第2节 专题：牛顿运动定律的综合应用-【金版教程】2026年高考物理一轮总复习首选用卷全书Word

第2节　专题：牛顿运动定律的综合应用

考点一　动力学图像问题

1.(2023·全国甲卷)(多选)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、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μ甲和μ乙。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(　　)

A．m甲<m乙   B．m甲>m乙

C．μ甲<μ乙   D．μ甲>μ乙

答案：BC

解析：对物体根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，整理可得F＝ma＋μmg，则可知F­a图像的斜率为m，纵截距为μmg；由题图可看出，m甲>m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则μ甲<μ乙，故B、C正确。

2.(多选)如图所示，一物块以初速度v0沿粗糙斜面上滑，取沿斜面向上为正方向，则物块速度随时间变化的图像可能正确的是(　　)

答案：AD

解析：设物块的质量为m，所受滑动摩擦力大小为f，斜面倾角为θ，则根据牛顿第二定律可得物块上滑过程中减速运动的加速度大小为a1＝＝gsinθ＋，且物块上滑时速度沿正方向，当物块与斜面间最大静摩擦力不小于重力沿斜面方向的分力时，则物块上滑至最高点后将静止；当物块与斜面间最大静摩擦力小于重力沿斜面方向的分力时，则物块上滑至最高点后将沿斜面下滑，下滑过程中加速运动的加速度大小为a2＝＝gsinθ－<

a1，且物块下滑时速度沿负方向，再结合v­t图像的斜率绝对值表示加速度大小，可以判断A、D可能正确，B、C错误。

3．(多选)如图a，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t＝0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t＝4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图b所示，木板的速度v与时间t的关系如图c所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出(　　)

A．木板的质量为1 kg

B．2～4 s内，力F的大小为0.4 N

C．0～2 s内，力F的大小保持不变

D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

答案：AB

解析：木板和实验台间的摩擦忽略不计，由题图b知，2 s后物块和木板间的滑动摩擦力大小F摩＝0.2 N。由题图c知，2～4 s内，木板的加速度大小为a1＝ m/s2＝0.2 m/s2，撤去外力F后的加速度大小为a2＝ m/s2＝0.2 m/s2，设木板质量为m，根据牛顿第二定律，对木板有：2～4 s内：F－F摩＝ma1，4 s以后：F摩＝ma2，解得m＝1 kg，F＝0.4 N，A、B正确。0～2 s内，F＝f，由题图b知，F是均匀增加的，C错误。因物块质量不可求，故由F摩＝μm物g可知动摩擦因数不可求，D错误。

4.(2024·广东高考)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F­y图像或y­t图像可能正确的是(　　)

答案：B

解析：从木块开始释放到与弹簧刚接触的过程中，即0≤y≤H的过程，木块所受合外力为木块的重力，即F＝mg，则F保持不变；从木块接触弹簧到下落至最低点的过程中，即y>H的过程，根据力的合成和胡克定律有F＝mg－k(y－H)，则随着y增大，F先均匀减小到0，后反向均匀增大；同理分析可知，上升过程的F­y图像与下落过程的F­y图像相同，故A错误，B正确。结合上述分析，由牛顿第二定律可知，在木块下落H高度之前，木块做匀加速直线运动，速度逐渐增大，所以y­t图像斜率逐渐增大；从木块下落H高度到下落至最低点的过程，木块先向下做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，速度先逐渐增大后逐渐减小到0，所以y­t图像的斜率先逐渐增大后逐渐减小到0，到达最低点后，木块向上运动，因为木块下落过程与上升过程具有对称性，所以其y­t图像如图所示，故C、D错误。

考点二　动力学中的连接体问题

5.(2024·北京高考)如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动。飞船和