专题3 第2练 牛顿运动定律的应用-【小题突破·大题攻略】2026年高考物理培优限时练

第一部分 专题三 运动和力的关系 ----- 第2练 生顿运动定律的应用 [小题·精讲精练] △/ [例题讲坛] 例1 如图所示,在斜面上同一 竖直面内有四条光滑细杆,其 8 24 f(amg G 中QA杆竖真放置,OB杆与 D 【解析】A与B间的最大静摩擦力为f1m-2 OD杆等长,OC杆与斜面垂直 放置,每根杆上都套着一个小 ·6mg-12umg,B与地面间的最大静摩擦力为 滑环(图中未画出),四个环分 f$m-n·8mg=8umg,当拉力F<8umg时,A、 别从O点由静止释放,沿OA、OB、OC、OD滑到 B两物块静止不动,则/.=/2一F.当A与B刚 斜面上所用的时间依次为71、2、3、4.下列关系 要发生相对滑动时,B与地面间的摩擦力为滑动 正确的是 ) ( fm-f2m A.t<t2 B.>t3 摩擦力,B产生的最大加速度为a2m 交 2n C.t2- D.2<t 一2ug,设此时的拉力为F,对A根据牛顿第二 -施 【解析】 以OA为直径画圆,根据等时圆模型, 定律有F-fim-6m·2ug,解得F-24umg,所 对小滑环,受重力和支持力,将重力沿杆的方向 以当拉力8umg F<24umg时,A、B没有发生 业 和垂直杆的方向正交分解,根据牛顿第二定律得 相对滑动,B与地面间的摩擦力为滑动摩擦力, 小滑环做初速为零的匀加速直线运动的加速度 时 有f。一8umg,大小不变,对B分析,根据牛顿第 为a一gcos8(0为杆与竖直方向的夹角) 二定律可知f -8umg-2ma解得f1-8nmg+$ 由图中的直角三角形可 司 2na逐渐增大;对A、B整体有F一8umg-8ma. 知,小滑环的位移s一 2Rcos0,根据位移时间关 当F>24umg且拉力继续增大时,B做匀加速运 动,A做加速度增大的加速度运动,对A根据牛 系可得:一 顿第二定律有F-12umg=6ma1此时at-F图 行-- 线的倾斜程度更大,两个接触面的摩擦力都为滑 动摩擦力,保持不变,故BC正确,AD错误 t与0无关,可知从圆上最高点沿任意一条弦滑 【答案】BC 到底所用时间相同,故沿OA和OC滑到底的时 [小题·分层分练] 间相同,即11一t,OB不是一条完整的弦,时间 [一层·打基础] -1 最短,即t>t,OD长度超过一条弦,时间最长, 即tt.故ABC错误,D正确,故选:D 知识点一 超重、失重问题 【答案】D 1.(多选)很多智能手机都有加速度传感器,某同学 例2(多选)如图所示,质 乘坐小区电梯时打开手机的加速度传感器,把手 量分别为6n和2n的 机平放在手掌上并与电梯保持相对静止,获得加 A、B两木板叠放在水平 速度的变化情况如图甲所示(规定竖直向上为正 桌面上,木板B与桌面间 777777777777/777777/77 方向),为了方便研究问题,可以将图像简化为图 ( 的动摩擦因数为n,木板A与木板B间的动摩擦 乙,下列说法正确的是 ) 因数为2u,木板A和木板B的加速度大小分别 z轴线性川速度 用aì、a2表示,木板A与木板B间的摩擦力大 200 小用/;表示,木板B与桌面间的摩擦力大小用 (_ 0o o _ /2表示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重 #{ 力加速度为g:当水平力F作用在木板A上时, -1.00 下列反映aì、a2和f、f2随拉力F变化的图线 5.015.0 15.0 时间) 可能正确的是 ) 甲 ## afp n/1 A.红~7。时间内电梯处于失重状态 B.7。~. 时间内电梯处于超重状态 024nmg 68 24n(amgt C.1。~时间内电梯一定正在上行 B A D.1~t。时间内电梯一定处于静止状态 15 培优限时练小题突破·物理 知识点二 临界、极值问题 AO、BO、CO对轻质结点O的拉力分别为F、F 2.(多选)一个弹策台秤的秤盘质量和弹 质量都可不计,盘内放一个物体P F.现电梯箱竖直向下运动,其速度v随时间的变 化规律如图乙所示,重力加速度为g,则 _ 处于静止.P的质量n=12kg,弹赞的 WW A.在0~11时间内,F.与F。的合力等于F 劲度系数k=800N/m.现给P施加一 B.在0~t1时间内,F:与F。的合力大于mg 个竖真向上的力F,使P从静止开始向 W C.在~1。时间内,F;与F。的合力小于F 上做匀加速直线运动,如图所示,已知在头0.2s D.在t.~t2时间内,F:与F。的合力大于ng 内F的大小是变化的,在0.2s以后F是恒力,g [三层·早拔尖] 取10m/s{.下列说法正确的有 ) ( 6.如图所示,A、B、C为三个实心 A.0.2s时P与秤盘分离 小球,A为铁球,B、C为木球 B.P做匀加速运动的加速度大小为5m/s2 A、B两球分别连在两根弹笛 C.F的最大值为210N 上,C球连接在细线一端,弹策 D.F的最小值为90N 和细线的下端固定在装水的 知识点三 模型问题 杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内 3.(多选)某快递公司分挥 若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底 邮件的水平传输装置示 (不计空气阻力,p) __ 意图如图所示,皮带在电动机的带动下保持 A.A球将向上运动,B、C球将向下运动 2m/s的恒定速度向右运动,现将一质量m B.A、B球将向上运动,C球不动 2kg的邮件无初速度地轻放在皮带上,邮件和皮 C. A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动 带间的动摩擦因数一0.5.设皮带足够长,取重力 D.A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动 加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的是 7.如图甲所示,在水平 .afim.s-) A.邮件与皮带发生相对滑动的时间为0.4s 地面上有一长木板 g..__ B.邮件与皮带发生相对滑动的时间因皮带长度 oinFi B,其上叠放着木块 未知,不能求解 A.假定木板与地面间、木块和木板间的最大静 C.邮件与皮带发生相对滑动过程中,邮件相对 摩擦力都和滑动摩擦力相等,用一水平力F作用 地面的位移大小为0.4m 于B,A,B的加速度与F的关系图像如图乙所 D.邮件与皮带发生相对滑动过程中,邮件相对 示,取重力加速度大小g=10m/s{②,则下列说法 皮带的位移大小为0.8m 正确的是 ( __ [二层·提考能] A.A的质量为1.0kg 4.(多选)吊车在某次工作时,将300kg的建筑材 B.B的质量为2.0kg 料从地面由静止竖直向上提升,该过程的7图 C.B与地面间的动摩擦因数为0.2 像如图所示,g取10m/s{2.下列判断正确的是 D.A与B间的动摩擦因数为0.3 ) ( [小题·真题真练] 1u{(m.;-) (2024·安征卷)倾角为0的传 送带以恒定速率顺时针转动 1-0时在传送带底端无初速轻 放一小物块,如图所示。t时 ###n# 刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到v。. 不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端 的过程中,加速度a、速度v随时间/变化的关系 图线可能正确的是 A.在0~10s内,悬线的拉力恒为3030N B.在10s~30s内,材料处于超重状态 A. # C.在40s~56s内,材料处于完全失重状态 D.材料离地面的最大高度为30m 5.(多选)如图甲所示, 在电梯箱内轻绳AO. BO、CO连接吊着质 7C 量为n的物体,轻绳 16培优限时练小题突破·物理 小题·真题真练 持原来大小不支的速度做匀速直线运动，由于两球的遂度相 【解析】对球体受力分析如图 同，相等时间内通过的住移相等，因此两个小球间的距离不 所示： 变，一定不会相碰.故AD正确，BC错误.故选：AD 正交分解列方程，x轴方向：Fsin 【答案】AD 30°=Fsz sin30°，y轴方向：FN1cos F 20 30°+Fwc0s30°+F=mg,联立方 5.【解析】对整体分析，整体的加造度为am十m干3m/s =5m/s,高离对A分析，则弹簧的弹力为：Fm=mAa=1X 程解得F=N,A正确 3 5N=5N,故C正确，D错误.撒去F的瞬间，弹簧的弹力不 【答案】A 变，则A的加速度大小不变，仍为5m/s,故A错误：撒去F 后的短暂时间内，弹簧的禅力将减小，B的加速度将减小：由 专题三 运动和力的关系 于弹力方向沿A的速度方向，故A的速度将增大，故B错 误，故选：C 第1练牛顿第一、二定律 【答案】C 6.【解析】连接OB,设OB连线与竖直方向的夹角为0，由几 小题·分层分练 1,【解析】牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础 行关系得：=RH=号 R 上，根据逻辑推理得出的，是以实脸为基础，但又不是完全通 过实验得出，故A正确：虽然在地球上不受力作用的物体是 sin 0-1-cos 0-5 3 不存在的，但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动 规律，是牛领第二定律的基础，也为科学的发展莫定了基础， 剥tan0=5 2 放B错误：牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理 概括出来的科学理论，而不能直接通过实验得出的，物体不 此时小球受到的合外力F-mgan0= 2mg 受外力作用的条件是不可能达到的，但能接受住实践的检 验，故C错误：向上抛出的物体，没有受向上的作用力，只受 由牛顿第二定律可得0一是-受 重力和空气阻力，故D错误.故选：A 以整体为研究对象，由牛顿第二定律可得F=(m十M)a= 【答案】A 2【解析】小鸟沿虚线斜向上加速飞行，说明合外力方向沿虚 、与(m+MDg,故D正确，ABC错误.故选：D 线斜向上，小鸟受两个力的作用，空气的作用力和重力，如下 【答案】D 图所示：故选项B正确 7【解析】物块沿斜而向上运动过程中，在外力撒去前，由牛 顿第二定律得：F-ngsin0一F,=ma1,撤去外力之后，由牛 顿第二定律得：mgsin0+F,=ma,撒去外力时的速度v= a,1=a:(台)解得F=子mg,u=餐也就是物块在沿针面 向上运动过程中最大速度双-3图，物块在斜而上运动离斜面 8 度脑的装运距离1一受（什号）=器，杨块活韩面向下选 动过程中，由牛领第二定律得：mgsin0-F=ma1,运动时间 2= 【答案】B ta 受，物块在斜面上运动的总时间1=1十乞十 3.【解析】手机刚要接触头部之前做自由落体运动，则 兰=3，故ACD正璃，B错误。 v =2gh 【答案】ACD 解得手机刚要接触头部时速度=√2g方= 小题·真题真练 √2×10×20×10Tm/s=2m/s 【解析】 手机砸到头部后做匀减逸运动，则手机与头部作用时减速的 前断前：对切、C、刀分析问：对B分析 加地度大小 IF. ↑Fw之的度 Fa-Bing a-8-品2m=10m/ →F=0rg -g 【3gji制间上. 3ot (63m+2m+mg 故A错误，B正确：设头部对手机的作用力为F,对手机，由 对D分析 对C分折m= 牛顿第二定律得 ↑fm →FFng 了C的度a= mg+Fi=1.5g F-mg=ma mg 2g向间下 2m 解得F=2mg A正确。 由牛顿第三定律得，手机对头部的作用力为F,则F=F 【答案】A =2mg 第2练牛顿运动定律的应用 故C错误，D正确.故选：BD, 【答案】BD 小题·分层分练 4.【解析】车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动， L【解析】依题意，11一时间内电梯的加速度竖直向下，处 并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时， 于失重状态，故A正确：依题意山1~1时间内电梯的加速度 由于小球在光滑接触面上，因此两个小球由于惯性，还要保 竖直向上，处于超重状态，此时电梯可能加速上升也可能减 102 参考答案 速下降，故B正确，C辑误；依题意，2~t1时间内电稀的加7【解析】在F<3N时，一起保持静止；在3N≤F<9N时， 速度为零，可能处于静止状态也可能处于匀速送动状态，故 A、B保持相对静止，故地面对B的最大静摩擦力∫m=3N: D错误.故选：AB 在3N≤F9N时，A、B保持相对静止：在F≥9N时，A与 【答案】AB B发生相对滑动，故B对A的最大静摩擦力fA=4mA·在3 2【解析】根据题意可知，在开始0.28内F的大小是变化 的，在0.2s以后F是恒力，说明1=0.2s时P与种盘分离， NF<9N时，A、B运动的加速度a F-fn,可得，mA十 mA十m8 故A正确：设开始时弹簧的压缩量为x。,根据平衡条件可 得：kr。=mg,解得：x。=0.15m: mn=1,5kg:在F>9N时，B的加地度a-F一一，可 m意 当0.2s后物体所受拉力F为恒力，脚为P与盘脱离，即弹 得，mm-1.0kg,那么mA=0.5kg,故AB错误：根据摩擦力 簧无形变，所以0~0.2s内物体的位移为工.根据位移一时间 的计算公式可得fn=m(m十m)g,解得B与地面间的动 关系可得：=2a,代入数据解得：a=75m/s,故B错误： 摩擦因数#=0.2：fA=以mg,解得A、B间的动摩擦因数 P脱离托盘后的力F最大，根据牛顿第二定律可得：F,一 r⅓=0.4，故C正确，D错误.故选：C 【答案】C mg=ma,代入数据解得：Fx=210N,故C正确：开始时力 F最小，根据牛顿第二定律可得：Fmm十kx。一mg=ma,解 小题·真题真练 得：F=90N,故D正确.故选：ACD. 【解析】0一1。时间内：物体轻放在传送带上，微加速运动。 【答案】ACD 受力分析可知，物体受重力、支持力、滑动摩擦力，滑动摩擦 3.【解析】设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受 力大于重力的下滑分力，合力不变，故做匀加速运动。1。之 到的滑动摩擦力为F,则：F=mg 后：当物块速度与传送带相同时，静摩擦力与重力的下滑分 取向右为正方向，根据牛顿第二定律可得加速度大小为：= 力相等，加速度突变为零，物块做匀述直线运动。C正确， g=0.5×10m/s2=5m/s2: ABD错误。故选C。 根据建度一时间关系可得1=-号=0,4s,故A正确、 【答案】C B错误：邮件与皮带发生相对滑动的过程中，根据位移一时 第二部分 小题阶段滚动练 间关系，有：=0生=生×0,4m=04m,故C正确；邮 阶段滚动练（一） 件与皮带发生相对滑动过程中，邮件相对皮带的位移大小为 △x=1一x=(2×0.4一0.4)m=0.4m,故D错误.故 1.【解析】根据匀变速直线运动的速度位移公式一= 选：AC. 【答案】AC r知2-%，所以AB1AC14,则AB 4【解析】由国斜率可得在0一108内的加造度为。-是 BC=13.故C正确，A、B、D错误.故选C. 【答案】C 0m/g=0.1m/s,在0~10s内，设悬线的拉力为F,由牛 2,【解析】图像的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的 方向，故在4s一6号内，两者的加速度大小相等，方向相同， 顿第二定律得：F一mg=m,代入数据解得F=m(g十a)= A错误：图像与坐标国成的面积表示位移，由图像可知，前 300×(10十0.1)=3030N,故A正确；在10s~30s内，材 6s内甲物体通过的路程为12m,乙物体通过的路程为8m, 料处于匀速直线运动状态，既不超重也不失重，故B错误： 所以甲通过的路程更大，B正确：由图线所围图形的面积知 在408一56s内，材料向下做匀加速直线运动，加速度向下， 大小为a=智-器m/g=0.05m/,所以特科处于失重 前4s内甲的位移大于乙的位移，故甲的平均速度大于乙的 平均速度，C错误：由图线所国图形的面积蜘前2s内两物体 状态，但不是完全失重，故C错误：在0~40s内材料离地面的 的位移相等，但不确定是否从同一地点出发的，故不能判定 高度最大，由图像的面积可得r=号(20十40)X1m=30m,故 二者是否相遇，D错误。 【答案】B D正确.故选：AD 3.【解析】若木板光滑，木板停止运动后，A、B均以速度做 【答案】AD 匀速运动，间距不变，A、C错误：若木板粗礼，同种材料制成 5.【解析】对轻质结点O,因没质量，故其无论在何状态下， 的物体与木板间动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律得到： F1,F:,F1三个力的合力都为零，即F:与F:的合力与F mg=ma,a=g,可见A,B减速运动的加速度相同，间距 等大反向，选项A正确，选项C错误：对物体进行受力分析， 不变，故B错误，D正确 其受到竖直向下的重力mg和竖直向上的绳子的拉力F:, 【答案】D 在0一11时间内，电梯加递向下运动，物体处于失重状态，F 4.【解析】选取小球和金子整体为研究对象，不计一切摩擦 <mg,即F,与F:的合力小于mg,选项B错误；在1一t时 间内，电梯减速向下运动，物体处于超重状态，F>mg,即 时，其加速度a=gsin0,方向沿斜面向下，因此小球随盒子 F,与F,的合力大于mg,选项D正确。 沿斜面向上或沿斜面向下运动时，加速度gsin0均由其重力 【答案】AD 活斜面向下的分力产生，故球对盒子的左、右侧面均无压力， 6.【解析】开始时A球下的弹簧被压编，弹力向上：B球下的 但在垂直于斜面方向，因球受支持力作用，故球对盒子的下 弹簧被拉长，弹力向下：将挂吊篮的绳子剪断的聊时，系统的 底面一定有压力，故只有A项正确。 加速度为g,为完全失重状态，此时水对球的浮力也为零，小 【答案】A 球的重力也视为零，则A球将在弹力作用下向上运动，B球 5.【解析】由t图像可知，0一5s内加递度大小a1= 将在弹力作用下向下运动，C球不动，故选D. 0.2m/s,方向沿斜面向下，报据牛顿第二定律有mgsin0-f 【答案】D 一F,=ma1,F,=mgsin0-f-0.2m:510s内加速度a:= 103