查補(bǔ)易混易錯02 力與物體的直線運動-2022年高考政治三輪沖刺過關(guān)（解析版）

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查補(bǔ)易混易錯02力與物體的直線運動

這部分知識是高中物理主干知識，每年每卷必考，以選擇題、實驗題和計算題的開出現(xiàn)，即使不單獨出題，也會整合在某些題目中進(jìn)行考查。

【真題展示·（2021·廣東卷）】算盤是我國古老的計算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導(dǎo)桿上滑動，使用前算珠需要歸零，如圖所示，水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置，甲靠邊框b，甲、乙相隔，乙與邊框a相隔，算珠與導(dǎo)桿間的動摩擦因數(shù)。現(xiàn)用手指將甲以的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大小為，方向不變，碰撞時間極短且不計，重力加速度g取。

（1）通過計算，判斷乙算珠能否滑動到邊框a；

（2）求甲算珠從撥出到停下所需的時間。

【答案】（1）能；（2）0.2s

【解析】

（1）由牛頓第二定律可得，甲乙滑動時均有：

則甲乙滑動時的加速度大小均為：

甲與乙碰前的速度v1，則：

解得：v1=0.3m/s

甲乙碰撞時由動量守恒定律：

解得碰后乙的速度：v3=0.2m/s

然后乙做減速運動，當(dāng)速度減為零時則：

可知乙恰好能滑到邊框a；

（2）甲與乙碰前運動的時間：

碰后甲運動的時間：

則甲運動的總時間為：

易錯點【01】汽車剎車問題

汽車剎車自由阻力，沒有動力。所以汽車剎車是一個勻減速運動的過程，當(dāng)速度為零時就會停止，之后不管多長時間都是靜止。所以我們應(yīng)該特別關(guān)注一下汽車從剎車到停止需要多長時間以及相對應(yīng)的位移。

易錯點【02】追及相遇問題

可概括為“一個臨界條件”“兩個關(guān)系”。

(1)一個臨界條件:速度相等。它往往是物體間能否追上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷問題的切入點。

(2)兩個關(guān)系:時間關(guān)系和位移關(guān)系,通過畫草圖找出兩物體運動的時間關(guān)系和位移關(guān)系是解題的突破口。

易錯點【03】混淆兩個圖像：

Ⅰ、直線運動x-t圖像

①勻速直線運動的x－t圖象是一條傾斜的直線，如圖1中圖線甲；

②勻變速直線運動的x－t圖象是一條拋物線，如圖線乙。

③若x－t圖象是一條平行于時間軸的直線，則表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖線丙。

Ⅱ、直線運動v-t圖像

①勻速直線運動的v－t圖象是與橫軸平行的直線，如圖中圖線甲。

②勻變速直線運動的v－t圖象是一條傾斜的直線，如圖線乙。

③若v－t圖象是曲線，不同點切線的斜率不同，表示物體做變加速運動。圖線丙表示物體的加速度逐漸變大，圖線丁表示物體的加速度逐漸減小。

易錯點【04】整體法和隔離法不會運用

1.求解各部分加速度都相同的連接體問題時，要優(yōu)先考慮整體法；如果還需要求物體之間的作用力，再用隔離法.求解連接體問題時，隨著研究對象的轉(zhuǎn)移，往往兩種方法交叉運用.一般的思路是先用其中一種方法求加速度，再用另一種方法求物體間的作用力或系統(tǒng)所受合力.無論運用整體法還是隔離法，解題的關(guān)鍵還是在于對研究對象進(jìn)行正確的受力分析.

2.當(dāng)物體各部分加速度相同且不涉及求內(nèi)力的情況，用整體法比較簡單；若涉及物體間相互作用力時必須用隔離法.整體法與隔離法在較為復(fù)雜的問題中常常需要有機(jī)地結(jié)合起來運用，這將會更快捷有效.

1.（2021·全國甲卷）如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角θ的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時間t將（）

A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大

【答案】D

【解析】

設(shè)PQ的水平距離為L，由運動學(xué)公式可知：

可得：

可知時，t有最小值，故當(dāng)從由30°逐漸增大至60°時下滑時間t先減小后增大。

故選D。

【易錯易錯分析】

⑴下滑教程中的加速度計算錯誤；⑵位移的表達(dá)式不合理，增大計算難度；⑶不能正確得出時間與角度之間的函數(shù)關(guān)系。

2.（2021·廣東卷）唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對直轅犁的優(yōu)勢之一是起土省力，設(shè)牛用大小相等的拉力F通過耕索分別拉兩種犁，F(xiàn)與豎直方向的夾角分別為和，，如圖所示，忽略耕索質(zhì)量，耕地過程中，下列說法正確的是（）

A.耕索對曲轅犁拉力的水平分力比對直轅犁的大

B.耕索對曲轅犁拉力的豎直分力比對直轅犁的大

C.曲轅犁勻速前進(jìn)時，耕索對犁的拉力小于犁對耕索的拉力

D.直轅犁加速前進(jìn)時，耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力

【答案】B

【解析】A．將拉力F正交分解如下圖所示

則在x方向可得出：Fx曲=Fsinα

Fx直=Fsinβ

在y方向可得出：Fy曲=Fcosα

Fy直=Fcosβ

由題知α<β則：sinα<sinβ

cosα>cosβ

則可得到：Fx曲<Fx直

Fy曲>Fy直

A錯誤、B正確；

CD．耕索對犁的拉力與犁對耕索的拉力是一對相互作用力，它們大小相等，方向相反，無論是加速還是勻速，則CD錯誤。

故選B。

【易錯易錯分析】①c對力F根據(jù)不會正交分解法進(jìn)行分解；②對牛頓第三定律理解得不透徹，不知道耕索對犁的拉力和犁對耕索的拉力是作用力和反作用力。

3、（2021·河北卷）如圖，一滑雪道由和兩段滑道組成，其中段傾角為，段水平，段和段由一小段光滑圓弧連接，一個質(zhì)量為的背包在滑道頂端A處由靜止滑下，若后質(zhì)量為的滑雪者從頂端以的初速度、的加速度勻加速追趕，恰好在坡底光滑圓弧的水平處追上背包并立即將其拎起，背包與滑道的動摩擦因數(shù)為，重力加速度取，，，忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背包的重心變化，求：

（1）滑道段的長度；

（2）滑雪者拎起背包時這一瞬間的速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

（1）設(shè)斜面長度為，背包質(zhì)量為，在斜面上滑行的加速度為，由牛頓第二定律有

解得

滑雪者質(zhì)量為，初速度為，加速度為，在斜面上滑行時間為，落后時間，則背包的滑行時間為，由運動學(xué)公式得

聯(lián)立解得

或

故可得

（2）背包和滑雪者到達(dá)水平軌道時的速度為、，有

滑雪者拎起背包的過程，系統(tǒng)在光滑水平面上外力為零，動量守恒，設(shè)共同速度為，有

解得

【易錯易錯分析】①求解背包的加速度出現(xiàn)錯誤；②滑雪者滑到底端的時間求解出現(xiàn)錯誤；③應(yīng)用動量守恒定律在求解水平軌道上的速度時出現(xiàn)錯誤。

4．（2021·廣東卷）賽龍舟是端午節(jié)的傳統(tǒng)活動。下列和圖像描述了五條相同的龍舟從同一起點線同時出發(fā)、沿長直河道劃向同一終點線的運動全過程，其中能反映龍舟甲與其它龍舟在途中出現(xiàn)船頭并齊的有（）

A．B．C．D．

【答案】BD

【解析】

A．此圖是速度圖像，由圖可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出現(xiàn)甲乙船頭并齊，故A錯誤；

B．此圖是速度圖像，由圖可知，開始丙的速度大，后來甲的速度大，速度圖像中圖像與橫軸圍成的面積表示位移，由圖可以判斷在中途甲、丙位移會相同，所以在中途甲丙船頭會并齊，故B正確；

C．此圖是位移圖像，由圖可知，丁一直運動在甲的前面，所以中途不可能出現(xiàn)甲丁船頭并齊，故C錯誤；

D．此圖是位移圖像，交點表示相遇，所以甲戊在中途船頭會齊，故D正確。

故選BD。

【易錯易錯分析】①在v-t圖像中不知道圖像與時間軸圍成的面積表示位移的大??；②不理解s-t圖像中的交點代表相遇。

5.（2021全國乙卷）水平地面上有一質(zhì)量為的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量為的物塊，如圖（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，其中、分別為、時刻F的大小。木板的加速度隨時間t的變化關(guān)系如圖（c）所示。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（）

A. B.

C. D.在時間段物塊與木板加速度相等

【答案】BCD

【解析】A．圖（c）可知，t1時滑塊木板一起剛在從水平滑動，此時滑塊與木板相對靜止，木板剛要滑動，此時以整體為對象有

A錯誤；

BC．圖（c）可知，t2滑塊與木板剛要發(fā)生相對滑動，以整體為對象，根據(jù)牛頓第二定律，有

以木板為對象，根據(jù)牛頓第二定律，有

解得

BC正確；

D．圖（c）可知，0~t2這段時間滑塊與木板相對靜止，所以有相同的加速度，D正確。

故選BCD。

【易錯易錯分析】①不會靈活選用整體法和隔離法，增大分析難度；②對物塊與木板之間的運動分析不清晰，不能判斷了0-t2時間段物塊與木板相對靜止導(dǎo)致計算錯誤。

6.（2019全國Ⅲ卷）如圖（a），物塊和木板疊放在實驗臺上，物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在實驗臺上的力傳感器相連，細(xì)繩水平．t=0時，木板開始受到水平外力F的作用，在t=4s時撤去外力．細(xì)繩對物塊的拉力f隨時間t變化的關(guān)系如圖（b）所示，木板的速度v與時間t的關(guān)系如圖（c）所示．木板與實驗臺之間的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s2．由題給數(shù)據(jù)可以得出

A.木板的質(zhì)量為1kg

B.2s~4s內(nèi)，力F的大小為0.4N

C.0~2s內(nèi)，力F的大小保持不變

D.物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2

【答案】AB

【解析】

結(jié)合兩圖像可判斷出0-2s物塊和木板還未發(fā)生相對滑動，它們之間的摩擦力為靜摩擦力，此過程力F等于f，故F在此過程中是變力，即C錯誤；

2-5s內(nèi)木板與物塊發(fā)生相對滑動，摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γ膳ｎD運動定律，對2-4s和4-5s列運動學(xué)方程，可解出質(zhì)量m為1kg，2-4s內(nèi)的力F為0.4N，故A、B正確；

由于不知道物塊的質(zhì)量，所以無法計算它們之間的動摩擦因數(shù)μ,故D錯誤.

【易錯易錯分析】①在分析木板質(zhì)量時選擇的時間段出現(xiàn)錯誤，從而計算出錯；②不會把圖（b）和圖（c）結(jié)合起來解決問題。

7、（2021·河南省鄭州市二模）有一種精神叫“女排精神”，中國女排能始終屹立在世界之顛，與她們科學(xué)而又刻苦的訓(xùn)練是分不開的。當(dāng)女排運動員進(jìn)行原地起跳攔網(wǎng)訓(xùn)練時，某質(zhì)量為60kg的運動員原地靜止站立（不起跳）雙手?jǐn)r網(wǎng)高度為2.10m，在訓(xùn)練中，該運動員先下蹲使重心下降0.5m，然后起跳（從開始上升到腳剛離地的過程），最后腳離地上升到最高點時雙手?jǐn)r網(wǎng)高度為2.90m。若運動員起跳過程視為勻加速直線運動，忽略空氣阻力影響，取g＝10m/s2，則（）

A.運動員起跳過程屬于失重狀態(tài)

B.起跳過程中加速度大小為16m/s2

C.從開始起跳到離地上升到最高點需要0.4s

D.起跳過程中運動員對地面的壓力為960N

【答案】B

【解析】

A．運動員起跳過程先向上加速后減速，則先超重后失重，選項A錯誤；

B．離地速度

起跳過程中加速度大小為

選項B正確；

C．從開始起跳到離地上升到最高點需要

選項C錯誤；

D．起跳過程中根據(jù)牛頓第二定律

運動員對地面的壓力為

根據(jù)牛頓第三定律可知，起跳過程中運動員對地面的壓力為1560N，選項D錯誤。

故選B。

8、（2021·湖南省衡陽市二模）如圖所示，2021個完全相同的小球通過完全相同的輕質(zhì)彈簧（在彈性限度內(nèi)）相連，在水平拉力F的作用下，一起沿水平面向右運動，設(shè)1和2之間彈簧的彈力為，2和3間彈簧的彈力為，……，2020和2021間彈簧的彈力為，則下列結(jié)論正確的是（）

A.若水平面光滑，從左到右每根彈簧長度之比為1：2：3：…：2020

B.若水平面光滑，

C.若水平面粗糙，的大小無法確定

D.若水平面粗糙，撤去F的瞬間，第2020號小球的加速度突然反向

【答案】B

【解析】

B．以整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得

F=2021ma

解得

以后面的第1、2、3…2020個小球為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得可知

…

則

F1-2：F2-3：……F2020-2021=1：2：3：……2020

故B正確；

A．由胡克定律知F=kx，結(jié)合A的分析可知從左到右每根彈簧伸長量之比為

x1-2：x2-3：……x2020-2021=1：2：3：……2020

但彈簧的長度之比不滿足1：2：3：…：2020，故A錯誤；

C．若水平面粗糙，設(shè)每個小球受的滑動摩擦力為f，則以整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得

F-2021f=2021ma′

解得

以后面的第1、2、3…2020個小球為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得可知

…

則

F′1-2：F′2-3：……F′2020-2021=1：2：3：……2020

故C錯誤；

D．若水平面粗糙，撤去F的瞬間，第2020號小球所受的兩邊彈簧的彈力以及摩擦力都不變，則加速度不變，選項D錯誤。

故選B。

9（2020全國Ⅰ卷）.我國自主研制了運-20重型運輸機(jī)。飛機(jī)獲得的升力大小F可用描寫，k為系數(shù)；v是飛機(jī)在平直跑道上的滑行速度，F(xiàn)與飛機(jī)所受重力相等時的v稱為飛機(jī)的起飛離地速度，已知飛機(jī)質(zhì)量為時，起飛離地速度為66m/s；裝載貨物后質(zhì)量為，裝載貨物前后起飛離地時的k值可視為不變。

（1）求飛機(jī)裝載貨物后的起飛離地速度；

（2）若該飛機(jī)裝載貨物后，從靜止開始勻加速滑行1521m起飛離地，求飛機(jī)在滑行過程中加速度的大小和所用的時間。

【答案】(1)；（2）2m/s2，

【解析】

（1）空載起飛時，升力正好等于重力：

滿載起飛時，升力正好等于重力：

由上兩式解得：

（2）滿載貨物的飛機(jī)做初速度為零的勻加速直線運動，所以

解得：

由加速的定義式變形得：

解得：

【易錯易錯分析】①求解v2時出現(xiàn)錯誤；②在計算飛機(jī)滑行過程中加速度的大小和所用時間時，運動學(xué)公式選擇不合適，增大計算難度。

10、（2021·山東省濟(jì)南市壓軸卷）在某路口，有按倒計時顯示的時間顯示燈．有一輛汽車在平直路面上正以36km/h的速度朝該路口停車線勻速前行，在車頭前端離停車線70m處司機(jī)看到前方綠燈剛好顯示“5”．交通規(guī)則規(guī)定：綠燈結(jié)束時車頭已越過停車線的汽車允許通過．

(1)若不考慮該路段的限速，司機(jī)的反應(yīng)時間為1s，司機(jī)想在剩余時間內(nèi)使汽車做勻加速直線運動以通過停車線，則汽車的加速度至少為多大？

(2)若該路段限速60km/h，司機(jī)的反應(yīng)時間為1s，司機(jī)反應(yīng)過來后汽車先以2m/s2的加速度沿直線加速3s，為了防止超速，司機(jī)在加速結(jié)束時立即踩剎車使汽車勻減速直行，結(jié)果車頭前端與停車線相齊時剛好停下，求剎車后汽車加速度的大小．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【答案】(1)2.5m/s2(2)6.1m/s2

【解析】

試題分析：（1）司機(jī)反應(yīng)時間內(nèi)做勻速直線運動的位移是：；

加速過程：

代入數(shù)據(jù)解得：

（2）汽車加速結(jié)束時通過的位移：

此時離停車線間距為：

此時速度為：

勻減速過程：

帶入數(shù)據(jù)解得：

11、（2021·北京市海淀區(qū)二模）如圖所示，運動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠(yuǎn)處的某個位置。按比賽規(guī)則，冰壺投出后，可以用毛刷在其滑行前方來回摩擦冰面，減小冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運動。將冰壺的運動簡化為直線運動且不考慮冰壺的轉(zhuǎn)動。已知未摩擦冰面時，冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)為0.02。重力加速度g取10m/s2。

（1）求冰壺投出后在冰面上滑行時加速度大小；

（2）運動員以3.6m/s的水平速度將冰壺投出，求冰壺能在冰面上滑行的時間；

（3）若運動員仍以3.6m/s的水平速度將冰壺投出，滑行一段距離后，其隊友在冰壺滑行前方摩擦冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉淼?0%。已知冰壺運動過程中，滑過被毛刷摩擦過的冰面長度為6m。這6m若是連續(xù)或間斷的，冰壺多滑行的距離Δs是否會發(fā)生變化？請說明你的觀點。

【答案】（1）0.2m/s2；（2）18s；（3）不會，理由見解析

【解析】

（1）冰壺投出后冰面上滑行時，根據(jù)牛頓第二定律

解得

（2）根據(jù)速度公式

解得

依據(jù)全程動能定理，不管這6m是連續(xù)還是間斷的，滑動摩擦力對冰壺做的負(fù)功是一樣多的，因此冰壺多滑行的距離Δs是不會發(fā)生變化的。

12（2020全國Ⅱ卷）.如圖，一豎直圓管質(zhì)量為M，下端距水平地面的高度為H，頂端塞有一質(zhì)量為m的小球。圓管由靜止自由下落，與地面發(fā)生多次彈性碰撞，且每次碰撞時間均極短；在運動過程中，管始終保持豎直。已知M=4m，球和管之間的滑動摩擦力大小為4mg,g為重力加速度的大小，不計空氣阻力。

（1）求管第一次與地面碰撞后的瞬間，管和球各自的加速度大?。?/p>

（2）管第一次落地彈起后，在上升過程中球沒有從管中滑出，求管上升的最大高度；

（3）管第二次落地彈起的上升過程中，球仍沒有從管中滑出，求圓管長度應(yīng)滿足的條件。

【答案】（1）a1=2g，a2=3g；（2）；（3）

【解析】（1）管第一次落地彈起的瞬間，小球仍然向下運動。設(shè)此時管的加速度大