专题02 力与直线运动（课件）-2025年高考物理二轮复习课件（新高考通用）

这是一份专题02 力与直线运动（课件）-2025年高考物理二轮复习课件（新高考通用），共60页。PPT课件主要包含了真题研析，核心精讲，命题预测，力与直线运动，题型一，题型二，牛顿运动定律及其应用，题型三，难点突破，考点1运动学图像等内容，欢迎下载使用。
匀变速直线运动规律及其应用
初速速为零的匀加速直线运动规律追及相遇问题求解运动学问题的基本思路解决匀变速直线运动的六种思想方法
运动学图像和动力学图像
动力学中的热点问题与模型
运动学图像动力学图像非常规图像题的解法图像问题的解题思路
两类基本动力学问题的求解步骤
瞬时类问题连接体问题等时圆模型临界值问题板块问题传动带问题
考点1 初速速为零的匀加速直线运动规律
——题型一 匀变速直线运动规律及其应用
考点2 追及相遇问题
基本物理模型：以甲车追乙车为例．无论v甲增大、减小或不变，只要v甲v乙，甲、乙的距离不断减小．基本思路：分析两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置解题关键：画出运动过程草图，列出两物体的位移关系（隐含时间等量关系）。临界问题关键：速度相等．它往往是物体间能否追上或两者距离最大、最小的临界条件，也是分析、判断问题的切入点
考点3 追及相遇问题
考点4 追及相遇问题
常用方法：图像法：在同一坐标系中画出两物体的运动图像．位移－时间图像的交点表示相遇，分析速度－时间图像时，应抓住速度相等时的“面积”关系找位移关系常见追及情景速度小者追速度大者：当二者速度相等时，二者距离最大．速度大者追速度小者(避免碰撞类问题)：二者速度相等是判断是否追上的临界条件，若此时追不上，二者之间的距离有最小值．
考点3 求解运动学问题的基本思路
如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,速度往往是各个阶段联系的纽带，即前过程的末速度是后过程的初速度.
考点4 解决匀变速直线运动的六种思想方法
基本公式法：描述匀变速直线运动的基本物理量涉及v0、v、a、x、t五个量,知道其中任何三个物理量就可以根据三个基本公式（ ）求出其他物理量。平均速度法： 适合解决不需要知道加速度的匀变速运动类问题比例法：对于初速速为零的匀加速直线运动，可利用其规律比例解题逆向思维法：对于末速度为零的匀减速运动，可以反向看成初速度为零的匀加速直线运动，并结合比例法求解推论法：利用匀变速直线运动的推论 或 ，解决已知相同时间内相邻位移的或相同时间内跨段位移的问题（如纸带类问题求加速度）图像法：利用v-t图像解决问题
1.(2024•广西•高考真题)如图，轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒，锥筒间距 d=0.9m，某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时t1=0.4s ，从2号锥筒运动到3号锥筒用时t2=0.5s 。求该同学（1）滑行的加速度大小；（2）最远能经过几号锥筒。
2.(2024•广西•高考真题)如图，轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒，锥筒间距 d=0.9m，某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时t1=0.4s ，从2号锥筒运动到3号锥筒用时t2=0.5s 。求该同学（1）滑行的加速度大小；（2）最远能经过几号锥筒。
故可知最远能经过4号锥筒。
4.(2024•广西•高考真题)如让质量为1kg的石块P1从足够高处自由下落， P1在下落的第1s末速度大小为v1 ，再将P1和质量为2kg的石块绑为一个整体P2 ，使P2从原高度自由下落， P2在下落的第1s末速度大小为v2，g取10m/s2，则（　　）[A] v1=5m/s [B] v1=10m/s [C] v2=15m/s [D] v2=30m/s
1.(2024•湖北•模拟预测)如图，竖直面内固定一大圆环④，小环套在光滑杆上，杆的上下两端分别固定在圆的顶点P和圆周Q点上。圆①②③④共用顶点P，半径之比为1∶2∶3∶4，它们把杆分成四段。小环从顶点P由静止开始沿杆自由下滑至Q点，则小环依次经过这四段的时间之比为（　　）[A] 12:6:4:3[B] [C] [D]
>>考向1 初速速为零的匀加速直线运动规律
2.(2025届高三上学期•广东肇庆•一模)港珠澳大桥海底隧道是世界上最长的公路沉管隧道，也是我国第一条外海沉管隧道，全长 6.7km，隧道限速90km/h，将沉管隧道简化为直线，t=0时刻，甲、乙两车同时由同一入口进入隧道，之后在隧道中运动的速度随时间变化的关系如图所示。则经过多长时间乙车在隧道中追上甲车（　　）[A] 5s[B] 10s[C] 12s[D] 20s
>>考向2 追及相遇问题
3.(2024•宁夏吴忠•一模)港某兴趣小组用频闪摄影的方法研究落体运动，实验中把一高中物理课本竖直放置，将一小钢球从与书上边沿等高处静止释放，整个下落过程的频闪照片如图所示，忽略空气阻力，结合实际，下列说法正确的是（　　）[A] 小钢球下落过程做匀速直线运动[B] 小钢球下落过程做变加速直线运动[C] 该频闪摄影的闪光频率约为10Hz[D] 该频闪摄影的闪光频率约为20Hz
>>考向3 自由落体及竖直上抛运动
4.(2024•安徽•模拟预测)一名司机在一条双向8车道的路口等红绿灯，车头距离斑马线A端还有L=4m，由于司机玩手机，绿灯亮后没有及时启动，后面的司机通过鸣笛后该司机才发现绿灯亮了，此时绿灯已经过了5秒，又经过3秒汽车才启动，汽车启动过程加速度为4m/s2，该路口限速70km/h。已知：本次绿灯总时长30秒，汽车的长度d=4m，斑马线AB和斑马线CD的宽度L2=3m，双向8车道BC的宽度L1=58m。为了计算方便70km/h=20m/s，试求：
>>考向4 匀变速运动的基本公式及应用
(1)若司机一直加速通过该路口，直到汽车完全驶过对面斑马线，请问司机能否在绿灯且没有超速情况下完全通过斑马线CD；
(2)若司机加速到最大速度后匀速通过该路口，直到汽车完全驶过对面斑马线，请问司机能否在绿灯且没有超速情况下完全通过斑马线CD；
——题型二 运动学图像和动力学图像
常见图像a－t图像：注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体的受力情况应用牛顿第二定律列方程求解．由Δv＝aΔt可知图像中图线与横轴所围面积表示速度变化量．F－t图像：结合物体受到的力，由牛顿第二定律求出加速度，分析每一段的运动情况．F－a图像：首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式，根据函数关系式结合图像，明确图像的斜率、截距或面积的意义，从而由图像给出的信息求出未知量．
考点3 非常规图像题的解法
基本思路：对于非常规图像（非x-t、v-t图），基本思路是结合图像横纵坐标，由运动学公式，推导出横纵坐标之间的函数关系表达式，进而结合函数表达式分析斜率、截距及面积的含义典型问题a－x图像：由 可得 ，可知图像中图线与横轴所 围面积表示速度平方变化量的一半 图像：由 可得 ，截距b为初速度v0，图像的 斜率k为 ． 图像：由 可得 ，纵截距表示加速度一半 ， 斜率表示初速度v0.
典型问题4）v2－x图像：由 可知 ，截距b为 ，图像斜率k为2a．5） 图像：由 可知图像中图线与横轴所围面积表示运动时间t.
考点4 图像问题的解题思路
1.(2024•福建•高考真题)如某公司在封闭公路上对一新型电动汽车进行直线加速和刹车性能测试，某次测试的速度一时间图像如图所示。已知0~3.0s和3.5~6.0s内图线为直线， 3.0~3.5s内图线为曲线，则该车（　　）[A] 在0~3.0s的平均速度为10m/s [B] 在3.0~6.0s做匀减速直线运动[C] 在0~3.0s内的位移比在3.0~6.0s内的大[D] 在0~3.0s的加速度大小比3.5~6.0s的小
2.(2023•广东•高考真题)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度 或加速度 随时间 变化的图像是（　　） [A] [B] [C] [D]
3.(2024•宁夏四川•高考真题)如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到a-m图像。重力加速度大小为g。在下列a-m图像中，可能正确的是（　　） [A] [B] [C] [D]
1.(2024•山东•一模)“笛音雷”是某些地区春节期间常放的一种鞭炮，其着火后一段时间内的速度—时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），其中t0时刻为“笛音雷”起飞时刻、DE段是斜率大小为重力加速度g的直线。不计空气阻力，则关于“笛音雷”的运动，下列说法正确的是（　　） A．“笛音雷”在t2时刻上升至最高点B．t3~t4时间内“笛音雷”做自由落体运动C．t0~t1时间内“笛音雷”的平均速度小于 D．t1~t2时间内“笛音雷”的加速度先减小后增大
>>考向1 运动学图像
2.(2024•安徽•模拟预测)下列四个图中是四个物体的a − t图像，初速度均为零，则哪个物体一段时间后会回到出发点（　　） [A] [B] [C] [D]
>>考向2 动力学图像
0 ~ 1 s内物体向正方向做匀加速运动；1 ~ 2 s内向正方向做匀减速运动；t = 2 s时，物体速度大小为零；物体一直向正方向运动，不会回到出发点
0 ~ 1 s内物体向正方向做匀加速运动；1 ~ 2 s内向正方向做匀减速运动；t = 2 s时，物体速度大小为零；2 ~ 3 s内物体加速度向负方向做匀加速运动；3 ~ 4 s内加速度向负方向做匀减速运动；t = 4 s时，物体速度大小为零；对称性可知物体会回到出发点
物体一直向正方向运动，不会回到出发点
3.(2024•吉林长春•一模)物体做直线运动时各物理量之间的关系可作出下列图像，图中x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间，下列说法正确的是（　） [A] 由图（a）可知，物体做匀速直线运动[B] 由图（b）可知，物体的加速度大小为5m/s2[C] 由图（c）可知，物体在前2s内的位移大小为4m[D] 由图（d）可知，物体在第2s末速度大小一定为3m/s
>>考向3 非常规图像
考点1 两类基本动力学问题的求解步骤
——题型三 牛顿运动定律及其应用
确定研究对象：根据问题需要和解题方便，选择某个物体或某几个物体组成的系统整体为研究对象.分析受力情况和运动情况：画好示意图、情景示意图，明确物体的运动性质和运动过程；选取正方向或建立坐标系：通常以初速度方向为正方向，若无初速度则以加速度的方向为某一坐标轴的正方向.确定题目类型：已知运动求力类问题→确定加速度 ：寻找题目中3个运动量（ ），根据运动学公式（ ）求解 已知力求运动类问题→确定合力 F合：若以物体只受到两个力作用，通常用合成法；若受到3个及3个以上的力，一般用正交分解法.求解F合。列方程求解剩下物理量：根据牛顿第二定律 或者 列方程求解，必要时对结果进行讨论
1.(2023•江苏•高考真题)滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（　　） [A] 受到的合力较小[B] 经过A点的动能较小[C] 在A、B之间的运动时间较短[D] 在A、B之间克服摩擦力做的功较小
1.(2024•陕西榆林•一模)“滑冰车”是我国北方冬季的一种娱乐活动之一。滑冰车时，人左右手各握一根冰钎斜向后下方插入冰面，冰面给的反作用力使人与冰车一起向前运动，如图所示。现有一同学由静止开始在水平冰面上滑冰车，两侧冰钎在插冰时平行且与水平冰面成53°角，与冰面作用1.0s后收起冰钎，人与冰车依靠惯性滑行16m后停止运动。已知人与冰车的总质量为64kg，冰钎的质量及空气阻力均可忽略不计，冰面对冰钎、冰车和人的作用力可视为恒力，且沿冰钎斜向上，冰车与冰面间的动摩擦因数为0.05，取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8， cs53°=0.6 。求：(1)收起冰钎后人与冰车的加速度大小a ；(2)人与冰车整个运动过程中的最大速度 vm；(3)两侧冰钎插冰时对冰面的合力大小。
>>考向1 两类基本动力学问题
(1)收起冰钎后人与冰车的加速度大小a ；(2)人与冰车整个运动过程中的最大速度 vm；
(3)两侧冰钎插冰时对冰面的合力大小。
——难点突破 动力学中的热点问题与模型
解题依据：当物体所受合外力发生变化时，加速度也随着发生变化，而物体运动的速度不能发生突变．两种基本模型的特点刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，形变恢复几乎不需要时间，故认为弹力可以立即改变或消失.弹簧(或橡皮绳)模型：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，在弹簧(或橡皮绳)的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变，往往可以看成是瞬间不变的.基本方法分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，明确各力大小.分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力、发生在被撤去物体接触面上的弹力都立即消失).求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度.
连接体：两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同运动状态的整体叫连接体.如几个物体叠放在一起，或并排放在一起，或用绳子、细杆等连在一起，在求解连接体问题时常用的方法为整体法与隔离法.常见类型物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度轻绳连接体：轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等．
常见类型轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度和加速度．弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速度、加速度相等．
方法：整体法与隔离法，正确选取研究对象是解题的关键.整体法：若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求系统内各物体之间的作用力,则可以把它们看作一个整体,根据牛顿第二定律,已知合外力则可求出加速度,已知加速度则可求出合外力.隔离法：若连接体内各物体的加速度不相同,则需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解.若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求物体之间的作用力,则可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力,即“先整体求加速度,后隔离求内力”
质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到圆环的最低点所用时间相等，如图甲所示；质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所示 ；两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等，如图丙所示．
考点4 临界值问题
临界、极值条件的标志有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点;若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点.“四种”典型临界条件接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离,临界条件是弹力FN=0.相对滑动的临界条件:两物体相接触且相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值.绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是张力FT=0.加速度变化时,速度达到最值的临界条件:加速度变为0.
解题方法极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，以达到正确解决问题的目的．假设法：临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题．数学法：将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件．4.解题思路认真审题，详细分析问题中变化的过程(包括分析整个过程中有几个阶段)；寻找过程中变化的物理量；探索物理量的变化规律；确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系．
模型概述：一个物体在另一个物体上，两者之间有相对运动.问题涉及两个物体、多个过程，两物体的运动速度、位移间有一定的关系. 解题关键点统一参考系：所有物理量和计算以地面作为参考系。临界点：当滑块与木板速度相同时，“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动)，因此速度相同是摩擦力突变的一个临界条件.解题方法明确各物体对地的运动和物体间的相对运动情况，确定物体间的摩擦力方向，.分别隔离两物体进行受力分析，准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变).物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口.求解中应注意联系两个过程的纽带，即每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.
常见的两种位移关系 滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板同向运动，则滑离木板的过程中滑块的位移与木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板相向运动，滑离木板时滑块的位移和木板的位移大小之和等于木板的长度.
传送带的基本类型 传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到其他地方，有水平传送带和倾斜传送带两种基本模型.传送带模型分析流程
类型水平传送带常见类型及滑块运动情况
类型倾斜传送带常见类型及滑块运动情况
1.(2024•湖南•高考真题)如图，质量分别为 4m、3m 、2m 、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（ ）[A] g，1.5g [B] 2g，1.5g [C] 2g， 0.5g[D] g， 0.5g
2.(2023•北京•高考真题)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1kg，细线能承受的最大拉力为2N。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] 1N[B] 2N[C] 4N[D] 5N
3.(2023•湖南•高考真题) (多选)如图，光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力 的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B两小球，两球用轻杆相连，A球靠在光滑左壁上，B球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为μ，杆与竖直方向的夹角为θ，杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）A．若B球受到的摩擦力为零，则F=2mgtan θ B．若推力F向左，且tan θ ≤ μ ，则 的最大值为2mgtan θ C．若推力F向左，且μ μ ，则 的范围为 4mg(2 μ-tan θ) ≤ F≤ 4mg(2 μ+tan θ)
A．若B球受到的摩擦力为零，则F=2mgtan θ B．若推力F向左，且tan θ ≤ μ ，则 的最大值为2mgtan θ C．若推力F向左，且μ μ ，则 的范围为 4mg(2 μ-tan θ) ≤ F≤ 4mg(2 μ+tan θ)
1.(2024•河南信阳•一模)如图所示，用两根轻绳a、b和轻弹簧c悬挂两个相同的小球，其中a绳与竖直方向夹角为30°，c弹簧水平，两小球静止，下列说法正确的是（　）[A] a绳的弹力是c弹簧弹力的 倍[B] 剪断a绳瞬间，2球的加速度为零[C] 剪断b绳瞬间，1球的加速度为零[D] 剪断b绳瞬间，2球的加速度大小为
>>考向1 瞬时问题
2.(2024•北京朝阳•模拟预测)质量为m1、m2的两个小物块用轻绳连接，绳跨过位于倾角为30°的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示。第一次， m1悬空， m2放在斜面底端，由静止释放后， m2从斜面底端运动到顶端的时间为t。第二次， m2悬空， m1放在斜面底端，由静止释放后， m1从斜面底端运动到顶端的时间为2t。则m1与m2的比值为（　　）[A] 3:2 [B] 4:3[C] 5:2[D] 5:3
>>考向2 连接体问题
3.(2024•湖南郴州•一模)如图所示，质量M=2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平推力 F=129N作用下沿水平面向右匀加速直线运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为μ1。这时铁箱内一个质量m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ1为0.25。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求：(1)木块对铁箱压力的大小。(2)铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为多大？
>>考向3 临界问题
4.(2024•陕西西安•一模)如图所示，质量为M（大小未知）的长木板静止在粗糙水平地面上，一个质量m=4kg的物块（可视为质点）在某一时刻以v0=6m/s的水平初速度从木板左端滑上木板，经t=2s时间后物块与木板达到共同速度。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与水平地面间的动摩擦因数μ2=0.05 ，重力加速度g=10m/s2。求：(1)物块滑上长木板达到共速前，物块与长木板各自的加速度大小；(2)长木板的质量M以及其最小长度d。
>>考向4 板块问题
5.(2025届高三上学期•云南•模拟预测)(多选)应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型，传送带始终保持v=0.4m/s的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，A、B间的距离为2m，g取10m/s2。旅客把行李（可视为质点）无初速度地放在A处，则下列说法正确的是（　　）A．开始时行李的加速度大小为4m/s2 B．行李经过5.1s到达B处C．行李到达B处时速度大小为0.4m/s D．行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m
>>考向5 传送带问题