重難點02牛頓運動定律與直線運動

4命題趨勢

i.命題的情境主要來自生活生產(chǎn)和體育活動的與直線運動的問題。

2.命題的重難點集中在勻變速直線運動相關規(guī)律及公式的應用、運動圖象的分析。

3.命題形式既會單獨考查，又會與電磁學內容結合，旨在考查學生的綜合處理問題的能力。

4.題目類型多以選擇題和計算題為主，題目新穎，與生活實際聯(lián)系密切。

5.既有單物體單過程，又有多物體多過程，注意不同過程的受力分析的變化，運動狀態(tài)的變

化。

一重難詮釋

一、勻變速直線運動規(guī)律的應用

1.勻變速直線運動問題常用的六種解題方法

一I基本公式法11平均速度法I|Ax=ar|

常

用適用于初速度為零的勻加速直線運

方?I比例法F

法動或末速度為零的勻減速直線運動

一

勻減速直線運動可視為反方向的勻

T逆向思維法i

加速直線運動

—圖象法I------斜率、面積I

2.解題的基本步驟

畫過程示意圖|一|判斷運動性質IT選取正方向I-I選用公式列方程|朋|解方程并加以討論

3.涉及追及相遇問題的三點提醒

(1)緊抓“一圖三式”，即過程示意圖、時間關系式、速度關系式和位移關系式。

(2)審題應抓住題目中的關鍵字眼，充分挖掘題目中的隱含條件，如“剛好”“恰好”“最

多”“至少”等，往往對應一個臨界狀態(tài)，滿足相應的臨界條件。

(3)若被追趕的物體做勻減速運動，一定要注意追上前該物體是否已停止運動，最后還要

注意對解的討論分析。

二、牛頓運動定律的應用

1.兩類題型

應用牛頓運動定律的綜合性問題主要有：瞬時性問題、圖象問題。

2.兩個關鍵

(1)瞬時性問題注意“剛性體”力的“瞬變”與“彈性體”力的“漸變”。

(2)圖象問題注意把圖象與具體的題意、情境結合起來，應用物理規(guī)律列出與圖象對應的函數(shù)方程式,

進而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關系，以便對有關物理問題作出準確判斷。

3.兩種方法

(1)整體法與隔離法。

(2)正交分解法：一般沿加速度方向和垂直加速度方向進行分解，有時根據(jù)情況也可以把加速度進行正

交分解。

三、動力學中的綜合問題

如果不需要求物體之間的相互作用力，且連接體的各部分

整體法具有相同的加速度，一般采用整體法根據(jù)牛頓第二定律列

方程

如果需要求物體之間的相互作用力或對于加速度不同的連

隔離法

接體，一般采用隔離法根據(jù)牛頓第二定律列方程

(1)涉及滑輪的問題：若要求繩的拉力，一般都采用隔離

法.

(2)水平面上的連接體問題

①這類問題一般是連接體(系統(tǒng))中各物體保持相對靜止，

即具有相同的加速度.解題時，一般采用先整體后隔離的

常涉及的

方法.

三種問題類型

②建立直角坐標系時要考慮矢量正交分解越少越好的原則

或者正交分解力，或者正交分解加速度.

(3)斜面體與物體組成的連接體問題：當物體具有沿斜面方

向的加速度，而斜面體相對于地面靜止時，一般采用隔離

法分析

正確地選取研究對象是解題的首要環(huán)節(jié)，弄清各物體之間

解題關鍵哪些屬于連接體，哪些物體應該單獨分析，并分別確定它

們的加速度，然后根據(jù)牛頓運動定律列方程求解

重難通關練

(建議用時：30分鐘)

一、單選題

1.(2022?湖南長沙?長郡中學校考二模)甲、乙兩名運動員同時從泳池的兩端出發(fā)，在泳池里訓練，甲、

乙的速度一時間圖像分別如圖(。)、(b)所示，不計轉向的時間，兩人的運動均可視為質點的直線運動。

nv/(m-S-1)

4060t/s50：75t/s

A.兩人第一次相遇時處于泳池的正中間處

B.兩人前兩次相遇的時間間隔為20s

C.50s內兩人共相遇了2次

D.兩人第一次在泳池的兩端處相遇的時刻為r=75s

2.（2023?河北?校聯(lián)考模擬預測）如圖所示，質量M=3kg、傾角0=37。的斜面體靜止在粗糙水平地面上。

在斜面上疊放質量m=2kg的光滑楔形物塊，物塊在大小為19N的水平恒力尸作用下與斜面體恰好一起

向右運動。已知sin37°=0.6,cos370=0.8,取重力加速度g=10m/s?,則斜面體與水平地面間的動摩擦因

數(shù)為（）

A.0.10B.0.18C.0.25D.0.38

3.（2024?河南?統(tǒng)考模擬預測）如圖所示，傾角為30。的光滑斜面固定在水平面上，質量為優(yōu)的物塊在沿斜

面向上的恒力作用下由靜止開始運動，經(jīng)時間r后撤去恒力作用，再經(jīng)3f時間后物塊恰好返回起點。已知

重力加速度為g,則（）

_7

A.恒力的大小為了機?

O

撤去恒力時物塊的速度為巳gt

c.物塊返回起點時的速度大小為ggr

D.物塊沿斜面向上運動的最遠點與起點間的距離為言gt

4.（2023?山東濰坊?統(tǒng)考模擬預測）如圖甲所示，質量為m=lkg小球從固定斜面上的A點由靜止開始做加

速度大小為4的運動，小球在％=ls時刻與擋板碰撞，然后沿著斜面做加速度大小為的的運動，在f2=L25s

時刻到達C點，接著從C點運動到B點，到達B點的時刻為明以上過程的VT圖像如圖乙所示（%未

A.小球受到阻力的大小為4NB.斜面傾角的正弦值為0.5

C.%=3m/sD.人=顯史s

4

二、多選題

5.（2023上?湖南?高三統(tǒng)考階段練習）大霧天氣，有甲、乙兩輛車在同一平直路面上勻速行駛，甲車在前

乙車在后，甲車發(fā)現(xiàn)障礙物后開始剎車，為防止兩車相撞，經(jīng)2s后乙車也開始剎車，兩車的VY圖像如

圖所示，則（）

A.減速時，甲、乙兩車的加速度大小之比為2：1

B.0~10s內，甲、乙兩車的位移大小之比為50：77

C.若兩車恰好沒有相撞，f=0時兩車相距27m

D.若兩車恰好沒有相撞，V0時兩車相距28m

6.（2023?四川雅安?統(tǒng)考模擬預測）如圖所示，質量為根的長木板靜止放置在粗糙的水平地面上，質量也

為機的物塊（視為質點）靜止放置在長木板的最左端，長木板的上表面光滑，下表面與地面之間的動摩擦

因數(shù)為〃，現(xiàn)讓長木板與木塊瞬間同時獲得一個水平向右的速度為,經(jīng)過一段時間，長木板停止運動時木

塊正好從長木板的最右端脫離，重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.長木板在運動過程中的加速度大小為2〃g

B.長木板的運動時間為義

C.木塊從長木板的最右端脫離時，木塊的位移為

"g

D.長木板的長度為3

4〃g

三、解答題

7.（2023?云南昭通?統(tǒng)考模擬預測）如圖所示，傾角為37。的傾斜傳送帶以2m/s的速度沿逆時針方向勻速

轉動，傳送帶上、下兩端間的距離為3.2m。質量為5kg的長木板靜止在光滑水平面上，右端與傳送帶下端

靠近，質量為1kg的物塊輕放在傳送帶上端，由靜止開始沿傳送帶向下運動，物塊運動到傳送帶下端時，

無機械能損失地滑上長木板，物塊與傳送帶和長木板間的動摩擦因數(shù)均為0.5,重力加速度g取lOm/s。，

不計物塊的大小，物塊未滑離長木板，sin37。=0.6,cos37。=0.8。

求：

（1）物塊在傳送帶上運動的時間；

（2）物塊相對長木板運動的時間；

（3）長木板的最小長度。

8.彩虹滑道作為一種早地滑雪設備，因其多彩教麗的外形、危險性低且符合新時代環(huán)保理念吸引到越來

越多的游客。小孩坐在皮艇中被拉上滑道的過程可簡化成圖示模型。已知皮艇質量M=5kg,小孩質量

m=30kg,皮艇與滑道之間的動摩擦因數(shù)4=0」，小孩與皮艇之間的動摩擦因數(shù)〃2=。-8,現(xiàn)給皮艇一沿

滑道斜向上的恒力E，用時，=50s將皮艇和小孩拉至頂端，滑道長度L=250m,重力加速度取

g=10m/s2,滑道傾角8=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求：

（1）小孩所受摩擦力的大小和方向；

（2）拉力下的大小；

（3）只給小孩一個沿滑道斜向上的恒定拉力尸，求能將他們拉至頂端且不會相對滑動的廠取值范圍。

培優(yōu)爭分練

（建議用時：30分鐘）

一、單選題

1.（2023?四川成都?統(tǒng)考一模）如圖，沿水平直軌道運行的地鐵車廂內，有一拉環(huán)（可視為質點）用輕繩

與套于水平桿中的固定限位塊相連，某段時間內拉環(huán)與豎直方向夾角始終為0。已知限位塊、拉環(huán)質量分

別為V、m,重力加速度大小為g,則在該段時間內（）

A.輕繩拉力大小為/々

B.列車加速度大小為gsin9

C.列車一定水平向右做勻加速運動

D.水平桿對限位塊的作用力大小為（"+m）gtan，

2.無線充電寶可通過磁吸力吸附在手機背面，如圖甲所示為科創(chuàng)小組某同學手握手機（手不接觸充電

寶），利用手機軟件記錄豎直放置的手機及吸附的充電寶從靜止開始在豎直方向上的一次變速運動過程

（手機與充電寶始終相對靜止），記錄的加速度。隨時間/變化的圖像如圖乙所示（規(guī)定向上為正方向），

芍時刻充電寶速度為零，且最終處于靜止狀態(tài).已知手機的質量為0.3kg,無線充電寶質量為0.2kg,手機

與充電寶之間的動摩擦因數(shù)〃=0.5,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s,在該過程中

下列說法正確的是（）

A.充電寶在「與馬時刻所受的摩擦力方向相反

B.4時刻充電寶受的摩擦力大小為3.6N

C.充電寶受到的靜摩擦力的最大值為7.5N

D.充電寶與手機之間的吸引力大小至少為10N

二、多選題

3.（2023?四川德陽,統(tǒng)考一模）如圖（a）所示，在仁0時將一質量為0.1kg的滑塊輕放置于傳送帶的左

端，傳送帶在f=4s時因為突然斷電而做減速運動，從"0到減速停下的全程，傳送帶的v-f圖像如圖(b)

所示。已知傳送帶順時針運動，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.08,傳送帶兩輪間的距離足夠長，重力

加速度大小為10m/s2--下列關于滑塊說法正確的是()

Av/(m-s')

.8\

圖(a)圖(b)

A.滑塊先勻加速運動，后勻減速運動直至停止

B.滑塊從輕放上傳送帶至停下，所用的時間為6s

C.滑塊在傳送帶上留下的劃痕為28m

D.全程滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的熱量為2.24J

4.(2024?廣西貴港?統(tǒng)考模擬預測)如圖(a)所示，一質量為2kg的長木板靜置于粗糙水平面上，其上放

置一質量未知的小滑塊，且長木板與小滑塊之間接觸面粗糙。小滑塊受到水平拉力/作用時，用傳感器測

出小滑塊的加速度”與水平拉力廠的關系如圖(b)實線所示。已知地面與長木板的動摩擦因數(shù)為0.2,重

力加速度g=10m/s2,下列說法正確的是()

A.小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為0.6

B.當水平拉力增大時，小滑塊比長木板先相對地面發(fā)生滑動

C.小滑塊的質量為2kg

D.當水平拉力尸=12N時，長木板的加速度大小為2m/s?

三、解答題

5.如圖甲所示，質量機=2kg的物塊在平行斜面向上的拉力/作用下從靜止開始沿斜面向上運動，/=0.5s

時撤去拉力，利用速度傳感器得到其速度隨時間的變化關系圖像(VT圖像)如圖乙所示，g取lOm/s。，

求：

(1)O-ls內物塊的位移大小s和通過的路程乙；

(2)求斜面傾角a和拉力產(chǎn)的大小。

6.（2023?河南?校聯(lián)考模擬預測）如圖所示，一寬度為d的水平傳送帶以速度%向右勻速運動，在傳送帶

上方固定一光滑擋板，擋板與傳送帶邊界的夾角為?！，F(xiàn)將質量為機的物塊靜止放置在水平傳送帶

邊上的A點，當物塊相對于傳送帶靜止時恰好碰到擋板，物塊碰到擋板時，垂直于擋板方向的速度大小減

小為零，平行于擋板方向的速度大小不變，最終從傳送帶上的C點離開傳送帶。己知物塊與傳送帶之間的

動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度大小為g。求：

（1）物塊在傳送帶上運動的時間人

（2）物塊從A點運動到C點的過程中與傳送帶間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q。

7.（2023?陜西商洛,陜西省山陽中學?？家荒＃┤鐖D甲所示，質量為M的長木板靜止在粗糙水平地面上，

木板與水平面間的動摩擦因數(shù)〃?=005,一個質量根=3kg的物塊（可視為質點）在/=0時刻以％=3m/s

的水平初速度從木板左端滑上木板。在t=2s時，物塊與木板達到共同速度，此過程物塊的VT圖像為乙

圖中的線段p、q點的坐標分別為P（0,3）、4