专题2.2 力与直线运动-2023届高考物理二、三轮复习总攻略（原卷版）

这是一份专题2.2 力与直线运动-2023届高考物理二、三轮复习总攻略（原卷版），共17页。试卷主要包含了2 力与直线运动，6 m，5 m，625 s等内容，欢迎下载使用。
目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc30404" 【突破高考题型】 PAGEREF _Tc30404 1
\l "_Tc19874" 题型一 匀变速直线运动规律的灵活应用 PAGEREF _Tc19874 1
\l "_Tc19860" 题型二 动力学两类基本问题 PAGEREF _Tc19860 4
\l "_Tc30027" 题型三 牛顿第二定律的综合应用 PAGEREF _Tc30027 6
\l "_Tc10224" 类型1 瞬时性问题 PAGEREF _Tc10224 6
\l "_Tc29016" 类型2 动力学中的临界极值问题 PAGEREF _Tc29016 7
\l "_Tc5385" 类型3 动力学中的图像问题 PAGEREF _Tc5385 8
\l "_Tc32367" 【专题突破练】 PAGEREF _Tc32367 10
【突破高考题型】
题型一 匀变速直线运动规律的灵活应用
一、匀变速直线运动的规律
1．掌握四类公式
2．明确符号法则
(1)匀变速直线运动的“四类公式”都是矢量式，应用时注意各物理量符号的确定。
(2)一般情况下，取初速度的方向为正方向。
二、运动图像的四点提醒
1．对于x­t图像，图线在纵轴上的截距表示t＝0时物体的位置；对于v­t和a­t图像，图线在纵轴上的截距并不表示t＝0时物体的位置。
2．在v­t图像中，两条图线的交点不表示两物体相遇，而是表示两者速度相同。
3．v­t图像中两条图线在坐标轴上的截距不同，不少同学误认为两物体的初始位置不同，位置是否相同应根据题中条件确定。
4．对于非常规图像，不要想当然地猜测图线的物理意义，要结合运动学公式和图像，找出函数表达式，进而确定斜率、截距等意义。
【例1】物体以一定的初速度从斜面底端A点冲上固定的光滑斜面，斜面总长度为l，到达斜面最高点C时速度恰好为零，如图所示，已知物体运动到距斜面底端eq \f(3,4)l处的B点时，所用时间为t，求物体从B滑到C所用的时间。
【内化方法】 解答匀变速直线运动问题的五种常用方法
【例2】甲、乙两货车在平直公路上从同一位置同向行驶，两车的v­t图像如图所示。则在0～4 s时间内( )
A．甲车做曲线运动
B．乙车一直在甲车的后方
C．甲车的平均速度小于6 m/s
D．乙车位移的大小为8 m
【内化方法】 解图像问题应做好“三看”“一注意”
三看：
(1)看清坐标轴所表示的物理量：明确因变量与自变量的制约关系，是运动学图像(v­t、x­t、a­t)，还是动力学图像(F­a、F­t、F­x)。
(2)看图线本身：识别两个相关量的变化趋势，进而分析具体的物理过程，尽量写出函数关系式。
(3)看交点、斜率和“面积”：明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的面积的物理意义。
一注意：
x­t图像和v­t图像描述的都是直线运动，而a­t图像描述的不一定是直线运动；在图像转换时，必须明确不同图像间相互联系的物理量，必要时还应根据运动规律写出两个图像所描述的物理量间的函数关系式进行分析和判断。
题型二 动力学两类基本问题
1．贯彻一个解题思路
2．理顺两类基本问题
3．解题的三个关注点
(1)加速度是连接运动情况和受力情况的桥梁。
(2)速度是不同运动过程联系的纽带。
(3)不同运动过程物体受力情况不同，加速度往往也不同。
【例1】俯式冰橇(Skeletn)又叫钢架雪车，是冬奥会的比赛项目之一。俯式冰橇的赛道可简化为长度为1 200 m、起点和终点高度差为120 m的斜坡。比赛时，出发信号灯亮起后，质量为M＝70 kg的运动员从起点开始，以F＝40 N、平行于赛道的恒力推动质量m＝40 kg的冰橇开始运动，8 s末迅速登上冰橇与冰橇一起沿直线运动直到终点。已知冰橇与赛道间的动摩擦因数μ＝0.05，设运动员登上冰橇前后冰橇速度不变，不计空气阻力，求：(g＝10 m/s2，取赛道倾角θ的sin θ＝eq \f(1,10)，cs θ＝1)
(1)出发后8 s内冰橇发生的位移；
(2)比赛中运动员的最大速度。
【解题指导】
【例2】. (2022·保定检测)小物块从一固定斜面底端以初速度v0冲上斜面，如图所示，已知小物块与斜面间动摩擦因数为0.5，斜面足够长，倾角为37°，重力加速度为g。则小物块在斜面上运动的时间为(cs 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)( )
A.eq \f(2v0,g) B.eq \f(3v0,g)
C．(eq \r(5)＋1)eq \f(v0,g) D．(eq \r(6)＋1)eq \f(v0,g)
题型三 牛顿第二定律的综合应用
类型1 瞬时性问题
【例1】[多选]如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端拴接质量为m的小球，小球放在倾角为30°的光滑固定斜面上，整体处于平衡状态时，弹簧与竖直方向成30°角，重力加速度为g，则( )
A．平衡时，斜面对小球的作用力大小为eq \f(\r(3),2)mg
B．若将斜面突然移走，则移走瞬间小球的加速度大小为eq \f(\r(3),2)g
C．若将弹簧剪断，则剪断的瞬间小球的加速度大小为eq \f(g,2)
D．若将弹簧换成原长相同但劲度系数更大的另一轻弹簧，系统重新达到平衡时，弹簧仍处于拉伸状态，此时斜面对小球的作用力变小
【方法总结】弹力是否突变的判断方法
(1)发生明显形变的物体，如：轻弹簧、橡皮筋，在两端都连有物体的情况下，弹力不能突变。
(2)发生微小形变的物体，如：轻绳、轻杆、桌面等，弹力可以突变。突变情况根据物体后面的运动状态来判断。
类型2 动力学中的临界极值问题
【例2】[多选](2022·西安联考)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μ1，B与地面间的动摩擦因数为μ2。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μ2＝eq \f(1,2)μ1且F＝eq \f(5,2)μ1mg时，A的加速度为eq \f(1,3)μ1g
B．当μ2＝eq \f(1,2)μ1且F＝4μ1mg时，A的加速度为eq \f(5,6)μ1g
C．当μ2＝eq \f(1,2)μ1时，B的加速度最大为eq \f(1,2)μ1g
D．当μ2＝eq \f(3,4)μ1时，无论F为何值B都不会运动
【例3】[多选](2022·开封质检)如图甲所示，水平面上有一倾角为θ的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球。斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和FN。若T­a图像如图乙所示，AB是直线，BC为曲线，重力加速度为g＝10 m/s2。则( )
A．a＝eq \f(40,3) m/s2时，FN＝0
B．小球质量m＝0.1 kg
C．斜面倾角θ的正切值为eq \f(3,4)
D．小球离开斜面之前，FN＝0.8＋0.06a(N)
【方法总结】四种典型临界条件
(1)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。
(2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，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。
(3)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FT＝0。
(4)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：当加速度变为0时，物体的速度达到最大值或最小值。
类型3 动力学中的图像问题
【例4】[多选](2022·合肥调研)如图甲所示，质量m＝1 kg、初速度v0＝6 m/s的物块受水平向左的恒力F作用，在粗糙的水平地面上从O点开始向右运动，O点为坐标原点。整个运动过程中物块速率的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，取g＝10 m/s2，下列说法中正确的是( )
A．t＝2 s时物块速度为零
B．t＝3 s时物块回到O点
C．恒力F大小为2 N
D．物块与水平面间的动摩擦因数为0.1
【例5】(2022·安徽名校联考)如图甲所示，一倾角θ＝37°的足够长斜面，将一质量为m＝1 kg的物体无初速度在斜面上释放，同时施加一沿斜面向上的拉力，拉力随时间变化的关系如图乙所示，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)，则下列说法正确的是( )
A．2 s末物体的速度是2.5 m/s
B．2 s末物体的速度是10 m/s
C．前16 s内物体发生的位移是15 m
D．前16 s内物体发生的位移是30 m
【方法总结】常见四类动力学图像及解题方法
【专题突破练】
1．(2022·山东临沂期中)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，总长为19.6 m。某汽车以5 m/s的速度匀速进入识别区，ETC用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，汽车又向前行驶了2 s司机发现自动栏杆没有抬起，于是紧急刹车，汽车恰好没有撞杆。已知司机的反应时间和汽车系统的反应时间之和为0.8 s。则刹车的加速度大小约为( )
m/s2 m/s2
m/s2 m/s2
2.(2022·浙江宁波模拟)如图所示是商场中的无轨小火车，已知小火车由若干节相同的车厢组成，车厢间的空隙不计，现有一位小朋友站在地面上保持静止与第一节车厢头部对齐，火车从静止开始启动做匀加速直线运动，下列说法正确的是( )
A．第4、5、6节车厢经过小朋友的时间之比为2∶eq \r(5)∶eq \r(6)
B．第4、5、6节车厢经过小朋友的时间之比为7∶9∶11
C．第4、5、6节车厢尾通过小朋友瞬间的速度之比为4∶5∶6
D．第4、5、6节车厢尾通过小朋友瞬间的速度之比为2∶eq \r(5)∶eq \r(6)
3．(2022·金华十校一模)2021年4月，大湾区庆祝建党100周年航空嘉年华活动在博罗举行，形式多样场面十分震撼。其中，一跳伞运动员做低空跳伞表演，如图所示，他离开悬停的飞机后做自由落体运动，当距离地面125 m时速度为45 m/s，此时打开降落伞，到达地面时速度减为5 m/s。若从打开降落伞直至落地前运动员做匀减速直线运动g取10 m/s2。下列说法中正确的是( )
A．运动员离开飞机时距地面的高度为327.5 m
B．运动员匀减速直线运动的加速度大小为8 m/s2
C．运动员匀减速直线运动的时间为5.625 s
D．运动员离开飞机后经过10.125 s到达地面
4.(2022·洛阳模拟)宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度的概念。加速度对时间的变化率称为急动度，其方向与加速度的变化方向相同。一质点从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．t＝3 s时的急动度和t＝5 s时的急动度等大反向
B．2～4 s内质点做减速运动
C．t＝6 s时质点速度大小等于7 m/s
D．0～6 s内质点速度方向不变
5．(2022·安徽八校联考)某同学为了研究物体下落过程的特点，设计了如下实验：将两本书A、B从高楼楼顶放手让其下落，两本书下落过程中没有翻转和分离，由于受到空气阻力的影响，其v­t图像如图所示，虚线在P点与速度图线相切，已知mA＝2 kg，mB＝2 kg，g＝10 m/s2。由图可知( )
A．0～2 s内A、B的平均速度等于4.5 m/s
B．t＝2 s时A、B受到空气阻力等于25 N
C．t＝2 s时A对B的压力等于16 N
D．下落过程中A对B的压力不变
6.(2022·麻城质检)如图所示，平滑曲线a、b分别是在平直公路上运动的汽车甲和乙的位置—时间(x­t)图像。下列说法正确的是( )
A．在t2时刻，两车运动的方向相反
B．在t1时刻，甲车的速度小于乙车的速度
C．在t1到t2这段时间内，乙车的路程大于甲车的路程
D．在t1到t2这段时间内，两车的平均速度相同
7.[多选](2022·淮北模拟)2019 年7月，C919大型客机在上海浦东机场完成了中、高速滑行试验。某次试验飞机在平直跑道上滑行，从着陆到停下来所用的时间为t，滑行的距离为x，滑行过程中的v­t图像如图所示，图线上C点的切线与AB平行，x、t0、t1、t为已知量。设飞机着陆滑行t0时的位置与终点的距离为x0，飞机着陆时的速度为v，则下列表达式正确的是( )
A．v>eq \f(2x,t) B．veq \f(xt1－t02,t2) D．x0