2020高考物理浙江专用版大二轮讲义：专题一　力与运动 第2讲 WORD版含解析.docx

1、第2讲力与直线运动相关知识链接1基本公式vv0at，xv0tat2，v2v2ax.2重要推论(利用平均速度测瞬时速度)；xaT2(用逐差法测加速度)3符号法则选定正方向，将矢量运算转化为代数运算规律方法提炼1解题思路建立物体运动的图景，画出物体运动示意图，并在图上标明相关位置和所涉及的物理量，明确哪些量已知，哪些量未知，然后根据运动学公式的特点恰当选择公式求解2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，特别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3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

2、需注意x、v、a等矢量的正负及物理意义4平均速度法的应用在用运动学公式分析问题时，平均速度法常常能使解题过程简化例1(2019广东广州市下学期一模)高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离某汽车以21.6 km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆已知司机的反应时间为0.7 s，刹车的加速度大小为5 m/s2，则该ETC通道的长度约为()A4.2 m B6.0 m C7.8 m D9.6 m答案D解析汽车匀速运动的位移x1v(

3、t1t2)6(0.30.7) m6 m.匀减速过程x2 m3.6 m.故通道长度xx1x29.6 m，选项D正确拓展训练1(2019金华十校高三期末)气悬球是近几年新兴的一项小球运动，深受人们喜爱如图所示，球桌台面上有无数个小孔，从小孔中喷出的气体使小球(红色圆形塑料片)浮离在台面上，小球受击打后在台面上快速运动某次比赛中，当小球受击打后以速度v0做匀速直线运动至离对方球门L处时，小孔突然停止喷气，小球恰能匀减速直线运动到对方球门，则()A若小球以速度v0运动到离对方球门0.5L处小孔突然停止喷气，小球破门的速度为B若小球以速度v0运动到离对方球门0.5L处小孔突然停止喷气，小球破门的速度为C

4、若小球以速度v0运动到离对方球门L处所受浮力突然减半，小球破门的速度为D若小球以速度v0运动到离对方球门L处所受浮力突然减半，小球破门的速度为答案A解析由题意知v2gL，若0.5L处停止喷气，由vv22g，得vv0，故A正确，B错误；若离球门L处浮力减半，即F浮F浮mg，则ag由vv22aL得vv0，故C、D均错误拓展训练2(2019安徽蚌埠市第二次质检)图中ae为港珠澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续梁桥，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则通过ce段的时间为()At B.t C(2)t D(2)t答案C解析设汽车的加速度为a，经历bc段、ce段的时间分别为t1

5、、t2，xabat2，xaca(tt1)2，xaea(tt1t2)2，解得：t2(2)t，故选C.相关知识链接1a0时，物体静止或做匀速直线运动，此时合外力为0.2a为恒量(不为0)时，且v0和a在同一条直线上，物体做匀变速直线运动，此时合外力恒定规律方法提炼1瞬时问题要注意绳、杆的弹力和弹簧弹力的区别，绳和轻杆的弹力可以突变，而弹簧的弹力不能突变2连接体问题要充分利用“加速度相等”这一条件或题中特定条件，灵活运用整体法与隔离法3超重和失重问题物体的超重、失重状态取决于加速度的方向，与速度方向无关例2(多选)(2019广东深圳市第一次调研)高铁已成为重要的“中国名片”，领跑世界一辆由8节车厢编

6、组的列车，从车头开始的第2、3、6和7共四节为动力车厢，其余为非动力车厢列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢牵引力大小为F，每节车厢质量都为m，每节车厢所受阻力为车厢重力的k倍，重力加速度为g.则()A启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上B整列列车的加速度大小为C第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为D第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为答案BC解析启动时车厢对乘客竖直方向有竖直向上的支持力，水平方向有沿列车运动方向的摩擦力，两个力的合力方向斜向上方，选项A错误；对整列列车，根据牛顿第二定律：4F8kmg8ma，解得a，选项B正确；对第1节车厢，根据牛顿第二定律：F21kmgma，解得F

7、21，选项C正确；对第1、2节车厢的整体，根据牛顿第二定律：F32F2kmg2ma，解得F320，选项D错误拓展训练32015年7月的喀山游泳世锦赛中，陈若琳勇夺女子十米跳台桂冠她从跳台斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示不计空气阻力，下列说法正确的是()A她在空中上升过程中处于超重状态B她在空中下落过程中做自由落体运动C她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度D入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小答案D解析起跳以后的上升过程中她有方向向下的加速度，所以处于失重状态，故A错误；她具有水平初速度，所以空中下落过程不能看做自由落体运动，故B错误；入水过程中，开始时水对她的作

8、用力大小(浮力和阻力)小于她的重力，所以先向下做一段加速运动，即入水后的速度先增大，故C错误；入水过程中，水对她的作用力和她对水的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，故D正确拓展训练4如图所示，在动摩擦因数0.2的水平面上有一个质量m1 kg的小球，小球分别与水平轻弹簧及与竖直方向成45角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零在剪断轻绳的瞬间(g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，下列说法中正确的是()A小球受到地面的弹力仍然为零B小球立即向左运动，且a8 m/s2C小球立即向左运动，且a10 m/s2D小球仍然静止答案B解析分析剪断轻

9、绳前小球的受力情况，如图所示，可知弹簧的弹力Fmg，剪断轻绳后，弹簧弹力未变化，但小球立即受到地面的弹力和摩擦力的作用，Fmg，小球发生滑动，则有Fmgma，a8 m/s2，选项A、C、D错误，B正确1基本思路2解题关键抓住两个分析，受力分析与运动过程分析，特别是多过程问题，一定要明确各过程受力的变化、运动性质的变化、速度方向的变化等3常用方法(1)正交分解法：一般沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解，有时根据情况也可以把加速度进行正交分解(2)逆向思维法：把运动过程的末状态作为初状态的反向研究问题的方法，一般用于末速度为零的匀减速直线运动问题，比如刹车问题、竖直上抛问题等例3(2019绍兴

10、市3月选考)如图所示，一辆满载西瓜的卡车从某地由静止出发，以0.5 m/s2的加速度沿直线运动了30 s，由于司机疏忽大意，车头撞在断桥桥头的护栏上(车立即停下)，碰撞瞬间安全气囊弹出，司机(上半身，质量为40 kg)被气囊护住相对于地面向前移动了75 cm后停住，与此同时车顶上绑住行李箱的绳子断裂，行李箱(可看作质点)在车顶上滑行了1 m后飞出，已知箱子与车顶的动摩擦因数为0.75，车顶距地面的高度为h12.45 m，平底河床距离地面h22.55 m求：(1)卡车与护栏碰撞时的速度大小；(2)气囊对司机(上半身)的作用力大小；(3)箱子的落点到河岸侧壁的距离(结果中可以保留根号)答案(1)1

11、5 m/s(2)6 000 N(3) m解析(1)汽车匀加速过程，据v0a1t1代入数据得v15 m/s(2)把司机与气囊相互作用当作匀减速过程，根据v22a2x解得a2150 m/s2作用力Fma26 000 N(3)行李箱在车顶上滑行过程是匀减速运动，a3g7.5 m/s2平抛初速度v0 m/s飞行高度hh1h22.45 m2.55 m5 m，则飞行时间t1 s则sv0t m拓展训练5(2019台州3月一模)2019年1月3日，中国的“嫦娥四号”成为了人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器“嫦娥四号”探测器在距离月面100 m高度的A点时，利用发动机的反推力作用悬停，用自身的

12、三维成像敏感器对着陆区进行障碍检测，选出月面C点为最安全的着陆点此时，探测器调整发动机的反推力，沿水平方向从静止做匀加速直线运动，然后再以相同加速度大小做匀减速直线运动，刚好在C点正上方的B点减速为零，如图所示已知AB长10 m，从A到B的运动时间为20 s，探测器总质量为300 kg(忽略喷气对探测器质量的影响)，探测器在月球表面的重力为地球表面的，重力加速度g10 m/s2，求探测器：(1)从A运动到B过程中的最大速率；(2)匀加速运动时的加速度大小；(3)匀减速运动时发动机的反推力大小答案(1)1.0 m/s(2)0.1 m/s2(3)10 N解析(1)探测器从A运动到B的平均速度为 m

13、/s0.5 m/s最大速度为vm21.0 m/s(2)加速时间t110 s加速度大小为a m/s20.1 m/s2(3)水平方向的合力：Fxma30 N根据力的平行四边形定则，可得F10 N(写为500 N也对)拓展训练6(2019安徽黄山市一模检测)如图所示，一质量为m的小物块，以v015 m/s的速度向右沿水平面运动12.5 m后，冲上倾斜角为37的固定斜面，若物块与水平面及斜面的动摩擦因数均为0.5，斜面足够长，物块从水平面到斜面的连接处无能量损失求：(1)物块在斜面上能达到的最大高度；(2)物块在斜面上运动所需的时间(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，结果保留

14、二位有效数字)答案(1)3 m(2)3.2 s解析(1)小物块在水平面上：a1g5 m/s2，vv2a1x，解得v110 m/s小物块在斜面上向上运动：a2gsin gcos 10 m/s2，0v2a2s，可解得s5 m，所以hssin 3 m(2)小物块在斜面上向上运动的时间：t11 s小物块在最高点时：mgsin mgcos ，所以小物块会匀加速下滑，加速度a3gsin gcos 2 m/s2，由sa3t，解得：t2 s小物块在斜面上运动所需时间为：tt1t2(1) s3.2 s.1模型特点传送带问题的实质是相对运动问题，这样的相对运动将直接影响摩擦力的方向2解题关键(1)搞清楚物体与传送

15、带间的相对运动方向及摩擦力方向是解决该问题的关键(2)传送带问题还常常涉及临界问题，即物体与传送带达到相同速度，这时会出现摩擦力改变的临界状态，对这一临界状态进行分析往往是解题的突破口例4如图所示，水平传送带两端相距x8 m，工件与传送带间的动摩擦因数0.6，工件滑上A端时速度vA10 m/s，设工件到达B端时的速度大小为vB.(取g10 m/s2)(1)若传送带静止不动，求vB；(2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B端吗？若不能，说明理由；若能，求到达B点的速度大小vB；(3)若传送带以v13 m/s逆时针匀速转动，求vB及工件由A到B所用的时间答案(1)2 m/s(2)能2 m/s(3)

16、13 m/s0.67 s解析(1)工件受到的摩擦力方向水平向右，设加速度大小为a，根据牛顿第二定律可知mgma，则ag6 m/s2，且vv2ax，故vB2 m/s.(2)能当传送带顺时针转动时，工件受力不变，其加速度不发生变化，仍然做相同的减速运动，故工件到达B端的速度大小vB2 m/s.(3)传送带以v13 m/s逆时针匀速转动时，开始时工件受到的摩擦力方向水平向左，加速度大小a6 m/s2，工件速度达到13 m/s时所用时间为t10.5 s，运动的位移为x1vAt1at5.75 m8 m，则工件在到达B端前速度就达到了13 m/s，此后工件与传送带相对静止，因此工件先加速后匀速运动匀速运动

17、的位移x2xx12.25 m，t20.17 s，工件由A到B所用的时间tt1t20.67 s.拓展训练7如图所示，电动传送带以恒定速度v01.2 m/s运行，传送带与水平面的夹角37，现将质量m20 kg的物品箱轻放到传送带底端，经过一段时间后，物品箱被送到高h1.8 m的平台上，已知物品箱与传送带间的动摩擦因数0.85，不计其他损耗，则每件物品箱由静止从传送带底端送到平台上，需要多长时间？(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)答案3.25 s解析物品箱刚放到传送带上时做匀加速运动，当速度达到v0时，与传送带一起做匀速运动到平台物品箱刚放上去时，根据牛顿第二定律有mgc

18、os mgsin ma，解得a0.8 m/s2.从静止到与传送带共速所用时间t1 s1.5 s，此过程中，物品箱沿斜面向上的位移xt10.9 m.物品箱随传送带匀速运动到达平台的时间为t2 s1.75 s，总时间为tt1t23.25 s.专题强化练基础题组1.(2019湖南长沙市雅礼中学期末)如图所示，一骑行者所骑自行车前后轮轴的距离为L，在水平道路上匀速运动，当看到道路前方有一条减速带时，立刻刹车使自行车做匀减速直线运动，自行车垂直经过该减速带时，对前、后轮造成的两次颠簸的时间间隔为t.利用以上数据，可以求出前、后轮经过减速带这段时间内自行车的()A初速度 B末速度C平均速度 D加速度答案C

19、解析匀变速直线运动的位移公式：xv0tat2，速度公式：vtv0at，共含有vt、v0、x、a、t五个未知量，至少要知道三个，才能求出另外两个物理量由题意知，自行车垂直经过该减速带时，前、后轮造成的两次颠簸的时间间隔为t，自行车前后轮轴的距离为L，只知道两个物理量，所以不能求出vt、v0、a三个物理量，故A、B、D错误；由平均速度定义可得：，已知前、后轮造成的两次颠簸的时间间隔为t，自行车前后轮轴的距离为L，所以能求出平均速度，故C正确2(多选)(2019湖北天门、仙桃等八市第二次联考)矿井中的升降机以5 m/s的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，经过3 s升降机底板上升至井

20、口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，取重力加速度g10 m/s2，下列说法正确的是()A螺钉松脱后做自由落体运动B矿井的深度为45 mC螺钉落到井底时的速度大小为25 m/sD螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时6 s答案BC解析螺钉松脱时具有与升降机相同的向上的初速度，故螺钉脱落后做竖直上抛运动，A项错误；螺钉自脱落至井底的位移h1v0tgt2，升降机这段时间的位移h2v0t，故矿井的深度为hh1h245 m，B项正确；螺钉落到井底时速度大小为vv0gt25 m/s，C项正确；螺钉松脱前运动的时间为h1v0t，解得t6 s，所以螺钉运动的总时间为tt9 s，D项错误3蹦床运动要求

21、运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并在空中做各种动作为了测量运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网所受的压力，并在计算机上作出压力时间图象，假如作出的图象如图所示设运动员在空中运动时可视为质点，空气阻力忽略不计，则运动员跃起的最大高度是(g取10 m/s2)()A1.8 m B3.6 m C5.0 m D7.2 m答案C解析由题图可知，运动员腾空的时间为2 s，由对称性可得自由下落的时间为1 s，故运动员跃起的最大高度是hgt25.0 m，C正确4(2019杭州市高三期末)我国南方多雨地区在建造房屋屋顶时，需要考虑将屋顶设置成一定的角度，以便雨水可以快速地流

22、下若忽略雨水从屋顶流下时受到的阻力，为使雨水在屋顶停留时间最少，则屋顶应设计成下图中的()答案C解析设屋顶的夹角为2，屋顶的宽度为L，由牛顿第二定律得雨滴下滑的加速度：agcos ，由几何关系得斜面的长度：x；由位移公式得：xat2；联立得：t，可知当45时时间最短，即屋顶的夹角为90，故C正确，A、B、D错误5(2019江西赣州市上学期期末)电梯顶上悬挂一根劲度系数是200 N/m的弹簧，弹簧的原长为20 cm，在弹簧下端挂一个质量为0.4 kg的砝码当电梯运动时，测出弹簧长度变为23 cm，g取10 m/s2，则电梯的运动状态及加速度大小为()A匀加速上升，a2.5 m/s2B匀减速上升，

23、a2.5 m/s2C匀加速上升，a5 m/s2D匀减速上升，a5 m/s2答案C解析由胡克定律可知，弹簧的弹力Fkx200(0.230.20) N6 N，由牛顿第二定律知：Fmgma，解得：a5 m/s2物体加速度向上，可能是加速上升，也可能是减速下降，故C正确，A、B、D错误6(多选)(2019山东泰安市3月第一轮模拟)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用，假设阻力大小只与雨滴的速率成正比，所有雨滴均从相同高处由静止开始下落，到达地面前均达到最大速率下列判断正确的是()A达到最大速率前，所有雨滴均做匀加速运动B所有雨滴的最大速率均相等C较大的雨滴最大速率也较大D较小的雨滴在空中运动的时间较

24、长答案CD解析根据牛顿第二定律：a，则雨滴下落时，随速度的增加，加速度逐渐减小，则达到最大速率前，所有雨滴均做加速度减小的变加速运动，选项A错误；当a0时速度最大，则vm，则质量越大，最大速度越大，选项B错误，C正确；较小的雨滴在空中运动的最大速度较小，整个过程的平均速度较小，则在空中运动的时间较长，选项D正确7.如图所示，光滑水平面上，水平恒力F拉小车和木块一起做匀加速直线运动，小车质量为M，木块质量为m，它们的共同加速度为a，木块与小车间的动摩擦因数为.则在运动过程中()A木块受到的摩擦力大小一定为mgB木块受到的合力大小为(Mm)aC小车受到的摩擦力大小为D小车受到的合力大小为(Mm)a

25、答案C解析木块与小车共同加速，木块受到静摩擦力，由牛顿第二定律Ffma，A、B错误；小车受到的合外力为Ma，D错误；对小车和木块整体：F(Mm)a，对木块：Ffma，由牛顿第三定律得小车受到的摩擦力大小也为，C正确8.如图所示，水平放置的传送带以速度v2 m/s沿顺时针方向转动，现将一小物体轻轻地放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数0.2，g取10 m/s2.若A端与B端相距6 m，则物体由A到B的时间为()A2 s B2.5 s C3.5 s D4 s答案C解析物体放在传送带上，传送带对物体有向右的滑动摩擦力，使物体开始做匀加速直线运动，物体与传送带速度相等后滑动摩擦力消失，物体与传送

26、带以相同的速度做匀速直线运动根据牛顿第二定律得mgma，物体加速运动的加速度为ag2 m/s2，达到共同速度所用的时间t11 s，发生的位移x1t11 m，此后匀速运动的时间t22.5 s，到达B共用时间3.5 s，选项C正确能力题组9(2019北京市东城区上学期期末)如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37.一物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的vt图象如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2，则()A由图乙可知，01 s内物块受到的摩擦力大于12 s内的摩擦力B

27、摩擦力方向一直与物块运动的方向相反C物块与传送带间的动摩擦因数为D传送带底端到顶端的距离为11 m答案C解析由题图乙可知在01 s内物块的速度大于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿斜面向下，与物块运动的方向相反；12 s内，物块的速度小于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿斜面向上，与物块运动的方向相同，由于物块对传送带的压力相等，根据摩擦力公式FfFN可知两段时间内摩擦力大小相等，故选项A、B错误在01 s内物块的加速度为a m/s28 m/s2，根据牛顿第二定律得：(mgsin 37mgcos 37)ma，解得，故C正确；物块上升的位移大小等于vt图象所包围的面积大小，为：x1 m m1

28、0 m，所以传送带底端到顶端的距离为10 m，故D错误10(2019金华十校期末)如图所示，在某段平直的铁路上一列以324 km/h高速行驶的“和谐号”列车某时刻开始匀减速行驶，5 min后恰好停在某车站，并在该站停留5 min，随后匀加速驶离车站，经9 km后恢复原速324 km/h.求：(1)“和谐号”减速、加速时的加速度；(2)“和谐号”从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度大小答案(1)0.3 m/s20.45 m/s2(2)28.125 m/s解析(1)由a1，得a10.3 m/s2由v22a2x2，得a20.45 m/s2(2)由x1t1，得x113 500 m由x2t2，得t2

29、200 s由，得28.125 m/s11(2019江苏无锡市上学期期末)如图(a)所示，质量为m2 kg的物块以初速度v020 m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图(b)所示，g取10 m/s2.试求：(1)物块在04 s内的加速度a1的大小和48 s内的加速度a2的大小；(2)恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数；(3)8 s内恒力F所做的功答案(1)5 m/s22 m/s2(2)7 N0.15(3)168 J解析(1)由题图可知，04 s内，物块向右做匀减速直线运动，48 s内，物块向左做匀加速直线运

30、动；04 s内，a1 m/s25 m/s2，大小为5 m/s2，方向水平向左；48 s内，a2 m/s22 m/s2，大小为2 m/s2，方向水平向左；(2)根据牛顿第二定律，在04 s内恒力F与摩擦力同向：Fmgma148 s内恒力F与摩擦力反向：Fmgma2，解得：F7 N，0.15(3)根据图形的面积可得8 s内物块运动的位移大小为x(420) m(48) m24 m，方向水平向右，与恒力F方向相反，故恒力F做的功为W Fx724 J168 J.12(2019吉林吉林市友好学校联合体期末)如图甲所示，光滑平台右侧与一长为L10 m的水平木板相接，木板固定在地面上，现有一小滑块以初速度v0

31、10 m/s滑上木板，恰好滑到木板右端停止现让木板右端抬高，如图乙所示，使木板与水平地面的夹角37，让滑块以相同的初速度滑上木板，不计滑块滑上木板时的能量损失，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)滑块与木板之间的动摩擦因数；(2)滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t.答案(1)0.5(2)1 s解析(1)设滑块质量为m，木板水平时滑块的加速度大小为a，则对滑块有mgma滑块恰好到木板右端停止，故有0v2aL解得0.5(2)当木板倾斜，设滑块上滑时的加速度大小为a1，最大距离为s，上滑的时间为t1，有mgcos mgsin ma10v2a1s0v0a1t1由式，解得t11 s，s5 m设滑块下滑时的加速度为a2，下滑的时间为t2，有mgsin mgcos ma2sa2t由式解得t2 s滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间tt1t21 s.