高三高考物理第二轮专题复习材料力与直线运动

力与直线运动

【知识结构】

【重点难点】

力是贯穿整个高中物理学的一条重要主线，运动是物理学研究的主要内容之一，力和

运动的关系是力学部分的核心内容。其中，许多基本规律和科学思维方法在力学中，甚至

在整个物理学中都是相当重要的，自然也成为高考的重要内容。

中学教材中遇到的力有场力(万有引力、电场力、磁场力)、弹力、摩擦力、分子力、

核力等。力具有相互性(作用力与反作用力同生灭)、矢量性(力不仅有大小而且有方向，

运算遵守平行四边形定则)，力还具有作用的瞬时性(牛顿第二定律)，对时间和空间的积

累性(动量定理和动能定理)及作用的独立性，等等。

判断一个物体做什么运动，首先要看它的初速度是否为零，然后看它受到的力是否为

恒力。若为恒力，还要看它与初速度方向的夹角情况，这样才能准确地判断物体的运动形

式。

受力分析和运动情况分析是解题的关键。通过加速度a 架起受力和运动(平衡是a=0

的特例)这两部分的联系，建立起等值关系式，使问题得到解决。

【典型例题】

【例1】 一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯

中，加速度为a 。如图(1)所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确

的是

A．θ一定时，a越大，斜面对物体的支持力越小

B．θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大

C．a一定时，θ越大，斜面对物体的支持力越小

D. a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小

【分析】对物体进行受力分析，可知物体受重力mg、支持力F N、摩擦力F f，如图(2)所示，由于物体的加速度竖直向上，所以支持力F N和摩擦力F f的合力竖直向上，与重力方

向相反，根据牛顿第二定律，得

由以上两式可知：当θ一定时，a越大，支持力F N、摩擦力F f都越大。当a一定时，θ越大，支持力F N越小、摩擦力F f越大。

【答案】 BC

【点评】遇到此类题目大多会正确的受力分析，但是许多同学往往是建立直角坐标系，将支持力和摩擦力分解，从而使题目的求解(三角函数的运算)变得复杂而且易错。若用力的合成却可使题目变得一目了然，这也是求解的一种方法。

【例2】质量均为m的物体A和B用劲度系数为k的轻质弹簧连接在一起，将B放在水平桌面上，A用弹簧支撑着，如图所示，若用竖直向上的力拉A，使A以加速度a匀加速

上升，试求：

(1)经过多长时间B开始离开地面?

(2)在B离开桌面之前，拉力的最大值?

【分析】 (1)弹簧一开始处于压缩状态，对物体A进行受力分析，可知弹簧的压缩量x l，mg＝kx l，则x l=mg/k；当B刚要离开地面时，弹簧处于伸长状态，伸长量为x2，mg=kx2，则x2=mg/k；由于物体A匀加速上升，x l+x2=at2/2

得：t=2√mg/ka

(2)对A受力分析，根据牛顿第二定律可知：F-mg-Fn＝ma，要使拉力F最大，即弹簧的弹力Fn要最大，而Fn的最大值为弹簧伸长得最长时的值，由题意可知Fn的最大值为物体B的重力mg。 F＝2mg+ma

【点评】弹簧类的问题一要分清楚弹簧是处于压缩还是拉伸状态，二要在理解整个变化的过程基础上清楚临界的状态。

[例3]一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后部，木箱到驾驶室的距离L=1.6m．已知木箱与木板间的动摩擦因数为μ=0.484，平板车以v0=22.0m/s的恒定速度

行驶．突然驾驶员刹车使车做匀减速运动，为不让木箱撞击驾驶室，g 取10m/s 2，试求：

（1）开始刹车到平板车完全停止至少要经过多长时间？

（2）驾驶员刹车时的制动力不能超过多大？（g 取10m/s 2）

【分析】 (1)刹车后，木箱 a 木=μg =4.84 m/s 2，S 木=2

0v / 木a 2．

车S 车=20v /a 2．若恰不撞， S 木=L+S 车．由以上几式可知，a 车=5 m/s 2，t=v 0/a 车=4.4

s

(2)F -μm 2g=m 1a 则F =12420 N

【点评】此类问题主张画出过程简图，从而分清对地位移与相对位移。

[例4] 如图1-3(a)，质量分别为m 1=1kg 和m 2=2kg 的A 、B 两物块并排放在光滑水平面

上，若对A 、B 分别施加大小随时间变化的水平外力F 1和F 2，若F 1=（9 – 2t ）N ，F 2 =（3

+2t ）N ，则：（1）经多长时间t 0两物块开始分离？

（2）在图1-3(b)的坐标系中画出两物块的加速度a 1和a 2随时间

变化的图象？

（3）速度的定义为v = Δs /Δt ，“v-t ”图象下的“面积”在数值

上等于位移Δs ；加速度的定义为a =Δv /Δt ，则“a-t ”图象下的

“面积”在数值上应等于什么？（4）由加速度a 1和a 2随时间变化

图象可求得A 、B 两物块分离后2s 其相对速度为多大？

【分析】（1）当两物块分离瞬间，加速度相等，A 、B 间相互作用

力为零。F 1/m 1=F 2/m 2 ，得t o =2.5s

（2）略

（3）等于其速度的变化量为Δv

（4）等于图中阴影部分的“面积”大小，即V B A =6 m/s

【点评】理解分离瞬间是加速度相等而不是受力相等是关键。加速度在时间上的积累是速

度变化。

图1-3(a)