1、专题二力与直线运动江苏卷考情导向考点考题考情匀变速直线运动规律的应用2015年T5考查匀变速直线运动位移时间关系式1本专题题型选择题、计算题均有，选择题以图象、牛顿运动定律简单应用为主，计算题则以运动学与牛顿运动定律的综合考查为主2本专题高考命题点集中在运动学的图象问题，动力学两类基本问题及匀变速直线运动规律与牛顿力学的综合应用运动图象问题2016年T5考查自由下落的小球再弹起的解析式，再分析图象的形状2014年T5考查匀变速直线运动位移速度公式的直接应用牛顿第二定律的应用2016年T9考查牛顿第二定律以及摩擦力的应用2016年T14考查连接体的运动，应用隔离法分别受力分析2015年T6考查加
2、速度时间图象的含义，知道超重和失重的特点2014年T8考查牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于运用隔离法和整体法2014年T15考查工件在传送带上的相对运动问题考点1| 匀变速直线运动规律的应用难度：中档 题型：选择题、计算题 五年1考(对应学生用书第5页)1(2015江苏高考T5)如图21所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5 s和2 s关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2 m/s2由静止加速到2 m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是() 【导学号：17214015】图21A关卡2B关卡3C关卡4 D关
3、卡5【解题关键】解此题抓住两点：(1)该同学先匀加速再匀速运动(2)该同学在关卡开启前若已到该关卡则被关卡挡住C同学加速到2 m/s时所用时间为t1，由v1at1，得t11 s，通过的位移x1at1 m，然后匀速前进的位移x2v1(tt1)8 m，因x1x29 m8 m，即这位同学已通过关卡2，距该关卡1 m，当关卡关闭t22 s时，此同学在关卡2、3之间通过了x3v1t24 m的位移，接着关卡放行t5 s，同学通过的位移x4v1t10 m，此时距离关卡4为x516 m(1410) m1 m，关卡关闭2 s，经过t305 s后关卡4最先挡住他前进1解决匀变速直线运动问题的四种常用方法2求解追及
4、问题的技巧考向1匀变速直线运动基本公式的应用1(2017如皋期末)目前我省交警部门开展的“车让人”活动深入人心，不遵守“车让人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚如图22所示，以8 m/s的速度匀速行驶的汽车即将通过路口，有一位老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线8 m该车减速时的加速度大小为5 m/s2则下列说法中正确的是()【导学号：17214016】图22A如果驾驶员立即刹车制动，则t2 s时，汽车车头离停车线的距离为2 mB如果在距停车线6 m处开始刹车制动，汽车车头能在停车线处停下C如果驾驶员的反应时间为04 s，汽车车头刚好能在停车线处停下D如果驾驶员的反应时间为02 s，
5、汽车车头刚好能在停车线处停下D汽车速度减为零所需的时间t0 s16 s，则2 s内的位移等于16 s内的位移，xt016 m64 m，此时离停车线的距离x(864) m16 m，故A错误；因为汽车速度减为零时的位移为64 m，大于6 m，可知汽车车头不能在停车线处停下，故B错误；若驾驶员的反应时间为04 s，则在反应时间内的位移xv0t804 m32 m，到停止时的位移x64 m32 m96 m，大于8 m，汽车车头不能在停车线处停下，故C错误；若驾驶员的反应时间为02 s，则在反应时间内的位移xv0t802 m16 m，到停止时的位移x64 m16 m8 m，汽车车头刚好能在停车线处停下，故
6、D正确考向2匀变速直线运动推论的应用2(2017苏锡常二模)战机在平直跑道上由静止开始做匀加速运动，经时间t达到起飞速度v，则它在时间t内的位移为() 【导学号：17214017】AvtBC2vt D不能确定B战机在平直跑道上由静止开始做匀加速运动，经时间t达到起飞速度v，则它在时间t内的位移为：x tt，故B正确，A、C、D错误考向3追及相遇问题3(2017普宁市模拟)1935年在苏联的一条直铁轨上，有一列火车因蒸气不足而停驶，驾驶员将货车厢甲留在现场，只拖着几节车厢向前面不远的车站开进，但他忘了将货车车厢刹好，以致货车厢在斜坡上以4 m/s的速度匀速后退，此时另一列火车乙正在以16 m/s
7、的速度向该货车厢驶来，驾驶技术相当好的驾驶员波尔西列夫立即刹车，紧接着加速倒退，结果恰好接住了货车厢甲，从而避免了相撞，设列车乙刹车过程和加速倒退过程均为匀变速直线运动，且加速度大小均为2 m/s2，求波尔西列夫发现货车厢甲向自己驶来而立即开始刹车时，两车相距多远？ 【导学号：17214018】图23【解析】当两车恰好不相撞时，速度相同取向右方向为正方向，则有对乙车：t s10 s在这段时间内，甲车的位移为x甲v甲t410 m40 m乙车的位移为x乙v0tat2 m60 m所以，波尔西列夫发现货车厢甲向自己驶来而立即开始刹车时，两车的距离Lx甲|x乙|100 m【答案】波尔西列夫发现货车厢甲向
8、自己驶来而立即开始刹车时，两车相距100 m考点2| 运动图象问题难度：中档 题型：选择题、计算题 五年2考(对应学生用书第6页)2(2016江苏高考T5)小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向下列速度v和位置x的关系图象中，能描述该过程的是() 【导学号：17214019】【解题关键】解此题要抓住以下两点：(1)小球与地面碰撞后回到原高度再次下落，说明小球的加速度为g(2)位置坐标x的正方向竖直向上，原点在地面A由题意知在运动过程中小球机械能守恒，设机械能为E，小球离地面高度为x时速度为v，则有mgxmv2E，
9、可变形为x，由此方程可知图线为开口向左、顶点在(，0)的抛物线，故选项A正确3(2014江苏高考T5)一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止下列速度v和位移x的关系图象中，能描述该过程的是()【导学号：17214020】A根据匀变速直线运动速度与位移的关系解题根据v2v2ax及v00得汽车做匀加速直线运动时的速度v，做匀减速直线运动时的速度v，根据数学知识知选项A正确1vt图象提供的信息2处理力学图象问题的思路(1)明确什么性质的图象，看纵横两轴表示的物理量(2)分析图线的意义，提取图象的关键信息(3)将物体的运动过程与图象对应起来(4)较复杂的图象，可通过列解析
10、式的方法进行判断考向1图象的选取4(2017扬州模拟)某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的vt图象不可能的是() 【导学号：17214021】ABCDC若斜面光滑，则物体先向上做匀减速直线运动，后向下做匀加速直线运动，整个过程中，由牛顿第二定律得：mgsin ma，得agsin ，加速度一定，vt图象的斜率一定，则A图是可能的，故A正确；若斜面粗糙，物体可能先向上做匀减速直线运动，后向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：上滑时有：mgsin mgcos ma上；下滑时有：mgsin mgcos ma下；可知上滑的加速度大于下滑的加速度，根据vt图象中图象的斜率等于
11、加速度，可知上滑时图象的斜率较大，则B图是可能的，C图不可能，故B正确，C错误；物体可能先向上做匀减速直线运动，后停在最高点，则D图是可能的，故D正确考向2图象的转换5(2017南京一模)如图24所示，E为斜面的中点，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一个小物体由顶端静止释放，沿斜面下滑到底端时速度为零小物体下滑过程中位移x、速度v、合力F、加速度a与时间t的关系如图所示以沿斜面向下为正方向，则下列图象中可能正确的是() 【导学号：17214022】图24ABCDB物体在光滑的斜面上做匀加速直线运动，位移时间图线的开口向上，然后做匀减速直线运动，故A错误；物体在前半段做匀加速直线运动，后半段做匀减速
12、直线运动，由于到达底端的速度为零，则前半段和后半段的平均速度相等，由位移相等，则在前半段和后半段的运动时间相等，故B正确；由B选项知，前半段和后半段的时间相等，匀加速直线运动的末速度等于匀减速直线运动的初速度，则匀加速和匀减速直线运动的加速度大小相等，方向相反，则合力大小相等，方向相反，故C、D错误考向3图象信息的应用6(2017徐州期中)甲、乙两物体从同一地点同时出发，其vt图象如图25所示下列说法正确的是() 【导学号：17214023】图25A两物体的加速度方向相同B前2 s内两物体的平均速度相等C前4 s内两物体的位移相等D第1 s末两物体相遇B在vt图象中，斜率代表加速度，故甲、乙的
13、加速度方向相反，故A错误；物体做匀变速直线运动，平均速度等于初末速度和的一半，故甲、乙的平均速度v m/s15 m/s，故B正确；在vt图象中，图线与时间轴所围面积为物体通过的位移，前4 s内，乙所围面积大于甲所围面积，故前4 s内两物体的位移不相等，故C错误；第1 s末两图线所围面积不同，故不可能相遇，故D错误7(2017徐州模拟)某人乘电梯下楼，在竖直下降的过程中，电梯速度的平方v2与下降的位移x的关系如图26所示，则人对地板的压力()【导学号：17214024】图26Ax1 m时大于人的重力Bx11 m时大于人的重力Cx21 m时大于人的重力Dx21 m时等于人的重力C根据v22ax可知
14、，图象的斜率表示加速度的2倍，则由图可知，x1 m时，加速度a11 m/s2；因电梯下降，故人的加速度向下，人处于失重状态，人对地板的压力小于人的重力，故A错误；x11 m时，加速度为零，故人对地板的压力等于人的重力，故B错误；x21 m时，加速度a2 m/s2 m/s2，负号说明加速度向上，故人处于超重状态，人对地板的压力大于人的重力，故C正确，D错误考点3| 牛顿第二定律的应用难度：较难 题型：选择题 五年5考(对应学生用书第7页)4(多选)(2016江苏高考T9)如图27所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过
15、程中()【导学号：17214025】图27A桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【解题关键】关键语句信息解读鱼缸最终没有滑出桌面鱼缸的初速度、末速度均为零鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等鱼缸加速的加速度与减速的加速度大小相等鱼缸所受滑动摩擦力大小不变BD鱼缸相对于桌布有向左运动的趋势，故应受到向右的摩擦力，选项A错误；由于鱼缸与桌布和桌面之间动摩擦因数相等，鱼缸在桌布上运动和在桌面上运动时加速度的大小相等，根据vat，鱼缸在桌布上和在桌面上的滑动时间相等，选项B正确；鱼缸与桌布之间的
16、摩擦力为滑动摩擦力，猫增大拉力，鱼缸所受的摩擦力不变，选项C错误；若猫减小拉力，鱼缸可能随桌布一起运动，而滑出桌面，选项D正确5(多选)(2015江苏高考T6)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图28所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()图28At2 s时最大Bt2 s时最小Ct85 s时最大 Dt85 s时最小AD人受重力mg和支持力FN的作用，由牛顿第二定律得FNmgma由牛顿第三定律得人对地板的压力FNFNmgma当t2 s时a有最大值，FN最大；当t85 s时，a有最小值，FN最小，选项A、D正确6(多选)(2014江苏高考T8)如图29所示，A、
17、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，B与地面间的动摩擦因数为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()【导学号：17214026】图29A当F3mg时，A相对B滑动D无论F为何值，B的加速度不会超过gBCD根据牛顿第二定律、力与运动的关系解题当0Fmg时，A、B皆静止；当mg3mg时，A相对B向右做加速运动，B相对地面也向右加速，选项A错误，选项C正确当Fmg时，A与B共同的加速度ag，选项B正确F较大时，取物块B为研究对象，物块B的加速度最大为a2g，选项D正确7(多选)(2014江苏高考T15)如图210所示，生产车间有两
18、个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为乙的宽度足够大，重力加速度为g图210(1)若乙的速度为v0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s；(2)若乙的速度为2v0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v；(3)保持乙的速度2v0不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率 【导学号：17214027】【解析】根据牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律、运动的合成与分解、能量守恒定
19、律解决问题小工件由传送带甲传到乙上时，考虑其运动的相对性知：(1)摩擦力与侧向的夹角为45侧向加速度大小：axgcos 45；在侧向上由匀变速直线运动规律知2axs0v，解得小工件侧向滑动距离s(2)设t0时刻摩擦力与侧向的夹角为，侧向、纵向加速度的大小分别为ax、ay，则tan ，很小的t时间内，侧向、纵向的速度增量vxaxt，vyayt解得tan 且由题意知tan 则tan 所以摩擦力方向保持不变则当vx0时，vy0，即工件停止侧向滑动时的速度为v2v0(3)工件在乙上滑动时侧向位移为x，沿乙方向的纵向位移为y，由题意知：axgcos ，aygsin 由匀变速运动规律知在侧向上：2axx0
20、v在纵向上：2ayy(2v0)20工件滑动时间：t乙前进的距离：y12v0t工件相对乙的位移：L则系统摩擦生热：QmgL电动机做功：Wm(2v0)2mvQ由，解得电动机的平均输出功率为：【答案】(1)(2)2v0(3)8(2013江苏高考T14)如图211所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g图211(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小； (3)本实验中，m105 kg，
21、m201 kg，02，砝码与纸板左端的距离d01 m，取g10 m/s2若砝码移动的距离超过l0002 m，人眼就能感知为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？ 【导学号：17214028】【解析】(1)砝码对纸板的摩擦力f1m1g，桌面对纸板的摩擦力f2(m1m2)gff1f2，解得f(2m1m2)g(2)设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则f1m1a1，Ff1f2m2a2发生相对运动a2a1，解得F2(m1m2)g(3)纸板抽出前，砝码运动的距离x1a1t纸板运动的距离dx1a2t纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离x2a3tlx1x2由题意知a1a3，a1t1a3t2解得F2m1(
22、1)m2g代入数据得F224 N【答案】(1)(2m1m2)g(2)F2(m1m2)g(3)224 N1牛顿第二定律应用的三点注意(1)瞬时问题要注意绳、杆弹力和弹簧弹力的区别，前者能突变后者不能(2)连接体问题要充分利用“加速度相等”这一条件或题中特定条件，交替使用隔离法与整体法(3)两类动力学基本问题的解决关键是运动分析、受力分析，充分利用加速度“桥梁”作用2用运动学公式和牛顿第二定律解题的步骤考向1瞬时加速度的分析与计算8(2017徐州一模)如图212所示，用两根细线AC和BD悬挂一薄板下列说法正确的是()图212A薄板的重心一定在AC和BD的延长线交点处BBD的拉力大于AC的拉力C剪断
23、BD瞬间，薄板的加速度方向一定沿BD斜向下D若保持AC位置不变，缓慢移动BD至竖直方向，则AC的拉力一直减小D薄板受到重力、AC细线的拉力和BD细线的拉力三个力作用，三个力不平行，平衡时力所在的直线交于一点，所以薄板的重心一定在通过AC和BD延长线的交点的竖直线上，但不一定在AC和BD的延长线交点处，故A错误；根据水平方向受力平衡可得：TBDsin 60TACsin 45，可得TBDTAC，故B错误；剪断BD瞬间，薄板的速度为零，向心力为零，合力等于重力垂直于AC向下的分力，所以此瞬间，板的加速度方向一定垂直于AC方向向下，而不是沿BD斜向下，故C错误；若保持AC位置不变，缓慢移动BD至竖直方
24、向，作出三个不同位置板的受力合成图，AC的拉力T和BD拉力F的合力与重力G总等大反向，T一直减小，故D正确考向2连接体问题9(2017徐州二模)如图213所示，质量为m2的物块B放置在光滑水平桌面上，其上放置质量为m1的物块A，A通过跨过光滑定滑轮的细线与质量为M的物块C连接释放C，A和B一起以加速度a从静止开始运动，已知A、B间动摩擦因数为1，则细线中的拉力大小为()图213AMgBMgMaC(m1m2)a Dm1a1m1gC以C为研究对象，则MgTMa，解得TMgMa，故A、B错误；以A、B为整体，根据牛顿第二定律可知T(m1m2)a，故C正确；A、B间为静摩擦力，对B根据牛顿第二定律可知
25、，fm2a，对A可知Tfm1a联立解得Tm1am2a，故D错误考向3动力学的两类基本问题10(2017泰州三模)如图214甲所示，长木板B静置于光滑水平面上，其上放置物块A，木板B受到水平拉力F作用时，其加速度a与拉力F的关系图象如图214乙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A的质量为()甲乙图214A4 kg B3 kgC2 kg D1 kgB设A、B的质量分别为m和M当F4 N时，加速度为：a1 m/s2，对整体分析，由牛顿第二定律有：F(Mm)a代入数据解得：Mm4 kg当F4 N时，A、B发生相对滑动，对B，根据牛顿第二定律得：aF知aF图线的斜率 k1，解得：M1 kg，所以
26、A的质量为：m3 kg故B正确，A、C、D错误11如图215所示为一滑草场某条滑道的侧面图，由高均为h、与水平面倾角分别为45和37的两段直滑道组成一辆滑草车由静止开始从上滑道顶端处滑下，不计车在滑道交接处的能量损失已知滑草车与上、下滑道草地之间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，sin 3706，cos 3708，计算结果请用、h和g表示图215(1)求滑草车在下滑道上运动的加速度；(2)求滑草车在整个运动过程中最大速度的大小；(3)如果，请通过计算来判断滑草车能否到达下段滑道的最底端 【导学号：17214029】【解析】(1)根据牛顿第二定律F合ma得：滑草车在下滑道上有：mgsin 37m
27、gcos 37ma解得：a(0608)g(2)滑草车通过上滑道末端时速度最大由动能定理得：mghmgcos 45mv解得最大速度 vm(3)根据动能定理W合Ek得：对全过程：2mghmgcos 45mgcos 37mv2解得：v0说明滑草车刚好到达下段滑道的最底端【答案】(1)滑草车在下段滑道上运动的加速度是(0608)g(2)滑草车在整个运动过程中最大速度的大小是(3)见解析考向4动力学中的临界、极值问题12(2017南京四模)远距离运输鸡蛋时，为减少颠簸引起的破裂损失，通常将鸡蛋放置在如图216所示的泡沫槽内设一只鸡蛋质量为m，蛋壳能承受最大压力是F0，已知当地的重力加速度为g，为保证汽车
28、在水平路面行驶时鸡蛋不致于损坏，汽车的刹车加速度不能超过()【导学号：17214030】图216Ag BgC DC对鸡蛋进行受力分析，受到重力和泡沫槽的支持力两个力的作用，根据牛顿第二定律，有：ma解得：a，选项C正确，A、B、D错误规范练高分| 动力学中多过程问题(对应学生用书第10页)典题在线(2015全国卷T25)(20分)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害某地有一倾角为37(sin 37)的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A(含有大量泥土)，A和B均处于静止状态，如图217所示假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑
29、块)，在极短时间内，A、B间的动摩擦因数1减小为，B、C间的动摩擦因数2减小为05，A、B开始运动， 此时刻为计时起点；在第2 s末，B的上表面突然变为光滑，2保持不变已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l27_m，C足够长设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度大小g10 m/s2求：图217(1)在02_s时间内A和B加速度的大小；(2)A在B上总的运动时间信息解读摩擦因数突变，A与B会相对滑动，分别隔离A、B进行受力分析A与B、B与C相对运动情况发生变化，重新分别隔离A、B进行受力分析A与B的相对位移为27 m隔离法进行受力分析，由牛顿第二定律求加速度整个过程中A在B上的运动，分段受力研
30、究A、B的运动特点考生抽样阅卷点评点评内容点评1在对物体B受力分析时出现漏力现象，造成加速a2的计算错误在(1)问中，只有方程得分点评2由于第(1)问中加速度a2的错误，造成第(2)问中v2计算错误方程得分，方程不得分点评32 s末B上表面光滑，A的加速度分析正确，而B的加速度错误，造成A和B相对运动的判断出现错误，方程可得分，方程及结果不得分规范解答【解析】(1)在02 s时间内，A和B的受力如图所示，其中f1、N1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小，f2、N2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得f11N1(1分)N1mgcos (1分)f22N2
31、(1分)N2N1mgcos (1分)规定沿斜面向下为正设A和B的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得mgsin f1ma1(1分)mgsin f2f1ma2(1分)N1N1f1f1联立式，并代入题给数据得a13 m/s2(1分)a21 m/s2(1分)(2)在t12 s时，设A和B的速度分别为v1和v2，则v1a1t16 m/s(1分)v2a2t12 m/s(1分)tt1时，设A和B的加速度分别为a1和a2此时A与B之间的摩擦力为零，同理可得a16 m/s2(1分)a22 m/s2(1分)B做减速运动设经过时间t2，B的速度减为零，则有v2a2t20(1分)联立式得t21 s(1分)在t1
32、t2时间内，A相对于B运动的距离为s12 m27 m(2分)此后B静止，A继续在B上滑动设再经过时间t3后A离开B，则有ls(v1a1t2)t3a1t(2分)可得t31 s(另一解不合题意，舍去)(1分)设A在B上总的运动时间为t总，有t总t1t2t34 s(1分)【答案】(1)3 m/s21 m/s2(2)4 s评分标准第(1)问：(1)不列式和式而合并成f11mgcos 和f222mgcos 也可分别得2分(2)若不列式，而是根据受力图直接写出mgsin 1mgcos ma1和mgsin 22mgcos 1mgcos ma2可分别得3分第(2)问：(1)列式时没有出现式而是合并在式并计算正确，可得4分(2)对2秒后A、B运动状态的分析没有利用公式，而借助其它方式(如vt图象)只要合理正确，可参考规范解答给分
