专题04 斜面模型和连接体模型——历年高考物理真题精选之黄金30题(解析版)

近十年高考物理真题精选之黄金30题

专题04 斜面模型和连接体模型

一、单选题

1．（2021·全国·高考真题）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P 处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q 处静止释放，物块沿平板从Q 点滑至P 点所用的时间t 与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t 将（ ）

A ．逐渐增大

B ．逐渐减小

C ．先增大后减小

D ．先减小后增大

【答案】 D 【解析】

设PQ 的水平距离为L ，由运动学公式可知

2

1

sin cos 2L g t θθ=

可得

24sin 2L

t g θ=

可知45θ=︒时，t 有最小值，故当θ从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t 先减小后增大。 故选D 。

2．（2014·福建·高考真题）如图，滑块以初速度v 0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零．对于该运动过程，若用h 、s 、v 、a 分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t 表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律的是（ ）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】 B 【解析】

CD 、由题意知，在下滑的过程中，根据牛顿第二定律可得：

sin mgcos mg ma θμθ-+=，故加速度保持不变，物块做匀减速运动，所以C 、D 错误； B 、根据匀变速运动的规律

2

012s

v t

at

，可得

B 正确；

A 、下降的高度sin h s θ=，所以A 错误．

3．（2012·上海·高考真题）如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A 、B 叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A 上表面水平．则在斜面上运动时，B 受力的示意图为 （ ）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】 A

【解析】

将A 、B 做为一个整体，则一起冲上斜面时，受重力及斜面的支持力，合力沿斜面向下，然后再用隔离体法，单独对B 进行受力分析可知，B 受摩擦力一定沿水平方向上，且一定水平向左，竖直方向上重力大于支持力这样才能使合力沿斜面向下了，故A 正确，BCD 错误．

4．（2013·安徽·高考真题）如图所示，细线的一端系一质量为m 的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行．在斜面体以加速度a 水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T 和斜面的支持力为F N 分别为（重力加速度为g ）（ ）

A ．T ＝m （g sin θ＋a cos θ），F N ＝m （g cos θ－a sin θ）

B ．T ＝m （g cos θ＋a sin θ），F N ＝m （g sin θ－a cos θ）

C ．T ＝m （a cos θ－g sin θ），F N ＝m （g cos θ＋a sin θ）

D ．T ＝m （a sin θ－g cos θ），F N ＝m （g sin θ＋a cos θ） 【答案】 A 【解析】

当加速度a 较小时，小球与斜面一起运动，此时小球受重力G 、绳子拉力T 和斜面的支持力F N ，绳子平行于斜面；小球的受力如图：

由牛顿第二定律得水平方向上：N Tcos F sin ma θθ-=；竖直方向上，由平衡得：

N Tsin F cos mg

θθ+=，联立得：N F m gcos asin θθ=-（），T m

gsin acos θθ=+（），故A 正确，

BCD 错误．

5．（2020·山东·高考真题）一质量为m 的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s 与时间t

的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用F N表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（）

A．0~t1时间内，v增大，F N>mg B．t1~t2时间内，v减小，F N

C．t2~t3时间内，v增大，F N mg

【答案】D

【解析】

A．由于s-t图像的斜率表示速度，可知在0~t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则F N

B．在t1~t2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则F N=mg，选项B错误；CD．在t2~t3时间内速度减小，即乘客的减速下降，超重，则F N>mg，选项C错误，D正确；

故选D。

6．（2010·福建·高考真题）质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0．2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等．从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示．重力加速度g取10m/s2，则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为

A．18m B．54m

C．72m D．198m

【答案】B

【解析】

对物体受力分析可知，0到3s 内，由于滑动摩擦力为：F f =μF N ＝μmg=0．2×20N=4N ，恰好等于外力F 大小，所以物体仍能保持静止状态，3s 到6s 内，物体产生的加速度为：

2842/2f

F F a m s m

--=

=

＝，发生的位移为：22211

23922x at m m ==⨯⨯= ；6s 到9s

内，物体所受的合力为零，做匀速直线运动，由于6s 时的速度为：v=at=2×3=6m/s ，所以发生的位移为：x 3=vt=6×（9-6）=18m ；9到12s 内，物体做匀加速直线运动，发生的位移为：x 4=vt+

1

2

at 2

=6×3+

12

×2×32=27m ；所以总位移为：

x=0+x 2+x 3+x 4==9+18+27=54m ，所以B 正确；

7．（2021·海南·高考真题）如图，两物块P 、Q 用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P 静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F 作用在P 上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P 、Q 两物块的质量分别为

p 0.5kg

m =、

Q 0.2kg

m =，P 与桌面

间的动摩擦因数0.5μ=，重力加速度2

10m /s g =。则推力F 的大小为（ ）

A ．4.0N

B ．3.0N

C ．2.5N

D ．1.5N

【答案】 A 【解析】

P 静止在水平桌面上时，由平衡条件有

12N

Q T m g ==

12N< 2.5N

P f T m g μ===

推力F 作用在P 上后，轻绳的张力变为原来的一半，即

1

21N 2T T =

=

故Q 物体加速下降，有

2Q Q m g T m a

-=

可得

25/s a m =

而P 物体将有相同的加速度向右加速而受滑动摩擦力，对P 由牛顿第二定律

2P P T F m g m a

μ+-=

解得

4N F =

故选A 。

8．（2020·江苏·高考真题）中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F 。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（ ） A ．F B ．1920F

C ．19F

D ．20F

【答案】 C 【解析】

根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F ，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有

3838F

f

ma

设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F 1，则根据牛顿第二定律有

1

22F f

ma

联立解得1

19F F 。

故选C 。

9．（2017·海南·高考真题）如图，水平地面上有三个靠在一起的物块P 、Q 和R ，质量分别为m 、2m 和3m ，物块与地面间的动摩擦因数都为μ。用大小为F 的水平外力推动物块P ，设R 和Q 之间相互作用力与Q 与P 之间相互作用力大小之比为k 。下列判断正确的是（）

A ．若μ≠0，则k =56

B ．若μ≠0 ， k = 6

5

C ．若μ=0，则12k =

D ．若μ=0，则

35k =

【答案】 D 【解析】

三物块靠在一起，将以相同加速度向右运动；则加速度大小：

66F mg a m μ-=

所以，R 和Q 之间相互作用力为：

11

332F ma mg F μ=+=

Q 与P 之间相互作用力：

215

66F F mg ma F mg F mg F

μμμ--=--+==

所以可得：

121

3255

6F F k F F ===

由于谈论过程与μ是否为零无关，故有3

5k =

恒成立；

A ．与分析不符，故A 错误；

B ．与分析不符，故B 错误；

C ．与分析不符，故C 错误；

D ．与分析相符，故D 正确； 故选D 。

10．（2019·全国·高考真题）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速

运动，轻绳与斜面平行．已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取

10m/s 2．若轻绳能承受的最大张力为1 500 N ，则物块的质量最大为 A ．150kg B

．

C ．200 kg

D

．

【答案】 A 【解析】

T =f +mg sin θ，f =μN ，N =mg cosθ，代入数据解得：m =150kg ，故A 选项符合题意 11．（2013·全国·高考真题）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2（F 2＞0）.由此可求出

A ．物块的质量

B ．斜面的倾角

C ．物块与斜面间的最大静摩擦力

D ．物块对斜面的正压力

【答案】 C 【解析】

根据题意，设物块受到的最大静摩擦力为f ，对物块受力分析（如图所示），若F>mg sin θ，则物体有沿斜面向上运动的趋势，f 的方向应沿斜面向下阻碍物体相对运动趋势，有1sin F mg f θ=+----①；若F

【考点定位】 静摩擦力及力的平衡

12．（2019·浙江·高考真题）如图所示为某一游戏的局部简化示意图．D 为弹射装置，AB 是长为21m 的水平轨道，倾斜直轨道BC 固定在竖直放置的半径为R =10m 的圆形支架上，B 为圆形的最低点，轨道AB 与BC 平滑连接，且在同一竖直平面内．某次游戏中，无动力小车在弹射装置D 的作用下，以v 0=10m/s 的速度滑上轨道AB ，并恰好能冲到轨道BC 的最高点．已知小车在轨道AB 上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC 光滑，则小车从A 到C 的运动时间是（ ）

A ．5s

B ．4.8s

C ．4.4s

D ．3s 【答案】 A 【解析】

设小车的质量为m ，小车在AB 段所匀减速直线运动，加速度

2

10.20.22/f mg

a g m s m m =

===，在AB 段，根据动能定理可得2201122AB B fx mv mv -=-，解

得4/B v m s =，故

1104

32t s s -=

=；

小车在BC 段，根据机械能守恒可得2

12B CD mv mgh =，解得0.8CD h m =，过圆形支架的

圆心O 点作BC 的垂线，根据几何知识可得1

2BC

BC CD x R x h =，解得4BC x m =，1sin 5

CD BC h x θ==

，

故小车在BC 上运动的加速度为

2

2sin 2/a g m s θ==，故小车在BC 段的运动时间为

224

22B v t s s a =

==，所以小车运动的总时间为125t t t s +==，A 正确．

13．（2016·海南·高考真题）沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F

的

作用，其下滑的速度–时间图线如图所示．已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则

A．F1F3

C．F1>F3D．F1=F3

【答案】A

【解析】

由v–t图象可知，0~5 s内加速度a1="0.2" m/s2，沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsin θ–f–F1=ma1，F1="mgsin" θ–f–0.2m；5~10 s内加速度a2=0，根据牛顿第二定律有mgsin θ–f–F2=ma2，F2="mgsin" θ–f；10~15 s内加速度a3="–0.2" m/s2，沿斜面向上，根据牛顿第二定律有mgsin θ–f–F3=ma3，F3="mgsin" θ–f+0.2m．故可得：F3>F2>F1，选项A正确．

【学科网考点定位】v t 图像，牛顿第二定律

14．（2012·海南·高考真题）如图，表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上，ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β，且α>β.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动，经时间t0后到达顶点b时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑．在小物块从a运动到c的过程中，可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是（）

A．B．

C．D．

【答案】C

【解析】

设物块上滑与下滑的加速度大小分别为a1和a2．根据牛顿第二定律得：mgsinα+μmgcosα=ma1，mgsinβ-μmgcosβ=ma2，得a1=gsinα+μgcosα，a2=gsinβ-μgcosβ，则知a1＞a2；而v-t图象的斜率等于加速度，所以上滑段图线的斜率大于下滑段图线

的斜率．上滑过程的位移大小较小，而上滑的加速度较大，由x=1 2

at2知，上滑过程时间较短．因上滑过程中，物块做匀减速运动，下滑过程做匀加速直线运动，两段图象都是直线．由于物体克服摩擦力做功，机械能不断减小，所以物体到达c点的速度小于v0．故C正确，ABD错误．故选C

15．（2013·重庆·高考真题）图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动．分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应图2中的（）

A．①、①和①B．①、①和①C．①、①和①D．①、①和①

【答案】B

【解析】

对小球进行受力分析，根据力的合成与分解原则求出小球对斜面压力的表达式，根据牛顿第二定律求出小球运动的加速度，重力加速度始终为g，恒定不变，从而找出图象．

解：对小球进行受力分析，则有：

N=mgcosθ，随着θ的增大，N减小，对应③

根据牛顿第二定律得：

a=，随着θ的增大，a增大，对应②

重力加速度始终为g，恒定不变，对应①，故B正确

故选B

16．（2014·全国·高考真题）如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定的偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内）．与稳定在竖直位置时相比，小球高度

A．一定升高B．一定降低

C．保持不变D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定【答案】A

【解析】

设L0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得：T1=mg，

弹簧的伸长x1＝，即小球与悬挂点的距离为L1=L0+，当小车的加速度稳定

在一定值时，对小球进行受力分析如图，得：T2cosα=mg，T2sinα=ma，所以：T2=，弹簧的伸长：x2＝＝，则小球与悬挂点的竖直方向的距离为：L2=（L0+

）cosα=L 0cosα+＜L 0+=L 1，所以L 1＞L 2，即小球在竖直方向上到悬

挂点的距离减小，所以小球一定升高，故A 正确，BCD 错误． 故选A ． 二、多选题

17．（2020·浙江·高考真题）如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为20kg 、额定功率为5kW 的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200s 到达100m 高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400V ，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则（ ）

A ．空气对无人机的作用力始终大于或等于200N

B ．直流电源对无人机供电的额定电流为12.5A

C ．无人机上升过程中消耗的平均功率为100W

D ．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 【答案】 BD 【解析】

A ．无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N 后小于200N ，最后等于200N ，选项A 错误；

B ．直流电源对无人机供电的额定电流

5000

A=12.5A 400P I U =

=

选项B 正确；

C ．若空气对无人机的作用力为 F =mg =200N

则无人机上升过程中消耗的平均功率

200100

100W 200Fh P t ⨯=

==

但是由于空气对无人机向上的作用力不是一直为200N ，则选项C 错误；

D ．无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，选项D 正确。 故选BD 。

18．（2015·全国·高考真题）在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时，连接某两

相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着这列车厢以大小为

2

3a 的加速度向西行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小仍为F 。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（ ） A ．8

B ．10

C ．15

D ．18

【答案】 BC 【解析】

设这列车厢的总节数为n ，P 、Q 挂钩东边有k 节车厢，每节车厢的质量为m ，由牛顿第二定律可知

()F a n k m =-，

2=3F a

km 解得

35k n

=

k 是正整数，n 只能是5的整倍数。 故选BC 。

19．（2016·天津·高考真题）我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（ ）

A ．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B ．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3①2

C ．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D ．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1①2 【答案】 BD 【解析】

启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，故A 错误；设每一节车厢的质量是m ，阻力为

kmg ，做加速运动时，对6、7、8车厢进行受力分析得：133F kmg ma -=，对7、8车

厢进行受力分析得：222F kmg ma -=，联立可得：1232F F =

，故B 正确；设进站时从关

闭发动机到停下来滑行的距离为s ，则：22v as =，又88kmg ma =，可得：2

2v s kg =，可

知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，故C 错误；设每节动车的功率为P ，当只有两节动力车时，最大速率为v ，则：

28P kmgv =，改为4节动车带4节拖车的动车组时，最大速度为v '，则：

48P kmgv ='，所以2v v '=，故D 正确．

20．（2020·海南·高考真题）如图，在倾角为θ的光滑斜面上，有两个物块P 和Q ，质量分别为1m 和2m ，用与斜面平行的轻质弹簧相连接，在沿斜面向上的恒力F 作用下，两物块一起向上做匀加速直线运动，则（ ）

A ．两物块一起运动的加速度大小为

12F

a m m =

+

B ．弹簧的弹力大小为

2

12m T F

m m =

+

C ．若只增大2m ，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大

D ．若只增大θ，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大 【答案】 BC

【解析】

A ．对整体受力分析，根据牛顿第二定律有

()()1212sin F m m g m m a

θ-+=+

解得

12

sin g m m F

a θ

-+=

，故A 错误；

B ．对m 2受力分析，根据牛顿第二定律有

22sin F m g m a

θ-=弹

解得

212m F

F m m =

+弹，故B 正确；

C ．根据

21122

1

m F F

F m m m m =

=

++弹，可知若只增大2m ，两物块一起向上匀加速运动时，弹

力变大，根据胡克定律，可知伸长量变大，故它们的间距变大，故C 正确； D ．根据

212m F

F m m =

+弹，可知只增大θ，两物块一起向上匀加速运动时，弹力不变，根

据胡克定律，可知伸长量不变，故它们的间距不变，故D 错误。 故选BC 。

21．（2015·全国·高考真题）如图（a ），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v—t 图线如图（b ）所示．若重力加速度及图中的0v 、1v 、1t 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 【答案】 ACD 【解析】

小球滑上斜面的初速度0v 已知，向上滑行过程为匀变速直线运动，末速度0，

那么平

均速度即

2

v

，所以沿斜面向上滑行的最远距离

1

2

v

s t

=

，根据牛顿第二定律，向上滑

行过程

1

sin cos

v

g g

t

θμθ

=+

，向下滑行

1

1

sin cos

v

g g

t

θμθ

=-

，整理可得

01

1

sin

2

v v

g

t

θ

+

=

，

从而可计算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数，选项AC对．根据斜面的倾斜角

度可计算出向上滑行的最大高度

00101

10

1

sin

224

v v v v v

s t v

gt g

θ

++

=⨯=

，选项D对．仅根据速

度时间图像，无法找到物块质量，选项B错．

22．（2015·江苏·高考真题）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t 变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（）

A．t=2s时最大B．t=2s时最小

C．t=8.5s时最大D．t=8.5s时最小

【答案】AD

【解析】

由于t=2s时物体向上的加速度最大，故此时人对地板的压力最大，因为地板此时对人的支持力最大；而t=8．5s时物体向下的加速度最大，故地板对的支持力最小，即人对地板的最小，故选项AD正确，选项BC错误．

23．（2012·山东·高考真题）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-图像如图所示．以下判断正确的是（）

A．前3s内货物处于超重状态

B．最后2s内货物只受重力作用

C ．前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同

D ．第3s 末至第5s 末的过程中，货物的机械能守恒 【答案】 AC 【解析】

前3s 内货物速度增大，加速度向上，处于超重状态，A 正确；最后2s 内货物的加速度为

2260

/3/2a m s m s g -=

=<，受重力和拉力作用，B 错误；前3s 内的平均速度

16 /3/2v m s m s =

=，后2s 内的平均速度26 /3/2v m s m s ==，两段时间内的平均速度相

同．故C 正确；3到5s 内物体做匀速直线运动，动能不变，高度增大，重力势能增加，所以机械能不守恒，D 错误．

24．（2021·全国·高考真题）水平桌面上，一质量为m 的物体在水平恒力F 拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于0s 时，速度的大小为0v ，此时撤去F ，物体继续滑行02s 的路程后停止运动，重力加速度大小为g ，则（ ）

A ．在此过程中F 所做的功为2

12mv

B ．在此过中

F 的冲量大小等于03

2mv

C ．物体与桌面间的动摩擦因数等于2

04v s g

D ．F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍 【答案】 BC 【解析】

CD ．外力撤去前，由牛顿第二定律可知

1

F mg ma μ-= ①

由速度位移公式有

2010

2v a s =②

外力撤去后，由牛顿第二定律可知

2

mg ma μ-= ③

由速度位移公式有

20202(2)

v a s -= ④

由①②③④可得，水平恒力

20

034mv F s =

动摩擦因数

20

04v gs μ=

滑动摩擦力

20

f 04mv F m

g s μ==

可知F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍， 故C 正确，D 错误；

A ．在此过程中，外力F 做功为

20034W Fs mv ==

故A 错误；

B ．由平均速度公式可知，外力F 作用时间

00

100202s s t v v =

=+

在此过程中，F 的冲量大小是

103

2I Ft mv ==

故B 正确。 故选BC 。

25．（2017·全国·高考真题）一质量为2kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动。F 随时间t 变化的图线如图所示，则（ ）

A ．1s t =时物块的速率为1m/s

B ．2s t =时物块的动量大小为4kg m /s ⋅

C ．3s t =时物块的动量大小为5kg m /s ⋅

D ．4s t =时物块的速度为零 【答案】 AB 【解析】

A ．前两秒，根据牛顿第二定律

21m/s F

a m =

=

则0-2s 的速度规律为： v=at ；

t =1s 时，速率为1m/s ，A 正确； B ．t =2s 时，速率为2m/s ，则动量为 P =mv =4kg•m/s B 正确；

CD ．2-4s ，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，a =-0.5m/s 2，所以3s 时的速度为1.5m/s ，动量为3kg•m/s ，4s 时速度为1m/s ，CD 错误；

26．（2013·浙江·高考真题）如图所示，总质量为460kg 的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s 2，当热气球上升到180m 时，以5m/s 的速度向上匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g =10m/s 2．关于热气球，下列说法正确的是（ ）

A ．所受浮力大小为4830N

B ．加速上升过程中所受空气阻力保持不变

C ．从地面开始上升10s 后的速度大小为5m/s

D ．以5m/s 匀速上升时所受空气阻力大小为230N 【答案】 AD 【解析】

A 、从地面刚开始竖直上升时，速度为零，故阻力为零，气球受重力和浮力，根据牛顿第二定律，有：F 浮-mg =ma ，解得：F 浮=m （g +a ）=460×（10+0.5）N=4830N ，故A 正确；

高中物理重要方法典型模型突破14-模型专题(6)-弹簧模型(解析版)

专题十四 模型专题（6） 弹簧模型 【重点模型解读】 弹簧问题是高考命题的热点，历年全国以及各地的高考命题中以弹簧为情景的选择题、 计算题等经常出现，很好的考查了学生对静力学问题、动力学问题、能量守恒问题、功能关 系问题等知识点的理解，考查了对于一些重要方法和思想的运用。 1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力.当题目中出现弹簧时，要注意弹力的 大小与方向时刻要与当时的形变相对应。在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹 簧原长位置，现长位置，找出形变量x 与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的 弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化. 2.因弹簧（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以 认为不变.因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变. 3.在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再用功的定义进行 计算，也可据动能定理和功能关系：能量转化和守恒定律求解.同时要注意弹力做功的特点： W k =-（21kx 22-21kx 12），弹力的功等于弹性势能增量的负值.弹性势能的公式E p =2 1kx 2，高考不作定量要求，可作定性讨论.因此，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的 转化与守恒的角度来求解. 4.典型实例： 图示或释义 规律或方法 与弹簧相关的平衡问题 弹簧类平衡问题常常以单一问题出现，涉及的知识主要是胡克 定律、物体的平衡条件，求解时要注意弹力的大小与方向总是 与弹簧的形变相对应，因此审题时应从弹簧的形变分析入手， 找出形变量x 与物体空间位置变化的对应关系，分析形变所对 应的弹力大小、方向，结合物体受其他力的情况来列式求解 与弹簧相关的动力学问题 (1)弹簧(或橡皮筋)恢复形变需要时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变，即弹力不能突变。而细线(或接触面) 是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断(或脱离) 后，其中弹力立即消失，即弹力可突变，一般题目中所给细线 和接触面在没有特殊说明时，均可按此模型处理 (2)对于连接体的加速问题往往先使用整体法求得其加速度，再 用隔离法求得受力少的物体的加速度，并利用加速度的关系求 解相应量 与弹簧相关的功能问题 弹簧连接体是考查功能关系问题的经典模型，求解这类问题的 关键是认真分析系统的物理过程和功能转化情况，再由动能定 理、机械能守恒定律或功能关系列式，同时注意以下两点：① 弹簧的弹性势能与弹簧的规格和形变程度有关，对同一根弹簧 而言，无论是处于伸长状态还是压缩状态，只要形变量相同， 则其储存的弹性势能就相同；②弹性势能公式E p ＝12 kx 2在高考中不作要求(除非题中给出该公式)，与弹簧相关的功能问题一般 利用动能定理或能量守恒定律求解 【典例讲练突破】

专题04破解不同运动状态下的连接体、整体法与隔离法-冲刺2023年高考物理小题限时集训(解析版)

04 破解不同运动状态下的连接体、整体法与隔离法 难度：★★★★☆建议用时： 30分钟正确率： /15 1．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成，其重量分别为G P和G Q。用手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态（即P和Q的其余部分均不接触），P与Q间的磁力大小为F。下列说法正确的是（） A．Q对P的磁力大小等于G P B．P对Q的磁力方向竖直向下 C．Q对电子秤的压力大小等于G Q＋F D．电子秤对Q的支持力大小等于G P＋G Q 【答案】D 【解析】AB．由题意可知，因手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，即Q对P有水平向左的磁力；P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态，则说明Q对P有竖直向上的磁力，则Q对P的磁力方向斜向左上方向，其磁力F大小大于G P，选项AB错误； CD．对PQ的整体受力分析，竖直方向电子秤对Q的支持力大小等于G P＋G Q，即Q对电子秤的压力大小等于G P＋G Q，选项C错误，D正确。 故选D。 2．（2023·河南·郑州外国语学校高三模拟）如图所示，重力均为G的两个小球A、B通过长度为L的轻绳拴接后，小球A再通过另一根长度也为L的轻绳拴接在天花板的O点，给小球B施加一个水平向右的拉力F，系统静止稳定后，小球A与天花板O点之间的轻绳与竖直方向的夹角为α，小球A、B之间的轻绳与竖直方向的夹角为β，则下列关系式中正确的是（） A．α β=1 2 B．sinα sinβ =1 2 C．cosα cosβ =1 2 D．tanα tanβ =1 2 【答案】D 【解析】对小球B受力分析可得F G =tanβ

专题03 牛顿运动定律—高考物理母题题源解密(解析版)

专题03 牛顿运动定律 【母题来源一】2021年高考浙江卷 【母题题文】（2021·浙江高考真题）2021年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层290s的减速，速度从3 4.610m/s ⨯；打开降落伞后，经过90s速度进一步减为 ⨯减为2 4.910m/s 2 ⨯；与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降1.010m/s 落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器（） A．打开降落伞前，只受到气体阻力的作用 B．打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上 C．打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用 D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力 【答案】B 【解析】 A．打开降落伞前，在大气层中做减速运动，则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用，选项A错误； B．打开降落伞至分离前做减速运动，则其加速度方向与运动方向相反，加速度方向向上，则合力方向竖直向上，B正确； C．打开降落伞至分离前，受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用，选项C错误； D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力，由于还受到火星的吸引力，则与气体的阻力不是平衡力，选项D错误。 故选B。 【母题来源二】2021年高考全国卷

【母题题文】（2021·全国高考真题）（多选）水平地面上有一质量为1m 的长木板，木板的左端上有一质量为2m 的物块，如图（a ）所示。用水平向右的拉力F 作用在物块上，F 随时间t 的变化关系如图（b ）所示，其中1F 、2F 分别为1t 、2t 时刻F 的大小。木板的加速度1a 随时间t 的变化关系如图（c ）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为1μ，物块与木板间的动摩擦因数为2μ，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g 。则（ ） A ．111=F m g μ B ．2122211()()m m m F g m μμ+=- C ．22112m m m μμ+> D ．在20~t 时间段物块与木板加速度相等 【答案】 BCD 【解析】 A ．图（c ）可知，t 1时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为对象有 1112()F m m g μ=+ A 错误； BC ．图（c ）可知，t 2滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象， 根据牛顿第二定律，有 211212()()F m m g m m a μ-+=+ 以木板为对象，根据牛顿第二定律，有 221121()0m g m m g m a μμ-+=> 解得 2122211 ()()m m m F g m μμ+=- ()12212m m m μμ+>

2020年高三物理专题 机械能守恒中的三类连接体模型(解析版)

(一)系统机械能守恒的三类连接体模型 连接体问题是力学部分的难点，本书通过对近几年高考题及各地模拟题的深入研究，总结出以下三类可以利用系统机械能守恒来快速解题的连接体模型。 速率相等的连接体模型 1．如图所示的两物体组成的系统，当释放B而使A、B运动的过程中，A、B的速度均沿绳子方向，在相等时间内A、B运动的路程相等，则A、B的速率相等。 2．判断系统的机械能是否守恒不从做功角度判断，而从能量转化的角度判断，即：如果系统中只有动能和势能相互转化，系统的机械能守恒。这类题目的典型特点是系统不受摩擦力作用。 [例1]如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态；释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。求： (1)斜面的倾角α； (2)A球获得的最大速度v m。 [审题建模] (1)细线不可伸长，A、B两球速率一定相等，但B与C球以弹簧相连，速率一般不同。 (2)弹簧的弹性势能与弹簧的形变量大小有关，无论弹簧处于伸长状态还是压缩状态。 【解析】(1)由题意可知，当A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。A的加速度此时为零

由牛顿第二定律得： 4mg sin α－2mg ＝0 则：sin α＝1 2 ，α＝30°。 (2)由题意可知，A 、B 两小球及轻质弹簧组成的系统在初始时和A 沿斜面下滑至速度最大时的机械能守恒，同时弹簧的弹性势能相等， 故有：2mg ＝k Δx 4mg Δx sin α－mg Δx ＝1 2(5m )v m 2 得：v m ＝2g m 5k 。 【答案】 (1)30° (2)2g m 5k [集训冲关] 1.如图所示，可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R 的光滑圆柱，A 的质量为B 的两倍。当B 位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高。将A 由静止释放，B 上升的最大高度是( ) A ．2R B.5R 3 C.4R 3 D.2R 3 【解析】选C 如图所示，以小球A 、B 为系统，以地面为零势能面，设A 质量为2m ，B 质量为m ，根据机械能守恒定律有：2mgR ＝mgR ＋12×3mv 2，A 落地后B 将以v 做竖直上抛运动，即有1 2mv 2＝mgh ，解得h ＝ 13R 。则B 上升的高度为R ＋13R ＝4 3 R ，故选项C 正确。 2.[多选](2020·青岛一模)如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为30°，质量分别为M 、m 的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板。开始时用手按住物体M ，此时M 到挡板的距离为s ，滑轮两边的细绳恰好伸直，而没有力的作用。已知M ＝2m ，空气阻力不计。松开手后，关于二者的运动，下列说法中正确的是( )

高考物理(热点+题型全突破)专题3.5 动力学中的三类模型：连接体模型—叠加体模型—传送带模型(含解析)

专题3.5 动力学中的三类模型：连接体模型—叠加体模型—传送带模型 连接体模型 1.连接体的分类 根据两物体之间相互连接的媒介不同，常见的连接体可以分为三大类。 (1)绳(杆)连接：两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起； (2)弹簧连接：两个物体通过弹簧的作用连接在一起； (3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。 2.连接体的运动特点 轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。 轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。 轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速率不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。 特别提醒 (1)“轻”——质量和重力均不计。 (2)在任何情况下，绳中张力的大小相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力大小也相等。 3.连接体问题的分析方法 (1)分析方法：整体法和隔离法。 (2)选用整体法和隔离法的策略： ①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法； ②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。 【典例1】如图所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。当拉力F一定时，Q受到绳的拉力( ) A.与斜面倾角θ有关 B.与动摩擦因数有关 C.与系统运动状态有关

D.仅与两物块质量有关 【答案】 D 方法提炼 绳、杆连接体―→ 受力分析 求加速度：整体法求绳、杆作用力：隔离法 ―→加速度―→讨论计算相关问题 【典例2】 如图所示，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m 1和m 2的物体A 和 B 。若滑轮有一定大小，质量为m 且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦。 设细绳对A 和B 的拉力大小分别为F 1和F 2，已知下列四个关于F 1的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( ) A. F 1＝ m ＋2m 2 m 1g m ＋m 1＋m 2 B. F 1＝m ＋2m 1m 1g m ＋m 1＋m 2 C. F 1＝m ＋4m 2m 1g m ＋m 1＋m 2 D. F 1＝m ＋4m 1m 2g m ＋m 1＋m 2 【答案】 C 【解析】 设滑轮的质量为零，即看成轻滑轮，若物体B 的质量较大，由整体法可得加速度 a ＝ m 2－m 1g m 1＋m 2 ， 隔离物体A ，据牛顿第二定律可得F 1＝ 2m 1m 2 m 1＋m 2 g ， 将m ＝0代入四个选项，可得选项C 是正确，故选C 。 【典例3】如图所示，质量分别为m 、M 的两物体P 、Q 保持相对静止，一起沿倾角为θ的固定光滑斜面下滑，Q 的上表面水平，P 、Q 之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是( )

专题04 斜面模型和连接体模型——历年高考物理真题精选之黄金30题(解析版)

近十年高考物理真题精选之黄金30题 专题04 斜面模型和连接体模型 一、单选题 1．（2021·全国·高考真题）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P 处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q 处静止释放，物块沿平板从Q 点滑至P 点所用的时间t 与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t 将（ ） A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．先增大后减小 D ．先减小后增大 【答案】 D 【解析】 设PQ 的水平距离为L ，由运动学公式可知 2 1 sin cos 2L g t θθ= 可得 24sin 2L t g θ= 可知45θ=︒时，t 有最小值，故当θ从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t 先减小后增大。 故选D 。 2．（2014·福建·高考真题）如图，滑块以初速度v 0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零．对于该运动过程，若用h 、s 、v 、a 分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t 表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律的是（ ）

A ． B ． C ． D ． 【答案】 B 【解析】 CD 、由题意知，在下滑的过程中，根据牛顿第二定律可得： sin mgcos mg ma θμθ-+=，故加速度保持不变，物块做匀减速运动，所以C 、D 错误； B 、根据匀变速运动的规律 2 012s v t at ，可得 B 正确； A 、下降的高度sin h s θ=，所以A 错误． 3．（2012·上海·高考真题）如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A 、B 叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A 上表面水平．则在斜面上运动时，B 受力的示意图为 （ ） A ． B ． C ． D ． 【答案】 A

2021届高考物理二轮复习专题3.5 动力学中的三类模型：连接体模型

2021届高考物理二轮复习专题3.5 动力学中的三类模型：连接体 模型 连接体模型 1.连接体的分类 根据两物体之间相互连接的媒介不同，常见的连接体可以分为三大类。 (1)绳(杆)连接：两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起； (2)弹簧连接：两个物体通过弹簧的作 用连接在一起； (3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。 2.连接体的 运动特点 轻绳――轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。 轻杆――轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的 角速度，而线速度与转动半径成正比。 轻弹簧――在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速率不一定相等；在弹簧形变最 大时，两端连接体的速率相等。 特别提醒 (1)“轻”――质量和重力均不计。 (2)在任何情况下，绳中张力的大小相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力大小也相等。 3.连接体问题的分析方法 (1)分析方法：整体法和隔离法。 (2)选用整体法和隔离法的策略： ①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用 隔离法； ②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。【典例1】如图所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。当拉力F一定时，Q受到绳的拉力( ) A.与斜面倾角θ有关 B.与动摩擦因数有关 C.与系统运动状态有关 D.仅与两物块质量有关【答案】 D

方法提炼 受力分析 绳、杆求加速度：整体法讨论计算�D→�D→加速度�D→ 连接体求绳、杆作用力：隔相关问题 离法 【典例2】如图所示，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为 m1 和m2的物体A和B。若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对A和B的拉力大小分别为F1和F2，已 知下列四个关于F1的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的 分析，判断正确的表达式是( ) A. F1＝ m＋2m2m1gm＋2m1m1gm＋4m2m1g B. F1＝ C. F1＝ D. F1＝ m＋m1＋m2m＋m1＋m2m＋m1＋m2 m＋4m1m2g m＋m1＋m2 【答案】 C 【解析】设滑轮的质量为零，即看成轻滑轮，若物体B的质量较大，由整体法可得 加速度 a＝m2－m1g， m1＋m2 隔离物体A，据牛顿第二定律可得F1＝ 2m1m2 g， m1＋m2 将m＝0代入四个选项，可得选项C是正确，故选C。 【典例3】如图所示，质量分别为m、M的两物体P、Q保持相对静止，一起沿倾角为 θ的固定光滑斜面下滑，Q的上表面水平，P、Q之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正 确的是( )

题型专练一 连接体问题、板块模型、传送带模型(解析版)—2023年高考物理热点重点难点专练

题型专练一 连接体问题、板块模型、传送带模型 连接体问题、 板块模型、传送带模型是经典的三种模型，是涉及多个物体发生相对运动的问题，分析这类问题要从受力分析和运动过程分析，分析每个物体的运动情况，由牛顿第二定律分析它们的加速度情况，有时还要结合能量和动量的观点解决问题。 例题1. （2022·全国·高考真题）如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球，初始时整 个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L 。一大小为F 的水平恒力作用在轻绳的中 点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距3 5 L 时，它们加速度的大小均为（ ） A ． 58F m B ． 25F m C ． 38F m D ． 310F m 【答案】A 【解析】当两球运动至二者相距3 5 L 时，,如图所示 由几何关系可知 33 10sin 52 L L θ== 设绳子拉力为T ，水平方向有 2cos T F θ= 解得 58 T F = 对任意小球由牛顿第二定律可得

T ma = 解得 58F a m = 故A 正确，BCD 错误。 故选A 。 例题2. （多选） （2021·全国·高考真题）水平地面上有一质量为1m 的长木板，木板的左端上有一质量为2m 的物块，如图（a ）所示。用水平向右的拉力F 作用在物块上，F 随时间t 的变化关系如图（b ）所示，其中1F 、2F 分别为1t 、2t 时刻F 的大小。木板的加速度1a 随时间t 的变化关系如图（c ）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为1μ，物块与木板间的动摩擦因数为2μ，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g 。则（ ） A ．111=F m g μ B ．2122211 () ()m m m F g m μμ+= - C ．2 2112 m m m μμ+> D ．在20~t 时间段物块与木板加速度相等 【答案】BCD 【解析】A ．图（c ）可知，t 1时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为对象有 1112()F m m g μ=+ A 错误； BC ．图（c ）可知，t 2滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象， 根据牛顿第二定律，有 211212()()F m m g m m a μ-+=+ 以木板为对象，根据牛顿第二定律，有 221121()0m g m m g m a μμ-+=> 解得

专题06 抛体运动——历年高考物理真题精选之黄金30题(原卷版)

历年高考物理真题精选之黄金30题 专题06 抛体运动 一、单选题 1．（2021·浙江·高考真题）某一滑雪运动员从滑道滑出并在空中翻转时经多次曝光得到的照片如图所示，每次曝光的时间间隔相等。若运动员的重心轨迹与同速度不计阻力的斜抛小球轨迹重合，A、B、C和D表示重心位置，且A和D处于同一水平高度。下列说法正确的是（） A．相邻位置运动员重心的速度变化相同B．运动员在A、D位置时重心的速度相同C．运动员从A到B和从C到D的时间相同D．运动员重心位置的最高点位于B 和C中间 2．（2012·上海·高考真题）如图，斜面上a、b、c三点等距，小球从a点正上方O点抛出，做初速为v0的平抛运动，恰落在b点．若小球初速变为v，其落点位于c，则（） A．v0< v <2v0B．v=2v0 C．2v0< v <3v0D．v>3v0 3．（2013·安徽·高考真题）由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28m3/min，水离开 喷口时的速度大小为，方向与水平面夹角为60°，在最高处正好到达着火

位置，忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是（重力加速度g 取10m/s 2） A ．28.8m ； 1.12×10-2m 3 B ．28.8m ；0.672m 3 C ．38.4m ；1.29×10-2m 3 D ．38.4m ；0.776m 3 4．（2017·浙江·高考真题）一水平固定的水管，水从管口以不变的速度源源不断地喷出，水管距地面高 1.8m h =，水落地的位置到管口的水平距离 1.2m x =，不计空气及摩擦阻力，水从管口喷出的初速度大小是（ ） A ．1.2m/s B ．2.0m/s C ．3.0m/s D ．4.9m/s 5．（2021·江苏·高考真题）如图所示，A 、B 两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，下列判断正确的是（ ） A ．A 比 B 先落入篮筐 B ．A 、B 运动的最大高度相同 C ．A 在最高点的速度比B 在最高点的速度小 D ．A 、B 上升到某一相同高度时的速度方向相同 6．（2017·江苏·高考真题）如图所示，A 、B 两小球从相同高度以相同速度大小同时水平抛出，经过时间t 在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为（ ） A ．t B ． C ．2t D ．4t 7．（2020·全国·高考真题）如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h ，其左边缘a 点比右边缘b 点高0.5h 。若摩托车经过a 点时的动能为E 1，它会落到坑内c 点。c 与a 的水平距离和高度差均为h ；

2017届高考物理二轮复习专题 动力学中的三类模型：连接体模型

2017届高考物理二轮复习专题动力学中的三类模型：连接体模型 连接体模型 1.连接体的分类 根据两物体之间相互连接的媒介不同，常见的连接体可以分为三大类。 (1)绳(杆)连接：两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起； (2)弹簧连接：两个物体通过弹簧的作用连接在一起； (3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。 2.连接体的运动特点 轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。 轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。 轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速率不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。 特别提醒 (1)“轻”——质量和重力均不计。 (2)在任何情况下，绳中张力的大小相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力大小也相等。 3.连接体问题的分析方法

(1)分析方法：整体法和隔离法。 (2)选用整体法和隔离法的策略： ①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法； ②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。【典例1】如图所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。当拉力F一定时，Q受到绳的拉力( ) A.与斜面倾角θ有关 B.与动摩擦因数有关 C.与系统运动状态有关 D.仅与两物块质量有关【答案】 D 方法提炼 受力分析 绳、杆求加速度：整体法讨论计算―→―→加速度―→连接体求绳、杆作用力：隔相关问题 离法 【典例2】如图所示，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m1 和m2的物体A和B。若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对A和B的拉力大小分别为F1和F2，已

备战2020高考物理3年高考2年模拟1年原创专题6.4与连接体相关的功能问题含解析

专题6.4 与连接体相关的功能问题 【考纲解读与考频分析】 连接体是重要模型，与连接体相关的功能问题高考考查频繁。 【高频考点定位】： 与连接体相关的功能问题 考点一：与连接体相关的功能问题 【3年真题链接】 1．(2015·新课标全国Ⅱ，21)如图，滑块a 、b 的质量均为m ，a 套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距 h ，b 放在地面上，a 、b 通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动，不计摩擦，a 、b 可视为质点，重力加 速度大小为g 。则( ) A ．a 落地前，轻杆对b 一直做正功 B ．a 落地时速度大小为2gh C ．a 下落过程中，其加速度大小始终不大于g D ．a 落地前，当a 的机械能最小时，b 对地面的压力大小为mg 【参考答案】BD 【名师解析】滑块b 的初速度为零，末速度也为零，所以轻杆对b 先做正功，后做负功，选项A 错误；以滑块a 、b 及轻杆为研究对象，系统的机械能守恒，当a 刚落地时，b 的速度为零，则mgh ＝1 2mv 2a ＋0，即v a ＝2gh ，选项B 正确；a 、b 的先后受力如图所示。

由a的受力图可知，a下落过程中，其加速度大小先小于g后大于g，选项C错误；当a落地前b的加速度为零(即轻杆对b的作用力为零)时，b的机械能最大，a的机械能最小，这时b受重力、支持力，且F N b＝mg，由牛顿第三定律可知，b对地面的压力大小为mg，选项D正确。 【2年模拟再现】 1．（6分）（2019湖北四地七校考试联盟期末）如图所示，固定的光滑竖直杆上套一个滑块A，与滑块A 连接的细线绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块B，细线不可伸长，滑块B放在粗糙的固定斜面上，连接滑块B 的细线和斜面平行，滑块A从细线水平位置由静止释放（不计轮轴处的摩擦），到滑块A下降到速度最大（A未落地，B未上升至滑轮处）的过程中（） A．滑块A和滑块B的加速度大小一直相等 B．滑块A减小的机械能等于滑块B增加的机械能 C．滑块A的速度最大时，滑块A的速度大于B的速度 D．细线上张力对滑块A做的功等于滑块A机械能的变化量 【点拨分析】根据沿绳的加速度相同分析两滑块的关系；由系统的机械能守恒的条件判断；由沿绳的速度相等分析两滑块的速度关系；由动能定理或能量守恒分析机械能的变化。 【名师解析】两滑块与绳构成绳连接体，沿绳方向的加速度相等，则A的分加速度等于B的加速度；故A 错误；绳连接体上的一对拉力做功不损失机械能，但B受到的斜面摩擦力对B做负功，由能量守恒可知滑块A减小的机械能等于滑块B增加加的机械能和摩擦生热之和；故B错误；绳连接体沿绳的速度相等，则A 沿绳的分速度等于B的运动速度，如图所示，即滑块A的速度大于B的速度，故C正确；对A受力分析可知，除重力外，只有细线的张力对滑块做功，由功能原理可知，细线上张力对滑块A 做的功等于滑块A机械能的变化量；故D正确。

备战2023年物理高考复习必备(全国通用)专题07 机械能的最新“新情景问题”(解析版)

专题07 机械能 机械能是高中物理的主干内容，也是历年高考必考的内容。以选择题形式考查的多集中于功、平均功率和瞬时功率的分析与计算，且常与实际情景联系；以计算题形式多利用新情景来考查机械能守恒定律和功能关系的应用。 功和功率是高考命题的热点，重点考查功和功率的计算，主要涉及的问题有摩擦力做功问题、变力做功问题、力与速度方向不共线的功率问题、平均功率问题、瞬时功率问题，求功的大体思路是根据物体的受力情况和物体的运动情况判断待求功对应的力是恒力还是变力，求恒力做功的方法有：用功的公式直接求解、正交分解力或位移后再求解；求变力做功的方法有：W = Pt （功率恒定）、图像法、动能定理法。求功率的大 体思路是先判断待求功率是瞬时功率还是平均功率，根据公式P = Fυcos α求解瞬时功率，根据公式P = W t 求解平均功率。 机械能守恒定律是高中物理学的一条重要规律，同时也是高考命题的热点，此类问题主要涉及的是连接体问题、与弹簧结合的问题、与实际生活相结合的问题，其特点是综合性强，也可和其他的知识综合考查.解题的关键点是分析哪个物体或系统在哪个阶段机械能守恒.预计2018年仍会对机械能守恒定律进行考查，可能会结合动量进行，在复习时要多加重视 1.（2022·贵州黔南·模拟预测）在多年前的农村，人们往往会选择让驴来拉磨把食物磨成面，假设驴对磨杆的平均拉力为600N ，半径r 为0.5m ，转动一周为5s ，则（ ） A ．驴转动一周拉力所做的功为0 B ．驴转动一周拉力所做的功为650J π C ．驴转动一周拉力的平均功率为120W π D ．磨盘边缘的线速度为0.1m /s π 【答案】C 【解析】驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也在圆周切线方向，故可认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，故根据微分原理可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周，弧长2(m)L r ππ== 所以拉力所做的功600J 600J W FL ππ==⨯= 故AB 错误；根据功率的定义得600W 120W 5 W P t π π===， 故C 正确；线速度为220.5 m /s 0.2m/s 5 r v T πππ⨯= ==，故D 错误。 2.（2022·广东佛山市·高三二模）某水上乐园有两种滑道，一种是直轨滑道，另一种是螺旋滑道，两种滑道的高度及粗糙程度相同，但螺旋滑道的轨道更长，某游客分别沿两种不同的滑道由静止从顶端滑下，在由顶端滑至底端的整个过程中，沿螺旋滑道下滑（ ）

专题25 导体棒在导轨上运动问题——历年高考物理真题精选之黄金30题(原卷版)

X T 导体棒做匀减速直线运动 B .导体棒中感应电流的方向为a T b C . mv 2R 0— 电阻R 消耗的总电能为2（R +r ） 1m v 2 D .导体棒克服安培力做的总功小于20 2历年高考物理真题精选之黄金30题 专题25导体棒在导轨上运动问题 一、单选题 1.（2021・北京•高考真题）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U 型导体框左端连接一阻值为R 的电阻，质量为加、电阻为厂的导体棒ab 置于导体框上。不计 导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab 以水平向右的初速度v 0开始运动，最终停在 导体框上。在此过程中（） （2018•全国•高考真题）如图，导体轨道OPQS 固定，其中PQS 是半圆弧，Q 为 半圆弧的中点，O 为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM 是有一定电阻、可绕O 转动 的金属杆，M 端位于PQS 上,OM 与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直 的匀强磁场，磁感应强度的大小为〃。现使OM 从OQ 位置以恒定的角速度逆时针 转到OS 位置并固定（过程口）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到 B B （过程口）。在过程口、□中，流过OM 的电荷量相等，则B 等于（） 3.（2013・全国•高考真题）如图，在光滑水平桌面上有一边长为厶、电阻为R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d （d >L ）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下•导线框以某一初速度向右运动.t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域.下列vt 图像 X II X X II X A . 537 A .4 B .2 C .4 D .2

2023届浙江高三物理高考复习微专题模型精讲精练第35讲 多体机械能守恒问题(解析版)

第35讲 多体机械能守恒问题 1．（2022·湖北）如图所示，质量分别为m 和 2m 的小物块P 和Q ，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，P 通过一根水平轻绳连接到墙上。P 的下表面光滑，Q 与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q 向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q 恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k ，重力加速度大小为g 。若剪断轻绳，P 在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（ ） A ． μmg k B ． 2μmg k C ． 4μmg k D ． 6μmg k 【解答】解：Q 恰好能保持静止时，设弹簧的伸长量为x ，满足 kx ＝2μmg 若剪断轻绳后，物块P 与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的最大压缩量也为x ，因此P 相对于其初始位置的最大位移大小为s ＝2x =4μmg k 故ABD 错误，C 正确； 故选：C 。 （多选）2．（2022·海南）如图，带正电3×10﹣ 5C 的物块A 放在水平桌面上，通过光滑的滑轮与B 相连，A 处在匀强电场中，E ＝4×105N/C ，从O 开始，A 与桌面的动摩擦因数μ随x 的变化如图所示，取O 点电势能为零，A 、B 质量均为1kg ，B 离滑轮的距离足够长，则（ ） A ．它们运动的最大速 度为1m/s B ．它们向左运动的最大位移为1m C ．当速度为0.6m/s 时，A 的电势能可能是﹣2.4J D ．当速度为0.6m/s 时，绳子的拉力可能是9.2N 【解答】解：A 、做匀速直线运动时速度最大，对AB ，整体，由平衡条件得：qE ＝mg+μmg ，代入数据解得：μ＝0.2，由图示图象可知：μ＝0.2x ，当μ＝0.2时，x ＝1m ，该过程，摩擦力做功W f =

03斜面模型与板块模型(2021年高考物理真题按模型或题型分类汇编)

1.（全国卷乙21，6分）. 水平地面上有一质量为1m 的长木板，木板的左端上有一质量为2m 的物块，如图（a ）所示。用水平向右的拉力F 作用在物块上，F 随时间t 的变化关系如图（b ）所示，其中1F 、2F 分别为1t 、2t 时刻F 的大小。木板的加速度1a 随时间t 的变化关系如图（c ）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为1μ，物块与木板间的动摩擦因数为2μ，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g 。则（ ） A. 111=F m g μ B. 2122211 ()()m m m F g m μμ+=- C. 22112m m m μμ+> D. 在20~t 时间段物块与木板加速度 相等 【答案】BCD 【解析】 A ．图（c ）可知，t 1时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为对象有1112()F m m g μ=+ 故A 错误； BC ．图（c ）可知，t 2滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象， 根据牛顿第二定律，有 211212()()F m m g m m a μ-+=+ 以木板为对象，根据牛顿第二定律，有221121()0m g m m g m a μμ-+=> 解得2122211()()m m m F g m μμ+=- ()1 2211 m m m μμ+> 故BC 正确； D ．图（c ）可知，0~t 2这段时间滑块与木板相对静止，所以有相同的加速度，故D 正确。 故选BCD 。

2.（河北卷13，11分） 如图，一滑雪道由AB 和BC 两段滑道组成，其中AB 段倾角为θ，BC 段水平，AB 段和BC 段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为2kg 的背包在滑道顶端A 处由静止滑下，若1s 后质量为48kg 的滑雪者从顶端以1.5m/s 的初速度、23m/s 的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为112μ=，重力加速度取210m/s g =，7sin 25θ=，24cos 25 θ=，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求： （1）滑道AB 段的长度； （2）滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。 【答案】（1）9m L =；（2）7.44m/s v = 【解析】 （1）设斜面长度为L ，背包质量为12kg m =，在斜面上滑行的加速度为1a ，由牛顿第二定律有 1111sin cos m g m g m a θμθ-= 解得212m/s a = 滑雪者质量为248kg m =，初速度为0 1.5m/s v =，加速度为223m/s a =，在斜面上滑行时 间为t ，落后时间01s t =，则背包的滑行时间为0t t +，由运动学公式得2101()2 L a t t =+ 20212 L v t a t =+ 联立解得2s t =或1s()t =-舍去 故可得9m L = （2）背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为1v 、2v ，有110()6m/s v a t t =+= 202+7.5m/s v v a t == 滑雪者拎起背包的过程，系统在光滑水平面上外力为零，动量守恒，设共同速度为v ，有 112212()m v m v m m v +=+

专题03 牛顿定律(解析版)

高考物理精选考点专项突破题集 专题三 牛顿定律 一、单项选择题：（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1、将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象，可能正确的是（ ） 【答案】C 。 【解析】皮球竖直向上抛出，由牛顿第二定律知mg+kv=ma ，因此a=g+m kv 。上升过程速度一直减小，因此加速度一直减小，速度为零时到达最高点，加速度最小是g ，故BD 都错误。A 和C 的主要区别是切线斜率不同，由a=g+m kv 知∆a=m v k ∆，变形知t v m k t a ∆∆=∆∆=a m k ，上升过程a 一直减小，a-t 图象的切线斜率t a ∆∆绝对值的大小一直变小，因此C 正确。注意函数式法判图象形状，切忌凭感觉做题。故本题选C 。 【考点】牛顿第二定律；图象问题 【难度】较难 2、如图所示，足够长的传送带与水平面间夹角为θ，以速度v 0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m 的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ

μgcosθ。小木块加速到和传送带速度相等时，由于μ＜tanθ，即mgsinθ>μmgcosθ，小木块不会匀速运动，然后小木块会继续加速，滑动摩擦力变为沿传送带向上，由牛顿第二定律知mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，因此a2＝gsinθ－μgcosθ。由公式知a2＜a1。注意摩擦力是被动力，速度相等时摩擦力会突变。故本题选D。 【考点】牛顿第二定律；图象问题 【难度】较难 3、在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg。电梯在运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示。在这段时间内下列正确的是( ) A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏同学对体重计的压力等于体重计对晓敏的支持力 C．电梯一定在竖直向下运动 D．电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下 【答案】D。 【解析】由图知体重计示数40kg，示数小于真实体重，说明压力小于重力，失重并不是体重变小，故A错误。晓敏同学对体重计的压力和体重计对晓敏的支持力是相互作用力，二者大小相等且方向相反，故B错误。失重表明加速度方向向下，但是速度可能向上可能向下，因此C错误。对晓敏同学由牛顿第二定律知mg-F N=ma，因此a＝g/5，方向竖直向下。故本题选D。 【考点】牛顿第二定律；失重问题 【难度】中等 4、如图所示，一质量为M的斜面体静止在水平地面上，物体B受沿斜面向上力F作用沿斜面匀速上滑。A、B之间的动摩擦因数为u，u

高考物理一轮复习第三章专题连接体问题备考精炼

23 连接体问题 [方法点拨] 整体法、隔离法交替运用的原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”． 1．(多选)(2020·海安中学检测)如图1所示，物块A、B质量相等，在水平恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动，若水平面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为F N1；若水平面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为F N2，则以下判断正确的是( ) 图1 A．a1＝a2B．a1>a2 C．F N1＝F N2D．F N1