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平衡力匀速直线运动的原理平衡力是指使物体保持平衡状态的力量。
当物体处于匀速直线运动时，其受力情况需要满足平衡力的要求。
平衡力的原理涉及多个方面，包括牛顿第一定律和力的平衡条件等。
首先，根据牛顿第一定律，也称为惯性定律，当物体受到合力为零的作用时，即平衡力等于零时，物体将保持匀速直线运动。
这是因为物体具有惯性，即物体中的每一个质点都会保持其原有的速度和方向，除非受到外力的干扰。
因此，平衡力为零意味着物体处于力的平衡状态，没有外力干预运动状态。
其次，力的平衡条件也是平衡力原理的基础之一。
力的平衡条件要求物体在各个方向上合力为零。
在匀速直线运动中，物体的速度不会改变，所以合力必须为零，才能保持匀速直线运动。
根据力的平衡条件，可以得出物体所受到的合力必须为零，即物体所受的重力和外力的合力为零。
如果合力不为零，物体将受到一个加速度，导致速度和方向的变化，运动状态将不再保持稳定。
此外，受力的矢量性质也是平衡力原理的一个重要方面。
矢量具有大小和方向两个特征，所以力也具有大小和方向。
平衡力的原理要求物体受到的每一个力都必须与其他力保持平衡，也就是说，每个力的大小和方向都必须合适，以保持整个系统的平衡。
在匀速直线运动中，物体所受的力必须相互平衡，以克服摩擦力、阻力等干扰因素，保持匀速直线运动。
最后，平衡力原理还与质点受力分析和分解力的概念相关。
根据质点受力分析的原理，可以将物体所受的力分解为各个方向上的分力，然后利用力的平衡条件进行计算和分析。
例如，在水平方向上，物体所受的外力需要与摩擦力相平衡，即外力等于摩擦力，才能保持匀速直线运动。
在竖直方向上，物体所受的重力需要与支持力相平衡，即重力等于支持力，才能保持匀速直线运动。
通过这种分解和平衡的方法，可以确定物体所受力的大小和方向，从而实现运动的平衡。
总结起来，平衡力匀速直线运动的原理涉及牛顿第一定律、力的平衡条件、矢量性质、质点受力分析和分解力等多个方面。
平衡力的原理要求物体受到的合力为零，并且各个方向上的力相互平衡，以保持匀速直线运动。
专题二 知识方法 精彩回扣 第一天 力与物体的直线运动[知识回扣]1．匀变速直线运动的基本规律速度公式：v ＝v 0＋at位移公式：x ＝v 0t ＋12at 2速度与位移关系公式：v 2－v 20＝2ax 位移与平均速度关系公式：x ＝v t ＝v 0＋v2t2．匀变速直线运动的两个重要推论(1)匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度．即v ＝v t2.(某段位移的中点速度v x2＝v 21＋v 222，且v t 2<v x2)(2)任意两个连续相等的时间间隔(T )的运动位移之差是一恒量．即x 2－x 1＝x 3－x 2＝…＝x n －x n －1＝aT 2，或Δx ＝aT 2.3．初速度为零的匀加速直线运动的推论(1)1t 末、2t 末、3t 末、…nt 末的瞬时速度比为：v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n ＝1∶2∶3∶…∶n(2)1t 内、2t 内、3t 内、…nt 内的位移比为x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n ＝12∶22∶32∶…∶n 2(3)第一个t 内、第二个t 内、第三个t 内、…第n 个t 内的位移比为 Δx 1∶Δx 2∶Δx 3∶…∶Δx n ＝1∶3∶5∶…∶(2n －1)(4)第一个x 内、第二个x 内、第三个x 内、…第n 个x 内的时间比为：t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n ＝1∶(2－1)∶(3－2)∶…∶(n －n －1) 4．自由落体运动(1)运动特点：物体由静止开始，只在重力作用下的运动；加速度为g 、初速度为零的匀加速直线运动．(2)运动规律：v t ＝gt ，h ＝12gt 2，v 2t ＝2gh .特别提醒：①自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律；②a ＝g ＝9.8 m/s 2≈10 m/s 2(重力加速度在赤道附近较小，高山处比平地小，方向竖直向下)． 5．竖直上抛运动(1)运动特点：物体以某一初速度竖直向上抛出，只在重力作用下的运动；初速度为v 0、加速度为－g 的匀变速直线运动．(2)运动规律：v t ＝v 0－gt ，h ＝v 0t －12gt 2，v 2t －v 20＝－2gh .(3)结论：上升至最高点时间t 上＝v 0g ，从最高点下降到抛出点的时间t 下＝v 0g，上升最大高度H m ＝v 202g.6．弹力是相互接触的发生弹性形变的物体之间的作用力．判断弹力是否存在有两种方法：①假设法．②根据物体的状态由平衡条件或牛顿第二定律进行判断． 7．杆对物体的弹力可能沿杆方向，也可能不沿杆方向．8．摩擦力的产生条件：①两物体相互接触且相互挤压．②两物体有相对运动或相对运动的趋势．③接触面粗糙． 9．物体平衡的条件和推论(1)物体受共点力作用处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态)的条件是物体所受合力为0，即F 合＝0.若在x 轴或y 轴上的力平衡，那么，这一方向上的合力为0，即F x 合＝0或F y 合＝0. (2)常用推论：①二力作用下物体平衡时，两个力等值、反向、共线．②三力作用下物体平衡时，任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；任一个力沿另外两个力方向所在直线分解，分解所得的两个分力与原来两个力分别等值、反向、共线． ③多力作用下物体平衡规律可参考以上两条做推广性的理解．比如，受四个力作用下平衡时，任意三个力的合力与第四个力等值、反向、共线；或任意两个力的合力与其余两个力的合力等值、反向、共线等． 10．牛顿运动定律(1)牛顿第二定律 ①公式：a ＝F 合m. ②意义：力的作用效果是使物体产生加速度，力和加速度是瞬时对应关系． (2)牛顿第三定律 ①表达式：F 1＝－F 2.②意义：明确了物体之间作用力与反作用力的关系． 11．超重和失重的实质(1)实重与视重①实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关．②视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重．[方法回扣]1．解决匀变速直线运动问题的常用方法(1)一般公式法：应用匀变速直线运动规律的三个重要公式解题，若题目中不涉及时间，使用v 2t －v 20＝2ax 解答．(2)中间时刻速度法：公式v t 2＝v ＝v 0＋v t2适用于任何匀变速直线运动，有些题目应用它可避免应用位移公式中含有t 2的复杂方程，从而简化解题． (3)平均速度法：涉及初末速度、运动时间、位移，可应用v ＝v 0＋v t2和x ＝v t 解答．(4)比例法：对于初速度为零的匀加速直线运动可采用比例关系求解． ①前1秒、前2秒、前3秒…内的位移之比为1∶4∶9∶… ②第1秒、第2秒、第3秒…内的位移之比为1∶3∶5∶… ③前1 m 、前2 m 、前3 m…所用的时间之比为1∶2∶3∶…④第1 m 、第2 m 、第3 m…所用的时间之比为1∶(2－1)∶(3－2)∶…(5)图象法：应用v －t 图象，可以把较复杂的直线运动问题转化为较为简单的数学问题．尤其是利用图象定性分析选择题，可避开繁杂的数学计算．(6)逆向思维法：把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法．一般应用于末态速度为零的情况，把末态速度为零的匀减速直线运动反演为初速度为零的匀加速直线运动．(7)巧用隔差公式x m －x n ＝(m －n )aT 2解题．对一般的匀变速直线运动问题，若题目中出现两个相等的时间间隔对应的位移(尤其是处理纸带、频闪照片或类似的问题)，应用隔差公式x m －x n ＝(m －n )aT 2解题更加快捷方便． 2．竖直上抛运动的特性和分析方法 (1)上升阶段与下降阶段具有对称性①速度对称：上升和下降过程经过同一位置时速度等大反向．②时间对称：上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等． (2)常见的处理方法①分段法：将整个竖直上抛运动分为向上的匀减速直线运动和自由落体运动．②整体法：将整个过程看成是初速度向上、加速度向下的匀变速直线运动(规定初速度的方向为正方向，则a ＝－g )．即v t ＝v 0－gt ；h ＝v 0t －12gt 2；v 2t －v 20＝－2gh .3．“追及、相遇”类问题的分析方法(1)基本思路(2)常用分析方法①物理分析法：抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景．②相对运动法：巧妙地选取参照系，然后找两物体的运动关系．③极值法：设相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论，若Δ>0，即有两个解，说明可以相遇两次；若Δ＝0，说明刚好追上或相遇；若Δ<0，说明追不上或不能相遇．④图象法：将两者的速度—时间图象在同一坐标系中画出，然后利用图象求解．4．力的合成法则和正交分解法在牛顿第二定律问题中的应用当物体只受两个力作用时，可用力的合成法来解牛顿第二定律问题，即应用平行四边形定则确定合力，它一定与物体的加速度方向相同，大小等于ma.当物体受两个以上的力作用时，一般采用正交分解法，依具体情况建立直角坐标系，将各力和加速度往两坐标轴上分解，建立牛顿第二定律的分量式，即∑F x＝ma x和∑F y＝ma y，然后求解．一种常见的选取坐标轴方向的方法，是以加速度的方向为x轴的正方向，y轴与加速度方向垂直．此时，牛顿第二定律的分量式为∑F x＝ma，∑F y＝0.有时物体所受的几个力分别在互相垂直的两个方向上，且与加速度方向不同．此时也可以沿力所在的两个方向建立直角坐标系，这样就不必再做力的分解，而只分解加速度，建立牛顿第二定律分量式，可以简化运算．5．瞬时问题的分析方法利用牛顿第二定律分析物体的瞬时问题(1)明确两种基本模型的特点：①轻绳不需要形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力可以突变，即弹力可以在瞬间成为零或别的值；②轻弹簧(或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间．在瞬时问题中，其弹力不能突变，即弹力的大小往往可以看成不变．(2)明确解此类问题的基本思路：①确定该瞬时物体受到的作用力，还要注意分析物体在这一瞬时前、后的受力及其变化情况；②由牛顿第二定律列方程求解．[习题精练]1．在灭火抢险的过程中，有时要借助消防车上的梯子进行救人或灭火作业，如图1所示．已知消防车梯子的下端用摩擦很小的铰链固定在车上，上端靠在摩擦很小的竖直玻璃墙上．消防车静止不动，被救者沿梯子匀速向下运动的过程中，下列说法正确的是( )图1A．铰链对梯子的作用力不变B．墙对梯子的弹力不变C．地面对车的摩擦力逐渐增大D．地面对车的弹力不变答案 D解析 人在梯子上爬行时，将人和梯子看作一个整体，墙壁对梯子的作用力F N 水平向左，整体受重力G 竖直向下，根据三力汇 交原理，铰链对梯子的作用力F 斜向上，如图所示，当人匀速向 下运动时，F 与G 的夹角减小，因为整体的重力G 不变，所以F 、F N 减小，选项A 、B 错误．将人、梯子、车看作一个整体，则地面对车的摩擦力等于墙壁对梯子的作用力F N (逐渐减小)，地面对车的弹力等于车和人的 重力(不发生变化)，所以选项C 错误，D 正确．2．某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动．火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4 s 到达离地面40 m 高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2，求： (1)燃料恰好用完时火箭的速度． (2)火箭上升离地面的最大高度．(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间． 答案 (1)20 m/s (2)60 m (3)(6＋23) s 解析 设燃料用完时火箭的速度为v 1，所用时间为t 1.火箭的上升运动分为两个过程，第一个过程为做匀加速上升运动，第二个过程为做竖直上抛运动至最高点．(1)对第一个过程有h 1＝v 12t 1，代入数据解得v 1＝20 m/s.(2)对第二个过程有h 2＝v 212g，代入数据解得h 2＝20 m所以火箭上升离地面的最大高度h ＝h 1＋h 2＝40 m ＋20 m ＝60 m. (3)解法一 分段分析法从燃料用完到运动至最高点的过程中，由v 1＝gt 2得t 2＝v 1g ＝2010s ＝2 s 从最高点落回地面的过程中h ＝12gt 23，而h ＝60 m ，代入得t 3＝2 3 s故总时间t 总＝t 1＋t 2＋t 3＝(6＋23) s 解法二 整体分析法考虑火箭从燃料用完到落回地面的全过程，以竖直向上为正方向，全过程为初速度v 1＝20m/s ，加速度g ＝－10 m/s 2，位移h ′＝－40 m 的匀变速直线运动，即有h ′＝v 1t ＋12gt 2，代入数据解得t ＝(2＋23) s 或t ＝(2－23) s(舍去)，故t 总＝t 1＋t ＝(6＋23) s 3．如图2所示，倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接．现将一滑块(可视为质点)从斜面上的A 点由静止释放，最终停在水平面上的C 点．已知A 点距水平面的高度h ＝0.8 m ，B 点距C 点的距离L ＝2.0 m ．(滑块经过B 点时没有能量损失，g ＝10 m/s 2)，求：图2(1)滑块在运动过程中的最大速度；(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ；(3)滑块从A点释放后，经过时间t＝1.0 s时速度的大小．答案(1)4 m/s (2)0.4 (3)3.2 m/s解析(1)滑块先在斜面上做匀加速运动，然后在水平面上做匀减速运动，故滑块运动到B点时速度最大为v m，设滑块在斜面上运动的加速度大小为a1，则有mg sin 30°＝ma1v2m＝2a1·hsin 30°解得：v m＝4 m/s(2)滑块在水平面上运动的加速度大小为a2μmg＝ma2v2m＝2a2L解得：μ＝0.4(3)滑块在斜面上运动的时间为t1v m＝a1t1得t1＝0.8 s由于t>t1，滑块已经经过B点，做减速运动的时间为t－t1＝0.2 s设t＝1.0 s时速度大小为vv＝v m－a2(t－t1)解得v＝3.2 m/s4．如图3所示，传送带与地面夹角θ＝37°，A到B长度为16 m，传送带以10 m/s的速率逆时针转动．在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A运动到B所需时间是多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图3答案 2 s解析物体放在传送带上后，开始阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一个沿传送带向下的滑动摩擦力F，物体受力情况如图甲所示．物体由静止开始加速，由牛顿第二定律有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma1，得a1＝10×(0.6＋0.5×0.8) m/s2＝10 m/s2物体加速至与传送带速度相等需要的时间t1＝va1＝1010s＝1 s，t1时间内物体的位移x＝12a1t21＝5 m.由于μ<tan θ，物体在重力作用下将继续加速运动，当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力F ′.此时物体受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律有mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2，得a 2＝2 m/s 2.设后一阶段物体滑至B 所用的时间为t 2，由L －x ＝vt 2＋12a 2t 22解得t 2＝1 s ，t 2＝－11 s(舍去)．所以物体由A 运动到B 所需时间t ＝t 1＋t 2＝2 s ．。
运动和力之间有哪些关系知识点：运动和力之间的关系一、概念解析1.运动的定义：物体位置随时间的变化称为运动。
2.力的定义：力是物体对物体的作用，是改变物体运动状态的原因。
二、运动和力的关系1.牛顿第一定律（惯性定律）：一个物体如果没有受到外力作用，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.牛顿第二定律（力的定律）：物体的加速度与作用在它上面的外力成正比，与它的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。
3.牛顿第三定律（作用与反作用定律）：任何两个物体之间的相互作用力，都是大小相等、方向相反的。
三、运动的类型1.直线运动：物体运动轨迹为直线。
2.曲线运动：物体运动轨迹为曲线。
3.匀速运动：物体速度大小和方向都不变的运动。
4.变速运动：物体速度大小或方向发生改变的运动的统称。
四、力的作用1.启动运动：一个静止的物体，在受到外力作用下，开始运动。
2.改变运动状态：物体运动过程中，外力可以改变物体的速度、方向或者使物体产生加速度。
3.停止运动：物体在受到外力作用下，速度减小直至为零，停止运动。
五、常见的力1.重力：地球对物体的吸引力。
2.弹力：物体发生形变后，要恢复原状对与它接触的物体产生的力。
3.摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。
4.拉力：物体间由于拉伸而产生的力。
5.推力：物体间由于推动而产生的力。
六、运动和力的关系在实际生活中的应用1.交通工具：汽车、自行车等交通工具的运行离不开发动机产生的动力。
2.体育竞技：运动员在比赛中，需要通过肌肉力量来克服重力和摩擦力，从而完成各种动作。
3.航空航天：火箭升空时，喷射燃料产生推力，克服地球引力，实现飞行。
综上所述，运动和力之间有着密切的关系。
力是改变物体运动状态的原因，运动是物体位置随时间的变化。
掌握运动和力之间的关系，有助于我们更好地理解和应用物理知识。
习题及方法：1.习题：一个静止的物体在受到一个恒定的力的作用下，经过5秒后速度达到20m/s，这个力的大小是多少？解题思路：根据牛顿第二定律，我们可以得到力的计算公式：F = m * a。
物体的运动和力的关系物体的运动与力是物理学中的重要概念，它们之间存在着密切的关联。
本文将探讨物体的运动与力之间的关系，并分析其中的相关原理和公式。
通过深入理解这一关系，我们可以更好地理解物体运动的规律和物理世界的运作机制。
一、牛顿三定律的运用牛顿三定律是力学中的基本定律，它囊括了物体运动与力的关系。
根据牛顿第一定律，如果一个物体处于静止状态或匀速直线运动状态，那么它受到的合力为零。
这意味着物体的运动状态不会自发改变，需要有外力的作用才能改变它的状态。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在其上的合力成正比，与物体的质量成反比。
这可以用以下公式表示：F = ma。
其中，F代表物体所受的合力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
这个公式揭示了物体运动与力的关系，即力是导致物体加速度改变的原因。
根据牛顿第三定律，作用在一个物体上的力，总有一个等大反向的力作用在另一个物体上。
这表示力是相互作用的，并且两物体所受力的大小相等、方向相反。
这一定律揭示了物体之间力的交互作用，以及如何通过施加力来改变物体的运动状态。
二、力对物体运动的影响力对物体的运动状态有着重要的影响。
当物体受到外力作用时，它会发生加速度的变化，从而改变其运动状态。
以下是力对物体运动的几种常见影响：1. 加速运动：当物体受到合力作用时，会发生加速度变化，从而加速运动。
比如，将一个小球推出起点，它会受到推力的作用而加速运动。
2. 减速运动：当物体受到阻力或摩擦力等与运动方向相反的力作用时，会发生减速运动。
比如，一个滑板运动员在滑行过程中受到摩擦力的作用而减速。
3. 匀速运动：当物体受到合力为零的作用时，它将以匀速直线运动的方式前进。
这是根据牛顿第一定律的结论，物体将保持静止或匀速直线运动状态。
4. 受力平衡：当物体受到多个力的作用时，如果合力为零，物体将处于受力平衡状态。
这时物体的运动状态不会改变，保持静止或匀速直线运动。
三、费力与动能的转化物体运动过程中，力还能转化为动能。
力与运动状态的关系一、平衡状态平衡状态指物体保持静止状态或匀速直线运动状态。
平衡状态等价于物体受到的合外力为零。
静止状态时，物体的速度为零；但是反之物体的速度为零，并不一定是静止状态。
比如一个竖直上抛的小球，小球在运动到最高点时，其速度为零，但是由于下一时刻小球会下落，即运动状态发生了改变，说明小球受到了力的作用，在不考虑空气阻力的情况下，我们知道小球在空中上去下来的整个运动过程中只受到重力的作用，即在小球运动到最高点的时候，也受到重力作用，故合外力不为零，所以小球在最高点速度为零，但不是静止状态。
静止状态不仅是速度为零，而且合外力还要为零。
二、惯性定律惯性定律中，牛顿总结了物体在不受到外力作用时，保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变原来状态。
反过来，一个物体保持静止状态或匀速直线运动状态对应两种受力情况：一种是不受任何外力，另一种是受到平衡力作用。
当物体受到一对平衡力作用时，相当于物体受到的合外力为零，等价于不受外力作用，故在理解惯性定律时，其中的外力应当理解为是物体受到的合外力。
外力改变的是物体的速度，可以是速度的大小也可以是速度的方向。
也就是说当物体的速度发生了变化时，我们说物体一定受到了力的作用。
错误的理解：物体速度越大，受到的外力越大。
例如两个完全相同的物体A和B，分别受到外力F1和F2的作用，在水平面上做匀速直线运动，物体A的速度为3m/s，物体B的速度为6m/s，则F1和F2谁大？由于都是匀速直线运动状态，所以两物体处于平衡状态，受到合外力为零，则水平方向上，两物体应该都分别受到外力F和摩擦力f 的作用，由于A和B是完全相同的两个物体，根据摩擦力的影响因素可得，A和B受到的摩擦力大小相同，再由二力平衡可得F1=f，F2=f，所以F1=F2。
物体受到力的作用后，会使物体的速度发生变化，但物体的初始速度并不是由受到的力决定的。
三、受力分析在对物体受力分析时，需要重点深度理解摩擦力和空气阻力。
专题13 力与运动的关系【核心考点讲解】1、物体在不受力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，即原来运动的物体在不受力时，总保持匀速直线运动状态；原来静止的物体不受力时，总保持静止状态。
2、物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态，力不是维持物体运动的原因。
3、物体如果受到力的作用，且受到的力不平衡，物体的运动状态就会发生改变。
4、如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态，那么，它可能不受外力作用，也可能受平衡力作用。
【必刷题型精练】1．（2021•苏州模拟）关于物体受力与运动的关系，下列说法正确的是（）A．物体受平衡力作用也能做曲线运动B．物体受非平衡力作用一定做曲线运动C．做曲线运动的物体若只受一个力作用，力的大小和方向可能都不变D．做曲线运动的物体若只受一个力作用，力的大小可能不变但方向一定改变解：A、物体受平衡力作用处于平衡状态，能静止也可能做匀速直线运动，但不可能做曲线运动，故A错误；B、物体受非平衡力作用时，处于非平衡状态，可能是运动速度发生变化也可能是运动方向发生变化，但不一定做曲线运动，如竖直下落的物体，只受重力作用，速度方向不变，故B错误；CD、做曲线运动的物体若只受一个力作用，如平抛出去的物体，只受重力作用，运动过程中，力的大小和方向可能都不变，故C正确，D错误。
答案：C。
2．（2021•无锡模拟）我国第一位“太空教师”王亚平通过物理实验，展示了飞船内部物体在失重（相当于物体不受重力）情况下的物理现象，王亚平利用小球做了两次实验，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况，其中符合实际的是（）A．甲、丙B．甲、丁C．乙、丙D．乙、丁解：飞船内部物体在失重（相当于物体不受重力）情况，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，小球不受任何外力，根据牛顿第一运动定律，小球处于静止状态，故甲图正确；第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，由于惯性，小球继续保持匀速直线运动状态，又因为受到细线的拉力作用，所以小球做匀速圆周运动，故丁图正确；答案：B。
专题二力与物体的运动第1课时力与直线运动专题复习定位解决问题本专题主要解决直线运动中匀变速直线运动规律、牛顿运动定律和动力学方法的应用。
高考重点匀变速直线运动规律的应用；应用牛顿第二定律分析瞬时、超重和失重、连接体和图象等问题；应用动力学方法处理“传送带模型”和“板—块模型”等问题。
题型难度以选择题为主，有时候在计算题中的某一问或者单独以计算题的形式命题，题目难度一般为中档题。
1.匀变速直线运动的条件物体所受合力为恒力，且与速度方向共线。
2.匀变速直线运动的基本公式及推论速度公式：v＝v0＋at。
位移公式：x＝v0t＋12at2。
速度和位移公式的推论：v2－v20＝2ax。
中间时刻的瞬时速度：v t2＝xt＝v0＋v2。
任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差是一个恒量，即Δx＝x n＋1－x n＝aT2。
3.图象问题(1)速度—时间图线的斜率或切线斜率表示物体运动的加速度，图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的位移。
匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜直线。
(2)位移—时间图线的斜率或切线斜率表示物体的速度。
4.超重和失重超重或失重时，物体的重力并未发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化。
物体发生超重或失重现象与物体的运动方向无关，只取决于物体的加速度方向。
当a有竖直向上的分量时，超重；当a有竖直向下的分量时，失重；当a＝g且竖直向下时，完全失重。
5.瞬时问题应用牛顿第二定律分析瞬时问题时，应注意物体与物体间的弹力、绳的弹力和杆的弹力可以突变，而弹簧的弹力不能突变。
6.连接体问题在连接体问题中，一般取连接体整体为研究对象，求共同运动的加速度，隔离法求连接体内各物体间的相互作用力。
1.基本思路2.解题关键抓住两个分析，受力分析和运动情况分析，必要时要画运动情景示意图。
对于多运动过程问题，还要找准转折点，特别是转折点的速度。
3.常用方法(1)整体法与隔离法：单个物体的问题通常采用隔离法分析，对于连接体问题，通常需要交替使用整体法与隔离法。
力与物体的直线运动【思维导图】【考点分析】力与直线运动和牛顿运动定律均是历年高考重点考查的内容。
高考对这部分内容的考查非常灵活，选择、实验、计算等题型均可以考查。
其中用整体法和隔离法处理问题，牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题，物体的平衡条件等都是高考热点。
受力分析与物体的平衡问题是力学的基本问题，在高考中是Ⅱ级要求，主要考查力的产生条件、力的大小和方向的判断、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析。
对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。
另外，牛顿运动定律在实际中的应用很多，如弹簧问题、传送带问题、传感器问题、超重失重问题等，应用非常广泛。
考查时注重对物理思维与物理能力的考核，涉及的思想方法有整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等。
本专题的考查有以下特点：1、对受力分析、物体的平衡及其条件的考查通常倾向于应用型，易于生产生活、军事科技等紧密联系，还可以力、电综合题形式出现。
2、对运动图像的考查是高考命题热点之一，从近几年的高考试题看，考查的是图像的物理意义。
3、对牛顿第二定律的理解和运用的考查力度较大。
除了常见的力学模型如物体在水平面、斜面、竖直平面上的直线运动，超重和失重的应用，传送带模型的应用等外，还将牛顿运动定律与电磁学结合起来进行考查，考查考生分析情景，建立物理模型，然后运用牛顿定律解决问题的能力。
4、旧题、陈题、常规题常常推陈出新，多数与信息、图象相结合，考查考生提取信息的能力。
预计在2016年高考中，本专题内容仍然是高考命题的重点和热点。
从近几年的试题难度看，本专题如果是单独命题，难度可能不大，命题方向还应属于基本应用方面。
对本专题的复习，应把握“211”策略：“2”是指“两个分析”，即“受力分析”和“运动过程分析”；一个“1”是指“一个桥梁”，即联系运动学和动力学的桥梁——加速度；另一个“1”是指“运动图象”，即物体的运动可借助图象进行分析。
课时1 物体的直线运动【典例分析】一.运动关系图（x-t图像，v-t图像，位置坐标图像，a-t图像）用图象来描述两个物理量之间的关系，是物理学中常用的方法．是一种直观且形象的语言和工具．它运用数和形的巧妙结合，恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律．运用图象解题的能力可归纳为以下两个方面：1．读图：即从图象中获取有用信息作为解题的条件，弄清试题中图象所反映的物理过程及规律，从中获取有效信息，通常情况下，需要关注的特征量有三个层面：第一层：关注横坐标、纵坐标的物理意义(1)确认横坐标、纵坐标对应的物理量各是什么．(2)坐标轴物理量的单位也是不能忽视的．(3)注意图象是否过坐标原点．第二层：关注斜率、面积、截距的物理意义(1)图线的斜率：不同坐标系中，斜率表示的物理意义不同．(2)面积：由图线、横轴及图线上某两点到横轴的垂线段围成的几何图形的面积或由横轴、纵轴及图线上某点到两轴的垂线段围成的矩形的面积．(3)截距：图线在纵轴上以及横轴上的截距． 第三层：重视交点、转折点、渐近线(1)交点：往往是解决问题的切入点．(2)转折点：满足不同的函数关系式，对解题起关键作用． (3)渐近线：往往可以利用渐近线求出该物理量的极值和它的变化趋势．2． 作图和用图：依据物体的状态或物理过程所遵循的物理规律，作出与之对应的示意图或数学函数图象来研究和处理问题． 例1、 (2015年•全国Ⅰ卷)如图甲，一物块在t =0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t图象如图乙所示。
若重力加速度及图中的v 0、v 1、t 1均为已知量，则可求出( )A.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【疑惑】(1)v-t 图象的截距、斜率、面积各表示什么?(2)物块沿斜面向上滑行和向下滑行时受力有什么不同?【解析】由题图乙可以求出物块上升过程中的加速度a 1=v 0/t 1，下降过程中的加速度a 2=v 1/t 1。
物块在上升和下降过程中，由牛顿第二定律得mg sin θ+f=ma 1，mg sin θ-f=ma 2，由以上各式可求得sin θ=(v 0+v 1)/2t 1g ，滑动摩擦力f=m(v 0-v 1)/2t 1，而f=μF N =μmg cos θ，由以上分析可知,选项A 、C 正确。
由v-t 图象中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离，可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度，选项D 正确。
【答案】ACD例2、 (2013•西安模拟)(单选)一个质点沿x 轴做匀加速直线运动．其位移—时间图象如图所示，则下列说法正确的是( )．A ．该质点的加速度大小为2 m/s2B ．该质点在t ＝1 s 时的速度大小为2 m/sC ．该质点在t ＝0到t ＝2 s 时间内的位移大小为6 mD ．该质点在t ＝0时速度为零【解析】质点做匀加速直线运动，设t ＝0时质点的速度为v 0，加速度为a ，由图象知t 1＝1 s 时，x 1＝2 m ；t 2＝2 s 时，x 2＝8 m ，利用公式x ＝v 0t ＋12at 2得：x 1＝v 0t 1＋12at 21，x 2＝v 0t 2＋12at 22，代入数据解得a ＝4 m/s 2，v 0＝0，t ＝1 s 时的速度大小为4 m/s ，故只有D正确【答案】D例3、 (2013·海南卷，4)(单选)一物体做直线运动，其加速度随时间变化的a －t 图象如图所示．下列v －t 图象中，可能正确描述此物体运动的是( )【解析】由a －t 图象知T ～2T 时间内的加速度跟0～T 2时间内的加速度大小相等，方向相反，从而排除选项A 、B 、C ，本题选D.【答案】D例4、 (2013•盐城模拟)(多选)一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A 、B ，A 在西B在东，一辆匀速行驶的汽车自东向西经过B 路牌时，一只小鸟恰自A 路牌向B 匀速飞去，小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回A ，过一段时间后，汽车也行驶到A.以向东为正方向，它们的位移—时间图象如图所示，图中t 2＝2t 1，由图可知( )．A ．小鸟的速率是汽车速率的两倍B ．相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3∶1C ．小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍D ．小鸟和汽车在0～t 2时间内位移相等【解析】设A 、B 之间的距离为x .由t 2＝2t 1，结合图象可知，小鸟与汽车相遇时，汽车的位移大小为x 4，小鸟的位移大小为34x ，故A 错误，B 正确；小鸟飞行的总路程为64x ＝1.5x ，C 正确；小鸟在0～t 2时间内的位移为零，而汽车在0～t 2时间内位移大小为x ，故D 错误【答案】BC例5、 如图甲所示，在水平地面上固定一倾角为30°的光滑斜面，一劲度系数k ＝100N/m的轻质弹簧，其下端固定在斜面底端，整根弹簧足够长且处于自然状态．质量为m ＝2.0 kg 的滑块从距离弹簧上端x 0＝0.35 m 处由静止释放．设滑块与弹簧接触过程系统没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，取重力加速度大小为g ＝10 m/s 2.规定滑块释放处为坐标原点、沿斜面向下为位移x 正向．(1)请在图乙所示的坐标纸上画出滑块下滑位移在0.55 m 范围内，滑块加速度a 随位移x 变化的图象(即a －x 图象)；(2)由a －x 图象求出滑块下滑速度的最大值v m .【解析】(1)当滑块下滑位移x ≤x 0时，其加速度大小为a ＝g sin 30°＝5 m/s 2；当滑块下滑位移大于x 0时，其加速度大小为a ＝mg sin 30°－k x －x 0 m＝(22.5－50x )m/s 2.所以，a －x 图象如图所示．(2)由a －x 图象可以看出，滑块下滑位移x ≤0.45 m 时，滑块加速下滑，当x ＝0.45 m 时，滑块加速度为零，此时速度最大．由运动学公式可以推得v 2m ＝2ax ，其中的“ax ”为a －x 图象时图线与x 轴包围的“面积”，由此可求得滑块下滑速度的最大值为：v m ＝ 5×0.35＋5×0.12 ×2 m/s ＝2.0 m/s.【答案】(1)见解析；(2)2.0 m/s练习1、 甲、乙两车在一平直道路上同向运动，其图象如图所示，图中△OPQ 和△OQt 0的面积分别为s 1和s 2(s 2>s 1)。
初始时，甲车在乙车前方s 0处。
下列说法正确的是( )A.若s 0=s 1+s 2，两车不会相遇B.若s 0<s 1，两车相遇2次C.若s 0=s 1，两车相遇1次D.若s 0=s 2，两车相遇1次【疑惑】(1)s 1和s 2分别表示什么?它们与s 0有联系吗?(2)题中给的条件s 2>s 1有什么意义?【解析】初始时，甲车在前，乙车在后，甲从静止启动做匀加速直线运动，而乙车以一定的初速度匀加速追赶甲车，在t0时刻两车速度相等，此后甲车速度大于乙车，所以如果在t0时刻乙车还没有追上甲车，两车就不可能相遇；根据题图，在0~t0时间内，甲车的位移为s2，乙车位移为s1+s2，乙车相对于甲车的追赶距离为s1，若s0=s1+s2，则追赶距离s1<s0，所以两车不会相遇，选项A正确；若s0<s1，说明在t0时刻乙车已经超过了甲车，此后因为甲车速度大于乙车，所以两车会再次相遇，即两车共相遇2次，选项B 正确；若s0=s1，即在t0时刻，追赶距离s1刚好等于s0，两车刚好相遇1次，选项C正确；若s0=s2，则在t0时刻，追赶距离s1<s2=s0，所以两车不会相遇，选项D错误。
本题答案为ABC。
【答案】ABC练习2、(单选)某同学在学习了动力学知识后，绘出了一个沿直线运动的物体的加速度a、速度v、位移x随时间变化的图象如下图所示，若该物体在t＝0时刻，初速度均为零，则下列图象中表示该物体沿单一方向运动的图象是( )【解析】A项位移正负交替，说明物体做往复运动；B项物体先做匀加速运动，再做匀减速运动，然后做反向匀加速运动，再做反向匀减速运动，周而复始；C项表示物体先做匀加速运动，再做匀减速运动，循环下去，物体始终单向运动，C正确；D项从面积判断物体速度有负值出现，不是单向运动．【答案】C练习3、(多选)A、B两物体同时同地同向出发，其运动的v－t图象和a－t图象如图甲、乙所示，已知在0～t0和t0～2t0两段时间内，A物体在v－t图象中的两段曲线形状相同，则有关A、B两物体的说法中，正确的为 ( )A．A物体先加速后减速B．a2＝2a1C．t0时刻，A、B两物体第一次相遇D．2t0时刻，A、B两物体第一次相遇【解析】由题图可知，虽然A物体的加速度先增大后减小，但速度一直在增大，所以A 物体一直在做加速运动；由v－t图象不难判断，在2t0时刻，A、B两物体位移相同，又由于两物体从同地出发，故两者此时第一次相遇，C错误、D正确；由v－t图象可知v2＝2v1，又由a－t图象与时间轴所围面积等于速度的改变量，可得a2＝2a1，B正确．【答案】BD练习4、(多选)如图所示的图象表示做直线运动的某一物体在0～5s内的运动情况，由于画图人粗心未标明此图是v－t图还是x－t图，但已知第1 s内的速度小于第3 s内的速度，则下列说法正确的是( )．A．该图一定是v－t图B．该图一定是x－t图C．在这5 s内，物体的速度越来越大D．在这5 s内，物体的位移越来越大【解析】若该图是x－t图象，则图象的斜率表示速度，根据题图，该图线在第1 s内的斜率不为零，而第3 s内的斜率为零，说明物体在第1 s内的速度大于第3 s内的速度，故该图是v－t图，选项B错误，A正确；v－t图象的纵坐标表示瞬时速度，根据题图，该物体的速度先增大(0～2 s)后不变(2～4 s)然后再逐渐减小(4～5 s)，所以选项C错误；v－t图象的“面积”表示位移，根据题图，该“面积”越来越大，所以物体的位移越来越大，选项D正确．【答案】AD练习5、(2014年高考·新课标全国卷Ⅱ)2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km 高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录。
