1、第2讲力与物体的直线运动 限时45分钟；满分80分一、选择题(每小题5分，共50分)1如图1212为“中国好声音”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车可以在倾斜直轨道上运动。当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10 m的倾斜轨道冲到学员面前，最终刚好停止在轨道末端，此过程历时4 s，在战车运动过程中，下列说法正确的是图1212A导师战车在整个运动过程中处于失重状态B根据题中信息可以估算导师战车运动的加速度大小为1.25 m/s2C战车在倾斜轨道上做匀变速直线运动D根据题中信息可以估算导师战车运动的平均速度大小为2.5 m/s解析由题可知，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，加速的过
2、程中有竖直向下的分加速度，战车处于失重状态；当战车减速时，战车有竖直向上的分加速度，战车处于超重状态，故选项A错误；“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，加速度大小不好估算，故选项B、C错误；战车的位移是10 m，时间是4 s，所以可以求出平均速度 m/s2.5 m/s，故选项D正确。答案D2(2019武汉高三联考)如图1213所示为甲、乙两个质点在0t0时间内沿同一直线运动的位移时间图象，则两个质点在0t0时间内图1213A任一时刻的加速度都不同B位移大小不相等C任一时刻的速度都不同D运动方向不相同解析根据位移时间图象的斜率表示速度可知，在0t0时间内，乙做匀速直线运动，其加速度为零，而甲做
3、速度逐渐增大的加速直线运动，则两个质点在0t0时间内任一时刻的加速度都不同，选项A正确；两个质点在0t0时间内，位移大小相等，运动方向都是沿负方向，则运动方向相同，选项B、D错误；根据位移时间图象的斜率表示速度可知，两个质点在0t0时间内，有一时刻的速度相同，选项C错误。答案A3高铁目前是我国的一张名片，某高铁站，一维护员站在一中央站台上，两边分别有正在进站或开出的高铁列车，若两边高铁都是做匀变速直线运动(加速度不为零)，如图1214所示，现观察其中一列高铁的运动，发现在某连续相邻相等时间间隔内从维护员身边经过的车厢节数分别为n1和n2，则n1和n2之比不可能是图1214A12B25C32D4
4、21解析设匀变速直线运动相等时间间隔为t的任意连续两段位移为x1、x2，中间时刻速度为v，两端速度分别为v1、v2，则x1t，x2t，当v1、v2分别取0时，可得两段位移之比分别为、，因此可知取值范围为且1，因此D不可能。答案D4如图1215甲，一维坐标系中有一质量为m2 kg的物块静置于x轴上的某位置(图中未画出)，t0时刻，物块在外力作用下沿x轴开始运动，如图乙为其位置坐标和速率平方关系图象的一部分，下列说法正确的是图1215At4 s时物块的速率为2 m/sB物块做匀加速直线运动且加速度大小为1 m/s2Ct4 s时物块位于x4 m处D在04 s时间内物块运动的位移为6 m解析物块在恒力
5、作用下沿x轴开始做匀加速直线运动，根据xv2x0可知，xv2图象的斜率表示，则1(m1s2)，解得：a0.5 m/s2，t4 s时物块的速率为vat2 m/s，故选项A正确，B错误；由题图乙易得，当速度为零时，物体的坐标为x2 m，即x02 m，t4 s时物块的速率为v2 m/s，代入xv2x0可得x2 m，即在04 s时间内物块运动的位移为4 m，选项C、D错误。答案A5(2019济南模拟)目前青岛最高建筑是位于市北区连云港路和敦化路交叉口的青岛国际航运中心，海拔高度295米。若有一乘客从该航运中心一楼坐电梯直上楼顶，电梯先竖直向上做匀加速运动，达到一定速度后做匀速运动，最后做匀减速直线运动
6、直到顶楼，则该乘客依次经历的状态是A失重平衡超重 B平衡失重超重C超重平衡失重 D超重失重平衡解析当电梯先竖直向上做匀加速运动时，电梯的加速度方向向上，乘客处于超重状态；当电梯向上做匀速直线运动的过程中，电梯加速度为零，乘客处于平衡状态；当电梯向上做减速运动的过程中，电梯的加速度方向向下，乘客处于失重状态。故A、B、D错误，C正确。答案C6(2019潍坊二模)一架无人机质量为2 kg，运动过程中空气阻力大小恒定。该无人机从地面由静止开始竖直向上运动，一段时间后关闭动力，其vt图象如图1216所示，g取10 m/s2。下列判断正确的是图1216A无人机上升的最大高度为72 mB68 s内无人机下
7、降C无人机的升力大小为28 ND无人机所受阻力大小为4 N解析无人机一直向上运动，8 s末上升到最大高度，最大高度为h m96 m，故A错误；68 s内速度为正，无人机仍在上升，故B错误；68 s内加速度大小为a2 m/s212 m/s2，根据牛顿第二定律有mgfma2，代入数据得无人机所受阻力大小为f4 N；06 s内加速度大小为a1 m/s24 m/s2，根据牛顿第二定律有Fmgfma1，代入数据得无人机的升力大小F32 N，故C错误，D正确。答案D7(2019贵阳高三检测)如图1217所示为甲、乙两物体(可视为质点)从同一地点沿同一方向做直线运动的vt图象。下列判断正确的是图1217A甲
8、、乙两物体做加速度相同的匀变速直线运动B03 s内，甲、乙两物体间的距离逐渐增大Ct3 s时，甲、乙两物体的位移相等D甲、乙两物体在运动中可能相遇两次解析根据vt图象的斜率表示加速度可知，甲物体的加速度为a12 m/s2，乙物体的加速度为a22 m/s2，甲、乙两物体的加速度大小相等，方向相反，所以甲、乙两物体做加速度不同的匀变速直线运动，选项A错误；根据vt图线与坐标轴所围图形的面积表示位移可知，03 s内，甲、乙两物体之间的距离逐渐增大，选项B正确；t3 s时，甲、乙两物体的速度相等，位移并不相等，选项C错误；在03 s内，甲、乙两物体间距离逐渐增大，3 s后甲的速度大于乙的速度，甲追上乙
9、时两物体第一次相遇，之后甲的速度始终比乙的大，二者不可能相遇两次，选项D错误。答案B8(多选)(2019太原二模)如图1218所示，足够长的、倾角为30的光滑斜面上，挡板C与斜面垂直。质量均为m的A、B两相同物块与劲度系数为k的轻弹簧两端相连，在C的作用下处于静止状态。现给A施加沿斜面向上的恒力F，使A、B两物块先后开始运动。已知弹簧始终在弹性限度内，下列判断正确的是图1218A恒力F的值可以小于mgB物块B开始运动时，物块A的加速度为C物块B开始运动时，A发生位移的值为D当物块B的速度第一次最大时，弹簧的形变量为解析物块B开始运动时，弹簧的弹力大小F弹mgsin 30，此时A可能在做减速运动
10、，则有FF弹mgsin 30mg，故A正确；物块B开始运动时，物块A的加速度为a，故B正确；初始时弹簧的压缩量x1。物块B开始运动时，弹簧的伸长量x2，所以A发生位移的值为xx1x2，故C错误；当物块B的速度第一次最大时，合力为零，则有kxmgsin 30，可得弹簧的形变量x，故D错误。答案AB9(多选)(2019大连模拟)大雾天发生交通事故的概率比平常要高出几倍甚至几十倍，保证雾天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1219为两车刹车后匀减速运动的vt图象，以下分析正确的是
11、图1219A甲车刹车的加速度的大小为0.5 m/s2B两车开始刹车时的间距为100 mC两车刹车后间距一直在减小D两车都停下来后相距12.5 m解析由题图可知，两车刹车后直到速度相等经历的时间为20 s，甲车的加速度a1 m/s21 m/s2，乙车的加速度a2 m/s20.5 m/s2，此时甲车的位移x甲v甲ta1t2 m300 m，乙车的位移x乙v乙ta2t2 m200 m，两车刚好没有发生碰撞，则两车开始刹车时的间距x(300200) m100 m，选项A错误，B正确；两车刹车后甲的速度先大于乙的速度，两车间距减小，后来甲的速度小于乙的速度，两车间距又增大，选项C错误；由于两图线交点对应的
12、速度v5 m/s，则两车都停下来后的距离为图中阴影部分面积，则x(3025)5 m12.5 m，选项D正确。答案BD10(2019全国名校大联考)粗糙的水平面上有两个可以视为质点的滑块甲、乙，开始静止在距离为L7 m处。给甲以水平向右的v甲6 m/s、乙以水平向左的v乙2 m/s的速度，使甲、乙两滑块同时开始在水平面上做匀减速运动，已知两滑块的加速度大小均为a2 m/s2。则下列说法正确的是图1220A从开始运动计时经(3) s的时间两滑块相碰B两滑块相碰的地点距离滑块甲的出发点为5.25 mC从开始运动计时经 s的时间两滑块相碰D两滑块相碰的地点距离滑块甲的出发点为6 m解析乙减速到零所需时
13、间为t1 s,1 s内甲通过的位移为x1v甲tat25 m,1 s内乙通过的位移为x2v乙tat21 m，此时甲、乙未相碰，故相碰时，甲通过的位移为x6 m，有xv甲tat2，计算得出t(3) s或t(3) s，因甲在t3 s时已停止运动，故t(3) s不合题意，故A、B、C错误，D正确。答案D二、计算题(共30分)11(15分)如图1221所示，某次滑雪训练，运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F84 N而从静止向前滑行，其作用时间为t11.0 s，撤除水平推力F后经过t22.0 s，他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力，作用距离与第一次相同。已知该运动员
14、连同装备(可视为质点)的总质量为m60 kg，在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff12 N，求：图1221 (1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及运动的位移大小；(2)t3.0 s时运动员的速度大小；(3)该运动员第二次撤除水平推力后能滑行的最大距离。解析(1)运动员利用滑雪杖获得的加速度为a1 m/s21.2 m/s2，第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小v1a1t11.21.0 m/s1.2 m/s，位移x1a1t1.21.02 m0.6 m。(2)运动员停止使用滑雪杖后，加速度大小为a2 m/s20.2 m/s2，经时间t2速度为v1v1a2t21.2 m/s0.2
15、2.0 m/s0.8 m/s。(3)设第二次利用滑雪杖获得的速度大小v2，则vv122a1x1，第二次撤除水平推力后滑行的最大距离x2 m5.2 m。答案(1)1.2 m/s0.6 m(2)0.8 m/s(3)5.2 m12(15分)(2018浙江卷)如图1222所示，可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。有一企鹅在倾角为37的倾斜冰面上，先以加速度a0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t8 s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数0.25，已知sin 370.6，cos 370.8。求：图1222 (1)企鹅向上“奔跑”的位移大小：(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小；(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。(计算结果可用根式表示)解析(1)企鹅“奔跑”过程有xat2代入数据得x16 m(2)企鹅上滑过程有a1gsin 37gcos 37解得a18 m/s2企鹅下滑过程有a2gsin 37gcos 37解得a24 m/s2(3)企鹅上滑位移x11 m企鹅退滑到出发点的速度大小v满足v22a2(xx1)解得v2 m/s。答案(1)16 m(2)8 m/s24 m/s2(3)2 m/s
