，甲在前、乙在后同向行駛，所以若t＝24s時(shí)兩車未發(fā)生碰撞，則此時(shí)兩車相距最近，故B錯(cuò)誤；C．0~24s內(nèi)，甲車的位移x1＝×24m＝288m乙車的位移x2＝×24m＝336m兩者位移之差Δx＝x2－x1＝48m所以為避免兩車發(fā)生碰撞，開始剎車時(shí)兩車的間距至少為48m，故C正確；D．t＝24s時(shí)，兩車速度相等，若兩車速度相等時(shí)沒有相撞，則速度相等后，甲車的速度比乙車的大，兩車不可能相撞，故D錯(cuò)誤；故選C?！纠}4】如圖所示，光滑豎直桿固定，桿上套一質(zhì)量為m的環(huán)，環(huán)與輕彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)與B點(diǎn)在同一水平線上，BC>AB，AC=h，環(huán)從A處由靜止釋放運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)彈簧仍處于伸長狀態(tài)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，環(huán)從A處開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為2g，則在環(huán)向下運(yùn)動(dòng)的過程中（）A．環(huán)在B處的加速度大小為0 B．環(huán)在C處的速度大小為C．環(huán)從B到C一直做加速運(yùn)動(dòng) D．環(huán)的速度最大的位置在B、C兩點(diǎn)之間【答案】D【解析】A．環(huán)在處水平方向合外力為0，豎直方向上只受重力，所加速度為，A錯(cuò)誤；B．環(huán)在運(yùn)動(dòng)過程中，OC的長度大于OA的長度，因此彈簧從A點(diǎn)到C點(diǎn)伸長量變大，彈性勢(shì)能增加，如果物體的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能則有可得物體的速度為，但是物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和彈性勢(shì)能，因此速度小于，B錯(cuò)誤；CD．環(huán)在處，根據(jù)牛頓第二定律彈力在豎直方向的分力環(huán)經(jīng)過點(diǎn)向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)至距離點(diǎn)處時(shí)，彈簧的伸長量與在處大小相等，所以彈簧彈力在豎直方向的分力與重力等大反向，加速度為0，此時(shí)速度最大，之后環(huán)做減速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)?，所以環(huán)的速度最大的位置在B、C兩點(diǎn)之間，環(huán)從B到C先加速后減速，C錯(cuò)誤，D正確。故選D?！揪x習(xí)題】一、單選題1．在2015年7月的喀山游泳世錦賽中，我國名將陳若琳勇奪女子十米跳臺(tái)桂冠．她從跳臺(tái)斜向上跳起，一段時(shí)間后落入水中，如圖所示．不計(jì)空氣阻力．下列說法正確的是（

）A．她在空中上升過程中處于超重狀態(tài)B．她在空中下落過程中做自由落體運(yùn)動(dòng)C．她即將入水時(shí)的速度為整個(gè)跳水過程中的最大速度D．入水過程中，水對(duì)她的作用力大小等于她對(duì)水的作用力大小【答案】D【解析】A．不計(jì)空氣阻力，在空中上升過程中只受重力，所以她的加速度方向向下，故處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．她具有水平初速度，所以不是做自由落體運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．入水過程中，開始時(shí)水對(duì)她的作用力大?。ǜ×妥枇Γ┬∮谒闹亓Γ韵认蛳伦鲆欢渭铀龠\(yùn)動(dòng)，即入水后的速度先增大，故C錯(cuò)誤；D．入水過程中，水對(duì)她的作用力和她對(duì)水的作用力，因是一對(duì)作用力與反作用力，所以入水過程中，水對(duì)她的作用力大小等于她對(duì)水的作用力大小，故D正確．2．質(zhì)量為m的小球從地面以初速度v0豎直向上拋出，已知球所受的空氣阻力大小與速度大小成正比．下列圖象分別描述了小球在空中運(yùn)動(dòng)的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系和動(dòng)能Ek隨球距離地面高度h的變化關(guān)系，其中可能正確的是A． B．C． D．【答案】C【解析】A.v-t圖象與t軸的交點(diǎn)表示小球到達(dá)最高點(diǎn)，速度為0，此時(shí)空氣阻力為0，小球所受的合力等于重力，由牛頓第二定律得：mg=ma，a=g不為零，故A錯(cuò)誤；B.空氣阻力f=kv，上升過程由牛頓第二定律得：，因?yàn)樗俣葴p小，所以加速度a大小逐漸減小，不可能恒定不變，故B錯(cuò)誤；CD.根據(jù)動(dòng)能定理得：上升過程有△Ek=-（mg+kv）△h，得=-（mg+kv），v減小，||減小，Ek-h圖象應(yīng)是切線斜率逐漸減小的曲線．下降過程有△Ek=（mg-kv）△h，得=mg-kv，v增大，||減小，Ek-h圖象應(yīng)是切線斜率逐漸減小的曲線．故C正確，D錯(cuò)誤．3．主動(dòng)剎車功能是指車輛遇到突發(fā)危險(xiǎn)情況時(shí)具有自主減速的能力。汽車正以的速度勻速行駛，突然正前方有一行人橫穿馬路，人的速度為，汽車立即啟動(dòng)剎車系統(tǒng)，開始勻減速運(yùn)動(dòng)，滑行了停下，質(zhì)量為的司機(jī)在剎車過程中受到的合力為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】由速度位移關(guān)系可得代入數(shù)據(jù)解得汽車加速度大小為a=5m/s2由牛頓第二定律可得，司機(jī)在剎車過程中受到的合力為F=ma=400N故選B。4．皮球從一定高度處由靜止下落，t1時(shí)刻與地面碰撞后反彈，t2時(shí)刻上升到最高點(diǎn)，皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的空氣阻力大小恒定，取皮球落地點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，豎直向上為正方向，下列皮球位置x與時(shí)間t的關(guān)系圖像中，能描述該過程的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】皮球從一定高度處由靜止下落，小球的加速度大小為所以下落時(shí)速度越來越大，所以圖線斜率增大；反彈上升時(shí)，加速度大小為方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，所以上升時(shí)速度減小，圖線斜率越來越?。簧仙龝r(shí)加速度大于下降時(shí)加速度，所以上升時(shí)速度變化更快，用時(shí)更短，同時(shí)因?yàn)樽枇Φ拇嬖?，反彈后不能在上升到原高度，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。5．將一質(zhì)量為m的小球靠近墻面整直向上拋出，圖甲是向上運(yùn)動(dòng)小球的頻閃照片，圖乙是下降時(shí)的頻閃照片，O是運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，甲乙兩次閃光頻率相同，重力加速度為g，假設(shè)小球所受的阻力大小不變，則可估算小球受到的阻力大小約為（

）A．mg B． C． D．【答案】D【解析】設(shè)每塊磚的厚度是d，向上運(yùn)動(dòng)上運(yùn)動(dòng)時(shí)：9d-3d=aT2①向下運(yùn)動(dòng)時(shí)：3d-d=a′T2②聯(lián)立①②得：③根據(jù)牛頓第二定律，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)：mg+f=ma④向下運(yùn)動(dòng)時(shí)：mg-f=ma′

⑤聯(lián)立③④⑤得：故選D。6．如圖為“中國好歌聲”娛樂節(jié)目所設(shè)計(jì)的“導(dǎo)師戰(zhàn)車”，戰(zhàn)車可以在傾斜直軌道上運(yùn)動(dòng)．當(dāng)坐在戰(zhàn)車中的導(dǎo)師按下按鈕，戰(zhàn)車就由靜止開始沿長10米的斜面沖到學(xué)員面前，最終剛好停在斜面的末端，此過程約歷時(shí)4s．則戰(zhàn)車的運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是A．戰(zhàn)車在運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)師所受合力為零B．戰(zhàn)車在運(yùn)動(dòng)過程中所受外力始終不變C．戰(zhàn)車在傾斜導(dǎo)軌上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．根據(jù)題中信息可估算導(dǎo)師運(yùn)動(dòng)的平均速度大小【答案】D【解析】ABC．由題可知，“導(dǎo)師戰(zhàn)車”沿斜面的方向先加速后減速，結(jié)合牛頓第二定律可知，車受到的合外力先沿斜面向下，后沿斜面向上，故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；D．車的位移是10m，時(shí)間是4s，所以可以求出平均速度：故D正確．7．如圖所示，物塊a放在輕彈簧上，物塊b放在物塊a上靜止．當(dāng)用力使物塊b豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在下面所的四個(gè)圖像中，能反映物塊b脫離物塊a前的過程中力隨時(shí)間變化規(guī)律的是（

）A． B．C． D．【答案】C【解析】剛開始物體平衡，有有拉力F作用后，根據(jù)牛頓第二定律，有由于物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故，由上述兩式得，故選C．8．如圖所示，鋼鐵構(gòu)件A、B疊放在卡車的水平底板上，卡車底板和B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，μ1>μ2，卡車剎車的最大加速度為a，a>μ1g，可以認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等．卡車沿平直公路行駛途中遇到緊急情況時(shí)，要求其剎車后在s0距離內(nèi)能安全停下，則卡車行駛的速度不能超過A． B． C． D．【答案】A【解析】由，分析可知要求其剎車后在距離內(nèi)能安全停下來，則車的最大加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，車的最大速度：，故選A．9．物體在粗糙地面上勻減速滑動(dòng)。若已知物體在第內(nèi)位移為8m，在第3s內(nèi)位移為0.5m。在其停止運(yùn)動(dòng)前說法不正確的是（）A．物體的動(dòng)量隨時(shí)間均勻減小 B．物體的動(dòng)能隨位移均勻減小C．物體的加速度大小一定為 D．物體在第2.5s末的速度一定為【答案】D【解析】A．勻減速運(yùn)動(dòng)，速度隨時(shí)間均勻減小，則物體的動(dòng)量（mv）也隨時(shí)間均勻減小，故A正確，不符合題意；B．勻減速運(yùn)動(dòng)的合外力F恒定，由動(dòng)能定理可知得物體的動(dòng)能表達(dá)式為動(dòng)能與位移成一次函數(shù)（線性關(guān)系），說明動(dòng)能與位移均勻減小，故B正確，不符合題意；C．根據(jù)位移時(shí)間公式，第1s內(nèi)的位移為第3s內(nèi)的位移為代入數(shù)據(jù)解得3s末速度說明在3s前物體已經(jīng)停止。0.5s末的速度為8m/s，則從0.5s末開始到停止的時(shí)間為，則2s后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間采用逆向思維得，2s后到停止的位移為解得故C正確，不符合題意。D．物體在3s前就已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng)，則物體在第2.5s末速度不等于第3秒的平均速度，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。10．一物塊由O點(diǎn)下落，到A點(diǎn)時(shí)與直立于地面的輕彈簧接觸，到B點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大，到C點(diǎn)時(shí)速度減為零，然后被彈回．物塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力大小不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則物塊()A．從A下降到B的過程中，合力先變小后變大B．從A下降到C的過程中，加速度先增大后減小C．從C上升到B的過程中，動(dòng)能先增大后減小D．從C上升到B的過程中，系統(tǒng)的重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和不斷增加【答案】C【解析】A．從A下降到B的過程中，物塊受到向下的重力，彈簧向上的彈力和向上的空氣阻力，重力大于彈力和空氣阻力之和，彈力逐漸增大，合力逐漸減小，加速度逐漸變小，到B點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大，此時(shí)合力為零，則從A下降到B的過程中合力一直減小到零，故A錯(cuò)誤；B．從A下降到B的過程中，彈簧的彈力和空氣阻力之和小于重力，物塊的合力逐漸向下，加速度逐漸減小到零；從B下降到C的過程中，物塊的合力向上，加速度向上逐漸增大，則從A下降到C的過程中，加速度先減小后增大，故B錯(cuò)誤；C．從C上升到B的過程中，開始彈力大于空氣阻力和重力之和，向上加速，當(dāng)加速度減為零時(shí)此時(shí)的壓縮量，位置在B點(diǎn)下方，速度達(dá)到向上的最大，此后向上做變減速直線運(yùn)動(dòng)，故從C上升到B的過程中，動(dòng)能先增大后減小，故C正確；D．對(duì)于物塊和彈簧組成的系統(tǒng)，由于空氣阻力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能減小，即物塊的動(dòng)能、重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和減小，從C上升到B的過程中，物塊的動(dòng)能先增大后減小，則系統(tǒng)的重力