第 2讲 力学、电学中的直线运动与牛顿运 动定律 1 (双选， 2012 年新课标卷 )伽利略根据小球在斜面上运动 的 实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学 的基础早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 ( ) A物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B没有力作用，物体只能处于静止状态 C行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度 沿同一直线运动 解析： 惯性是物体本身的一种属性，是抵抗运动状态变化 的性质， A 正确， C 错误没有力作用，物体可能静止也可能 匀速直线运动， B 错误， D 正确 答案： (双选， 2012 年海南卷 )一物体自 t 0 时开始做直线运 ) 动，其速度图线如图 1 2 1 所示下列选项正确的是 ( 图 1 2 1 A 0 6 s 内，物体离出发点最远为 30 m B 0 6 s 内，物体经过的路程为 40 m C 0 4 s 内，物体的平均速率为 7.5 m/s D 5 6 s 内，物体所受的合外力做负功 答案： 析： 0 5 s ，物体向正向运动， 5 6 s ，物体向负向运动，故 5 s 末离出发点最远， A 错；由面积法求出 0 5 s 的位移 5 m, 5 6 s 的位移 5 m ，总路程为 4 0 m ， B 对；由面积法求出 0 4 s 的位移 s 3 0 m ，平度速度为 v 7 . 5 m/s ， 图象知 5 6 s 过程物体加速，合外力和位移同向，合外力做正功， D 错 3 (2012 年山东卷 )将地面上静止的货物竖直向 上吊起，货 物由地面运动至最高点的过程中， v t 图象如图 1 2 2所示 以下判断正确的是 ( ) 图 1 2 2 A前 3 s 内货物处于超 重状态 B最后 2 s 内货物只受重力作用 C前 3 s 内与最后 2 s 内货物的平均速度相同 D第 3 s 末至第 5 s 末的过程中，货物的机械能守恒 答案： A 4 (2012 年上海卷 )小球每隔 0.2 s 从同一高度抛出，做初 速度为 6 m/s 的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰 第一个 小球在抛出点以上能遇到的小球数为 (取 g 10 m/ ) B四个 D六个 A三个 C五个 答案： C 5 (2012 年安徽卷 )如图 1 2 3所示，放在固定斜面上的 物块以加速度 a 沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖 直向下的恒力 F，则 ( ) 图 1 2 3 A 物块可能匀速下滑 B物块将以加速度 a 匀加速下滑 C物块将以大于 a 的加速度匀加速下滑 D物块将以小于 a 的加速度匀加速下滑 解析： 设斜面的倾角为 ，物块与斜面间动摩擦 因数为 ， 施加一个竖直向下的恒力 F 时，加速度为 a 律，不施加恒力 F 时： 加一个竖 直向下的恒力 F 时： (F 即 aa， C 正确 答案： C 6 (双选， 2010 年广东卷 )图 1 2 4是某质点运动的速度 图象，由图象得到的正确结果是 ( ) 图 1 2 4 A 0 1 s 内的平均速度是 2 m/s B 0 2 s 内的位移大小是 3 m C 0 1 s 内的加速度大于 2 4 s 内的加速度 D 0 1 s 内的运动方向与 2 4 s 内的运动方向相反 答案： 析： 平均速度 v 面积法求出 0 1 s 内的位移 s 1 m ，时间 t 1 s ，因而 v 1 m / s. 由面积法求出 0 2 s 的位移 s 3 m 用斜率求出 0 1 s 的加速度 a 1 2 m / 2 4 s 的加速度大小 a 2 1 m / 而 a 1 a 2 1 s 、 2 4 s 两个时间段内速度均为正，表明速度 都为正向，运动方向相同 从近三年的高考物理试题看，直线运动的命题涉及：对图 象的理解和应用、求解连接体问题或临界问题、直线运动规律 的应用牛顿运动定律的命题涉及三个考点：一是对牛顿运动 定律的理解；二是牛顿第二定律的应用；三是超重和失重三 个考点通常相互联系和相互渗透，既可单独命题，又可以与力 学、甚至电磁学相联系，构建力电的综合考题题型有选择题 和计算题，考查难度以基础题和中等题为主，难题主要在计算 题中出现运动学和牛顿运动定律相结合的题目是高考的一个 热点、难点，今后还会侧重考查，问题情景会更新颖、更巧妙 图象问题 【 例 1】 (2011年新课标卷 )如图 1 2 5 所示，在光滑水平 面上有一质量为 足够长的木板，其上叠放一质量为 木块假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等 现给木块施加一随时间 t 增大的水平力 F kt(k 是常数 )，木板 和木块的加速度大小分别为 列反映 化的 图线中正确的是 ( ) 图 1 2 5 叠放在水平面上的两物体，一个物体受到水平 拉力后，两物体可能以同一加速度运动，也可能以不同的加速 度运动 答案： A 解析： 木块和木板之间相对静止时，所受的摩擦力为静摩擦力在达到最大静摩擦力前，木块和木板以相同加速度运动，根据牛顿第二定律得 a 1 a 2 m a 1 m 2 恒定不变， a 2 g . 1 (2011 年台山一中二模 )警车 A 停在路口，一违章货车 B 恰好经过 A 车， A 车立即加速追赶，它们的 v t 图象如图 1 2 6 所示，则 0 4 s 时间内，下列说法正确的是 ( ) 图 1 2 6 A A 车的加速度为 5 m/ B 3 s 末 A 车速度为 7 m/s C在 2 s 末 A 车追上 B 车 D两车相距最远为 5 m 解析： 由 A 车的图线可知，它在 4 s 时间内速度由 0增到 10 m/s，于是其加速度 a 2.5 m/ A 错； 3 s 末 v 7.5 m/s，因此 B 错； 2 s 末时 A 车与 B 车之间距离最远， 4 s 末时 车位移相等， 车，所以 C 错， D 对 答案： D 2 (双选 )一个匀强电 场的电场强度随时间变化的图象如图 1 2 7 所示，在这个匀强电场中有一个带电粒子， 在 t 0 时 刻由静止释放，若带电粒子只受电场力的作用，则电场力的作 用和带电粒子的运动情况是 ( ) 图 1 2 7 A带 电粒子将向一个方向运动 B 0 3 s 内，电场力做功等于 0 C 3 s 末带电粒子回到原出发点 D 0 4 s 内电场力做功等于 0 答案： 瞬时性问题 【 例 2】 (双选， 2011 年执信中学模拟 )如图 1 2 8 所示， A、 B 两物块质 量均为 m，用一轻弹簧相连，将 A 用长度适当的 轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态， B 物块恰好与水平 桌面接触，此时轻弹簧的伸长量为 x，现将悬绳剪断，则下列 说法正确的是 ( ) 图 1 2 8 A悬绳剪断瞬间， A 物块的加速度大小为 2g B悬绳剪断瞬间， A 物块的加速度大小为 g C悬绳剪断后， A 物块向下运动距离 x 时速度最大 D悬绳剪断后， A 物块向下运动距离 2x 时速度最大 本题考查的是瞬间受力问题，对于弹簧而言，由 于恢复形变需要一个过程，可以认为弹簧的形变还没来得及恢 复，弹力保持原来的大小不变，而绳子拉力发生突变，由 T 2变为 0. 解析： 选 整体为研究对象，整体处于平衡状态，绳 子拉力 T 2绳子剪断之前，选 力 G 簧弹力 N 绳子拉力 T 2外力为 0； 当绳子剪断瞬间， 弹簧弹力 N 外力为 2向向下，则加速度为 A 物块向下做加 速度减小的加速运动，运动距离为 2x 时， G N，合外力为 0， 速度最大 答案： 3如图 1 2 9 所示，轻弹簧上端与一质量为 m 的木块 1 相连，下端与另一质量为 M 的木块 2 相连，整个系统置于水平 放置的光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突 然抽出，设抽出后的瞬间，木块 1、 2 的加速度大小分别为 g，则有 ( ) 图 1 2 9 A g ， a 2 g B a 1 0 ， a 2 g C a 1 0 ， a 2 m MM g D a 1 g ， a 2 m MM g 答案： C 解析： 在抽出木板的瞬间，弹簧对木块 1 的支持力和对木块 2 的压力并未改变木块 1 受重力和支 持力， F ， a 1 受重力和压力，根据牛顿第二定律得 a F 连接体问题 【 例 3】 (2011年天津卷 )如图 1 2 10 所示， A、 B 两物块 叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止向右做匀减速直 ) 线运动，运动过程中 B 受到的摩擦力 ( 图 1 2 10 A方向向左，大小不变 C方向向右，大小不变 B方向向左，逐渐减小 D方向向右，逐渐减小 解析： 对于多个物体组成的系统，若系统内各个物体具有 相同的运动状态，应优先选取整体法分析，再采用隔离法求解 取 A、 (mB)g (mB)a， a g； B 与 A 具有共同的运动状态，取 B 为研究对象，水平方向上， B 只受摩擦力作用，由牛顿第二定律有 体 B 做速 度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左 答案： A 4 (双选， 2011年台山一中二模 )如图 1 2 11 所示，质 量为 物体 2 放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并 用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为 物体 1，与物体 1 相连接的绳与竖直方向成 角，则 ( ) 图 1 2 11 A 车厢的加速度为 g si n B 绳对物体 1 的拉力为m 1 gc o s