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专题02 力与直线运动
…………………………………………………………………………………………
........................................1
........................................1
........................................2
考点01 运动的图像.....................................................2
考向一 x-t 图像与v-t 图像.....................................2
考向二非常规图像..................................................5
考点02 直线运动的规律.............................................6
考向一匀变速运动规律的应用..............................6
考向二多过程问题..................................................6
考点03 牛顿运动定律的应用.....................................7
考向一两类基本动力学问题..................................7
考向二连接体问题................................................15
考向三瞬时类问题................................................15
考向四板块、传送带问题....................................16
…………………………………………………………………………………………
考点要求
考题统计
运动的图像
考向一 x-t 图像与v-t 图像：2023•全国•高考真题、2023•江苏•高考真题、2022•
河北•高考真题、2021•辽宁•高考真题、2021•海南•高考真题、2021•广东•高考
真题、
考向二非常规图像：2023•全国•高考真题、2023•广东•高考真题、2021•全国•高
考真题
1
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直线运动的规律
考向一匀变速运动规律的应用：2023•山东•高考真题、2021•湖北•高考真题、
考向二多过程问题：2022•全国•高考真题、2022•湖北•高考真题
牛顿运动定律的应用
考向一两类基本动力学问题：2023•全国•高考真题、2022•浙江•高考真题、
2022•江苏•高考真题、2022•辽宁•高考真题、2022•北京•高考真题、2022•湖南•
高考真题、2021•北京•高考真题、2021•北京•高考真题、2022•天津•高考真题、
2022•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•河北•高考真题、
考向二连接体问题：2023•北京•高考真题、2022•全国•高考真题、2021•海南•高
考真题
考向三瞬时类问题：2022•全国•高考真题
考向四板块、传送带问题：2021•辽宁•高考真题
1.考频：本专题属于基础热点内容；
2.考向：①匀变速直线运动公式的灵活运用;②根据图像分析物体的运动情况,根据题目画出或选择图像;③
自由落体运动和竖直上抛运动;④匀变速直线运动的两个推论和初速度为零的匀加速直线运动的比例关系;
⑤综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题;⑥常考的模型如板块模型、连接体模型、弹簧模型、传
送带模型等；
3.应试策略
在高考物理的备考过程中，力和直线运动是重点内容之一，它们不仅本身承载着基础理论和实际应用
的桥梁角色，而且在很多其他物理领域如机械能守恒、波动等也有广泛的应用。因此，对于这部分内容的
测量，考生应从以下几个方面进行系统整合与准备：
①公式理解与运用：首先必须对力和直线运动的基本公式有深刻理解，包括牛顿第二定律、匀速直线
运动和匀加速直线运动的公式。要能够根据不同的物理情景灵活选用合适的公式，并对其进行变换以适应
解题需要。
②受力分析：任何物体的运动都离不开力的作用，因此受力分析是解决直线运动问题的前提。考生应
训练自己快速准确地作出受力分析，区分外力和内力，重力和支持力，以及判断力的方向和作用效果。
③图像分析能力：物理图像是表达物理量变化关系的有效工具。考生应掌握速度-时间图、加速度-时
间图、位移-时间图等直线运动相关的图像分析技能，并能通过图像直观地了解物体的运动状态或动态变
化。
④运动分析：除了受力分析之外，运动分析同样重要。考生需要掌握如何通过已知条件分析物体的运
动状态，如判断物体是处于匀速运动还是变速运动，以及加速度是否恒定等。
⑤综合题型训练：在备考中，将力与直线运动的知识与其他物理规律结合起来，解决一些综合性题目。
例如，将力的作用与能量转换相结合，分析物体在不同力的作用下的能量变化情况。
⑥历年真题练习：通过历年高考题的训练，不仅可以加深对力与直线运动知识的理解和应用，还能熟
2
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悉高考题型和出题风格，提高应试技巧。
综上所述，力与直线运动的备考不是孤立的，而是需要将理论知识、公式运用、图像分析、实验技能
以及综合解决问题的能力紧密联结起来，形成一个完整的知识体系。通过不断练习和总结，培养出快速准
确分析和解决问题的能力，才能在高考中取得理想的成绩。
考点01 运动的图像
考向一x-t 图像与v-t 图像
1．（2023·全国·高考真题）一小车沿直线运动，从t= 0 开始由静止匀加速至t=t1时刻，此后做匀减速运动，
到t=t2时刻速度降为零。在下列小车位移x 与时间t 的关系曲线中，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．（2023·江苏·高考真题）电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图
所示。电梯加速上升的时段是（ ）
A．从20.0s 到30.0s
B．从30.0s 到40.0s
C．从40.0s 到50.0s
D．从50.0s 到60.0s
3．（2022·河北·高考真题）科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速
度v 与时间t 的关系图像如图所示。由图像可知（ ）
3
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A．
时间内，训练后运动员的平均加速度大
B．
时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等
C．
时间内，训练后运动员的平均速度小
D．
时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动
4．（2021·辽宁·高考真题）某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置x 与时间t
的关系如图所示，则汽车行驶速度v 与时间t 的关系图像可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．（2021·海南·高考真题）甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动，
时经过路边的同一路标，下列位
移-时间
图像和速度-时间
图像对应的运动中，甲、乙两人在
时刻之前能再次相遇的是
（ ）
4
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A．
B．
C．
D．
6．（2021·广东·高考真题）赛龙舟是端午节的传统活动。下列
和
图像描述了五条相同的龙舟从同
一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现
船头并齐的有（ ）
A．
B．
C．
D．
考向二非常规图像
7．（2023·全国·高考真题）用水平拉力使质量分别为
、
的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿
直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为
和
。甲、乙两物体运动后，所受拉力F 与其加速度
a 的关系图线如图所示。由图可知（ ）
5
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A．
B．
C．
D．
8．（2023·广东·高考真题）铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯
原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，
到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度或
加速度
随时间变化的图像是（ ）
A．
B．
C．
D．
9．（2021·全国·高考真题）水平地面上有一质量为
的长木板，木板的左端上有一质量为
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
、
分
别为
、
时刻F 的大小。木板的加速度
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
，物块与木板间的动摩擦因数为
，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（ ）
6
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A．
B．
C．
D．在
时间段物块与木板加速度相等
考点02 直线运动的规律
考向一匀变速运动规律的应用
1．（2023·山东·高考真题）如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T 三点，已知
ST 间的距离是RS 的两倍，RS 段的平均速度是10m/s，ST 段的平均速度是5m/s，则公交车经过T 点时的瞬
时速度为（ ）
A．3m/s
B．2m/s
C．1m/s
D．0.5m/s
2．（2021·湖北·高考真题）2019 年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10 米跳台冠军。某
轮比赛中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m 完成技术动作，随后5 m 完成姿态调整。假设整
个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2，则她用于姿态调整的时间约为（ ）
A．0.2 s
B．0.4s
C．1.0 s
D．1.4s
考向二多过程问题
3．（2022·全国·高考真题）长为l 的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为v0，要通过前方一长为L 的
隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v<v0）。已知列车加速和减速时加速度
的大小分别为a 和2a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为（ ）
A．
B．
C．
D．
4．（2022·湖北·高考真题）我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W 和G
间的铁路里程为1080 km，W 和G 之间还均匀分布了4 个车站。列车从W 站始发，经停4 站后到达终点站
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G。设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站
和出站过程中，加速度大小均为0.5 m/s2，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个
车站停车时间相同，则从W 到G 乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为（ ）
A．6 小时25 分钟
B．6 小时30 分钟
C．6 小时35 分钟
D．6 小时40 分钟
考点03 牛顿运动定律的应用
考向一两类基本动力学问题
1．（2023·全国·高考真题）一同学将排球自O 点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O 点。设排球在
运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（ ）
A．上升时间等于下落时间
B．被垫起后瞬间的速度最大
C．达到最高点时加速度为零
D．下落过程中做匀加速运动
2．（2022·江苏·高考真题）高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大
静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度
。若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过（ ）
A．
B．
C．
D．
3．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，一小物块从长1m 的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，
经过1s 从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g 取10m/s2。下列v0、μ 值可能正确的是（ ）
A．v0= 2.5m/s
B．v0= 1.5m/s
C．μ= 0.28
D．μ= 0.25
4．（2022·北京·高考真题）如图所示，质量为m 的物块在倾角为
的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动
摩擦因数为
。下列说法正确的是（ ）
A．斜面对物块的支持力大小为
B．斜面对物块的摩擦力大小为
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C．斜面对物块作用力的合力大小为
D．物块所受的合力大小为
5．（2022·湖南·高考真题）球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为
。飞行器
飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即
，
为常量）。当发动机关闭时，飞行器竖
直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为
；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，
经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为
。重力加速度大小为
，不考虑空气相对于地面的流动
及飞行器质量的变化，下列说法正确的是（ ）
A．发动机的最大推力为
B．当飞行器以
匀速水平飞行时，发动机推力的大小为
C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为
D．当飞行器以
的速率飞行时，其加速度大小可以达到
6．（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
时，它们加速度的大小均为（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（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（ ）
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A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
8．（2021·北京·高考真题）某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，
弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm 刻度处；
下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm 刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此
装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．30cm 刻度对应的加速度为 - 0.5g
B．40cm 刻度对应的加速度为g
C．50cm 刻度对应的加速度为2g
D．各刻度对应加速度的值是不均匀的
9．（2022·浙江·高考真题）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成
24°角，长度
，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，
其与滑轨间的动摩擦因数均为
，货物可视为质点（取
，
，重力加速度
）。
（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度
的大小；
（2）求货物在倾斜滑轨末端时速度
的大小；
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（3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s，求水平滑轨的最短长度
。
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10．（2022·天津·高考真题）冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示，运动员在水平冰面
上将冰壶A 推到M 点放手，此时A 的速度
，匀减速滑行
到达N 点时，队友用毛刷开
始擦A 运动前方的冰面，使A 与
间冰面的动摩擦因数减小，A 继续匀减速滑行
，与静止在P
点的冰壶B 发生正碰，碰后瞬间A、B 的速度分别为
和
。已知A、B 质量相同，
A 与
间冰面的动摩擦因数
，重力加速度
取
，运动过程中两冰壶均视为质点，A、B
碰撞时间极短。求冰壶A
（1）在N 点的速度
的大小；
（2）与
间冰面的动摩擦因数
。
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11．（2022·浙江·高考真题）第24 届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1 所示，长12m
水平直道AB 与长20m 的倾斜直道BC 在B 点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A 点由静止
出发，推着雪车匀加速到B 点时速度大小为8m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC 匀加速下滑（图2 所示），
到C 点共用时5.0s。若雪车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，
sin15°=0.26，求雪车（包括运动员）
（1）在直道AB 上的加速度大小；
（2）过C 点的速度大小；
（3）在斜道BC 上运动时受到的阻力大小。
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12．（2021·浙江·高考真题）机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量
的汽车以
的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线
处，驾驶员发现小朋友排着长
的
队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，
且忽略驾驶员反应时间。
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；
（2）若路面宽
，小朋友行走的速度
，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时
间；
（3）假设驾驶员以
超速行驶，在距离斑马线
处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。
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13．（2021·河北·高考真题）如图，一滑雪道由
和
两段滑道组成，其中
段倾角为
，
段水平，
段和
段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为
的背包在滑道顶端A 处由静止滑下，若
后质量为
的滑雪者从顶端以
的初速度、
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
，重力加速度取
，
，
，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
段的长度；
（2）滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。
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考向二连接体问题
14．（2023·北京·高考真题）如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为
1kg，细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F 作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F 的
最大值为（ ）
A．1N
B．2N
C．4N
D．5N
15．（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 与桌面间的动摩擦因数
，重力加速度
。则推力F 的
大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
考向三瞬时类问题
16．（2022·全国·高考真题）如图，质量相等的两滑块P、Q 置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，
两滑块与桌面间的动摩擦因数均为
。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F 拉动P，使两滑块均做
匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（ ）
A．P 的加速度大小的最大值为
B．Q 的加速度大小的最大值为
C．P 的位移大小一定大于Q 的位移大小
D．P 的速度大小均不大于同一时刻Q 的速度大小
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考向四板块、传送带问题
17．（2021·辽宁·高考真题）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率
v1=0.6m/s 运行的传送带与水平面间的夹角
，转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度
v2=1.6m/s 从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力
加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：
（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；
（2）小包裹通过传送带所需的时间t。
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