第一篇 专题一 第二讲　牛顿运动定律与直线运动-【高考二轮】新高考物理大二轮复习（课件+讲义+专练）

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第2讲　牛顿运动定律与直线运动
匀变速直线运动规律及应用
2.两种匀减速直线运动的分析方法
(1)刹车问题的分析：末速度为零的匀减速直线运动问题常用逆向思维法，对于刹车问题，应先判断车停下所用的时间，再选择合适的公式求解。(2)双向可逆类运动分析：匀减速直线运动速度减为零后反向运动，全过程加速度的大小和方向均不变，故求解时可对全过程列式，但需注意x、v、a等矢量的正负及物理意义。
3.处理追及问题的常用方法
　(2022·湖北卷·6)我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1 080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发，经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为0.5 m/s2，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为A.6小时25分钟 B.6小时30分钟C.6小时35分钟 D.6小时40分钟
108 km/h＝30 m/s,324 km/h＝90 m/s，由于中间4个站均匀分布，因此节省的时间相当于在任意相邻两站间节省的时间的5倍，
　(2023·山东卷·6)如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离是RS的两倍，RS段的平均速度是10 m/s，ST段的平均速度是5 m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度为A.3 m/s B.2 m/s C.1 m/s D.0.5 m/s
由题知，电动公交车做匀减速直线运动，设RS间的距离为x，
联立解得t2＝4t1，vT＝vR－10，再根据匀变速直线运动速度与时间的关系有vT＝vR－a·5t1，则at1＝2 m/s，
　(2023·贵州毕节市诊断)在东京奥运会女子蹦床决赛中，中国选手朱雪莹夺得冠军。如图所示，某次比赛中，朱雪莹双脚离开蹦床后竖直向上运动，把上升过程分为等距的三段，朱雪莹从下至上运动过程中，依次经历三段的时间记为t1、t2、t3，则t1∶t2∶t3最接近A.3∶6∶10 B.3∶4∶10C.3∶6∶20 D.3∶4∶20
根据逆向思维，将向上的末速度为0的匀减速直线运动看为向下的初速度为0的匀加速直线运动，
可知该比值最接近3∶4∶10，故选B。
1.解决动力学两类基本问题的思路
(1)整体法与隔离法的选用技巧
(2)连接体问题中常见的临界条件
接触面光滑，或μA＝μB
　(2023·安徽、云南、吉林、黑龙江适应性测试)如图(a)，足够高的水平长桌面上，P点左边光滑，右边粗糙，物块A在砝码B的拉动下从桌面左端开始运动，其v－t图像如图(b)所示，已知砝码B质量为0.10 kg，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)物块A的质量；
由题图(b)可知，物块A在P点左边运动的加速度
根据牛顿第二定律有mBg＝(mB＋mA)a1代入数据解得mA＝0.4 kg
(2)物块A与P点右边桌面间的动摩擦因数。
物块A在P点右边运动的加速度
根据牛顿第二定律有mBg－μmAg＝(mB＋mA)a2代入数据解得μ＝0.125。
　(2023·陕西榆林市第四次模拟)如图所示，静止在水平地面上的木板B的质量m2＝4 kg，现让一个质量m1＝2 kg的物块A(视为质点)以v0＝6 m/s的速度大小从左端冲上木板B，已知物块A与木板B间的动摩擦因数μ1＝0.5，木板B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，木板B足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2，求：
答案　5 m/s2　1 m/s2
(1)物块A刚滑上木板B时，物块A的加速度大小a1以及木板B的加速度大小a2；
对物块A，根据牛顿第二定律有μ1m1g＝m1a1解得a1＝5 m/s2对木板B，根据牛顿第二定律有μ1m1g－μ2(m1＋m2)g＝m2a2解得a2＝1 m/s2
(2)从物块A冲上木板B到木板B停下，物块A相对地面发生的位移大小x。
设经时间t物块A与木板B达到的共同速度大小为v，有v＝v0－a1t＝a2t解得t＝1 s，v＝1 m/s根据匀变速直线运动的规律，此过程物块A发生的位移大小
解得x1＝3.5 m达到共同速度后，经分析物块A与木板B能共同向右运动，设加速度大小为a3，根据牛顿第二定律有μ2(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a3解得a3＝1 m/s2
设达到共同速度后，物块A发生的位移大小为x2，根据匀变速直线运动的规律有v2＝2a3x2解得x2＝0.5 m所以从物块A冲上木板B到木板B停下，物块A相对地面发生的位移大小x＝x1＋x2＝4 m。
　(2022·河北卷·1)科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知A.0～t1时间内，训练后运动员的平均加速度大B.0～t2时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等C.t2～t3时间内，训练后运动员的平均速度小D.t3时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做 加速运动
根据v－t图像的斜率表示加速度，由题图可知0～t1时间内，训练后运动员的平均加速度比训练前小，故A错误；
根据v－t图像中图线与横轴围成的面积表示位移，由题图可知0～t2时间内，训练前运动员跑过的距离比训练后大，故B错误；根据v－t图像中图线与横轴围成的面积表示位移，由题图可知t2～t3时间内，训练后运动员的位移比训练前大，根据平均速度等于位移与时间的比值，可知训练后运动员的平均速度大，故C错误；根据v－t图像可知，t3时刻后，运动员训练前速度减小，做减速运动，运动员训练后速度增大，做加速运动，故D正确。
　(多选)(2023·全国甲卷·19)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知A.m甲m乙C.μ甲μ乙
根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，整理得F＝ma＋μmg，可知F－a图像的斜率为m，纵轴截距为μmg，则由题图可看出m甲>m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则μ甲