《2022届高三物理二轮重难点突破（北京专用）》专题02 运动模型（解析版）

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高三专题复习 02：运动模型

受力决定运动状态是高中物理分析的核心问题，每种运动状态的确定都离不开受力分析、已知运动状

态也可以反推物体的受力情况，因此，本类题目重点在于牛顿第二定律的应用。

1. 直线运动

直线运动条件：合力与速度共线

1匀速直线运动不受力或合力为零

2匀变速直线运动合力为恒力且与速度共线合力为恒力是匀变速运动的条件

合力与速度同向为加速运动、反向为减速运动

3加速度变化的直线运动合力为变力且与速度共线

匀变速直线运动规律匀变速直线运动推论

vt=v0+at

x=v0t+1

2a t2

2− v0

2=2ax

v=v1+v2

=v=v1+v2

2=x

√

2+vt

∆ x=a T2

xn− xm=

(

n −m

)

a T 2

易错点

① 追及相遇类问题求解距离最大、最小值或是否相遇应分析共速时位置关系

② 注意刹车类问题运动停止时间

1.1. 匀变速直线运动

【例1】酒后驾驶会导致许多安全隐息患，酒后驾驶员的反应时间变长，"反应时间"是指驾驶员从发现情

况到采取制动的时间，表中"反应距离"是指"反应时间"内汽车行驶的距离；"制动距离"是指驾驶员从发现

情况到汽车停止行驶的距离。假设汽车以不同速度行驶时制动的加速度大小都相同。分析表中数据可知，

下列选项中错误的是（）

反应距离/m 制动距离/m

速度/(m/s) 正常酒后正常酒后

15 7.5 15.0 22.5 30.0

A.若汽车的初速度增加一倍，制动距离也增大

B.驾驶员酒后反应时间比正常情况下多 0.68

C.驾驶员采取制动措施后汽车刹车的加速度大小为 7.5 m/s2

D.若汽车以 25 m/s 的速度行驶时发现前方 60 m 处有险情，酒后驾驶不能安全停车

【答案】A

【考点】匀变速直线运动

【解析】此题为基本运动规律应用

A选项：若汽车初速度增加一倍，反应距离增加一倍，而刹车距离将增加 3倍，故 A错误；

B选项：由

x1=vt

可得正常情况下反应时间为 0.5s，酒后反应时间为 1s，故 B正确；

C选项：由刹车距离的

x2=x− x1=v2

解得驾驶员采取制动后汽车刹车加速度为 a =7.5m/s2，故 C正确；

D选项：若汽车以 25m/s 的速度行驶，酒后思考距离为

s1=vt=25 m

，刹车距离为

s2=v2

2a=41.7 m

，制动

距离

s=s1+s2=66.7 m

，前方 60m 处有险情，不能安全停车，故 D正确，故选 A。

【例2】如图所示，水平面上质量均为 4 kg 的两木块 A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态。

现用一竖直向上的力 F拉动木块 A，使木块 A向上做加速度为 5 m/s2的匀加速直线运动。从力 F刚作用在

木块 A的瞬间到 B刚离开地面的瞬间这个过程，下列说正确的是（）（g=10m/s2）

A.力F的最小值为 60 N

B.力F的最大值为 60 N

C.当弹簧形变程度最小时，力 F的值一定为 60 N

D.当弹簧形变程度最大时，力 F的值一定为 100 N

【答案】C

【考点】匀变速直线运动、牛顿运动定律、临界问题

【解析】当物体 B刚要离开地面的瞬间，即地面与 B之间弹力为零，弹簧弹力等于 B的重力。另外需注意

弹簧型变量最大时，可能为压缩状态，也可能为伸长状态。

木块 A加速度为 5 m/s2恒定，故 F最小是

F=ma=20 N

，最大是

F=ma+mg ＋kx=100 N

；当弹簧形变

程度最小时，弹簧处于原长，力 F的值一定为 60 N；当弹簧形变程度最大时，有可能出处于收缩态，也有

可能处于伸长态，力 F的值有可能为 20 N，也有可能为 100 N。故选 C。

【例3】如图甲所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以恒定的速率 v运行。现使一个质量为 m

的物体（可视为质点）沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度 v0（v0<v）从传送带左端滑上传送带，

若从物体滑上传送带开始计时，t0时刻物体的速度达到v，2t0时刻物体到达传送带最右端。物体在传送带

上运动的 v-t 图像（以地面为参考系）如图乙所示，不空气阻力，则（）

A.0～t0时间内，物体受到滑动摩擦力的作用，0～2t0时间内物体受到静摩擦力的作用

B.0～t0时间内，物体所受摩擦力越来越大

C.若增大物体的初速度 v0但v0仍小于 v，则物体在传送带上运动的时间一定小于 2t0

D.若增大传送带运行的速率 v，物体到传送带右端时的速率可能小于传送带的速率

【答案】CD

【考点】匀变速运动、牛顿运动定律、传送带模型

【解析】分析传送带模型的关键在于做好受力分析确定运动状态。

A选项：0～t0时间内物体与传送带不共速，受到水平向右的滑动摩擦力t0～2t0时间内物体与传送带共速，

没有相对运动趋势，不受摩擦力，故 A错误；

B选项：0～t0时间内，

f=μ N

，其中μ不变，

N=mg

也不变，所以摩擦力不变，故 B错误；

C选项：若增大初速度 v0，可使用图像法。v-t 图像面积表示位移，初速度变为 v0'后，会更早到达v，所以

一定会在 2t0之前到达传送带最右端，故 C正确；

D选项：若增大传送带运行速率，也可用图像法传送带速率为 v'，物体速率到达v后会继续加速，会在 2t0

之前面积与之前达到相等，且此时物体速率

vt<v '

，故 D正确。故选 CD。

【例4】一航天探测器成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾

角的直线飞行，先加速度运动，再匀速运动，探测器通过喷而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正

确的是（）

A. 探测器加速运动时，沿直线向后喷气

B. 探测器加速运动时，竖直向下喷气

C. 探测器匀速运动时，竖直向下喷气

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