1、第2讲牛顿运动定律与直线运动高考命题轨迹年份题号(分值)考点难度2017年卷25题(20分)带电油滴在匀强电场中的匀变速直线运动，考查牛顿运动定律与匀变速直线运动规律较难卷24题(12分)冰球与运动员在冰面上的滑动，考查牛顿第二定律与匀变速直线运动规律中等卷25题(20分)两滑块在木板上滑动，考查牛顿运动定律与匀变速直线运动规律的综合应用较难2016年卷21题(6分)结合vt图象考查追及相遇问题中等卷19题(6分)两球下落，受空气阻力，考查牛顿第二定律与匀变速直线运动规律中等卷16题(6分)结合动能变化考查加速度与平均速度中等2015年卷20题(6分)物块在斜面上运动，结合vt图象考查牛顿第二
2、定律中等卷25题(20分)板块模型的多过程问题，结合vt图象考查牛顿第二定律及匀变速直线运动规律较难卷20题(6分)火车连接体问题，考查a与m、F的关系中等卷25题(20分)泥石流、板块模型的多过程问题，考查牛顿第二定律与匀变速直线运动规律较难考情分析该部分是高考重点考查内容，匀变速直线运动问题一般结合牛顿运动定律，在选择题和计算题中均有考查，形式灵活，情景多样，贴近生活，选择题难度中等，计算题多以板块模型、多过程问题为主再结合vt图象，难度较大单纯直线运动问题一般在选择题中结合vt图象考查，难度不大知识方法链接1解题思路(1)分析运动过程，画出过程示意图(2)标出已知量、未知量(3)选择合适
3、公式，列方程求解注意：(1)多过程问题中两过程间的连接点的速度是连接两运动的纽带，是解题的关键，要先设出(2)多过程问题用vt图象辅助分析会更形象、简捷(3)v、x、a等物理量是矢量，注意规定正方向，尤其是在一个过程中速度方向发生变化的情况2牢记解决匀变速直线运动问题的四种常用方法3处理刹车类问题的思路：先判断刹车时间，再进行分析计算4图象问题要“四看”“一注意”(1)看坐标轴：看清坐标轴所表示的物理量，明确因变量(纵轴表示的量)与自变量(横轴表示的量)之间的制约关系(2)看图象：识别两个相关量的变化趋势，从而分析具体的物理过程(3)看纵坐标、“斜率”和“面积”：vt图象中根据坐标值、“斜率”
4、和“面积”可分析速度、加速度和位移的大小、方向特点(4)看交点：明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点的物理意义(5)一注意：利用vt图象分析两个物体的运动时，要注意两个物体的出发点，即注意它们是从同一位置出发，还是从不同位置出发若从不同位置出发，要注意出发时两者的距离真题模拟精练1(2017湖南怀化市一模)如图1所示，甲、乙两车同时由静止从A点出发，沿直线AC运动甲以加速度a3做初速度为零的匀加速运动，到达C点时的速度为v.乙以加速度a1做初速度为零的匀加速运动，到达B点后做加速度为a2的匀加速运动，到达C点时的速度亦为v.若a1a2a3，则()图1A甲、乙不可能同时由A到达CB甲一定先由
5、A到达CC乙一定先由A到达CD若a1a3，则甲一定先由A到达C答案A2(多选)某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图象不可能的是(v是速度、t是时间)()答案ABC3(多选)(2017湖北省部分重点中学调研)两辆汽车从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，它们的速度的平方(v2) 随位置(x)的变化图象如图2所示，下列判断正确的是()图2A汽车A的加速度大小为4 m/s2B汽车A、B在x6 m处的速度大小为2 m/sC汽车A、B在x8 m处相遇D汽车A、B在x9 m处相遇答案BC解析根据匀变速直线运动的速度位移关系公式v2v2ax得：v2v2ax，可知v2x图象的
6、斜率等于2a.对于汽车A，则有 2aA m/s24 m/s2，可得aA2 m/s2，加速度大小为2 m/s2，故A错误汽车A、B在x6 m处的速度大小设为v.由题图知：对于汽车A，有 v36 m2/s2，得A的初速度v06 m/s，由v2v2aAx得v m/s2 m/s，故B正确对于汽车B，初速度为0，加速度为 aB m/s21 m/s2，设经过时间t两车相遇，则有 v0taAt2aBt2，得t4 s，则xaBt2142 m8 m，即汽车A、B在x8 m处相遇，故C正确，D错误故选B、C.知识方法链接1分析动力学问题的流程注意：(1)抓好两个分析：受力分析与运动过程分析，特别是多过程问题，一定
7、要明确各过程受力的变化、运动性质的变化、速度方向的变化等(2)求解加速度是解决问题的关键2陌生的图象要先找图象的函数关系式(根据动力学规律对运动过程列方程，找出两物理量在运动过程中任一位置的关系，分离出因变量即可)，由函数关系式确定截距、斜率等的物理意义真题模拟精练4(2017湖南湘潭市二模)如图3所示，地面上放有一质量为m的物块(视为质点)，物块与水平地面间的动摩擦因数为，现用一斜向右上的力F(与水平方向的夹角及力的大小未知)拉物块使之在地面上向右运动，重力加速度为g，下列说法正确的是()图3A若物块向右加速运动，则物块与地面间可能没有摩擦力B若物块向右加速运动，则F与摩擦力的合力一定竖直向
8、上C若物块向右匀速运动，则F的最小值为mgD若物块向右匀速运动，则F的最小值为mg答案A5(多选)(2017广东深圳市二模)如图4所示，倾角为的固定斜面上放置一矩形木箱，箱中有垂直于底部的光滑直杆，箱和杆的总质量为M，质量为m的铁环从杆的上端由静止开始下滑，铁环下滑的过程中木箱始终保持静止，在铁环到达箱底之前()图4A箱对斜面的压力大小为(mM)gcos B箱对斜面的压力大小为Mgcos C箱对斜面的摩擦力大小为(mM)gsin D箱对斜面的摩擦力大小为Mgsin 答案BC6(多选)(2017广东汕头市一模)假设小球在空气中下落过程受到的空气阻力与球的速率成正比，即F阻kv，比例系数k决定于小
9、球的体积，与其他因素无关让体积相同而质量不同的小球在空气中由静止下落，它们的加速度与速度的关系图象如图5所示，则()图5A小球的质量越大，图象中的a0越大B小球的质量越大，图象中的vm越大C小球的质量越大，速率达到vm时经历的时间越短D小球的质量越大，速率达到vm时下落的距离越长答案BD解析根据牛顿第二定律得mgF阻ma，据题F阻kv，解得agv，当v0时，aa0g，与小球的质量无关当a0时，vvm，可知小球的质量m越大，图象中的vm越大，故A错误，B正确t|随着m的增大而增大，即小球的质量越大，速率达到vm时经历的时间越长，故C错误m越大，vm越大，速率达到vm时经历的时间越长，下落的距离越
10、长，故D正确故选B、D.7(2017全国卷24)为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1E1，应有22()21即t1(1)另一解为负，不符合题意，舍去专题规范练题组1高考真题检验1(多选)(2016全国卷19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关若它们下落相同的距离，则()A甲球用的时间比乙球长B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功答案BD解析小球的质量mr3，由题意知m甲m乙，甲乙，则r
11、甲r乙空气阻力F阻kr，对小球由牛顿第二定律得，mgF阻ma，则agg，可得a甲a乙，由hat2知，t甲v乙，故选项B正确；因F阻甲F阻乙，由球克服阻力做功W阻F阻h知，甲球克服阻力做功较大，选项D正确2(多选)(2015新课标全国20)如图1(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图(b)所示若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()图1A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度答案ACD解析由vt图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得mgsin mgcos ma，即gsin gcos .同
12、理向下滑行时gsin gcos ，两式联立得sin ，可见能计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦因数，选项A、C正确；物块滑上斜面时的初速度v0已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为0，那么平均速度为，所以沿斜面向上滑行的最远距离为xt1，根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为xsin t1，选项D正确；仅根据vt图象无法求出物块的质量，选项B错误3(多选)(2015新课标全国20)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，
13、P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A8 B10 C15 D18答案BC解析设PQ西边有n节车厢，每节车厢的质量为m，则Fnma设PQ东边有k节车厢，则Fkma联立得3n2k，由此式可知n只能取偶数，当n2时，k3，总节数为N5当n4时，k6，总节数为N10当n6时，k9，总节数为N15当n8时，k12，总节数为N20，故选项B、C正确4(2013新课标卷14)一物块静止在粗糙的水平桌面上从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小能正确描述F与
14、a之间的关系的图象是()答案C解析当拉力F小于最大静摩擦力时，物块静止不动，加速度为零，当F大于最大静摩擦力时，根据FFfma知：随F的增大，加速度a增大，故选C.5(多选)(2013新课标卷21)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功图2(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度时间图线如图(b)所示假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的
15、滑行距离约为1 000 m已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则() 图2A从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的B在0.42.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD在0.42.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变答案AC6(2015新课标全国25)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3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
16、滑块)，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0.5，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3(1)在02 s时间内A和B加速度的大小；(2)A在B上总的运动时间答案(1)3 m/s21 m/s2(2)4 s解析(1)在02 s时间内，A和B的受力如图所示，其中Ff1、FN1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小，Ff2、FN2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
17、平衡条件得Ff11FN1FN1mgcos Ff22FN2FN2FN1mgcos 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 Ff1ma1mgsin Ff2Ff1ma2又FN1FN1Ff1Ff1联立式，并代入题给条件得a13 m/s2a21 m/s2(2)在t12 s时，设A和B的速度分别为v1和v2，则v1a1t16 m/sv2a2t12 m/s2 s后，设A和B的加速度分别为a1和a2.此时A与B之间摩擦力为零，同理可得a16 m/s2a22 m/s2由于a20，可知B做减速运动设经过时间t2，B的速度减为零，则有v2a2t20联立式得t21 s在t1t2
18、时间内，A相对于B运动的距离为x12 m27 m此后B静止不动，A继续在B上滑动设再经过时间t3后A离开B，则有lx(v1a1t2)t3a1t可得t31 s(另一解不合题意，舍去)设A在B上总的运动时间为t总，有t总t1t2t34 s.题组2各省市模拟精选7(多选)(2017山西省一模)将一小球以一定的初速度竖直向上抛出并开始计时，小球所受空气阻力的大小与小球的速率成正比，已知t2时刻小球落回到抛出点，其运动的vt图象如图4所示，则在此过程中()图4At0时刻小球的加速度最大B当小球运动到最高点时，小球的加速度为重力加速度gCt22t1D小球的速度大小先减小后增加，加速度大小先增加后减小答案A
19、B解析根据vt图象的斜率等于加速度，t0时刻图象切线的斜率绝对值最大，则t0时，小球的加速度最大，故A正确当小球运动到最高点时，小球的速度为零，所受的空气阻力为零，则其所受合力等于重力，加速度为重力加速度g，故B正确由于空气阻力的存在，小球的机械能不断减少，所以上升和下落经过同一点上升时的速度大于下落时的速度，所以上升过程的平均速度大于下落过程的平均速度，而上升阶段和下落阶段的位移大小相等，所以上升的时间小于下落的时间，则t22t1，故C错误由题图知：小球的速度大小先减小后增大，而加速度一直减小，故D错误故选A、B.8(2017山西运城市期末)入冬以来，运城市雾霾天气频发，发生交通事故的概率比
20、平常高出许多，保证雾霾中行车安全显得尤为重要；在雾天的平直公路上，甲、乙两汽车同向匀速行驶，乙在前，甲在后某时刻两车司机听到警笛提示，同时开始刹车，结果两车刚好没有发生碰撞如图5所示为两车刹车后做匀减速运动的vt图象，以下分析正确的是()图5A甲刹车的加速度的大小为0.5 m/s2B两车刹车后间距一直在减小C两车开始刹车时的距离为100 mD两车都停下来后相距25 m答案C解析甲刹车的加速度的大小a|1 m/s2，故A错误；两车刹车后前20 s间距一直在减小，20 s末两车速度相等，距离最小，之后间距增大，故B错误；两车刚好没有发生碰撞，说明20 s末两车速度相等时，两车位置相同，20 s末两
21、车的速度v5 m/s，xx2x1(2020) m100 m，故C正确； 20 s后两车的位移之差x(3020)5 m(2520)5 m12.5 m，故D错误本题选C.9(2017河北省五个一联盟二模)如图6所示，固定斜面，CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则()图6A在CD段时，A受三个力作用B在DE段时，A可能受二个力作用C在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上D整个下滑过程中，A、B均处于失重状态答案C解析在CD段，整体的加速度agsin ，隔离B对A分析，有：mAgsin FfmAa，解得Ff0，可知A受重力和支持力两个力作用
22、，故A错误设B与斜面DE段间的动摩擦因数为，在DE段，整体的加速度agsin gcos ，隔离B对A分析，有：mAgsin FfmAa，解得FfmAgcos ，方向沿斜面向上若匀速运动，A受到静摩擦力也是沿斜面向上，所以A一定受三个力作用，故B错误，C正确整体下滑的过程中，CD段加速度沿斜面向下，A、B均处于失重状态在DE段，A、B可能做匀速直线运动，不处于失重状态，故D错误故选C.10(多选)(2017广东深圳市第一次调研)如图7所示，质量为M的木板放在光滑的水平面上，木板的左端有一质量为m的木块，在木块上施加一水平向右的恒力F，木块和木板由静止开始运动，木块相对地面运动位移x后二者分离则下
23、列哪些变化可使位移x增大()图7A仅增大木板的质量MB仅增大木块的质量mC仅增大恒力FD仅稍增大木块与木板间的动摩擦因数答案BD解析根据牛顿第二定律得m的加速度为：a1g，M的加速度为：a2，设板长为L，根据La1t2a2t2，得：t .木块相对地面运动位移为：xa1t2，则知若仅增大木板的质量M，m的加速度a1不变，M的加速度a2减小，则时间t减小，x减小，故A错误；若仅增大木块的质量m，则m的加速度a1减小，M的加速度a2增大，则t增大，x增大，故B正确；若仅增大恒力F，则m的加速度a1变大，M的加速度不变，则t减小，x减小，故C错误；若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则m的加速度a1减小
24、，M的加速度a2增大，则t增大，x增大，故D正确故选B、D.11(2017陕西西安市二检)用同种材料制成倾角为30的斜面和长水平面，斜面长2.4 m且固定，一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑，当v02 m/s时，经过0.8 s后小物块停在斜面上多次改变v0的大小，记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t，作出tv0图象，如图8所示，g取10 m/s2，则下列说法中正确的是()图8A小物块在斜面上运动时加速度大小为2.5 m/s2B小物块在斜面上运动时加速度大小为0.4 m/s2C小物块与该种材料间的动摩擦因数为0.5D由图可推断若小物块初速度继续增大，小物块的运动时间也随速
25、度均匀增大答案A12(2017江西南昌市一模)在倾角37的粗糙斜面上有一质量m2 kg的物块，物块受如图9甲所示的水平方向恒力F的作用，t0时刻物块以某一速度从斜面上A点沿斜面下滑，在t4 s时滑到水平面上，此时撤去F，在这以后的一段时间内物块运动的速度随时间变化的关系如图乙所示，已知A点到斜面底端的距离x18 m，物块与各接触面之间的动摩擦因数相同，不考虑转角处机械能损失，g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：图9(1)物块在A点的速度大小；(2)水平恒力F的大小答案(1)5 m/s(2)10.1 N解析(1)设物块在斜面上运动的加速度大小为a 1，方向沿斜面向上，则xvta1t2解得a10.25 m/s2物块在A点的速度为v0va1t5 m/s(2)设物块与接触面间的动摩擦因数为，物块在水平面上运动时，有mgma2由图线可知a22 m/s2解得0.2物块在斜面上运动时，设所受的摩擦力为Ff，则Fcos mgsin Ffma1FfFNFNmgcos Fsin 解得F10.1 N.
