1、第2講力與物體的直線運動1.(2014新課標全國卷，14)甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛。在t0到tt1的時間內，它們的vt圖象如圖1所示。在這段時間內()圖1答案AA.8 B.10 C.15 D.18答案BC3.(多選)(2015新課標全國卷，20)如圖2(a)，一物塊在t0時刻滑上一固定斜面，其運動的vt圖線如圖(b)所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出()A.斜面的傾角B.物塊的質量C.物塊與斜面間的動摩擦因數D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度圖2答案ACD4.(2014新課標全國卷，24)公路上行駛的兩汽車之間應保持一定的安全距離。當前車突然停止時，后車司機

2、可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內停下而不會與前車相碰。通常情況下，人的反應時間和汽車系統的反應時間之和為1 s。當汽車在晴天干燥瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時，安全距離為120 m。設雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數為晴天時的 。若要求安全距離仍為120 m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度。答案20 m/s5.(2014新課標全國卷，24)2012年10月，奧地利極限運動員菲利克斯鮑姆加特納乘氣球升至約39 km的高空后跳下，經過4分20秒到達距地面約1.5 km高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運動的多項世界紀錄。取重力加速度的大小g10 m/s2。(1) 若忽

3、略空氣阻力，求該運動員從靜止開始下落至1.5 km高度處所需的時間及其在此處速度的大小；(2) 實際上，物體在空氣中運動時會受到空氣的阻力，高速運動時所受阻力的大小可近似表示為fkv2 ，其中v為速率，k為阻力系數，其數值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關。已知該運動員在某段時間內高速下落的vt圖象如圖3所示。若該運動員和所帶裝備的總質量m100 kg，試估算該運動員在達到最大速度時所受阻力的阻力系數。(結果保留1位有效數字)圖3答案(1)87 s8.7102 m/s(2)0.008 kg/m6.(2015新課標全國卷，25)一長木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊；在木板右方有一墻

4、壁，木板右端與墻壁的距離為4.5 m，如圖4(a)所示。t0時刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運動，直至t1 s時木板與墻壁碰撞(碰撞時間極短)。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運動過程中小物塊始終未離開木板。已知碰撞后1 s時間內小物塊的vt圖線如圖(b)所示。木板的質量是小物塊質量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求：圖4(1)木板與地面間的動摩擦因數1及小物塊與木板間的動摩擦因數2；(2)木板的最小長度；(3)木板右端離墻壁的最終距離。答案(1)0.10.4(2)6 m(3)6.5 m圖5(1)在02 s時間內A和B加速度的大小；(2)A在B上總的運動時間。規定沿斜面

5、向下為正方向。設A和B的加速度分別為a1和a2，由牛頓第二定律得mgsin Ff1ma1mgsin Ff2Ff1ma2聯立式，并代入題給條件得a13 m/s2a21 m/s2(2)在t12 s時，設A和B的速度分別為v1和v2，則v1a1t16 m/sv2a2t12 m/s2 s后，設A和B的加速度分別為a1和a2。此時A與B之間摩擦力為零，同理可得a16 m/s2 a22 m/s2由于a20，可知B做減速運動。設經過時間t2，B的速度減為零，則有v2a2t20聯立式得t21 s答案(1)3 m/s21 m/s2(2)4 s主要題型：選擇題和計算題知識熱點(1)單獨命題勻變速直線運動的公式及應

6、用的考查。xt、vt、at、Ft等圖象問題的考查。牛頓運動定律的考查。(2)交匯命題考查利用vt圖象和牛頓第二定律解決物體運動的多過程及連接體問題。勻變速直線運動規律和牛頓運動定律綜合應用的考查。思想方法極限思想、逆向思維的思想、理想實驗的思想、分解的思想。比例法、圖象法、推論法、假設法、控制變量法、整體法、隔離法、合成法等。考向一運動圖象的應用核心知識(1)xt圖象和vt圖象描述的都是直線運動，而不是曲線運動。(2)xt圖象和vt圖象不表示物體運動的軌跡。(3)xt圖象中兩圖線的交點表示兩物體相遇，而vt圖象中兩圖線的交點表示兩物體速度相等。(4)vt圖象中，圖線與坐標軸圍成的面積表示位移；

7、而xt圖象中，圖線與坐標軸圍成的面積無實際意義。規律方法圖象問題要三看(1)看清坐標軸所表示的物理量明確因變量(縱軸表示的量)與自變量(橫軸表示的量)的制約關系。(2)看圖線本身識別兩個相關量的變化趨勢，從而分析具體的物理過程。(3)看交點、斜率和“面積” 明確圖線與圖線的交點、圖線與坐標軸的交點、圖線斜率、圖線與坐標軸圍成的面積的物理意義。1.如圖6所示，a、b分別為甲、乙兩物體在同一直線上運動時的位移與時間的關系圖線，其中a為過原點的傾斜直線，b為開口向下的拋物線。則下列說法正確的是()圖6A.物體乙始終沿正方向運動B.t1時刻甲、乙兩物體的位移相等、速度相等C.0t2時間內物體乙的平均速

8、度大于物體甲的平均速度D.t1到t2時間內兩物體的平均速度相同解析b圖線的斜率先為正值，后為負值，則物體乙的運動方向發生了變化，A錯誤；在t1時刻，兩物體的位移相等，但圖線a、b的斜率不相等，則兩物體的速度不相等，B錯誤；0t2時間內，兩物體的位移相等，運動時間相等，則兩物體的平均速度相同，C錯誤；t1t2時間內，兩物體的位移相等，運動時間相等，則兩物體的平均速度相同，D正確。答案D2.(2015重慶理綜，5)若貨物隨升降機運動的vt圖象如圖7所示(豎直向上為正)，則貨物受到升降機的支持力F與時間t關系的圖象可能是()圖7解析由vt圖象可知：過程為向下勻加速直線運動(加速度向下，失重，Fmg)

9、；過程為向上勻加速直線運動(加速度向上，超重，Fmg)；過程為向上勻速直線運動(處于平衡狀態，Fmg)；過程為向上勻減速直線運動(加速度向下，失重，Fmg)。綜合選項分析可知B選項正確。答案B3. (多選)質量相等的甲、乙兩物體在相同的恒定水平外力作用下由同一起跑線沿不同接觸面由靜止開始運動，兩物體的vt圖象如圖8所示，則()圖8A.t0后某時刻甲、乙兩物體位移相等B.0t0時間內，物體甲的中間時刻速度大于物體乙的平均速度C.t0時刻之前，物體甲受到的阻力總是大于物體乙受到的阻力D.t0時刻之前物體甲的位移總小于物體乙的位移解析由vt圖象知，0t0時間內乙的位移大于甲的位移，t0后某時刻甲、乙

10、兩物體位移相等，A、D正確；甲物體做勻加速直線運動，其中間時刻速度等于圖中三角形面積與t0之比，而物體乙的平均速度為圖線所圍面積與t0之比，顯然0t0時間內，物體甲的中間時刻速度小于物體乙的平均速度，B錯誤；由圖線的斜率意義知t0時刻之前物體乙的加速度先大于甲的加速度，后小于甲的加速度，由Ffma知，t0時刻之前，物體甲受到的阻力先大于物體乙受到的阻力，后小于乙受到的阻力，C錯誤。答案AD4.(多選)a、b兩車從同一地點在平直公路上沿同方向行駛，其vt圖象如圖9所示。則下列說法中正確的有()圖9A.tt1時，a、b兩車速度的大小相同、方向相反B.tt1時，a、b兩車的加速度大小相同，方向相反C

11、.tt1時，a、b兩車重新相遇D.0t1時間內，a車的位移是b車的位移的3倍解析由速度圖象可知，在t1時刻，兩圖線交點表示兩車速度相同，即大小相等、方向相同，A項錯誤；由速度圖象中兩圖線的斜率判斷可知兩車加速度的大小相同、方向相反，B項正確；0t1時刻，位移為圖線與坐標軸所圍面積，可知兩車位移比為31，C項錯誤，D項正確。答案BD解圖象類問題的關鍵：在于將圖象與物理過程對應起來，通過圖象的坐標軸、關鍵點、斜率、面積等信息，對運動過程進行分析，從而解決問題。考向二勻變速直線運動規律的應用核心知識規律方法1.(2015山東理綜，14)距地面高5 m的水平直軌道上A、B兩點相距2 m，在B點用細線懸

12、掛一小球，離地高度為h，如圖10所示。小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運動，經過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運動至B點時細線圖10被軋斷，最后兩球同時落地。不計空氣阻力，取重力加速度的大小g10 m/s2。可求得h等于()答案A2.2013年12月“嫦娥三號”在月球表面上的軟著陸為我們的月球旅行開辟了新航道。未來的某天，一位同學在月球上完成自由落體運動實驗，讓一個質量為2 kg的小球從一定的高度自由下落，測得小球在第5 s內的位移是7.2 m，此時小球還未落地，則()A.小球在前5 s內的位移是20 mB.小球在5 s末的速度是16.0 m/sC.月球表面的重力加速度大小

13、為3.6 m/s2D.小球在第5 s內的平均速度是3.6 m/s答案A3.春節放假期間，全國高速公路免費通行，小轎車可以不停車通過收費站，但要求小轎車通過收費站窗口前x09 m區間的速度不超過v06 m/s。現有甲、乙兩小轎車在收費站前平直公路上分別以v甲20 m/s和v乙34 m/s的速度勻速行駛，甲車在前，乙車在后。甲車司機發現正前方收費站，開始以大小為 a甲2 m/s2的加速度勻減速剎車。(1)甲車司機需在離收費站窗口至少多遠處開始剎車才不違章；(2)若甲車司機經剎車到達離收費站窗口前9 m處的速度恰好為6 m/s，乙車司機在發現甲車剎車時經t00.5 s的反應時間后開始以大小為a乙4

14、m/s2的加速度勻減速剎車。為避免兩車相撞，且乙車在收費站窗口前9 m區不超速。則在甲車司機開始剎車時，甲、乙兩車至少相距多遠？答案(1)100 m(2)66 m4.2015長沙市高考模擬考試(二)交管部門強行推出了“電子眼”，機動車擅自闖紅燈的現象大幅度減少。現有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，它們行駛的速度均為10 m/s。當兩車快要到一十字路時，甲車司機看到綠燈已轉換成了黃燈，于是緊急剎車(反應時間忽略不計)，乙車司機為了避免與甲車相撞也緊急剎車，但乙車司機反應較慢(反應時間為0.5 s)。已知甲車緊急剎車時制動力為車重的0.4倍，乙車緊急剎車制動力為車重的

15、0.5倍，求：(1)若甲司機看到黃燈時車頭距警戒線15 m。他采取上述措施能否避免闖紅燈？(2)為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，甲、乙兩車行駛過程中應保持多大距離？答案(1)能避免闖紅燈(2)2.5 m2.求解追及問題的技巧考向三牛頓運動定律的應用核心知識1.牛頓第二定律的表達式：F合ma。2.牛頓第二定律的“四性”。(1)矢量性：公式Fma是矢量式，F與a方向相同。(2)瞬時性：力與加速度同時產生，同時變化。(3)同體性：Fma中，F、m、a對應同一物體。(4)獨立性：分力產生的加速度相互獨立，與其他加速度無關。規律方法1.整體法和隔離法的優點及使用條件(1)整體法：優點：研究對象減少，忽

16、略物體之間的相互作用力，方程數減少，求解簡捷。條件：連接體中各物體具有共同的加速度。(2)隔離法：優點：易看清各個物體具體的受力情況。條件：當系統內各物體的加速度不同時，一般采用隔離法；求連接體內各物體間的相互作用力時必須用隔離法。2.兩類模型(1)剛性繩(或接觸面)不發生明顯形變就能產生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，其彈力立即消失，不需要形變恢復時間。(2)彈簧(或橡皮繩)兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點是形變量大，其形變恢復需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變。1.(多選)如圖11所示，物塊A、B質量相等，在恒力F作用下，在水平面上做勻加速直線

17、運動。若物塊與水平面間接觸面光滑，物塊A的加速度大小為a1，物塊A、B間的相互作用力大小為FN1；若物塊與水平面間接觸面粗糙，且物塊A、B與水平面間的動摩擦因數相同，物塊B的加速度大小為a2，物塊A、B間的相互作用力大小為FN2，則以下判斷正確的是()圖11A.a1a2 B.a1a2 C.FN1FN2 D.FN1F答案BCD2.(多選)(2015江蘇單科，6)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖12所示，以豎直向上為a的正方向，則人對地板的壓力()圖13A.t2 s時最大 B.t2 s時最小C.t8.5 s時最大 D.t8.5 s時最小解析由題圖知，在上升過程中，在0

18、4 s內，加速度方向向上，FNmgma，所以向上的加速度越大，電梯對人的支持力就越大，由牛頓第三定律可知，人對電梯的壓力就越大，故A正確，B錯誤；由題圖知，在710 s內加速度方向向下，由mgFNma知，向下的加速度越大，人對電梯的壓力就越小，故C錯誤，D正確。答案AD3.(多選)(2015海南單科，8)如圖13，物塊a、b和c的質量相同，a和b，b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細線懸掛于固定點O，整個系統處于靜止狀態。現將細線剪斷，將物塊a的加速度的大小記為a1，S1和S2相對于原長的伸長分別記為l1和l2，重力加速度大小為g。在剪斷的瞬間()圖14A.a13g B

19、.a10 C.l12l2 D.l1l2 答案AC4.(多選)(2015海南單科，9)如圖14，升降機內有一固定斜面，斜面上放一物塊。開始時，升降機做勻速運動，物塊相對于斜面勻速下滑。當升降機加速上升時()圖14A.物塊與斜面間的摩擦力減小B.物塊與斜面間的正壓力增大C.物塊相對于斜面減速下滑D.物塊相對于斜面勻速下滑解析當升降機加速上升時，物體有豎直向上的加速度，則物塊與斜面間的正壓力增大，根據滑動摩擦力公式FfFN可知物體與斜面間的摩擦力增大，故A錯誤，B正確；設斜面的傾角為，物體的質量為m，當勻速運動時有mgsin mgcos ，即sin cos 。當物體以加速度a向上加速運動時，有FNm

20、(ga)cos ，Ffm(ga)cos ，因為sin cos ，所以m(ga)sin m(ga)cos ，故物體仍相對斜面勻速下滑，C錯誤，D正確。答案BD考向四應用牛頓運動定律解多過程問題核心知識規律方法1.基本思路：受力分析和運動分析是解決問題的關鍵，而加速度是聯系力與運動的橋梁。基本思路如圖所示：2.常用方法(1)整體法與隔離法。(2)正交分解法。1.如圖15甲所示，為一傾角37的足夠長斜面，將一質量為m1 kg的物體無初速度在斜面上釋放，同時施加一沿斜面向上的拉力，拉力隨時間變化的關系圖象如圖乙所示，物體與斜面間的動摩擦因數0.25，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 37

21、0.8，求：圖15答案(1)5 m/s方向沿斜面向下(2)30 m方向沿斜面向下2.如圖16所示，某次滑雪訓練，運動員站在水平雪道上第一次利用滑雪杖對雪面的作用獲得水平推力F84 N而從靜止向前滑行，其作用時間為t11.0 s，撤除水平推力F后經過t22.0 s，他第二次利用滑雪杖對雪面的作用獲得同樣的水平推力，作用距離與第一次相同。已知該運動員連同裝備的總質量為m60 kg，在整個運動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為Ff12 N，求：(1)第一次利用滑雪杖對雪面作用獲得的速度大小及這段時間內的位移；(2)該運動員(可視為質點)第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。圖16答案(1)1.2 m/s0.6 m(2)5.2 m高頻考點二運動圖象與牛頓運動定律的綜合應用(12分)(2015江西七校聯考)如圖17甲所示，一長木板靜止在水平地面上，在t0時刻，一小物塊以一定速度從左端滑上長木板，以后長木板運動的vt圖象如圖乙所示。已知小物塊與長木板的質量均為m1 kg，小物塊與長木板間及長木