02-专题一 力与运动-第二讲 力与直线运动-2025年高考物理二轮复习课件（含讲义）

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题型1 直线运动规律综合应用
题型2 动力学图像综合问题
【关键能力】掌握匀变速直线运动规律及应用，理解牛顿运动定律及应用，灵活选取研究对象、会根据实际情况构建动力学模型，同时掌握整体法与隔离法、数形转换法、临界极值法、控制变量法等解题方法，联系生活实际，培养学生的物理观念和科学思维.
处理追及问题的常用方法
直线运动规律及应用
(1) 救护车匀速运动时的速度大小；
(2) 在停止鸣笛时救护车距出发处的距离.
牛顿运动定律及应用
1.动力学两类基本问题的解题思路
[技法点拨]1.应用牛顿第二定律解决动力学问题，受力分析和运动分析是关键，加速度是解决此类问题的纽带，分析流程如下：
2.如果是多过程问题，则前一段的末速度就是后一段的初速度，速度是关联量.必要时要画出运动示意图.
[技法点拨]整体法与隔离法的选用技巧
[技法点拨]连接体问题的临界条件
3.[2024·河北邯郸模拟] 某同学设计了一个双摆实验在学校实验室进行研究，如图甲所示，将质量和大小都不同的两个小铁球分别系在一轻绳的中间和下端，其中上面的小球较小较轻，而轻绳的上端拴接在竖杆顶部，竖杆固定在小车上.现在让小车带着两个小球一起向左加速运动，不计空气阻力，则图乙四个图中所示的姿态正确的是( )
A. B. C. D.
[技法点拨](1)关注坐标轴所表示的物理量，从物理规律出发寻找图像对应的函数关系式；(2)理解截距、斜率、面积所代表的物理量(注意正、负的含义)；(3)分析交点、转折点、渐近线等，交点往往是解决问题的切入点.
A. B. C. D.
A. B. C. D.
1. [2022·湖北卷] 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1080 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
考点1　直线运动规律综合应用
2. [2023·全国甲卷] 一小车沿直线运动,从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻,此后做匀减速运动,到t=t2时刻速度降为零.在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是(　　)
[解析]在x-t图像中,斜率表示速度,根据题意可知速度先增大后减小,故斜率先增大后减小,由于速度方向没有发生变化,所以位移持续增大,故D正确.
3.中国高铁技术已走在世界前列.某同学在观察火车出站时的情景,此情景可简化为物体做匀加速直线运动,火车先后经过M、N两点时,其速度分别为v和7v,经历的时间为t,则(　 　)
A.M、N两点连线中点位置的速度比经过中间时刻的速度多2vB.M、N两点连线中点位置的速度比经过中间时刻的速度少2vC.在M、N两点间前一半时间所通过的距离比后一半时间通过的距离少1.5vtD.在M、N两点间前一半时间所通过的距离比后一半时间通过的距离多1.5vt
4.如图所示为平潭海峡公铁两用大桥,其中元洪航道桥的A、B、C三根桥墩间距分别为AB=132 m、BC=196 m.某中学生所在的高速列车匀加速通过元洪航道桥,车头经过AB和BC的时间分别为3 s和4 s,则这列高速列车经过元洪航道桥的加速度大小约为(　 　)
A.0.7 m/s2B.1.4 m/s2C.2.8 m/s2D.6.3 m/s2
5. A、B两物体同时同地向同一方向运动,其速度与位移变化关系图像如图所示,A物体做匀速直线运动、速度大小为v0.B物体的速度与位移关系图像为过原点开口向右的抛物线.两图像交点坐标为(x0、v0),下列说法正确的是　(　　)
A.25 m　　B.24 m　　C.20 m　　D.15 m
7. [2022·辽宁卷] 如图所示,小物块从长1 m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端,经过1 s从另一端滑落.物块与桌面间的动摩擦因数为μ,g取10 m/s2.下列v0、μ的取值可能正确的是(　　)
A.v0=2.5 m/sB.v0=1.5 m/sC.μ=0.28D.μ=0.25
8. [2023·北京卷] 如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1 kg,细线能承受的最大拉力为2 N.若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动.则F的最大值为(　　)
A.1 NB.2 NC.4 ND.5 N
[解析]对两物块整体做受力分析有F=2ma,再对于后面的物块有FTmax=ma,FTmax=2 N,联立解得F=4 N.
9. [2023·全国乙卷] 一同学将排球自O点垫起,排球竖直向上运动,随后下落到O点.设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比,则该排球(　　)A.上升时间等于下落时间B.被垫起后瞬间的速度最大C.达到最高点时加速度为零D.下落过程中做匀加速运动
[解析]上升阶段,根据受力分析可知,重力和阻力(变力)方向都向下,加速度向下,排球做加速度减小、速度减小的变速运动,到达最高点时速度为零,此时仅受重力,加速度不为零,C错误;下降阶段,受重力、阻力(变力),合力方向向下,排球做加速度减小、速度增大的变速运动,最终回到出发点,两个阶段位移大小相同,加速度大小不同,时间不同,A、D错误;上升阶段,排球被垫起后瞬间速度最大,下降阶段,下落到O点时速度最大,全过程有阻力做功,故排球被垫起后瞬间速度最大,B正确.
10. (多选)如图所示,凹形槽车静止在水平直轨道上,位于光滑槽底的水平轻弹簧一端连接右侧槽壁,另一端连接质量m=1 kg的物体,物体静止时,弹簧对物体的压力FN0=2 N,现使槽车与物体一起以加速度a=2 m/s2沿轨道运动,用F表示弹簧的弹力大小,FN表示物体对左侧槽壁的压力大小,下列判断正确的是(　　)A.若a的方向向左,则F=2 NB.若a的方向向左,则FN=4 NC.若a的方向向右,则F=2 ND.若a的方向向右,则FN=0
[解析]当物体静止时,弹簧处于压缩状态;当物体与左侧不接触时,FN=0,F>2 N,加速度不可能为2 m/s2,故物体与左侧接触.当物体以向左的加速度a=2 m/s2运动时,F=2 N,由牛顿第二定律有F-FN=ma,则FN=0,选项A正确,B错误;当物体以向右的加速度a=2 m/s2运动时,F=2 N,由牛顿第二定律有FN-F=ma,则FN=4 N,选项C正确,D错误.
11.冰壶是一种技巧类运动项目,冰壶被掷出后沿冰面滑行,最后停下时冰壶距大本营的圆心更近的一方获胜.下列说法正确的是(　　)A.运动员在冰壶运动过程中用冰刷不断地摩擦冰面,减小了冰壶运动的加速度,使冰壶运动得更远B.运动员以3 m/s的初速度投出冰壶,由于冰壶具有惯性,因此冰壶将做匀速直线运动C.初速度一定时,冰壶的质量越小,运动时受到的阻力越小,运动的距离越大D.初速度一定时,冰壶的质量越大,惯性越大,运动的距离越大
12. (多选)[2022·全国甲卷] 如图所示,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度大小为g.用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前(　　)A.P的加速度大小的最大值为2μgB.Q的加速度大小的最大值为2μgC.P的位移大小一定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小
[解析]设两滑块的质量均为m,撤去拉力前,两滑块均做匀速直线运动,则拉力大小为F=2μmg,撤去拉力前对Q受力分析可知,弹簧的弹力为FT0=μmg,以向右为正方向,撤去拉力瞬间弹簧弹力不变,为μmg,两滑块与桌面间仍然保持相对滑动,此时滑块P的加速度为-FT0-μmg=maP1,解得aP1=-2μg,此刻滑块Q所受的力不变,加速度仍为零,滑块P做减速运动,故P、Q间距离减小,弹簧的伸长量变小,弹簧弹力变小.根据牛顿第二定律可知P减速的加速度减小,滑块Q受到的合力增大,方向向左,向右做加速度增大的减速运动,故刚撤去拉力瞬间,P的加速度最大,为2μg,弹簧恢复原长时,Q的加速度最大,有-μmg=maQm,解得aQm=-μg,故滑块Q加速度大小的最大值为μg,A正确,B错误.
滑块P、Q水平向右运动,P、Q间的距离在减小,故P的位移一定小于Q的位移,C错误.滑块P在弹簧恢复到原长时的加速度为-μmg=maP2,解得aP2=-μg,撤去拉力时,P、Q的速度相等,滑块P开始时的加速度大小为2μg,之后做加速度减小的减速运动,最后弹簧恢复原长时加速度大小为μg;滑块Q开始的加速度为0,之后做加速度增大的减速运动,最后弹簧恢复原长时加速度大小也为μg,分析可知P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小,D正确.
13.如图所示,静置于光滑斜面(倾角为θ)的质量为m的物块,受到沿斜面方向的恒力F的作用,作用时间t后撤去F,再经时间2t后刚好返回起点,重力加速度为g,则力F与mgsin θ之比应该为(　　)A.3∶7 B.9∶5C.7∶3 D.2∶3
17.风洞是空气动力学研究和实验中广泛使用的工具,某研究小组设计了一个总高度H0=24 m的低速风洞,用来研究某物体在竖直方向上的运动特性,如图所示,风洞分成一个高度为H1=16 m的无风区和一个受风区,某物体质量m=10 kg,在无风区中受到空气的恒定阻力,大小为20 N,在受风区受到空气对它竖直向上的恒定作用力.某次实验时该物体从风洞顶端由静止释放,且运动到风洞底端时速度恰好为0,g取10 m/s2.求在本次实验中:(1)该物体的最大速度;
[答案] 16 m/s
17.风洞是空气动力学研究和实验中广泛使用的工具,某研究小组设计了一个总高度H0=24 m的低速风洞,用来研究某物体在竖直方向上的运动特性,如图所示,风洞分成一个高度为H1=16 m的无风区和一个受风区,某物体质量m=10 kg,在无风区中受到空气的恒定阻力,大小为20 N,在受风区受到空气对它竖直向上的恒定作用力.某次实验时该物体从风洞顶端由静止释放,且运动到风洞底端时速度恰好为0,g取10 m/s2.求在本次实验中:(2)该物体在受风区受到空气对它的作用力大小;
17.风洞是空气动力学研究和实验中广泛使用的工具,某研究小组设计了一个总高度H0=24 m的低速风洞,用来研究某物体在竖直方向上的运动特性,如图所示,风洞分成一个高度为H1=16 m的无风区和一个受风区,某物体质量m=10 kg,在无风区中受到空气的恒定阻力,大小为20 N,在受风区受到空气对它竖直向上的恒定作用力.某次实验时该物体从风洞顶端由静止释放,且运动到风洞底端时速度恰好为0,g取10 m/s2.求在本次实验中:(3)该物体第一次从风洞底端上升的最大距离.
A.刹车过程中汽车的加速度大小为6 m/s2B.路面与轮胎之间的动摩擦因数为 s时,汽车的速度大小为22 m/sD.0~10 s内,汽车的位移大小为150 m
1.随着汽车在我国居民生活中的日渐普及,对汽车的安全性能的要求不断提高.为检测某新型汽车的刹车性能,现在平直公路上做刹车试验,测得汽车在某次刹车过程中速度v与位移x的关系如图所示,设刹车过程中汽车做匀减速直线运动,已知t=0时刻汽车速度为40 m/s,重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是(　　)
考点2　动力学图像综合问题
2.某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度,得到了如图甲所示的图线(规定竖直向上为正方向),为了简化问题,将图线简化为如图乙所示的图像.已知t=0时电梯处于静止状态,则以下判断正确的是(　　)
A.t=5 s时电梯处于失重状态B.8~9 s内电梯在做减速运动C.10~15 s内电梯在上行D.17~20 s内电梯在下行
[解析]由于规定竖直向上为正方向,t=5 s时加速度为正,即方向向上,故合力方向也向上,有F-mg=ma,所以F>mg,电梯处于超重状态,选项A错误;由于t=0时电梯处于静止状态,8~9 s内加速度向上,说明它加速向上运动,选项B错误;10~15 s内,电梯的加速度为0,代表它在匀速上升,选项C正确;17~20 s内,电梯的加速度是负的,但它在减速上升,不是下行,选项D错误.
3. (多选)在倾角为θ的斜面上分别静止着两个小物体P、Q,质量分别为m1、m2,与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,P和Q受到的摩擦力大小分别为F1和F2,受到斜面的支持力大小分别为F3和F4.现在用沿斜面向上的拉力F分别作用在P、Q上,它们的加速度a和F的关系图像如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.F1>F2B.F3m2D.μ1