2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)講義：專題一 力與運動 第2講 力與直線運動 【含答案】

2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)講義專題一力與運動第2講力與直線運動【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【關(guān)鍵能力】熟練應(yīng)用勻變速直線運動規(guī)律及其相關(guān)結(jié)論.理解牛頓第二定律,會分析處理兩類動力學(xué)問題,掌握傳送帶、板塊等常見直線運動的模型.會應(yīng)用整體法與隔離法進行受力和運動分析,會應(yīng)用多種運動圖像處理多過程問題.題型1直線運動規(guī)律綜合應(yīng)用主要內(nèi)容考查知識點勻變速直線運動規(guī)律及其重要結(jié)論、自由落體及豎直上拋運動、追及相遇問題、運動圖像綜合分析與牛頓第二定律及動能定理等綜合兩種物理思想逆向思維、極限思想兩個易錯易混點(1)物體做加速或減速運動取決于速度與加速度方向間的關(guān)系(2)“剎車”問題要先判斷剎車時間,再分析計算追及問題臨界條件速度相等時是距離最大或最小的臨界條件,速度大追速度小的有最小間距(或碰撞、反超),速度小的追速度大的有最大間距應(yīng)用牛頓第二定律解決勻變速直線運動問題的一般思路抓住兩個分析,即受力情況分析和運動情況分析,必要時要畫運動情景示意圖.對于多運動過程問題,一定要找準(zhǔn)轉(zhuǎn)折點,特別是轉(zhuǎn)折點的速度例1[2024·慈溪中學(xué)模擬]如圖所示,在平直路面上進行汽車剎車性能測試.當(dāng)汽車速度為v0時開始剎車,先后經(jīng)過路面和冰面(結(jié)冰路面),最終停在冰面上.剎車過程中,汽車在路面與冰面所受阻力之比為7∶1,位移之比為8∶7,則汽車進入冰面瞬間的速度為 ()A.12v0 B.13C.18v0 D.19【技法點撥】汽車勻減速到路面的末速度可以視為在冰面上勻減速運動的初速度,根據(jù)牛頓第二定律分別計算出兩種路面的加速度,結(jié)合勻變速直線運動規(guī)律,就可以解決問題.例2[2024·溫州中學(xué)模擬]如圖所示,“禮讓行人”是城市文明的重要標(biāo)志.某汽車正以54km/h的速度行駛在城市道路上,在車頭距離“禮讓行人”停車線36m時,駕駛員發(fā)現(xiàn)前方有行人通過人行橫道,0.4s后剎車使汽車勻減速滑行.為了使汽車車頭不越過停車線停止讓行,下列說法中正確的是()A.汽車剎車后滑行的最大距離為36mB.汽車減速的最小加速度為3.75m/s2C.汽車用于減速滑行的最長時間為5sD.從駕駛員發(fā)現(xiàn)行人到汽車停止的過程,汽車平均速度為7.5m/s【技法點撥】汽車禮讓行人過程涉及人的反應(yīng)時間、減速運動有效時間等,可以通過畫出v-t圖像來審題.【遷移拓展】1.[2024·溫嶺模擬]2023年11月,我國航母“福建艦”開始彈射實驗.飛機航母彈射系統(tǒng)能夠使飛機獲得一個初速度,從而達到縮短滑行距離的目的.設(shè)飛機靠自身引擎獲得的加速度為a,沒有彈射的情況下,飛機滑行L1的距離達到起飛速度;開啟彈射系統(tǒng),使飛機獲得一個初速度v0,飛機滑行L2的距離達到起飛速度.設(shè)L1-L2=ΔL,加速度a和起飛速度均為定值,下列關(guān)于ΔL的說法正確的是 ()A.ΔL與v0成正比 B.ΔL與v0C.ΔL與v03成正比 D.ΔL與2.[2024·舟山模擬]如圖所示,小球從距地面高度h1=1.25m的A點由靜止釋放,經(jīng)地面第一次反彈,豎直上升至最高點B,B點距地面高度h2=0.8m,重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力.下列說法正確的是 ()A.小球在B點處于靜止?fàn)顟B(tài)B.小球下降過程處于失重狀態(tài),上升過程處于超重狀態(tài)C.小球與地面作用過程速度變化量的大小為1m/sD.小球下降過程的平均速度大小大于上升過程的平均速度大小題型2動力學(xué)圖像綜合問題1.常見圖像常見圖像斜率k面積兩圖像交點x-t圖像速度v表示相遇v-t圖像加速度a位移x不表示相遇,表示此時速度相等,往往是距離最大或最小的臨界點a-t圖像速度變化量Δv表示此時加速度相等2.非常規(guī)圖像非常規(guī)圖像(舉例)函數(shù)表達式斜率k縱截距bv2-x圖像由v2-v02=2ax,得v2=2ax2avxt-t由x=v0t+12at2,得xt=12at12v0a-F圖像由F-μmg=ma,得a=1mF-1-μg例3[2024·金華模擬]端午節(jié)兩個隊伍比賽的速度與時間關(guān)系圖像如圖所示,甲在第一段時間內(nèi)的加速度是在第二段時間內(nèi)的加速度的2倍,在3t0時刻甲到達終點.下列說法正確的是()A.甲、乙兩隊伍同時出發(fā)B.0~t0內(nèi),甲的平均速度大于乙的平均速度C.甲在t0時刻的速度為vD.乙到達終點的時刻為11

例4[2024·臺州模擬]水平地面上質(zhì)量為1kg的物塊受到同一直線上的水平拉力F1、F2的作用,F1、F2隨時間的變化如圖所示,已知物塊在前2s內(nèi)以5m/s的速度做勻速直線運動,g取10m/s2,則 ()A.物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2B.3s末物塊受到的摩擦力大小為4NC.5s末物塊受到的摩擦力大小為1ND.5s末物塊的加速度大小為3m/s2

【技法點撥】處理圖像問題的一般流程【遷移拓展】1.智能手機安裝軟件后,可利用手機上的傳感器測量手機運動的加速度.帶塑膠軟殼的手機從一定高度由靜止釋放,落到地面上,手機傳感器記錄了手機運動的加速度a隨時間t變化的關(guān)系如圖所示,g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?下列說法錯誤的是 ()A.釋放時,手機離地面的高度為12gB.手機第一次與地面碰撞的作用時間為t3-t1C.手機第一次與地面碰撞中所受最大彈力為自身重力的10倍D.0~t2內(nèi)圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積中,時間軸下方與上方的面積大小相等2.[2024·杭州模擬]浙江省杭州高級中學(xué)的某物理興趣小組研究某物體做勻變速直線運動的xt-t圖像如圖所示.下列說法正確的是 (A.物體在t02B.陰影部分的面積表示物體在0~t0C.物體在t0時刻回到出發(fā)點D.物體的加速度大小為b參考答案與詳細解析題型1例1B[解析]設(shè)汽車進入冰面瞬間的速度為v1,由牛頓第二定律得Ff=ma,則汽車在路面與冰面上運動的加速度大小之比為a1a2=Ff1Ff2=71,由運動學(xué)公式,在路面上有v02-v12=2a1x1,在冰面上有v12=2a2x2,其中x例2B[解析]已知汽車剎車前速度為v0=543.6m/s=15m/s,在t1=0.4s內(nèi)做勻速運動的位移為x1=v0t1=6m,則汽車剎車滑行的最大距離為x2=36m-x1=30m,故A錯誤;汽車剎車的最小加速度為amin=v022x2=3.75m/s2,故B正確;汽車用于減速滑行的最長時間為tmax=v0amin=4s,故C錯誤;汽車從發(fā)現(xiàn)前方有行人通過人行橫道到停下來過程的平均速度滿足v=xt≥360.4+4m/s≈8.【遷移拓展】1.B[解析]沒有彈射的情況下,飛機做初速度為0的勻加速直線運動,設(shè)起飛速度為v,由勻變速直線運動速度與位移關(guān)系式知v2=2aL1,開啟彈射系統(tǒng),飛機做初速度為v0的勻加速直線運動,則v2-v02=2aL2,由題知L1-L2=ΔL,則ΔL=v22a-v2-v022a=12.D[解析]小球在B點處只受到重力,合力方向向下,所以小球在B點處于完全失重狀態(tài),故A錯誤;小球下降過程做自由落體運動,加速度等于重力加速度,處于完全失重狀態(tài),上升過程的加速度也等于重力加速度,仍處于完全失重狀態(tài),故B錯誤;小球從距地面高度h1=1.25m的A點由靜止釋放,做自由落體運動,到地面時速度為v1=2g?1=5m/s,經(jīng)地面第一次反彈后,豎直上升至最高點B,B點距地面高度h2=0.8m,則小球做勻減速直線運動,從地面反彈的速度為v2=-2g?2=-4m/s,所以小球與地面作用過程速度變化量為Δv=v2-v1=-9m/s,即速度變化量大小為9m/s,故C錯誤;小球下降過程的平均速度大小為v1=v1+02=2.5m/s,上升過程的平均速度大小為v2題型2例3C[解析]由圖可知乙隊伍出發(fā)t02時間后,甲隊伍才出發(fā),甲隊伍比乙隊伍晚出發(fā),故A錯誤;v-t圖像與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移,0~t0內(nèi),甲圖像與橫坐標(biāo)軸圍成的面積小于乙圖像與橫坐標(biāo)軸圍成的面積,乙的位移較大,而所用時間相同,所以甲的平均速度小于乙的平均速度,故B錯誤;設(shè)甲在t0時刻的速度為v,則甲在第一段時間內(nèi)的加速度為a1=vt0-t02=2vt0,甲在第二段時間的加速度為a2=v0-v3t0-t0=v0-v2t0,已知a1=2a2,解得甲在t0時刻的速度為v=v03,故C正確;兩支隊伍比賽的路程為x=v2t0-t02+v+v02(3t0-t0)=1712v例4C[解析]在0~2s內(nèi)物塊做勻速直線運動,則滑動摩擦力Ff=F1-F2=3N,物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=Ffmg=31×10=0.3,選項A錯誤;2s后物塊做勻減速直線運動,加速度a=F合m=6?5?31m/s2=-2m/s2,則速度減為0需要的時間t=0?va=0?5-2s=2.5s,即4.5s末速度減為零,3s末物塊受到的摩擦力仍為滑動摩擦力,大小為3N,5s末物塊受到的摩擦力為靜摩擦力,大小為6N-5N=1N,選項C正確,B錯誤;物塊停止后,因F1、F2兩個力的差值小于最大靜摩擦力,故物塊不再運動,即【遷移拓展】1.C[解析]由圖可知,t1時刻手機開始接觸地面,則0~t1內(nèi)手機做自由落體運動,釋放時,手機離地面的高度為h=12gt12,故A正確;由圖可知,t1時刻手機開始接觸地面,t3時刻手機開始離開地面,則手機第一次與地面碰撞的作用時間為t3-t1,故B正確;由圖可知,t2時刻手機的加速度最大,且方向豎直向上,根據(jù)牛頓第二定律可得F-mg=m·10g,解得F=11mg,即手機第一次與地面碰撞中所受最大彈力為自身重力的11倍,故C錯誤;由圖可知,t2時刻手機的加速度最大,此時手機受到地面的彈力最大,手機處于最低點,手機的速度為零,則0~t2時間內(nèi)手機的速度變化量為零,根據(jù)a-t圖像與橫軸圍成的面積表示速度變化量,可知0~t2內(nèi)圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積中,時間軸下方與上方的面積大小相等,故2.C[解析]物體做勻變速直線運動,根據(jù)運動學(xué)公式有x=v0t-12at2,整理得xt=-12at+v0,可知xt-t圖像的斜率為k=-a2