高考物理二轮复习专题培优练习重难点02 牛顿运动定律与直线运动（原卷版）

重难点02牛顿运动定律与直线运动高考对本讲的命题热点集中在匀变速直线运动相关规律及公式的应用、运动图象的分析。题型以选择题为主，较为综合的题目会涉及计算题。考查学生提取信息的能力和推理能力。命题的情境主要来自生活生产和体育活动的与直线运动的问题。命题难点体现在临界极值问题，整体法和隔离法在牛顿运动定律中的应用。例题1.（2022·全国·高考真题）如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为SKIPIF1<0。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（）A．P的加速度大小的最大值为SKIPIF1<0B．Q的加速度大小的最大值为SKIPIF1<0C．P的位移大小一定大于Q的位移大小D．P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小例题2.（2022·浙江·高考真题）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度SKIPIF1<0，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为SKIPIF1<0，货物可视为质点（取SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，重力加速度SKIPIF1<0）。（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度SKIPIF1<0的大小；（2）求货物在倾斜滑轨末端时速度SKIPIF1<0的大小；（3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s，求水平滑轨的最短长度SKIPIF1<0。一、匀变速直线运动规律的应用1．匀变速直线运动问题常用的六种解题方法2．解题的基本步骤eq\x(画过程示意图)→eq\x(判断运动性质)→eq\x(选取正方向)→eq\x(选用公式列方程)→eq\x(解方程并加以讨论)3．两种匀减速直线运动的分析方法(1)刹车问题的分析末速度为零的匀减速直线运动问题常用逆向思维法，对于刹车问题，应先判断车停下所用的时间，再选择合适的公式求解．(2)双向可逆类运动分析匀减速直线运动速度减为零后反向运动，全过程加速度的大小和方向均不变，故求解时可对全过程列式，但需注意x、v、a等矢量的正负及物理意义．二、牛顿运动定律的应用1．动力学两类基本问题的解题思路2．超重与失重三、动力学中的综合问题整体法如果不需要求物体之间的相互作用力，且连接体的各部分具有相同的加速度，一般采用整体法根据牛顿第二定律列方程隔离法如果需要求物体之间的相互作用力或对于加速度不同的连接体，一般采用隔离法根据牛顿第二定律列方程常涉及的三种问题类型(1)涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法.(2)水平面上的连接体问题①这类问题一般是连接体(系统)中各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体后隔离的方法.②建立直角坐标系时要考虑矢量正交分解越少越好的原则或者正交分解力，或者正交分解加速度.(3)斜面体与物体组成的连接体问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，一般采用隔离法分析解题关键正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解（建议用时：30分钟）一、单选题1．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取10m/s2。下列v0、μ值可能正确的是（）A．v0=2.5m/s B．v0=1.5m/s C．μ=0.28 D．μ=0.252．蹦极是新兴的一项户外休闲活动。如图，蹦极者站在约40米高的塔顶，把一端固定在塔顶的长橡皮绳另一端绑住身体，然后两臂伸开，从塔顶自由落下。当人体下落一段距离后，橡皮绳被拉紧，当到达最低点时橡皮绳再次弹起，人被拉起，随后又落下，这样反复多次，这就是蹦极的全过程。若空气阻力不计，橡皮绳弹力与伸长量成正比，橡皮绳弹力与人体重力相等位置为坐标原点，竖直向上为正方向，从第一次运动到最低点开始计时，则关于人体运动的位移x、速度v、加速度a、合外力F与时间t的关系图正确的是（）A． B．C． D．3．如图所示，MN和PQ为两根固定平行直细杆，圆柱形物体沿细杆下滑，两杆间的距离与圆柱形物体的半径相同，细杆与水平面的夹角为SKIPIF1<0，圆柱形物体与细杆间的动摩擦因数为0.3，重力加速度为g，则圆柱形物体下滑的加速度大小为（

）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<04．某猎豹在追击猎物时，在25m的距离可以从静止加速到25m/s，此后猎豹的SKIPIF1<0图像如图所示，0到200m内为一条与x轴平行的直线，200m到250m内为一条倾斜的直线，假设猎豹和猎物都沿直线运动，则下列说法正确的是（）A．猎豹加速到25m/s后运动250m所用的时间是13sB．若猎物的速度为10m/s，猎豹发现猎物时，猎豹立马加速追击猎物，若猎豹达到最大速度时，猎豹与猎物之间的距离大于120m，则猎豹一定不能追到猎物C．猎豹从静止加速到25m/s所用的时间为2sD．猎豹加速到25m/s后先做匀速直线运动后做匀减速直线运动二、多选题5．如图所示，一辆货车载着许多相同的圆柱形空油桶在高速公路上匀速行驶。由于雾霾影响，该驾驶员的能见度为s。已知每只空油质量为m，重力加速度为g，不计油桶之间的摩擦力。则下列说法中正确的是（

）A．货车匀速行驶时，桶c受到桶a给它的支持力为SKIPIF1<0B．为防止紧急刹车时桶c脱离桶b砸向前方的驾驶室，刹车时加速度不能超过SKIPIF1<0C．货车刹车时加速度变大，若a、b、c保持相对静止，则桶c受到桶b给它的支持力也变大D．为确保安全行驶，货车匀速行驶的速度不能超过SKIPIF1<06．小明用手机软件测量了电梯运行过程中的加速度，得到图甲所示图线（规定竖直向上为正方向），为简化问题，将图线简化为图乙。已知SKIPIF1<0时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（）A．SKIPIF1<0时电梯处于失重状态 B．8~9s内电梯在做加速运动C．10~15s内电梯在上行 D．16~17s内电梯在下行6．有一种自带起吊装置的构件运输车，其起吊臂A安装在车厢前端，如图甲所示，初始时刻，质量为m的构件静止在运输车上。当卷扬机B通过绕过定滑轮C的轻质吊索对构件施加竖直向上的拉力时，连接在吊索上的拉力传感器绘制出吊索拉力随时间变化的规律为三段直线，如图乙所示，重力加速度大小为g。则下列描述正确的有（）A．0～t1时间内构件处于失重状态B．t1时刻构件的速度最大C．t2～t3时间内构件处于超重状态D．0～t3时间内，构件在t3时刻速度最大三、解答题7．8月4日中国人民解放军东部战区按计划在台岛周边进行实战化综合演练。其中无人机得到了广泛的应用，如图为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。一架质量SKIPIF1<0的无人机，其动力系统的最大升力SKIPIF1<0，运动过程中所受阻力大小恒为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0（1）无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，求在SKIPIF1<0时离地面的高度（2）当无人机悬停在距离地面高度SKIPIF1<0处由于动力故障，无人机突然失去升力坠落，无人机坠落过程中，在遥控器设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力，为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t18．（2022·浙江·高考真题）第24届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示，长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接，