第03讲 牛顿第二定律及其应用-【寒假自学课】2025年高一物理寒假提升精品讲义（人教版2019）

第03讲 牛顿第二定律及其应用 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 高考考点聚焦 1．牛顿第二定律的简单应用：2024·贵州、2024·宁夏四川 2．超重和失重：2024·山东、2024·河北、2024·湖北、2024·宁夏四川 3．牛顿第三定律：2024·辽宁 4．利用牛顿第二定律分析动态过程：2024·安徽、2024·广东 5．牛顿第二定律求瞬时突变问题：2024·湖南 6．牛顿运动定律与图像结合：2024·安徽 1．牛顿第二定律 1)牛顿第二定律内容 物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。 。 2)力与加速度的因果关系 力产生加速度(ma 是力的作用效果)。 ①瞬时关系：加速度随力作瞬时同步变化； ②方向关系：加速度方向总与力的方向一致； ③量值关系：。 3)力的单位 规定质量为1 kg 的物体产生1m/s² 加速度，则受到的力大小为1N。 4)适用条件 惯性系统中宏观，低速运动物体。 2．应用牛顿第二定律时的运算方法和研究方法 1)合成法：若物体只受两个力作用而产生加速度时，通常应用合成法 求解. 2)正交分解法：当物体受两个以上的力作用时，常用正交分解法求合力.多 数情况下是把力正交分解到加速度的方向上和垂直于加速度的方向上 3)整体法和隔离法：由两个或两个以上的物体组成的系统中，把相互作 用的多个物体视为一个系统，对系统整体进行分析研究的方法称为整体法； 把某个物体从系统中“隔离”出来，将其作为研究对象进行分析的方法称为隔 离法. 3．两类基本问题 1)求力与运动的关系，加速度是桥梁 2)已知力求运动一般用决定式，已知运动求力一般用定义式： 3)运动中加速度恒定可作为一个运动过程，若加速度发生变化则作为一个新过程的开始，运动转折点的速度是前后过程联系的关键量 强化点一 物体受力突变时的瞬时加速度 1)刚性绳(或杆、接触面) 不发生明显形变就能产生弹力.若剪断刚性绳(或脱离杆、接触面),则弹力立即消失，不需要形变恢复时间.一般题目中所给细 线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理. 2)弹簧(或橡皮绳) 此模型的特点是产生弹力时形变量大，其形变恢复需 要较长时间，在突变问题中，其弹力的大小往往可以看成不变. 真题感知 一、单选题 1．（2024·贵州·高考真题）某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中，在下落的某段时间内，小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置，相邻位置的时间间隔相等，如图所示，则该段时间内下列说法可能正确的是（　　） A．f一直大于G B．f一直小于G C．f先小于G，后大于G D．f先大于G，后小于G 2．（2024·辽宁·高考真题）利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（　　） A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 3．（2024·安徽·高考真题）倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块，如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到。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t变化的关系图线可能正确的是（    ） A． B． C． D． 4．（2024·安徽·高考真题）如图所示，竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点，另一端均连接在质量为m的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于MN连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球竖直向上。缓慢拉至P点，并保持静止，此时拉力F大小为。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中（    ） A．速度一直增大 B．速度先增大后减小 C．加速度的最大值为 D．加速度先增大后减小 5．（2024·广东·高考真题）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点，取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F，运动时间为t。忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 6．（2024·湖南·高考真题）如图，质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（    ） A．g， B．2g， C．2g， D．g， 二、实验题 7．（2024·宁夏四川·高考真题）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为 N（结果保留1位小数）； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于 （填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为 （结果保留1位小数）。 提升专练 一、单选题 1．（24-25高三上·广东广州·月考）在刚结束的巴黎奥运会，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，则下列说法正确的是（　　） A．飞来的网球速度越大，惯性越大 B．球被打飞回去，是因为力是维持物体运动状态的原因 C．若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变 D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的 2．（2024·浙江温州·三模）2023年 10月 30日，中国队在男子短道速滑5000米接力赛中，以7分04秒412的成绩夺冠。下列说法正确的是（　　） A．题中“7分04秒412”表示时刻 B．题中“5000米”表示位移大小 C．运动员在接力过程中，惯性不变 D．研究队员冲线细节时，可以将其看成质点 3．（2024·山东济南·模拟预测）一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中的一个力大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变），在此过程中其余各力均不变，则下列对该过程的说法正确的是（　　） A．物体运动的速度先增大后减小 B．物体运动的速度方向将发生改变 C．物体运动的加速度先减小后增大 D．物体运动的加速度先增大后减小 4．（2024·广西梧州·模拟预测）下列关于科学研究方法以及物理学相关知识的叙述正确的是（　　） A．伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”，是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论，运用了理想实验法 B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，运用了微元的思想 C．加速度a与质量m、合外力F之间的关系为，利用了比值定义法 D．利用光电门测速度，运用了微小放大法 5．（2024·陕西榆林·一模）如图所示为某研究小组在暗室中用频闪照相的方法记录了一滴水下落过程的照片示意图，照片记录了水滴在不同时刻下落至不同的位置。若相邻位置的时间间隔都相等，水滴所受的重力为，阻力为，则对于水滴的这一下落过程，下列说法中正确的是（　　） A．一直小于 B．一直大于 C．先小于，后大于 D．先大于，后小于 6．（2024·陕西西安·一模）如图，质量为60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为的重物送入井中。当重物以的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则人对地面的压力大小为（g取）（    ） A．200N B．920N C．320N D．280N 7．（2024·云南大理·一模）某测试员应用无人机搭载的加速度传感器进行飞行测试。图甲为在测试软件中设定的x、y、z轴的正方向，其中z轴沿竖直方向，无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0时刻起该同学进行变速操作，软件生成了图乙中三个维度的（加速度-时间）图像，可以推断的时间内无人机（　　） A．沿x轴方向一直加速 B．沿y轴方向一直加速 C．沿z轴方向加速上升 D．处于失重状态 8．（2025·云南·模拟预测）我国的新能源汽车发展迅速，多项指标处于世界领先地位，“急动度”就是其中之一．急动度是描述加速度变化快慢的物理量，即．如图为某新能源汽车由静止开始启动过程中的急动度j随时间t的变化规律．下列关于汽车运动的说法正确的是（    ） A．内，汽车做加速度减小的加速运动 B．内，汽车加速度变化量大于 C．内，汽车在时的速度最大 D．内，汽车所受的合外力为定值 9．（2024·浙江金华·二模）如图所示，用轻弹簧将质量为4m和2m的A、B两个小球相连，B的上端通过轻绳悬挂于天花板，处于静止状态。重力加速度为g，若将轻绳剪断，则剪断瞬间A和B的加速度大小分别为（　　） A．g，g B．0，2g C．3g，0 D．0，3g 10．（2024·河南信阳·一模）如图所示，用两根轻绳a、b和轻弹簧c悬挂两个相同的小球，其中a绳与竖直方向夹角为30°，c弹簧水平，两小球静止，下列说法正确的是（　　） A．a绳的弹力是c弹簧弹力的倍 B．剪断a绳瞬间，2球的加速度为零 C．剪断b绳瞬间，1球的加速度为零 D．剪断b绳瞬间，2球的加速度大小为 11．（2025·广东清远·一模）2024年巴黎奥运会女子3米跳板跳水决赛、中国选手夺得金牌，中国队在该项目上取得十连冠。图甲是运动员触水瞬间照片。图乙是某同学分析该运动员离开跳板开始计时画出的v-t图像，图像中仅0~t2段为直线。不计空气阻力，则图甲对应的时刻应为（　　） A．t1 B．t2 C．t3 D．t4 12．（2024·山东·一模）某人站在力的传感器（连着计算机）上完成下蹲、起立动作，计算机屏幕上显示出力的传感器示数F随时间t变化的情况如图所示，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．该人下蹲时间约为0.5s B．下蹲过程该人一直处于失重状态 C．起立过程该人一直处于超重状态 D．该人下蹲过程的最大加速度约为6m/s2 13．（2024·广东茂名·二模）甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯，甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过，他们的图像如图所示，下列说法正确的是（    ） A．两车同时到达处 B．甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为 C．从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为 D．两车在内，乙受到座椅的作用力竖直向上，甲受到座椅的作用力水平向前 14．（2025·广东·模拟预测）2024年9月，我国的“朱雀三号”可重复使用火箭进行了可回收运载火箭的试验，为将来降低航天发射成本奠定了坚实基础。有关火箭的运动，下列说法正确的是（　　） A．火箭向上飞行则处于超重状态 B．火箭向下飞行则处于失重状态 C．火箭在加速向上时处于失重状态 D．火箭在减速下降时处于超重状态 15．（2024·浙江绍兴·一模）2024年8月，中国战机轰6K与俄罗斯战机图95组成编队，飞越白令海峡。下列说法正确的是（　　） A．轰6K加速过程中惯性增大 B．轰6K飞行速度越大，加速度越大 C．观察轰6K空中加油时，可将其看成质点 D．轰6K加速向上爬升时，机内飞行员处于超重状态 二、多选题 16．（2024·陕西西安·一模）太白山是陕西避暑胜地之一。如图是太白山索道的抽象物理模型，已知体重约为50kg的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为，当载人轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小的匀加速直线运动时，则下列说法正确的是（    ） A．游客受到水平向左的摩擦力 B．轿厢对游客的支持力约为600N C．游客对轿厢的作用力竖直向下 D．游客受到的摩擦力大小约为170N 17．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）2025年第九届亚洲冬季运动会将在哈尔滨举行，短道速滑是我国传统优势项目，有关短道速滑的相关表述正确的是（　　） A．赛道一圈总长度为111.12m，长度是国际单位制中的基本单位 B．短道速滑男子500m的世界记录为39.505s，秒是国际单位制中的基本单位 C．短道速滑运动员最快滑行速度可以达到近14m/s，米每秒是国际单位制中的导出单位 D．短道速滑运动员蹬地的爆发力能够达到4000N，力是国际单位制中的基本物理量 18．（2024·河北张家口·模拟预测）某货物输送装置可简化为如图所示，将一个质量为M的载物平台架在两根完全相同、轴线在同一水平面内足够长的平行圆柱上。已知平台与两圆柱间的动摩擦因数均为，平台的重心与两圆柱等距，两圆柱以角速度绕轴线做相反方向的转动，重力加速度大小为g。现给平台施加一过平台重心且沿平行于轴线方向的恒力F，使载物平台从静止开始运动。下列说法正确的是（　　） A．只有当时，平台才能开始运动 B．平台运动的最大加速度大小 C．只要平台运动距离足够远，平台最终一定会做匀速直线运动 D．越大，平台从静止开始运动相同距离用时越短 19．（2024·河南·二模）利用如图所示的实验装置对物体的运动过程进行研究。把滑块A和滑块B放在水平固定且足够长的气垫导轨上，滑块A和滑块B之间连接一水平轻质弹簧，整体静止不动，轻质弹簧处于原长状态。现在开通气源，并在滑块A的左方加一水平向右的恒定推力，使滑块A由静止开始沿气垫导轨一直向右运动（弹簧始终在弹性限度内）。则下列说法正确的是（    ） A．滑块A沿气垫导轨一直做非匀变速运动 B．滑块B沿气垫导轨一直做非匀变速运动 C．滑块A运动的加速度大小趋于恒定值 D．滑块B运动的加速度大小趋于恒定值 三、解答题 20．（2024·吉林长春·一模）某同学制作了一个竖直加速度测量仪，其构造如图（a）所示，一根轻弹簧上端固定在支架上，在弹簧左侧沿竖直方向固定一刻度尺。不挂重物时，弹簧下端指针位于刻度为的位置；在弹簧下端悬挂重物，重物静止时弹簧下端指针位于刻度为的位置，取重力加速度。。 (1)求弹簧的劲度系数k； (2)将此测量仪置于竖直方向运动的电梯中，观察到指针位置随时间变化可简化为如图（b）所示。以竖直向下为正方向，在图（c）中定量画出0~4s内电梯运行的a-t图像。（不需要写出求解过程） 21．（2024·陕西安康·一模）在巴黎奥运会上，我国选手包揽了女子10米跳台跳水的金牌和银牌。如图所示，一质量的运动员（视为质点），从距水面高处以大小的速度竖直向上跃起，一段时间后落入水中。水池中的水足够深，忽略空气阻力，取重力加速度大小。 (1)求运动员距水面的最大高度H； (2)求运动员从起跳到刚落到水面的时间t； (3)若运动员入水后，受到的浮力与其受到的重力大小相等，受到水的阻力大小，不考虑运动员的动作带来的影响，求运动员在水中能到达的最大深度。 22．（2024·河南·模拟预测）如图所示，斜面体固定在水平面上，斜面AB段长为1m，AB段光滑，BC段粗糙，一个物块从斜面顶端A点由静止释放，物块在AB段运动加速度是BC段运动加速度的2倍，在AB段运动时间是BC段运动时间的一半，物块到达C点时速度大小为4m/s，重力加速度，求： (1)物块运动到B点时的速度大小； (2)斜面的长度； (3)物块与斜面BC段间的动摩擦因数。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 牛顿第二定律及其应用 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 高考考点聚焦 1．牛顿第二定律的简单应用：2024·贵州、2024·宁夏四川 2．超重和失重：2024·山东、2024·河北、2024·湖北、2024·宁夏四川 3．牛顿第三定律：2024·辽宁 4．利用牛顿第二定律分析动态过程：2024·安徽、2024·广东 5．牛顿第二定律求瞬时突变问题：2024·湖南 6．牛顿运动定律与图像结合：2024·安徽 1．牛顿第二定律 1)牛顿第二定律内容 物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。 。 2)力与加速度的因果关系 力产生加速度(ma 是力的作用效果)。 ①瞬时关系：加速度随力作瞬时同步变化； ②方向关系：加速度方向总与力的方向一致； ③量值关系：。 3)力的单位 规定质量为1 kg 的物体产生1m/s² 加速度，则受到的力大小为1N。 4)适用条件 惯性系统中宏观，低速运动物体。 2．应用牛顿第二定律时的运算方法和研究方法 1)合成法：若物体只受两个力作用而产生加速度时，通常应用合成法 求解. 2)正交分解法：当物体受两个以上的力作用时，常用正交分解法求合力.多 数情况下是把力正交分解到加速度的方向上和垂直于加速度的方向上 3)整体法和隔离法：由两个或两个以上的物体组成的系统中，把相互作 用的多个物体视为一个系统，对系统整体进行分析研究的方法称为整体法； 把某个物体从系统中“隔离”出来，将其作为研究对象进行分析的方法称为隔 离法. 3．两类基本问题 1)求力与运动的关系，加速度是桥梁 2)已知力求运动一般用决定式，已知运动求力一般用定义式： 3)运动中加速度恒定可作为一个运动过程，若加速度发生变化则作为一个新过程的开始，运动转折点的速度是前后过程联系的关键量 强化点一 物体受力突变时的瞬时加速度 1)刚性绳(或杆、接触面) 不发生明显形变就能产生弹力.若剪断刚性绳(或脱离杆、接触面),则弹力立即消失，不需要形变恢复时间.一般题目中所给细 线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理. 2)弹簧(或橡皮绳) 此模型的特点是产生弹力时形变量大，其形变恢复需 要较长时间，在突变问题中，其弹力的大小往往可以看成不变. 真题感知 一、单选题 1．（2024·贵州·高考真题）某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中，在下落的某段时间内，小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置，相邻位置的时间间隔相等，如图所示，则该段时间内下列说法可能正确的是（　　） A．f一直大于G B．f一直小于G C．f先小于G，后大于G D．f先大于G，后小于G 【答案】C 【详解】由图可知相等时间内铁质小圆盘的位移先增大后减小，可知铁质小圆盘的速度先增大后减小，以向下为正方向，即铁质小圆盘的加速度先正后负，根据牛顿第二定律 可知f先小于G，后大于G。 故选C。 2．（2024·辽宁·高考真题）利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（　　） A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A错误； B．根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误； C．由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C正确； D．桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，故D错误。 故选C。 3．（2024·安徽·高考真题）倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块，如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到。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t变化的关系图线可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】时间内：物体轻放在传送带上，做加速运动。受力分析可知，物体受重力、支持力、滑动摩擦力，滑动摩擦力大于重力的下滑分力，合力不变，故做匀加速运动。 之后：当物块速度与传送带相同时，静摩擦力与重力的下滑分力相等，加速度突变为零，物块做匀速直线运动。 C正确，ABD错误。 故选C。 4．（2024·安徽·高考真题）如图所示，竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点，另一端均连接在质量为m的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于MN连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球竖直向上。缓慢拉至P点，并保持静止，此时拉力F大小为。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中（    ） A．速度一直增大 B．速度先增大后减小 C．加速度的最大值为 D．加速度先增大后减小 【答案】A 【详解】AB．缓慢拉至P点，保持静止，由平衡条件可知此时拉力F与重力和两弹簧的拉力合力为零。此时两弹簧的合力为大小为。当撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中两弹簧的拉力与重力的合力始终向下，小球一直做加速运动，故A正确，B错误 ； CD．小球从P点运动到O点的过程中，形变量变小弹簧在竖直方向的合力不断变小，故小球受的合外力一直变小，加速度的最大值为撤去拉力时的加速度，由牛顿第二定律可知 加速度的最大值为，CD错误。 故选A。 5．（2024·广东·高考真题）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点，取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F，运动时间为t。忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．在木块下落高度之前，木块所受合外力为木块的重力保持不变，即 当木块接触弹簧后，弹簧弹力向上，则木块的合力 到合力为零前，随着增大减小；当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点,之后，木块开始反弹，过程中木块所受合外力向上，随着减小增大，反弹过程，随着y减小，图像向x轴负方向原路返回，故A错误、B正确； CD．在木块下落高度之前，木块做自由落体运动，根据 速度逐渐增大， 图像斜率逐渐增大，当木块接触弹簧后到合力为零前，根据牛顿第二定律 木块的速度继续增大，做加速度减小的加速运动，所以图像斜率继续增大，当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中 木块所受合外力向上，木块做加速度增大的减速运动，所以图斜率减小，到达最低点后，木块向上运动，经以上分析可知，木块先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，再做匀减速直线运动到最高点，而C图中H点过后速度就开始逐渐减小，实际速度还应该增大，直到平衡位置速度到达最大，然后速度逐渐减为零；D图前半段速度不变，不符合题意，正确示意图如下 故CD错误。 故选B。 6．（2024·湖南·高考真题）如图，质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（    ） A．g， B．2g， C．2g， D．g， 【答案】A 【详解】剪断前，对BCD分析 对D 剪断后，对B 解得 方向竖直向上；对C 解得 方向竖直向下。 故选A。 二、实验题 7．（2024·宁夏四川·高考真题）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为 N（结果保留1位小数）； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于 （填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为 （结果保留1位小数）。 【答案】(1)5.0 (2) 失重 1.0 【详解】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N，则读数为5.0N。 （2）[1]电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，小于物体的重力可知此段时间内物体处于失重状态； [2]根据 根据牛顿第二定律 代入数据联立解得电梯加速度大小 提升专练 一、单选题 1．（24-25高三上·广东广州·月考）在刚结束的巴黎奥运会，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，则下列说法正确的是（　　） A．飞来的网球速度越大，惯性越大 B．球被打飞回去，是因为力是维持物体运动状态的原因 C．若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变 D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的 【答案】D 【详解】A．物体的惯性只由质量决定，与物体的速度无关，故A错误； B．球被打飞回去，是因为力是改变物体运动状态的原因，故B错误； C．若球拍没有击打球，由于球仍受重力作用，所以球不会保持原来的运动状态不变，故C错误； D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的，故D正确。 故选D。 2．（2024·浙江温州·三模）2023年 10月 30日，中国队在男子短道速滑5000米接力赛中，以7分04秒412的成绩夺冠。下列说法正确的是（　　） A．题中“7分04秒412”表示时刻 B．题中“5000米”表示位移大小 C．运动员在接力过程中，惯性不变 D．研究队员冲线细节时，可以将其看成质点 【答案】C 【详解】A．题中“7分04秒412”表示时间，选项A错误； B．题中“5000米”表示路程，选项B错误； C．运动员在接力过程中，质量不变，则惯性不变，选项C正确； D．研究队员冲线细节时，队员大小形状不可忽略，不可以将其看成质点，选项D错误。 故选C。 3．（2024·山东济南·模拟预测）一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中的一个力大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变），在此过程中其余各力均不变，则下列对该过程的说法正确的是（　　） A．物体运动的速度先增大后减小 B．物体运动的速度方向将发生改变 C．物体运动的加速度先减小后增大 D．物体运动的加速度先增大后减小 【答案】D 【详解】物体在多个力的作用下处于静止状态，其中的一个力与其余几个力的合力大小相等、方向相反，如果仅使其中的一个力大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小，在此过程中，物体所受合力先增大后减小到零，所以物体运动的加速度先增大后减小；因加速度方向没变，故物体运动的速度一直增大，方向不变。 故选D。 4．（2024·广西梧州·模拟预测）下列关于科学研究方法以及物理学相关知识的叙述正确的是（　　） A．伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”，是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论，运用了理想实验法 B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，运用了微元的思想 C．加速度a与质量m、合外力F之间的关系为，利用了比值定义法 D．利用光电门测速度，运用了微小放大法 【答案】A 【详解】A．伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”，是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论，运用了理想实验法，A正确； B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，运用了极限的思想，B错误； C．加速度a与质量m、合外力F之间的关系为，不是利用比值定义法，而是牛顿在力是产生加速度的原因且用国际单位的情况下，总结出的牛顿第二定律表达式， C错误； D．利用光电门测速度，运用了极限法，D错误。 故选A。 5．（2024·陕西榆林·一模）如图所示为某研究小组在暗室中用频闪照相的方法记录了一滴水下落过程的照片示意图，照片记录了水滴在不同时刻下落至不同的位置。若相邻位置的时间间隔都相等，水滴所受的重力为，阻力为，则对于水滴的这一下落过程，下列说法中正确的是（　　） A．一直小于 B．一直大于 C．先小于，后大于 D．先大于，后小于 【答案】A 【详解】由图可知小球下落时相邻相等时间内的位移逐渐变大，可知小球向下做加速运动，根据 mg-f=ma 可知 G>f 故选A。 6．（2024·陕西西安·一模）如图，质量为60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为的重物送入井中。当重物以的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则人对地面的压力大小为（g取）（    ） A．200N B．920N C．320N D．280N 【答案】C 【详解】先研究重物，重物的加速度，受到重力与绳子的拉力，根据牛顿第二定律有 解得 再以人为研究对象，受力分析，重力Mg、绳子向上的拉力F、地面的支持力N，处于平衡状态。则根据平衡条件有 解得 由牛顿第三定律可得：人对地面的压力大小为 故选C。 7．（2024·云南大理·一模）某测试员应用无人机搭载的加速度传感器进行飞行测试。图甲为在测试软件中设定的x、y、z轴的正方向，其中z轴沿竖直方向，无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0时刻起该同学进行变速操作，软件生成了图乙中三个维度的（加速度-时间）图像，可以推断的时间内无人机（　　） A．沿x轴方向一直加速 B．沿y轴方向一直加速 C．沿z轴方向加速上升 D．处于失重状态 【答案】C 【详解】A．由图可知，0~2s无人机有沿x轴负方向的加速度，所以2s末由沿x轴负方向的速度，2s~4s的时间内沿x轴的加速度为正，则首先沿向x负方向速度会减小，故A错误； B．无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，2s~4s的时间内沿y轴的加速度为负，速度减小，故B错误； CD．2s~4s的时间内沿z轴的加速度向上为正，因为加速度方向为正，无人机加速上升，处于超重状态，故C正确，D错误。 故选C。 8．（2025·云南·模拟预测）我国的新能源汽车发展迅速，多项指标处于世界领先地位，“急动度”就是其中之一．急动度是描述加速度变化快慢的物理量，即．如图为某新能源汽车由静止开始启动过程中的急动度j随时间t的变化规律．下列关于汽车运动的说法正确的是（    ） A．内，汽车做加速度减小的加速运动 B．内，汽车加速度变化量大于 C．内，汽车在时的速度最大 D．内，汽车所受的合外力为定值 【答案】B 【详解】A．根据题意，由题图可知，图像与坐标轴围成的面积代表加速度的变化量，内，汽车的急动度增加，则汽车的加速度增加，故A错误； B．假设内，急动度均匀增大，则有 而内图像与横轴围成的面积要大于，则内，汽车加速度变化量大于，故B正确； C．由题图可知，内，加速度的变化量始终为正值，则汽车在内的加速度一直为正值，速度一直增大，即内，汽车在时的速度最大，故C错误； D．内，汽车的加速度不是定值，根据牛顿第二定律可知汽车所受的合外力不是定值，故D错误。 故选B。 9．（2024·浙江金华·二模）如图所示，用轻弹簧将质量为4m和2m的A、B两个小球相连，B的上端通过轻绳悬挂于天花板，处于静止状态。重力加速度为g，若将轻绳剪断，则剪断瞬间A和B的加速度大小分别为（　　） A．g，g B．0，2g C．3g，0 D．0，3g 【答案】D 【详解】剪断轻绳前，对A分析，由平衡可知 若将轻绳剪断，由于弹簧的弹力不发生突变，A还是处于平衡状态，所以剪断瞬间A的加速度大小为零，对B根据牛顿第二定律 解得 故选D。 10．（2024·河南信阳·一模）如图所示，用两根轻绳a、b和轻弹簧c悬挂两个相同的小球，其中a绳与竖直方向夹角为30°，c弹簧水平，两小球静止，下列说法正确的是（　　） A．a绳的弹力是c弹簧弹力的倍 B．剪断a绳瞬间，2球的加速度为零 C．剪断b绳瞬间，1球的加速度为零 D．剪断b绳瞬间，2球的加速度大小为 【答案】D 【详解】A．以小球1、2为整体受力分析，根据平衡条件可得 所以 ，， 故A错误； B．剪断a绳瞬间，轻弹簧弹力不发生突变，对2球，有 所以 故B错误； C．剪断b绳瞬间，连接1、2小球的b绳没有拉力，1球只受重力，加速度为g，故C错误； D．剪断b绳瞬间，对2球只受重力和弹簧弹力，其加速度为 故D正确。 故选D。 11．（2025·广东清远·一模）2024年巴黎奥运会女子3米跳板跳水决赛、中国选手夺得金牌，中国队在该项目上取得十连冠。图甲是运动员触水瞬间照片。图乙是某同学分析该运动员离开跳板开始计时画出的v-t图像，图像中仅0~t2段为直线。不计空气阻力，则图甲对应的时刻应为（　　） A．t1 B．t2 C．t3 D．t4 【答案】B 【详解】根据题意，运动员先做竖直上抛运动，到达最高点速度为零，即t1时刻到达最高点，接下来做自由落体运动，图线的斜率不变，当运动员与水面接触时，受到向上的水的阻力，加速度开始减小，但加速度仍然向下，速度增大，所以运动员与水面接触的时刻为t2，当阻力增大到与重力相等时，运动员的速度达到最大，之后阻力大于重力，运动员开始做减速运动，直到最低点速度减为零。 故选B。 12．（2024·山东·一模）某人站在力的传感器（连着计算机）上完成下蹲、起立动作，计算机屏幕上显示出力的传感器示数F随时间t变化的情况如图所示，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．该人下蹲时间约为0.5s B．下蹲过程该人一直处于失重状态 C．起立过程该人一直处于超重状态 D．该人下蹲过程的最大加速度约为6m/s2 【答案】D 【详解】AB．下蹲过程中，初速度为0，末速度也为0，则下蹲过程先加速向下运动后减速向下运动，该人先处于失重状态，后处于超重状态。从图像可知1~2s过程为下蹲过程，则下蹲时间约为1s。故AB错误； C．起立过程，初速度为0，末速度也为0，则起立过程先加速向上运动后减速向上运动，该人先处于超重状态，后处于失重状态，所以C错误； D．由图像可知该人静止时有 支持力最小为200N，最大为700N，由牛顿第二定律可得 联立解得 所以该人下蹲过程的最大加速度约为6m/s2。故D正确。 故选D。 13．（2024·广东茂名·二模）甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯，甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过，他们的图像如图所示，下列说法正确的是（    ） A．两车同时到达处 B．甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为 C．从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为 D．两车在内，乙受到座椅的作用力竖直向上，甲受到座椅的作用力水平向前 【答案】C 【详解】B．在位移内，设甲的加速度为a，由初速度为0的匀加速直线运动规律可得 解得 故B错误； A．甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，当甲、乙运动相等的位移，所需要的运动时间不相等，即两物体不在同一时刻到达处，则两物体不在处相遇，故A错误； C．由 综合解得甲、乙速度相等的时刻为 故C正确； D．乙做匀速直线运动，根据平衡条件可知乙受到座椅的作用力竖直向上，甲做匀加速直线运动，座椅对甲的作用力竖直方向的分力与重力平衡，水平方向的分力提供加速度，根据力的合成可知甲受到座椅的作用力斜向前上，故D错误。 故选C。 14．（2025·广东·模拟预测）2024年9月，我国的“朱雀三号”可重复使用火箭进行了可回收运载火箭的试验，为将来降低航天发射成本奠定了坚实基础。有关火箭的运动，下列说法正确的是（　　） A．火箭向上飞行则处于超重状态 B．火箭向下飞行则处于失重状态 C．火箭在加速向上时处于失重状态 D．火箭在减速下降时处于超重状态 【答案】D 【详解】AC．火箭加速向上飞行时，加速度向上，处于超重状态，火箭向上匀速运动时，则处于平衡状态，故A错误，C错误； BD．火箭向下减速下降时，加速度向上，处于超重状态，火箭向下加速飞行时，加速度向下，处于失重状态，火箭向下匀速运动时，则处于平衡状态，故B错误，D正确。 故选D。 15．（2024·浙江绍兴·一模）2024年8月，中国战机轰6K与俄罗斯战机图95组成编队，飞越白令海峡。下列说法正确的是（　　） A．轰6K加速过程中惯性增大 B．轰6K飞行速度越大，加速度越大 C．观察轰6K空中加油时，可将其看成质点 D．轰6K加速向上爬升时，机内飞行员处于超重状态 【答案】D 【详解】A．轰6K加速过程中质量不变，惯性不变，故A错误； B．轰6K飞行速度越大，加速度可能减小，故B错误； C．当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或者影响很小，可忽略不计时，可将物体看成质点，所以观察轰6K空中加油时，不可将其看成质点，故C错误； D．轰6K加速向上爬升时，加速度向上，机内飞行员处于超重状态，故D正确。 故选D。 二、多选题 16．（2024·陕西西安·一模）太白山是陕西避暑胜地之一。如图是太白山索道的抽象物理模型，已知体重约为50kg的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为，当载人轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小的匀加速直线运动时，则下列说法正确的是（    ） A．游客受到水平向左的摩擦力 B．轿厢对游客的支持力约为600N C．游客对轿厢的作用力竖直向下 D．游客受到的摩擦力大小约为170N 【答案】BD 【详解】将加速度分解到水平方向和竖直方向，可得 AD．由于游客水平方向加速度向右，可知游客受到水平向右的摩擦力，大小为 A错误，D正确； B．竖直方向上，游客受到向上的支持力，根据牛顿第二定律 可得支持力大小为 B正确； C．游客对轿厢的压力竖直向下，摩擦力水平向左，因此游客对轿厢的作用力斜向左下方，C错误。 故选BD。 17．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）2025年第九届亚洲冬季运动会将在哈尔滨举行，短道速滑是我国传统优势项目，有关短道速滑的相关表述正确的是（　　） A．赛道一圈总长度为111.12m，长度是国际单位制中的基本单位 B．短道速滑男子500m的世界记录为39.505s，秒是国际单位制中的基本单位 C．短道速滑运动员最快滑行速度可以达到近14m/s，米每秒是国际单位制中的导出单位 D．短道速滑运动员蹬地的爆发力能够达到4000N，力是国际单位制中的基本物理量 【答案】BC 【详解】A．赛道一圈总长度为111.12m，长度是国际单位制中的基本物理量，故A错误； B．短道速滑男子500m的世界记录为39.505s，秒是国际单位制中的基本单位，故B正确； C．短道速滑运动员最快滑行速度可以达到近14m/s，根据可知，米每秒是国际单位制中的导出单位，故C正确； D．短道速滑运动员蹬地的爆发力能够达到4000N，根据可知，力是国际单位制中的导出物理量，故D错误。 故选BC。 18．（2024·河北张家口·模拟预测）某货物输送装置可简化为如图所示，将一个质量为M的载物平台架在两根完全相同、轴线在同一水平面内足够长的平行圆柱上。已知平台与两圆柱间的动摩擦因数均为，平台的重心与两圆柱等距，两圆柱以角速度绕轴线做相反方向的转动，重力加速度大小为g。现给平台施加一过平台重心且沿平行于轴线方向的恒力F，使载物平台从静止开始运动。下列说法正确的是（　　） A．只有当时，平台才能开始运动 B．平台运动的最大加速度大小 C．只要平台运动距离足够远，平台最终一定会做匀速直线运动 D．越大，平台从静止开始运动相同距离用时越短 【答案】BD 【详解】ABC．平台与两个圆柱表面的摩擦力相等，大小 开始时平台受到两圆柱的摩擦力平衡，所以开始运动时加速度大小为 圆柱表面的点转动的线速度大小为 若平台运动的速度大小为v，则沿该方向上受到一根圆柱的摩擦力分量为 根据牛顿第二定律可得 开始时，平台受到的两圆柱摩擦力平衡，加速度最大，大小为 即使F较小，平台也能运动，由于v在不断增大，加速度会越来越小，当时 无论平台运动的距离多远，最终都不会匀速直线运动，故AC错误，B正确； D．角速度越大，平台运动的加速度越大，平均速度越大，从静止开始运动相同距离用时越短，D正确。 故选BD。 19．（2024·河南·二模）利用如图所示的实验装置对物体的运动过程进行研究。把滑块A和滑块B放在水平固定且足够长的气垫导轨上，滑块A和滑块B之间连接一水平轻质弹簧，整体静止不动，轻质弹簧处于原长状态。现在开通气源，并在滑块A的左方加一水平向右的恒定推力，使滑块A由静止开始沿气垫导轨一直向右运动（弹簧始终在弹性限度内）。则下列说法正确的是（    ） A．滑块A沿气垫导轨一直做非匀变速运动 B．滑块B沿气垫导轨一直做非匀变速运动 C．滑块A运动的加速度大小趋于恒定值 D．滑块B运动的加速度大小趋于恒定值 【答案】AB 【详解】AB．滑块A与B中间用轻质弹簧链接，对整体进行受力，有 滑块A与B整体做匀加速直线运动，但隔离分析后发现，由于弹簧压缩伸长周期性变化，导致滑块A和滑块B沿气垫导轨方向合力也不停地变化，所以导致加速度也一直变化，所以一直做非匀变速运动，故AB正确； CD．滑块A与B整体做匀加速直线运动，但隔离分析后发现，由于弹簧压缩伸长周期性变化导致滑块A和滑块B沿气垫导轨方向合力也不停地变化，所以导致加速度也不停的变化，导致导致滑块A和滑块B加速度大小不会趋于恒定值。 故CD错误。 故选AB。 【点睛】 三、解答题 20．（2024·吉林长春·一模）某同学制作了一个竖直加速度测量仪，其构造如图（a）所示，一根轻弹簧上端固定在支架上，在弹簧左侧沿竖直方向固定一刻度尺。不挂重物时，弹簧下端指针位于刻度为的位置；在弹簧下端悬挂重物，重物静止时弹簧下端指针位于刻度为的位置，取重力加速度。。 (1)求弹簧的劲度系数k； (2)将此测量仪置于竖直方向运动的电梯中，观察到指针位置随时间变化可简化为如图（b）所示。以竖直向下为正方向，在图（c）中定量画出0~4s内电梯运行的a-t图像。（不需要写出求解过程） 【答案】(1)50N/m (2) 【详解】（1）以重物为研究对象，重物受到重力和弹簧的拉力。以竖直向上为正方向。悬挂重物时，弹簧形变量为，根据胡克定律及二力平衡条件，有 解得 （2）根据x-t图像可知，在0-2s弹簧的长度为38cm，根据胡克定律可得弹簧的弹力为 根据牛顿第二定律 解得 方向向下； 在2s-4s弹簧的长度为42cm，根据胡克定律可得弹簧的弹力为 根据牛顿第二定律 解得 方向向上； 所以图像如图所示 21．（2024·陕西安康·一模）在巴黎奥运会上，我国选手包揽了女子10米跳台跳水的金牌和银牌。如图所示，一质量的运动员（视为质点），从距水面高处以大小的速度竖直向上跃起，一段时间后落入水中。水池中的水足够深，忽略空气阻力，取重力加速度大小。 (1)求运动员距水面的最大高度H； (2)求运动员从起跳到刚落到水面的时间t； (3)若运动员入水后，受到的浮力与其受到的重力大小相等，受到水的阻力大小，不考虑运动员的动作带来的影响，求运动员在水中能到达的最大深度。 【答案】(1)11.25m (2)2s (3)5m 【详解】（1）运动员上升阶段 解得 h1=1.25m 则 H=h+h1=11.25m （2）运动员在空中运动过程中 解得 t=2s （3）运动员入水后做匀减速运动，设该过程中运动员的加速度大小为a，由牛顿第二定律 解得 a=22.5m/s2 运动员刚落到水面时的速度大小 v1=-v+gt 由运动公式可知 解得 hm=5m 22．（2024·河南·模拟预测）如图所示，斜面体固定在水平面上，斜面AB段长为1m，AB段光滑，BC段粗糙，一个物块从斜面顶端A点由静止释放，物块在AB段运动加速度是BC段运动加速度的2倍，在AB段运动时间是BC段运动时间的一半，物块到达C点时速度大小为4m/s，重力加速度，求： (1)物块运动到B点时的速度大小； (2)斜面的长度； (3)物块与斜面BC段间的动摩擦因数。 【答案】(1) (2)7m (3) 【详解】（1）设物块在AB段运动加速度是2a，运动时间是t，则BC段运动加速度是a，运动时间的是2t，则有 ， 联立，解得 （2）斜面的长度 其中 ， 联立，解得 ， （3）根据 解得 设斜面倾角为，根据牛顿第二定律，可知 ， 联立，解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$