高考物理二轮复习专题一力与运动二聚焦选择题考法力与直线运动讲义.docx
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高考物理二轮复习专题一力与运动二聚焦选择题考法力与直线运动讲义
高考研究
(二)聚焦选择题考法——力与直线运动
1.[多选](2016·全国Ⅰ卷T21)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其vt图象如图所示。
已知两车在t=3s时并排行驶,则( )
A.在t=1s时,甲车在乙车后
B.在t=0时,甲车在乙车前7.5m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
解析:
选BD 由题图知,甲车做初速度为0的匀加速直线运动,其加速度a甲=10m/s2。
乙车做初速度v0=10m/s、加速度a乙=5m/s2的匀加速直线运动。
3s内甲、乙车的位移分别为:
x甲=a甲t32=45m,x乙=v0t3+a乙t32=52.5m,由于t=3s时两车并排行驶,说明t=0时甲车在乙车前,Δx=x乙-x甲=7.5m,选项B正确;t=1s时,甲车的位移为5m,乙车的位移为12.5m,由于甲车的初始位置超前乙车7.5m,则t=1s时两车并排行驶,选项A、C错误;甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5m-12.5m=40m,选项D正确。
2.[多选](2016·全国Ⅰ卷T18)一质点做匀速直线运动。
现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( )
A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D.质点单位时间内速率的变化量总是不变
解析:
选BC 质点原来做匀速直线运动,说明所受合外力为0,当对其施加一恒力后,恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定,则质点可能做直线运动,也可能做曲线运动,但加速度的方向一定与该恒力的方向相同,选项B、C正确。
3.[多选](2016·全国Ⅱ卷T19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量。
两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关。
若它们下落相同的距离,则( )
A.甲球用的时间比乙球长
B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
解析:
选BD 设小球在下落过程中所受阻力F阻=kR,k为常数,R为小球半径,由牛顿第二定律可知:
mg-F阻=ma,由m=ρV=ρπR3知:
ρπR3g-kR=ρπR3a,即a=g-·,故知:
R越大,a越大,即下落过程中a甲>a乙,选项C错误;下落相同的距离,由h=at2知,a越大,t越小,选项A错误;由2ah=v2-v02知,v0=0,a越大,v越大,选项B正确;由W阻=-F阻h知,甲球克服阻力做的功更大一些,选项D正确。
4.[多选](2015·全国Ⅱ卷T20)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。
当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F。
不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( )
A.8 B.10 C.15 D.18
解析:
选BC 设该列车厢与P相连的部分为P部分,与Q相连的部分为Q部分。
设该列车厢有n节,Q部分为n1节,每节车厢质量为m,当加速度为a时,对Q有F=n1ma;当加速度为a时,对P有F=(n-n1)ma,联立得2n=5n1。
当n1=2,n1=4,n1=6时,n=5,n=10,n=15,由题中选项得该列车厢节数可能为10或15,选项B、C正确。
5.[多选](2015·全国Ⅰ卷T20)如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的vt图线如图(b)所示。
若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出( )
A.斜面的倾角
B.物块的质量
C.物块与斜面间的动摩擦因数
D.物块沿斜面向上滑行的最大高度
解析:
选ACD 由题图(b)可以求出物块上升过程中的加速度为a1=,下降过程中的加速度为a2=。
物块在上升和下降过程中,由牛顿第二定律得mgsinθ+f=ma1,mgsinθ-f=ma2,由以上各式可求得sinθ=,滑动摩擦力f=,而f=μFN=μmgcosθ,由以上分析可知,选项A、C正确;由vt图象中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离,可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度,选项D正确。
高考题型
典型试题
难度
1.运动学规律的应用
2016·全国Ⅰ卷T21
★★★
2.牛顿运动定律的应用
2016·全国Ⅰ卷T18
★★☆
2016·全国Ⅱ卷T19
★★★
2015·全国Ⅱ卷T20
★★★
3.运动图象与牛顿第二定律的综合
2015·全国Ⅰ卷T20
★★★
题型
(一)运动学规律的应用
高考定位:
常考题型,解题关键:
关键在于画图建情境,选择合理规律、公式解题
[必备知能]
1.记牢匀变速直线运动的“四类公式”
2.掌握处理匀变速直线运动的五种方法
[演练冲关]
1.(2018届高三·第一次全国大联考Ⅲ卷)一物块以一定的初速度沿足够长的光滑斜面底端向上滑出,从滑出至回到斜面底端的时间为6s,若在物块上滑的最大位移的一半处设置一垂直斜面的挡板,仍使该物块以相同的初速度在斜面底端向上滑出,物块撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反。
撞击所需时间不计,则这种情况下物块从上滑至回到斜面底端的总时间约为(不计空气阻力)( )
A.1.0sB.1.8s
C.2.0sD.2.6s
解析:
选B 将开始时物块的上滑过程分成位移相等的两段,设下面一段位移所用时间为t1,上面一段位移所用时间为t2,根据逆向思维可得t2∶t1=1∶(-1),由于是光滑的斜面,上升的过程做匀减速直线运动,下降的过程做匀加速直线运动,且加速度的大小、方向都不变,可知上升和下降的时间相等。
设从滑出至回到滑出点的时间为2t=6s。
物块撞击挡板后以原速度弹回(撞击所需时间不计),此时物块上滑和下滑的总时间t′=2t1且t1+t2=t=3s,由以上各式可得:
t′=≈0.6t=1.8s,故B正确。
2.(2017·广元模拟)如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移-时间图象,A质点的图象为直线,B质点的图象为过原点的抛物线,两图象交点C、D坐标如图。
下列说法正确的是( )
A.t1时刻B追上A,t2时刻A追上B
B.t1~t2时间段内B的平均速度小于A的平均速度
C.A做直线运动,B做曲线运动
D.两质点速度相等的时刻一定在t1~t2时间段内的某时刻
解析:
选D xt图象的交点表示同一时刻到达同一位置而相遇,由题图易知,t1时刻A追上B,t2时刻B追上A,故A错误;t1~t2时间段内,两质点通过的位移相等,则B的平均速度与A的平均速度相等,故B错误;xt图象只能描述直线运动,故C错误;因图线的切线的斜率代表质点的速度,故由题图可知两质点速度相等的时刻一定在t1~t2时间段内的某时刻,故D正确。
3.[多选](2017·湖北黄冈检测)如图所示是某物体做直线运动的v2x图象(其中v为速度,x为位置坐标),下列关于物体从x=0处运动至x0处的过程分析,其中正确的是( )
A.该物体做匀加速直线运动
B.该物体的加速度大小为
C.该物体在位移中点的速度大于v0
D.该物体在运动中间时刻的速度大于v0
解析:
选BC 根据v2=v02+2ax,对比题图可知,物体做匀减速直线运动,选项A错误;加速度大小为a=,选项B正确;该物体在位移中点时v2=v02,则v=>,选项C正确;物体做匀减速直线运动,初速度为v0,末速度为零,故物体在运动中间时刻的速度等于v0,选项D错误。
题型
(二)牛顿运动定律的应用
高考定位:
常考题型 解题关键:
重在恰当选取研究对象进行受力分析和运动 分析,以加速度为桥梁,灵活选择运动学公式,结合牛顿第二定律列方程求解
[典例示法]
[例1] [多选]如图所示,水平地面上叠放着A、B两物块。
F是作用在物块B上的水平恒力,物块A、B以相同的速度做匀速运动,若在运动中突然将F撤去,则此后A、B的运动可能是( )
A.A、B将仍以相同的速度做匀速运动
B.A、B做减速运动,A的加速度小于B的,A、B最终分离
C.A、B最终以共同的加速度做匀减速运动
D.A、B做减速运动,A的加速度大于B的,A、B最终分离
[解析] 因开始时A、B整体在力F作用下做匀速运动,则B与地面之间有摩擦力作用,故若在运动中突然将F撤去时,A、B不可能仍以相同的速度做匀速运动,选项A错误;若A、B接触面的动摩擦因数小于B与地面之间的动摩擦因数,则在运动中突然将F撤去,A、B做减速运动,根据牛顿第二定律可得,A的加速度小于B的加速度,A、B最终分离,选项B正确;若A、B接触面的动摩擦因数大于或等于B与地面之间的动摩擦因数,则在运动中突然将F撤去,A、B一起以共同的加速度做匀减速运动,选项C正确,D错误。
[答案] BC
叠加体模型一般分为无相对运动的叠加体模型和有相对运动的叠加体模型。
不论哪一种情况,解决问题所用的规律无外乎牛顿运动定律、运动学规律和能量守恒定律,需要注意的是运用整体法和隔离法对物体受力分析的技巧。
解决此类问题时,要认真分析物体在不同阶段的受力情况和运动情况,建立清晰的物理模型,然后根据物理规律列出方程求解,过程中尤其要注意联系叠加体之间的物理量(特别是摩擦力)的关系。
[演练冲关]
4.(2018届高三·第二次全国大联考Ⅱ卷)长途客运站的安检机中输送行李的水平传送带匀速转动,乘客把一袋面粉无初速度放在传送带上,面粉在出安检机之前已经和传送带相对静止,结果在传送带上留下了一段白色的径迹,对此分析正确的是( )
A.传送带的速度越大,径迹越长
B.面粉质量越大,径迹越长
C.动摩擦因数越大,径迹越长
D.释放的位置距离安检机越远,径迹越长
解析:
选A 面粉释放后没有初速度,相对传送带向后运动,摩擦力向前,面粉做匀加速运动,面粉速度和传送带速度相同后做匀速运动。
匀加速过程中加速度a=μg,初速度为0,末速度等于传送带速度v,所用时间t=,径迹的长度等于二者的相对位移,即vt-=,可知动摩擦因数越大,径迹越短,选项C错;径迹长度与释放位置和面粉质量无关,选项B、D错;传送带速度越大,径迹越长,选项A对。
5.(2018届高三·广东五校协作体联考)如图所示,在光滑的水平地面上并排放着3000个完全相同的球。
现用恒定水平推力F推第3000号球,并使所有球共同向右运动,则第2016号球与第2017号球间的作用力跟第1号球与第2号球间的作用力的比为( )
A.2016B.2017
C.D.
解析:
选A 以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:
F=3000ma,得:
a=;以第1~2016号球整体为研究对象,根据牛顿第二定律:
N1=2016ma,得:
N1=F;以第1号球为研究对象:
N2=ma=F;则第2016号球与第2017号球间的作用力跟第1号球与第2号球间的作用力的比为2016∶1,故A正确。
6.[多选](2017·南阳第一中学检测)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。
A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为。
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。
现对A施加一水平拉力F,则( )
A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F=μmg时,A的加速度为μg
C.当F>3μmg时,A相对B滑动
D.无论F为何值,B的加速度不会超过μg
解析:
选BCD A、B之间的最大静摩擦力
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- 高考 物理 二轮 复习 专题 一力 运动 聚焦 选择题 法力 直线运动 讲义