第3講運(yùn)動(dòng)和力（原卷版）

2024高考二輪復(fù)習(xí)二十五講第3講、運(yùn)動(dòng)和力第一部分織網(wǎng)點(diǎn)睛，綱舉目張1.科學(xué)素養(yǎng)2.牛頓運(yùn)動(dòng)定律內(nèi)涵與外延3.國(guó)際單位制物理量是通過(guò)描述自然規(guī)律的方程或定義新的物理量的方程而相互聯(lián)系的。因此，可以把少數(shù)幾個(gè)物理量作為相互獨(dú)立的，其他的物理量可以依據(jù)這幾個(gè)量來(lái)定義，或借方程表示出來(lái)。這少數(shù)幾個(gè)看作相互獨(dú)立的物理量，就叫做基本物理量，簡(jiǎn)稱為基本量。其余的可由基本量導(dǎo)出的物理量，叫做導(dǎo)出物理量，簡(jiǎn)稱為導(dǎo)出量。在國(guó)際單位制中共有七個(gè)基本量：長(zhǎng)度，質(zhì)量，時(shí)間，電流，熱力學(xué)溫度，物質(zhì)的量和發(fā)光強(qiáng)度。物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域中的其他的量，都可以由這七個(gè)基本量通過(guò)乘、除、微分或積分等數(shù)學(xué)運(yùn)算導(dǎo)出。七個(gè)基本單位：長(zhǎng)度m，時(shí)間s，質(zhì)量kg，熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文溫度）K，電流A，光強(qiáng)度cd（坎德拉），物質(zhì)的量mol其次部分實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，高考真題演練1．（2023年1月浙江選考）下列屬于國(guó)際單位制中基本單位符號(hào)的是（）A．JB．KC．WD．2.（2023高考全國(guó)甲卷）用水平拉力使質(zhì)量分別為m甲、m乙的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開(kāi)頭沿直線運(yùn)動(dòng)，兩物體與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲和μ乙。甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)后，所受拉力F與其加速度a的關(guān)系圖線如圖所示，由圖可知A.m甲＜m乙B.m甲＞m乙C.μ甲＜μ乙D.μ甲＞μ乙3.（2023高考湖南卷）如圖，光滑水平地面上有一質(zhì)量為的小車(chē)在水平推力的作用下加速運(yùn)動(dòng)。車(chē)廂內(nèi)有質(zhì)量均為的A、B兩小球，兩球用輕桿相連，A球靠在光滑左壁上，B球處在車(chē)廂水平底面上，且與底面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，桿與豎直方向的夾角為，桿與車(chē)廂始終保持相對(duì)靜止假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。下列說(shuō)法正確的是（）A.若B球受到的摩擦力為零，則B.若推力向左，且，則的最大值為C.若推力向左，且，則的最大值為D.若推力向右，且，則的范圍為4.（2023高考湖北卷）如圖所示，原長(zhǎng)為l的輕質(zhì)彈簧，一端固定在O點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為m的小球相連。小球套在豎直固定的粗糙桿上，與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。桿上M、N兩點(diǎn)與O點(diǎn)的距離均為l，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為，OP與桿垂直。當(dāng)小球置于桿上P點(diǎn)時(shí)恰好能保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g。小球以某一初速度從M點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，在此過(guò)程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。下列說(shuō)法正確的是（）A.彈簧的勁度系數(shù)為B.小球在P點(diǎn)下方處的加速度大小為C.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受到的摩擦力先變小再變大D.從M點(diǎn)到P點(diǎn)和從P點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受到的摩擦力做功相同5.（2023高考福建卷）甲、乙兩輛完全相同的小車(chē)均由靜止沿同一方向動(dòng)身做直線運(yùn)動(dòng)。以動(dòng)身時(shí)刻為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，甲車(chē)的速度—時(shí)間圖像如圖（a）所示，乙車(chē)所受合外力—時(shí)間圖像如圖（b）所示。則（）A.0~2s內(nèi)，甲車(chē)的加速度大小漸漸增大B.乙車(chē)在t=2s和t=6s時(shí)的速度相同C.2~6s內(nèi)，甲、乙兩車(chē)的位移不同D.t=8s時(shí)，甲、乙兩車(chē)的動(dòng)能不同6.（2023高考海南卷）如圖所示，有一固定的光滑圓弧軌道，半徑，一質(zhì)量為的小滑塊B從軌道頂端滑下，在其沖上長(zhǎng)木板C左端時(shí)，給木板一個(gè)與小滑塊相同的初速度，已知，B、C間動(dòng)摩擦因數(shù)，C與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，C右端有一個(gè)擋板，C長(zhǎng)為。求：（1）滑到的底端時(shí)對(duì)的壓力是多大？（2）若未與右端擋板碰撞，當(dāng)與地面保持相對(duì)靜止時(shí)，間因摩擦產(chǎn)生的熱量是多少？（3）在時(shí)，B與C右端擋板發(fā)生碰撞，且碰后粘在一起，求從滑上到最終停止所用時(shí)間。第三部分思路歸納，內(nèi)化方法1..動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)基本問(wèn)題（1）．貫徹一個(gè)解題思路（2）．理順兩類(lèi)基本問(wèn)題由因推果——已知物體的受力狀況，確定物體的運(yùn)動(dòng)狀況首先依據(jù)物體的受力確定物體的加速度，再依據(jù)加速度特點(diǎn)及加速度與速度的方向關(guān)系確定速度變化的規(guī)律由果溯因——已知物體的運(yùn)動(dòng)狀況，確定物體的受力狀況由物體的運(yùn)動(dòng)狀況，確定物體的加速度及其變化規(guī)律，再結(jié)合牛頓其次定律確定受力狀況（3）．解題的三個(gè)關(guān)注點(diǎn)(1)加速度是連接運(yùn)動(dòng)狀況和受力狀況的橋梁。(2)速度是不同運(yùn)動(dòng)過(guò)程聯(lián)系的紐帶。(3)不同運(yùn)動(dòng)過(guò)程物體受力狀況不同，加速度往往也不同。2.運(yùn)動(dòng)和力的四種典型臨界條件(1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力FN＝0。(2)相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對(duì)靜止時(shí)，常存在著靜摩擦力，則相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限度的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛的臨界條件是FT＝0。(4)加速度變化時(shí)，速度達(dá)到最值的臨界條件：當(dāng)加速度變?yōu)?時(shí)，物體的速度達(dá)到最大值或最小值。3.常見(jiàn)四類(lèi)動(dòng)力學(xué)圖像及解題方法v-t圖像依據(jù)圖像的斜率推斷加速度的大小和方向，進(jìn)而依據(jù)牛頓其次定律求解合外力F-a圖像首先要依據(jù)具體的物理情境，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后依據(jù)牛頓其次定律推導(dǎo)出兩個(gè)量間的函數(shù)關(guān)系式，依據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像，明確圖像的斜率、截距或面積的意義，從而由圖像給出的信息求出未知量a-t圖像要留意加速度的正負(fù)，正確分析每一段的運(yùn)動(dòng)狀況，然后結(jié)合物體受力狀況依據(jù)牛頓其次定律列方程F-t圖像要結(jié)合物體受到的力，依據(jù)牛頓其次定律求出加速度，分析每一時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)4.滑塊－木板模型（1）．模型概述：一個(gè)物體在另一個(gè)物體上，兩者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。問(wèn)題涉及兩個(gè)物體、多個(gè)過(guò)程，兩物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、速度、位移間有肯定的關(guān)系。（2）．兩種位移關(guān)系滑塊由木板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程中，若滑塊和木板同向運(yùn)動(dòng)，位移大小之差等于板長(zhǎng)；反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移大小之和等于板長(zhǎng)。設(shè)板長(zhǎng)為L(zhǎng)，滑塊位移大小為x1，木板位移大小為x2，同向運(yùn)動(dòng)時(shí)：L＝x1－x2，反向運(yùn)動(dòng)時(shí)：L＝x1＋x2。（3）解決板塊問(wèn)題的思維方法（4）滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))在木板上滑離的臨界條件類(lèi)型圖示臨界條件木板B帶動(dòng)滑塊A，滑塊恰好不從木板上滑下的臨界條件是滑塊恰好滑到木板左端時(shí)二者速度相等，則位移關(guān)系為xB＝xA＋L滑塊A帶動(dòng)木板B，滑塊恰好不從木板上滑下的臨界條件是滑塊恰好滑到木板右端時(shí)二者速度相等，則位移關(guān)系為xB＋L＝xA5.傳送帶問(wèn)題傳送帶的基本類(lèi)型一個(gè)物體以初速度v0(v0≥0)在另一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的物體上運(yùn)動(dòng)的力學(xué)系統(tǒng)可看成傳送帶模型。傳送帶模型按放置方向分為水平傳送帶和傾斜傳送帶兩種，如圖所示。（1）水平傳送帶(i)當(dāng)傳送帶水平轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)特殊留意摩擦力的突變和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。(ii)求解的關(guān)鍵在于對(duì)物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析推斷。靜摩擦力達(dá)到最大值，是物體恰好保持相對(duì)靜止的臨界狀態(tài)；滑動(dòng)摩擦力只存在于發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間，因此兩物體的速度相同時(shí)，滑動(dòng)摩擦力要發(fā)生突變(滑動(dòng)摩擦力變?yōu)榱慊蜃優(yōu)殪o摩擦力)。（2）．傾斜傳送帶(i)對(duì)于傾斜傳送帶，除了要留意摩擦力的突變和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化外，還要留意物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)與傳送帶傾角的關(guān)系。①若μ≥tanθ，且物體能與傳送帶共速，則共速后物體做勻速運(yùn)動(dòng)；②若μ<tanθ，且物體能與傳送帶共速，則共速后物體相對(duì)于傳送帶做勻變速運(yùn)動(dòng)。(ii)求解的關(guān)鍵在于依據(jù)物體和傳送帶之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀況，確定摩擦力的大小和方向。當(dāng)物體的速度與傳送帶的速度相等時(shí)，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變。（3）．傳送帶問(wèn)題的求解思路傳送帶問(wèn)題中臨界點(diǎn)的分析(1)在確定爭(zhēng)辯對(duì)象并進(jìn)行受力分析之后，首先判定摩擦力突變(含大小和方向)點(diǎn)，給運(yùn)動(dòng)分段。a．傳送帶傳送的物體所受摩擦力，不論是其大小的突變，還是其方向的突變，都發(fā)生在物體的速度與傳送帶速度相同的時(shí)刻。b．v物與v傳相同的時(shí)刻是運(yùn)動(dòng)分段的關(guān)鍵點(diǎn)。(2)判定運(yùn)動(dòng)中的速度變化(即相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和對(duì)地速度變化)的關(guān)鍵是v物與v傳的大小與方向，二者的大小和方向打算了此后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和狀態(tài)。(3)考慮傳送帶長(zhǎng)度——判定臨界之前是否滑出；物體與傳送帶共速以后物體是否肯定與傳送帶保持相對(duì)靜止做勻速運(yùn)動(dòng)。6.瞬時(shí)加速度問(wèn)題（1）兩類(lèi)模型（2）.在求解瞬時(shí)加速度時(shí)應(yīng)留意的問(wèn)題(i)物體的受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。(ii)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個(gè)積累的過(guò)程，不會(huì)發(fā)生突變。（3）求解瞬時(shí)加速度的步驟第四部分最新模擬集萃，提升應(yīng)試力量1．（2024南京零模）如圖所示，一傾角θ＝37°的足夠長(zhǎng)斜面固定在水平地面上。當(dāng)t＝0時(shí)，滑塊以初速度v0＝10m/s沿斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng)。已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列說(shuō)法正確的是（）A．滑塊始終做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B．t＝1s時(shí)，滑塊速度減為零，然后靜止在斜面上C．t＝s時(shí)，滑塊恰好又回到動(dòng)身點(diǎn)D．t＝3s時(shí)，滑塊的速度大小為20m/s2.（2024云南靖江重點(diǎn)高中期初測(cè)試）如圖所示甲、乙、丙、丁是游樂(lè)場(chǎng)中比較常見(jiàn)的過(guò)山車(chē)，甲、乙兩圖的軌道車(chē)在軌道的外側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，丙、丁兩圖的軌道車(chē)在軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，兩種過(guò)山車(chē)都有平安鎖(由上、下、側(cè)三個(gè)輪子組成)把軌道車(chē)套在了軌道上，四個(gè)圖中軌道的半徑都為R，下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖中，當(dāng)軌道車(chē)以肯定的速度通過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)，座椅肯定給人向上的力B.乙圖中，當(dāng)軌道車(chē)以肯定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，平安帶肯定給人向上的力C.丙圖中，當(dāng)軌道車(chē)以肯定的速度通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)，座椅肯定給人向上的力D.丁圖中，軌道車(chē)過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為3.（2024云南靖江重點(diǎn)高中期初測(cè)試）如圖，質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上，二者用一輕彈簧水平連接，兩滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力F拉動(dòng)P，使兩滑塊均做勻速運(yùn)動(dòng)；某時(shí)刻突然撤去該拉力，則從今刻開(kāi)頭到彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)之前（）A.P的加速度大小的最大值為B.Q的加速度大小的最大值為C.P的位移大小肯定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一時(shí)刻Q的速度大小4.（2024云南靖江重點(diǎn)高中期初測(cè)試）如圖所示，一個(gè)盛水的容器底部有一小孔。靜止時(shí)用手指堵住小孔不讓它漏水，假設(shè)容器在下述幾種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持平動(dòng)，且忽視空氣阻力，則（）A.容器自由下落時(shí)，小孔向下漏水B.將容器豎直向上拋出，容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔向下漏水；容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔不向下漏水C.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運(yùn)動(dòng)，還是向下運(yùn)動(dòng)，小孔都向下漏水D.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運(yùn)動(dòng)，還是向下運(yùn)動(dòng)，小孔都不向下漏水5.（2024江蘇揚(yáng)州期初測(cè)試）如圖1所示，足夠長(zhǎng)的木板B靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊A，滑塊A受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測(cè)出滑塊A的加速度a，得到如圖2所示的aF圖像，已知g取210m/s，則（）A.滑塊A的質(zhì)量為2kgB.木板B的質(zhì)量為6kgC.當(dāng)F12N時(shí)，木板B的加速度為24m/sD.滑塊A與木板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.46．（2024江蘇揚(yáng)州期初測(cè)試）一游客在峨眉山滑雪時(shí)，由靜止開(kāi)頭沿傾角為37°的山坡勻加速滑下。下滑過(guò)程中從A點(diǎn)開(kāi)頭給游客抓拍一張連續(xù)曝光的照片如圖所示。經(jīng)測(cè)量游客從起點(diǎn)到本次曝光的中間時(shí)刻的位移恰好是40m，已知本次攝影的曝光時(shí)間是0.2s，照片中虛影的長(zhǎng)度L相當(dāng)于實(shí)際長(zhǎng)度4m，g10m/s2，sin370.6，cos370.8，則下列結(jié)果不正確的是（A．運(yùn)動(dòng)員在曝光的中間時(shí)刻的速度為v020m/sB．運(yùn)動(dòng)員下滑的加速度為5.0m/s2C．滑雪板與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1/8D．滑雪板與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為3/87．（2024吉林重點(diǎn)高中質(zhì)檢）如圖所示，在靜止的小車(chē)上有一布滿液體的密閉容器，容器內(nèi)分別靜止著氣泡A、懸浮在液體中的物體B、沉底的金屬球C。當(dāng)小車(chē)帶著容器由靜止開(kāi)頭向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，三個(gè)小球的位置相對(duì)容器的運(yùn)動(dòng)狀況是（）A球不動(dòng)，B球向左，C球向右 B．A球向左，B球不動(dòng)，C球向右C．A球向右，B球不動(dòng)，C球向左 D．A球向左，B球向右，C球不動(dòng)8．（2024吉林重點(diǎn)高中質(zhì)檢）楊氏彈性模量是表征彈性限度內(nèi)物質(zhì)材料抗拉或抗壓力量的物理量，當(dāng)一條長(zhǎng)度為L(zhǎng)、橫截面面積為S的金屬絲在力F作用下伸長(zhǎng)時(shí)，叫應(yīng)力，叫應(yīng)變，應(yīng)力與應(yīng)變的比值即彈性模量，由以上信息可以推斷彈性模量的單位應(yīng)為（

）A． B． C． D．9．（2024吉林重點(diǎn)高中質(zhì)檢）如圖所示，質(zhì)量為的手機(jī)靜置在支架斜面上，斜面與水平面的夾角為，手機(jī)與接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為。下列說(shuō)法正確的是（）A．手持支架向上勻加速直線運(yùn)動(dòng)且手機(jī)與支架間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，手機(jī)受到的支持力與靜止時(shí)受到的支持力相等B．支架斜面對(duì)手機(jī)的摩擦力大小為，方向沿斜面對(duì)上C．支架對(duì)手機(jī)的作用力方向垂直于斜面對(duì)上，大小為D．手持支架向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)且手機(jī)與支架間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，手機(jī)可能不受摩擦力。10．（2024吉林重點(diǎn)高中質(zhì)檢）兩個(gè)質(zhì)量均為的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)（圖1）；若只將、間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧（圖2），其他不變。現(xiàn)突然快速剪斷兩圖中的輕繩，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間（設(shè)兩圖中小球的加速度大小分別為和，的加速度大小分別為和），則正確的是（）A．， B．，C．，D．11．（2024吉林重點(diǎn)高中質(zhì)檢）如圖所示為加速度測(cè)量?jī)x示意圖，與兩根完全相同的輕質(zhì)彈簧連接的小球穿在光滑的細(xì)鐵絲上，系統(tǒng)靜止時(shí)小球上的指針指在0刻度線處，當(dāng)測(cè)量?jī)x以大小為的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，指針偏離0刻度線的距離為4cm，若指針指在0刻度線左側(cè)6cm處，測(cè)量?jī)x運(yùn)動(dòng)的加速度為（），方向向左B．，方向向右C．，方向向左D．，方向向右12．（2024吉林重點(diǎn)高中質(zhì)檢）車(chē)廂頂部固定一滑輪，在跨過(guò)定滑輪繩子的兩端各系一個(gè)物體，質(zhì)量分別為m1、m2，且m2>m1，m2靜止在車(chē)廂底板上，當(dāng)車(chē)廂向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，m1、m2與車(chē)廂保持相對(duì)靜止，系m1的那段繩子與豎直方向夾角為θ，系m2的那段繩子保持豎直，如圖所示。繩子的質(zhì)量、滑輪與繩子的摩擦忽視不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（）A．車(chē)廂的加速度為gsinθB．車(chē)廂底板對(duì)m2的支持力為（m1+m2）gC．繩子中的張力大小為m1gcosθD．車(chē)廂底板對(duì)m2的摩擦力為m2gtanθ13．（2024吉林重點(diǎn)高中質(zhì)檢）如圖所示，在斜面上有四條光滑細(xì)桿，其中OA桿豎直放置，OB桿與OD桿等長(zhǎng)，OC桿與斜面垂直放置，每根桿上都套一個(gè)小滑環(huán)（圖中未畫(huà)出），四個(gè)環(huán)分別從O點(diǎn)由靜止釋放，沿OA、OB、OC、OD滑到斜面上所用的時(shí)間依次為。下列關(guān)系正確的是（） B． C． D．14.(2023甘肅2地期末聯(lián)考)下列各組儀器中，都可以用來(lái)測(cè)量國(guó)際單位制規(guī)定的三個(gè)力學(xué)基本物理量的是A.量筒、天平、秒表B.刻度尺、測(cè)力計(jì)、汽車(chē)速度計(jì)C.刻度尺、天平、秒表D.刻度尺、測(cè)力計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器15（2024吉林重點(diǎn)高中質(zhì)檢）如圖所示，靜止在水平地面上的木板（厚度不計(jì)）質(zhì)量為m1＝1kg，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.2，質(zhì)量為m2＝2kg且可看成質(zhì)點(diǎn)的小物塊與木板和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2＝0.4，以v0＝4m/s的水平速度從左端滑上木板，經(jīng)過(guò)t＝0.6