2016高考物理二轮复习第一部分考前复习方略专题二牛顿运动定律与直线运动限时训练

高考物理二轮复习知识高考物理二轮复习知识：牛顿运动定律1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。

(1)运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。

(2)定律说明了任何物体都有惯性。

(3)不受力的物体是不存在的。

牛顿第一定律不能用实验直接验证。

但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。

它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律。

(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。

2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。

(1)惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关。

因此说，人们只能”利用”惯性而不能”克服”惯性。

(2)质量是物体惯性大小的量度。

3.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表达式F合=ma(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律，分析出物体的运动规律;反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础。

(2)对牛顿第二定律的数学表达式F合=ma，F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力。

(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果。

即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬间效果是加速度而不是速度。

(4)牛顿第二定律F合=ma，F合是矢量，ma也是矢量，且ma与F合的方向总是一致的。

F合可以进行合成与分解，ma也可以进行合成与分解。

4.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

专题2 牛顿运动定律与直线运动本部分内容高考命题存在以下特点和趋势：一是高考考查的重点，命题次数较多；二是题型全面：从选择到实验、再到计算题；三是命题趋势大体呈现以下特点：从匀变速直线运动规律的应用为重点转向动力学方法的应用为重点，而从2016年高考开始又趋向动力学方法和功能关系的综合应用。

高频考点：匀变速直线运动规律的应用、运动学图象问题、牛顿运动定律的应用。

考点一、匀变速直线运动规律应用例 (郑州2018届高三阶段考试) 甲、乙两人在某一直道上完成200 m 的赛跑，他们同时、同地由静止开始运动，都经过4 s 的匀加速，甲的爆发力比乙强，加速过程甲跑了20 m 、乙跑了18 m ；然后都将做一段时间的匀速运动，乙的耐力比甲强，匀速持续时间甲为10 s 、乙为13 s ，因为体力、毅力的原因，他们都将做匀减速运动的调节，调节时间都为2 s ，且速度都降为8 m/s ，最后冲刺阶段以8 m/s 的速度匀速达到终点。

求：(1)甲做匀减速运动的加速度； (2)甲冲刺阶段完成的位移大小。

【审题立意】本题为多过程直线运动问题，主要考查匀变速直线运动规律的应用。

在解题时要明确各个运动阶段，注意平均速度公式的应用、加速度的计算方法，同时在计算时要注意各物理量的矢量性。

【解题思路】 (1)在匀加速过程，设甲的位移为x 1，所用的时间为t 1，达到的末速度为v 1，由x 1＝v1t 12，解得v 1＝10 m/s甲做匀减速运动的末速度为v 2，匀减速运动的加速度为a 2，由a 2＝v 2－v 1Δt得a 2＝－1 m/s 2。

(2)甲匀速运动的位移：x 2＝v 1t 2＝10×10 m＝100 m 甲匀减速的位移：x 3＝v 1＋v 22Δt考向预测知识与技巧的梳理解得x 3＝18 m最后甲冲刺的位移为：x 4＝200 m －(x 1＋x 2＋x 3)＝200 m －(20＋100＋18)m ＝62 m 【参考答案】(1)－1 m/s 2(2)62 m【知识建构】1．记牢匀变速直线运动的“四类公式”2．掌握处理匀变速直线运动的五种方法【变式训练】 1．(2018届高三·第一次全国大联考Ⅲ卷) 如图所示，两光滑斜面在B 处连接，小球从A 处由静止释放，经过B 、C 两点时速度大小分别为3 m/s 和4 m/s ，AB ＝BC 。

第二讲 牛顿运动定律与直线运动一、单项选择题1．(2011年高考安徽卷)一物体做匀加速直线运动，通过一段位移Δx 所用的时间为t 1，紧接着通过下一段位移Δx 所用的时间为t 2，则物体运动的加速度为( ) A.2Δx t 1－t 2t 1t 2t 1＋t 2 B.Δx t 1－t 2t 1t 2t 1＋t 2C.2Δx t 1＋t 2t 1t 2t 1－t 2D.Δx t 1＋t 2t 1t 2t 1－t 2解析：选A.物体做匀变速直线运动，由匀变速直线运动规律：v ＝v t 2＝x t 知：v t 12＝Δx t 1① v t 22＝Δx t 2② 由匀变速直线运动速度公式v t ＝v 0＋at 知v t 22＝v t 12＋a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫t 1＋t 22 ③ ①②③式联立解得a ＝2Δx t 1－t 2t 1t 2t 1＋t 2. 2．(2011年高考浙江卷) 如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是( )A ．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B ．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C ．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D ．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利解析：选C.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，故选项A 错误．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B 错误．设绳子的张力为F ，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F ，若m 甲>m 乙，则由a ＝F m得，a 甲<a 乙，由s ＝12at 2得在相等时间内甲的位移小，因开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙会过分界线，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故选项C 正确．收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D 错误．3. (2011年北京西城抽样)在一竖直砖墙前让一个小石子自由下落，小石子下落的轨迹距离砖墙很近．现用照相机对下落的石子进行拍摄．某次拍摄的照片如图所示，AB 为小石子在这次曝光中留下的模糊影迹．已知每层砖(包括砖缝)的平均厚度约为6 cm ，A 点距石子开始下落点的竖直距离约1.8 m ，估算照相机这次拍摄的“曝光时间”最接近( )A ．2.0×10－1 sB ．2.0×10－2 sC ．2.0×10－3 sD ．2.0×10－4 s解析：选B.石子落到A 点速度v ＝2gh ＝6 m/s ，A →B 速度变化不大，可近似看做匀速运动，故t ＝AB v ＝0.02 s ．选项B 正确．4．(2011年江苏扬州中学模拟)从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球从抛出点上升到最高点的时刻为t 1，下落到抛出点的时刻为t 2.若空气阻力的大小恒定，则在下图中能正确表示被抛出物体的速率v 随时间t 的变化关系的图线是( )解析：选C.小球在上升过程中做匀减速直线运动，其加速度为a 1＝mg ＋f m ，下降过程中做匀加速直线运动，其加速度为a 2＝mg －f m，即a 1>a 2，且所分析的是速率与时间的关系，所以选项C 正确．5．(2011年郑州市预测卷)如图所示，一根轻绳跨过光滑定滑轮，两端分别系一个质量为m 1、m 2的物块．m 1放在地面上，m 2离地面有一定高度．当m 2的质量发生改变时，m 1的加速度a 的大小也将随之改变．以下的四个图象，最能准确反映a 与m 2间的关系的是( )解析：选D.当m 2≤m 1时，系统静止，a ＝0，当m 2＞m 1时，对整体有m 2g －m 1g ＝(m 1＋m 2)a即a ＝g －2m 1m 1＋m 2g ，可见m 2→∞时 ，a →g ，故D 正确． 6．(2011年高考海南卷改编)一物体自t ＝0时开始做直线运动，其速度图线如图所示．下列选项错误的是( )A ．在0～5 s 内，物体离出发点最远为35 mB ．在0～6 s 内，物体经过的路程为40 mC ．在0～4 s 内，物体的平均速率为7.5 m/sD ．在5～6 s 内，物体所受的合外力做负功解析：选D.根据v t 图象的“面积”表示位移和v t 图象的意义知，物体在第5 s 时离出发点最远，最远距离为x m ＝12×(5＋2)×10 m ＝35 m ；0～6 s 内的路程为x ＝x m ＋12×1×10 m ＝40 m ；0～4 s 内的位移s ＝12×(4＋2)×10 m ＝30 m ，故平均速率为v ＝s t ＝304m/s ＝7.5 m/s ；在5～6 s 内，物体的速度增加，根据动能定理，合外力做正功．综上所述A 、B 、C 正确，D 错误．7．a 、b 两车在两条平行的直车道上同方向行驶，它们的v t 图象如图所示．在t ＝0时刻，两车间距离为d ；t ＝5 s 时刻它们第一次相遇．关于两车之间的关系，下列说法正确的是( )A ．t ＝15 s 的时刻两车第二次相遇B ．t ＝20 s 的时刻两车第二次相遇C ．在5～15 s 时间内，先是a 车在前，而后是b 车在前D ．在10～15 s 时间内，两车间距离逐渐变大解析：选A.由v t 图象可知：0时刻b 车在前a 车在后，因为t ＝5 s 时a 、b 第一次相遇，且5 s 至10 s 内a 车速度大于b 车速度，故10 s 时a 车在前b 车在后，两车间距最大．又因v t 图象与时间轴围成的“面积”表示物体在一段时间内发生的位移，10 s 后b 车速度大于a 车速度，可知15 s 时两车第二次相遇． 8.(2011年青岛二模)DIS 是由传感器、数据采集器、计算机组成的信息采集处理系统，某课外实验小组利用DIS 系统研究电梯的运动规律，他们在电梯内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，传感器的测量挂钩向下，在挂钩上悬挂一个质量为1.0 kg 的钩码，在电梯由静止开始上升的过程中，计算机屏上显示如图所示的图象，则(g 取10 m/s 2)( )A ．t 1到t 2时间内，电梯匀速上升B ．t 2到t 3时间内，电梯处于静止状态C ．t 3到t 4时间内，电梯处于超重状态D ．t 1到t 2时间内，电梯的加速度大小为5 m/s 2解析：选D.0～t 1时间内，F 1＝mg ，电梯静止，t 1～t 2时间内，F 2＞mg ，电梯加速上升，加速度a ＝F 2－mg m＝ 5 m/s 2，A 错误，D 正确；t 2～t 3时间内，F 3＝mg ，电梯匀速上升，B 错误；t 3～t 4时间内，F 4＜mg ，电梯减速上升，处于失重状态，C 错误． 9.细绳拴一个质量为m 的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连．平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示．以下说法正确的是(已知cos 53°＝0.6，sin 53°＝0.8)( )A ．小球静止时弹簧的弹力大小为35mg B ．小球静止时细绳的拉力大小为35mg C ．细绳烧断瞬间小球的加速度立即为gD ．细绳烧断瞬间小球的加速度立即为53g 解析：选D.细绳烧断前对小球进行受力分析，小球受到三个力的作用：重力mg ，竖直向下；弹簧的弹力F ，水平向右；细绳的拉力F T ，沿细绳斜向上．由平衡条件得：F T cos 53°＝mg ，F T sin 53°＝F .解得F T ＝53mg ，F ＝43mg 细绳烧断瞬间，细绳的拉力突然为零，而弹簧的弹力不变，此时小球所受的合力与F T 等大反向，所以小球的加速度立即为a ＝53g ．故选D. 10.(2011年高考新课标全国卷)如图所示，在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板，其上叠放一质量为m 2的木块．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)，木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2.下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是( )、解析：选A.刚开始木块与木板一起在F 作用下加速，且F ＝kt ，a ＝Fm 1＋m 2＝kt m 1＋m 2，当相对滑动后，木板只受滑动摩擦力，a 1不变，木块受F 及滑动摩擦力，a 2＝F －μm 2g m 2＝F m 2－μg ，故a 2＝kt m 2－μg ，at 图象中斜率变大，故选项A 正确，选项B 、C 、D 错误． 二、非选择题11．(2011年合肥质检)一辆值勤的警车停在直公路边，当警员发现从他旁边以v ＝10 m/s 的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶，经t 0＝2 s 警车发动起来，以加速度a＝2 m/s 2做匀加速运动，试问：(1)在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？(2)若警车能达到的最大速度是v m ＝12 m/s ，达到最大速度后匀速运动．则警车发动起来后至少要多长时间才能追上违章的货车？解析：(1)在警车追上货车之前，两车速度相等时，两车间的距离最大，设警车发动起来经时间t ′两车速度相等．两车间的距离最大为s .则t ′＝v a ＝5 s ，s ＝v (t 0＋t ′)－12at ′2＝45 m. (2)若警车的最大速度是v m ＝12 m/s ，则警车发动起来后加速时间为t 1，加速位移为s 1t 1＝v m a ＝6 s ，s 1＝12at 21＝36 m ＜v (t 0＋t 1)＝80 m 所以警车还没追上货车，这以后匀速运动追赶，设再经时间t 2追上：则s 1＋v m t 2＝v (t 0＋t 1＋t 2)，解得t 2＝22 s所以警车发动起来后追上货车经历的时间为t ＝t 1＋t 2＝28 s.答案：(1)45 m (2)28 s12．(2011年湖北八校联考)某公共汽车的运行非常有规律，先由静止开始匀加速启动，当速度达到v 1＝10 m/s 时再做匀速运动，进站前开始匀减速制动，在到达车站时刚好停住．公共汽车在每个车站停车时间均为Δt ＝25 s ．然后以同样的方式运行至下一站．已知公共汽车在加速启动和减速制动时加速度大小都为a ＝1 m/s 2，而所有相邻车站间的行程都为s ＝600 m ，有一次当公共汽车刚刚抵达一个车站时，一辆电动车刚经过该车站一段时间t 0＝60 s ，已知该电动车速度大小恒定为v 2＝6 m/s ，而且行进路线、方向与公共汽车完全相同，不考虑其他交通状况的影响，试求：(1)公共汽车从车站出发至到达下一站所需的时间t 是多少？(2)若从下一站开始计算，公共汽车在刚到达第n 站时，电动车也恰好同时到达此车站，n 为多少？解析：(1)公共汽车启动时加速所用的时间为t 1t 1＝v 1/a ，得t 1＝10 s启动加速时行驶的路程为s 1s 1＝12at 21，得s 1＝50 m 上面所求时间和路程同时也是制动减速所用的时间和路程，所以汽车每次匀速行驶所经过的路程为s 2s 2＝s －2s 1，得s 2＝500 m匀速行驶所花时间为t 2t 2＝s 2/v 1，得t 2＝50 s所以公共汽车在每两站之间运动所经历的时间为t ＝2t 1＋t 2＝70 s.(2)电动车到达第n 站所用的总时间为TT ＝n (t ＋Δt )＋t 0所以有v 2T ＝ns代入数据可求得n ＝12.答案：(1)70 s (2)12。

专题02 牛顿运动定律与直线运动构建知识网络：考情分析：牛顿运动定律是高中物理的基础，更是力学的核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，近几年对牛顿运动定律的考查频率非常高，牛顿运动定律将主要考查牛顿运动定律在动力学中的综合问题、电场与磁场中电荷运动问题、电磁感应综合问题的应用。

重点知识梳理：一、匀变速直线运动的“四类公式”（简称1、2、3、4运动学公式：一个定义式两个基本公式三个重要推论四个初速度为零的推论）1.2.3.（无论匀加速还是匀减速直线运动）逐差法4.初速度为0的几个推论：（设时间间隔为t）①．第1t末、第2t末、第3t末速度之比：②．前1t内、前2t内、前3t内位移之比：③．第1t内、第2t内、第3t内位移之比：④．若将整个过程分成若干个相等的位移等分，每一等分所用时间之比：二、符号法则(1)匀变速直线运动的“四类公式”都是矢量式，应用时注意各量符号的确定。

(2)一般情况下，取初速度的方向为正方向。

三、解决匀变速直线运动的常用方法四、牛顿第一定律1.内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.意义(1)指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因.(2)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称为惯性定律.(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受合外力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态.3.惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小.(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关.五、牛顿第二定律1.内容物体加速度的大小跟所受外力的合力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟合外力方向相同.2.表达式：F＝ma.六、牛顿第三定律1.牛顿第三定律的内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.2.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同.(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同.(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关.七、力学单位制1.力学中的基本物理量及单位(1)力学中的基本物理量是长度、质量、时间.(2)力学中的基本单位：米(m)、千克（Kg）、秒（S） .2.单位制(1)由基本单位和导出单位组成的单位系统叫做单位制.(2)国际单位制(SI)：国际计量大会制定的国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制.八、超重与失重1.超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象.(2)产生条件：物体具有向上的加速度.2.失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于物体所受重力的现象.(2)产生条件：物体具有向下的加速度.【名师提醒】动力学综合题的解法：受力分析—过程分析—求解加速度是关键直线运动--受力分析后建立的表达式：（1）运动方向建立牛顿第二运动定律表达式；（2）垂直于运动方向建立平衡条件表达式；（3）两个方向的联系滑动摩擦力公式直线运动--过程分析后建立的表达式：选用合适的运动学公式，如果是多过程问题分段处理，两个过程的联系通常是前一过程的末速度是后一过程的初速度典型例题剖析：考点一：匀变速直线运动规律的应用【典型例题1】如图所示，云南省彝良县发生特大泥石流，一汽车停在小山坡底，司机突然发现在距坡底240 m的山坡处泥石流以8 m/s的初速度、0.4 m/s2的加速度匀加速倾泻而下，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动.已知司机的反应时间为1 s，汽车启动后以0.5 m/s2的加速度一直做匀加速直线运动.试分析司机能否安全脱离.【答案】司机能安全脱离【变式训练1】(2017·江苏如皋一模)如图所示，水平地面O点的正上方的装置M每隔相等的时间由静止释放一小球，当某小球离开M的同时，O点右侧一长为L＝1.2 m的平板车开始以a＝6.0 m/s2的恒定加速度从静止开始向左运动，该小球恰好落在平板车的左端，已知平板车上表面距离M的竖直高度为h＝0.45 m，忽略空气的阻力，重力加速度g取10 m/s2。

牛顿运动定律与直线运动【命题规律】牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一。

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；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、同步卫星问题等等，应用非常广泛，尤其要注意以天体问题为背景的信息给予题，这类试题不仅能考查考生对知识的掌握程度，而且还能考查考生从材料、信息中获取要用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。

【名师解读】【例1】（江苏省盐城市2011届三星级高中三校联考物理）如图3－1所示，AB 和CD 为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R 和r 的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P 。

设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A 滑到B 和由C 滑到D ，所用的时间分别为t 1和t 2，则t 1与t 2之比为（ ）A ．2：1B ．1：1C ．3：1D ．1：3[分析] 设光滑斜槽轨道的倾角为θ，则物体下滑时的加速度为sin a g θ=，由几何关系，斜槽轨道的长度2()s i s R r θ=+，由运动学公式212s a t =，得s r t =t 与倾角θ无关，所以t 1＝t 2，B 项正确。

[答案] B[解读] 本题涉及到受力分析、牛顿第二定律、加速度、匀变速运动规律等知识点，考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。

本题是“等时圆”问题的拓展延伸，需要考生从光滑弦过渡到斜面，还需要处理好角度问题，联系上两个圆的直径，只要有一处想不到，图3－1便不能得出正确答案。