牛顿运动定律与图像结合典型考点专项练-2026届高考物理一轮复习备考

“牛顿运动定律与图像结合 一、单选题 1．2025年2月9日孙颖莎在世界乒乓球职业大联盟（WTT）新加坡大满贯比赛中获得了女单冠军。若孙颖莎在无风环境下从足够高的位置将乒乓球静止释放，乒乓球受到的空气阻力随速度增大而增大且不可忽略。下列关于乒乓球在空中运动有关的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 2．如图甲所示，小鸟一头扎入水中捕鱼，假设小鸟的俯冲是自由落体运动，进入水中后是匀减速直线运动，其v-t图像如图乙所示，自由落体运动的时间为t1，整个过程的运动时间为，最大速度为vm=18 m/s，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是（　　） A．研究小鸟运动全过程所用时间不能将其视为质点 B．整个过程下落的高度为27 m C．t1至t1时间内v-t图线的斜率为－10 m/s2 D．t1至t1时间内阻力比重力小 3．某同学用手机软件把自己手持手机，从静止开始在竖直方向上的一次运动过程的加速度a随时间t变化的图像记录下来，如图乙所示。规定向上为正方向，时刻手机速度为零，且最终处于静止状态。已知手机的质量为0.3kg，手机与手之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，手机与手始终相对静止。在此过程中下列说法正确的是（    ） A．手机在与时刻所受的摩擦力方向相反 B．时刻手机受到的摩擦力大小为3.6N C．手与手机之间的压力大小至少为10N D．手机受到的静摩擦力的最大值为7.5N 4．质量m=2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2，t=0时刻在物体上施加一水平恒力，物体由静止开始做匀加速直线运动，此后物体的位移关于速度平方的变化规律如图所示，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．x0=2m B．恒力大小为6N C．2s时物体位于4m处 D．前4s物体的平均速度为8m/s 5．智能机器人为我们的生产、生活带来了便利。如图甲所示，某机器人正搬着货物沿水平方向运动，假设此货物在某过程中速度v随时间t的变化规律如图乙所示，取水平向右为正方向，忽略空气阻力的影响。关于货物的受力和运动情况下列说法正确的是（　　） A．内货物水平向左运动 B．内货物的加速度最大 C．内机器人对货物作用力的大小等于货物所受的重力 D．内机器人对货物作用力的大小小于货物所受的重力 6．如图甲所示，在水平地面上，可视为质点的物体受到恒定的水平向右的拉力，从某点以的速度向左滑动，物体运动的部分速度随时间的变化图像如图乙所示，已知物体的质量，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．的大小为 B．物体与水平面间的动摩擦因数为 C．物体回到点的速度大小为 D．物体回到点的时刻为 7．如图甲所示，水平地面上有一足够长木板，将一小物块放在长木板右端，给长木板施加一水平向右的变力F，长木板及小物块的加速度a随变力F变化的规律如图乙所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（    ） A．小物块与长木板间的动摩擦因数为 B．长木板与地面间的动摩擦因数为 C．小物块的质量为 D．长木板的质量为 8．如图所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻（）长木板速度为时，将一物块轻放到木板上，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，并认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后，物块运动的速度一时间图像可能是下列选项中的（　　） A． B． C． D． 二、多选题 9．物体静止于粗糙水平地面上，当时，对物体施加一水平外力作用，外力随时间变化的规律如图甲所示，物体速度随时间变化的规律如图乙所示，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．该物体的质量为 B．该物体与水平面间的动摩擦因数为0.2 C．内，该物体受到的合力为 D．内，该物体的平均速率为 10．塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，某次施工，吊车司机将100kg的物体从地面开始竖直提升，之后其运动v-t图像如图所示，下列说法正确的是（    ）    A．前10s钢索的拉力恒为1010N B．30-36s内物体处于超重状态 C．30-36s内钢索的拉力小于36-46s的拉力 D．36-46s内物体受到的合力小于0-10s内的合力 11．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（　　） A．在时间段物块与木板加速度相等 B． C． D． 12．如图1所示，质量为m的木板A静置于光滑水平地面上，t=0时刻物块B（可视为质点）以水平向右的初速度从木板A的左端滑入，此后两者的速度随时间变化的图像如图2所示。当时，物块B恰好到达木板A的右端。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．物块B的质量为2m B．木板A的长度为 C．物块B与木板A间的动摩擦因数为 D．若只将物块B的初速度大小变为，则最终物块B与木板A右端的距离为 三、解答题 “蹦极”运动通过数据分析寻找证据是科学探究过程中的关键要素之一、研究“蹦极”运动时，安装在人身上的传感器可测量人在不同时刻下落高度、速度、时间等物理量。某穿戴传感器的实验者想要以此研究蹦极过程的初始阶段是否可以近似看作自由落体运动。 13．为此实验者需要尽可能保持由静止开始下落，下落过程中避免出现不必要的肢体动作，实验员的服装和姿态应 （选择：A．增大　B．减小）所受的空气阻力。 14．根据某次试验所得到如图所示的图像，图中时间内图线为直线，时间内图线为曲线。则可以获得的正确结论有________。（多选） A．时间内，游客的位移大小为 B．时间内，游客的平均速度大于 C．时刻，游客距离出发点最远 D．时间内，游客做加速度减小的减速运动 15．实验者及所携设备的总质量为 60kg、弹性绳原长为10m。从蹦极台由静止下落，根据传感器测到的数据，得到图所示的图像，证明弹性绳未拉紧前实验员的运动 （选择：A．可以  B．不可以）近似看作自由落体运动，理由是： 。 16．如图甲所示，倾角的粗糙斜面固定在水平地面上，质量的物块置于斜面底端。时对物块施加一个平行于斜面向上的拉力，时撤去拉力，斜面足够长，物体运动的部分图如图乙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，。求： (1)过程中加速度的大小； (2)内物体平均速度多大？（结果保留2位有效数字） (3)斜面的摩擦因数和拉力的大小。 17．如图甲所示，足够长的上下表面均粗糙的木板静置于粗糙水平地面上，木板最右端放置一可视为质点的小铁块A。在时，对木板施加一水平向右的恒定拉力（大小未知），在拉力的作用下小铁块和木板发生相对滑动，时撤去拉力，整个过程中木板运动的图像如图乙所示。小铁块和木板的质量，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，求： (1)内木板通过的位移大小； (2)小铁块和木板间的动摩擦因数及木板和地面间的动摩擦因数； (3)小铁块最终停止时到木板右端的距离。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B D A C D D C AB AC 题号 11 12 答案 AC BC 1．C B．以乒乓球为对象，根据牛顿第二定律可得 由于乒乓球受到的空气阻力随速度增大而增大，可知乒乓球静止释放后做加速度逐渐减小的加速运动，B错误； A．由于速度增大，所以图像的切线斜率逐渐增大；A错误； CD．由于加速度逐渐减小，所以图像的切线斜率逐渐减小。C正确，D错误。 故选C。 2．B A．研究小鸟运动全过程时，小鸟的身长不影响研究过程，可以将小鸟看作质点，A错误； B．由自由落体公式 可知小鸟自由落体的时间为 根据图像的面积表示位移，故整个过程下落的高度为 联立解得整个过程下落的高度为 B正确； C．t1至t1时间内v-t图线的斜率为 C错误； D． t1至t1时间内，小鸟做减速运动，合外力向上，故阻力大于重力，D错误。 故选B。 3．D A．手机在时刻具有向上的加速度，由牛顿第二定律可知，摩擦力方向竖直向上，时刻手机具有向下的加速度，而且加速度小于重力加速度，所以摩擦力方向向上，所以在与时刻所受的摩擦力方向相同，A错误； B．由图像可知，时刻，手机的加速度为 根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 CD．时刻，手机具有最大的加速度 此时手机受到的摩擦力最大，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 又因为 手和手机之间的压力大小至少为 C错误，D正确。 故选D。 4．A A．由图可知t=0时刻物块位于x=x0处，根据 可知，根据题图可知 则 当时物体的速度 则物体运动的时间 物体在第1s的位移 则 故A正确； B．对物体由牛顿第二定律得 代入数据解得F=8N 故B错误； C．物体在前2s的位移 此时物体位于处 故C错误； D．物体在前4s的位移 物体在前4s的平均速度 故D错误。 故选A。 5．C AB．由图可知，内货物的速度方向为正方向，所以内货物是沿水平向右的方向做匀减速运动，且图像的斜率比内图像的斜率大，即内的加速度最大，故AB错误； C．内货物做匀速运动，所受合力应为0，所以机器人对货物的作用力大小一定等于货物所受的重力，故C正确； D．内货物做减速运动，加速度水平向左，机器人对货物的作用力应斜向左上方，其竖直分力抵消货物所受的重力，水平分力提供所需加速度，所以机器人对货物的作用力一定大于货物所受的重力，故D错误。 故选C。 6．D AB．物体向左做减速运动时，加速度大小 物体向右加速时 根据， 解得，，选项AB错误； CD．物体向左运动的位移为 根据 解得， 故物体回到点的时刻为1.5s，选项C错误、D正确。 故选D。 7．D A．设小物块的质量为m，长木板的质量为M，长木板与地面间的动摩擦因数为，小物块与长木板间的动摩擦因数为，当时，小物块相对长木板滑动，对小物块有 解得 故A错误； B．根据题图乙可知，当时，长木板恰好开始相对地面滑动，所以长木板与地面间的动摩擦因数 当时，小物块与长木板相对静止一起加速运动，有 即 结合题图乙中图像的截距有， 解得 故B错误： CD．当时，对长木板，根据牛顿第二定律有 整理得 结合题图乙有， 则长木板的质量 小物块的质量 故C错误，D正确。 故选D。 8．C 如图所示，可设二者达到速度后，一起匀减速至时刻停止。 对物块，有，则 对木板，有，则 二者一起匀减速时，有，则 A B．当时，可推出，矛盾，故A B均错误； C．当时，可推出，故C正确； D．当时，可推出，故D错误。 故选C。 9．AB B．由图甲可知，内，外力为零，由牛顿第二定律有 由图乙可知，内，物体加速度大小为 联立解得 B项正确； A．内，物体匀速运动，由平衡条件有 解得 A项正确； C．由图乙可知，内，由牛顿第二定律有 C项错误； D．由图乙可知，内，物体通过的位移大小为 由平均速度定义式有 D项错误。 故选AB。 10．AC A．根据图像可知前10s的加速度为 根据牛顿第二定律可得 解得前10s钢索的拉力恒为 故A正确； B．根据图像可知30-36s内物体向上做减速运动，加速度方向向下，物体处于失重状态，故B错误； C．根据图像可知30-36s内的加速度为 根据牛顿第二定律可得 解得钢索的拉力为 36-46s内的加速度为 根据牛顿第二定律可得 解得钢索的拉力为 可知30-36s内钢索的拉力小于36-46s的拉力，故C正确； D．由于6-46s内的加速度大小大于0-10s内的加速度大小，则36-46s内物体受到的合力大于0-10s内的合力，故D错误。 故选AC。 11．AC A．图（c）可知，这段时间若滑块和木板有相对滑动，则以后木板也不会运动，所以滑块与木板相对静止，所以两者有相同的加速度，A正确； B．图（c）可知，时滑块木板一起刚从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为对象有 B错误； CD．图可知，时刻滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象，根据牛顿第二定律，有 以木板为对象，根据牛顿第二定律，有 解得， C正确，D错误； 故选AC。 12．BC AC．对两物体，根据牛顿第二定律有、 加速度为、 解得，，故A错误，C正确； B．当时，物块B恰好到达木板A的右端，根据图像面积可知，木板A的长度为，故B正确； D．若只将物块B的初速度大小变为，则共速时满足 解得 则最终物块B与木板A右端的距离为，故D错误； 故选BC。 13．B 14．B 15． A 见解析 13．为此实验者需要尽可能保持由静止开始下落，下落过程中避免出现不必要的肢体动作，实验员的服装和姿态应减小所受的空气阻力；故选B。 14．A．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知时间内，游客的位移大小为 故A错误； B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知时间内，游客的位移大小满足 则游客的平均速度大小满足 故B正确； C．由图像可知，时刻游客的速度减为0，此时游客距离出发点最远，故C错误； D．根据图像的切线斜率绝对值表示加速度的大小，则时间内，游客做加速度增大的减速运动，故D错误。 故选B。 15．[1][2]由于弹性绳原长为，所以根据图像我们可以选取图像上的数据点 ， 然后带入初速为零的匀加速直线运动的运动学公式 得到在该次实验中弹性绳未拉紧前实验员运动的关键物理量加速度；其大小为 从而证明弹性绳未拉紧前实验员的运动可以近似看作自由落体运动；故选A。 16．(1) (2) (3)， （1）由图像可知，内物块的加速度 解得 （2）由图像可知，内物块的位移 物块的平均速度 （3）对物块受力分析有 对物块受力分析有 由图像可知，物块的加速度 联立上述三式解得， 17．(1)7.5m (2)0.2，0.5 (3)3.5625m （1）根据图像与轴围成面积表示位移可得内木板通过的位移大小 （2）根据题意，结合图像可知，内小铁块始终做匀加速运动，时木板和小铁块达到共速，设小铁块与木板间的动摩擦因数为，则对小铁块由牛顿第二定律有 而由速度与时间的关系式可得 其中， 从而解得 设地面与木板间的动摩擦因数为，在撤去拉力后，对木板由牛顿第二定律有 解得 （3）对木板和小铁块在达到共速时进行分析，若共速后二者相对静止，设二者的共同加速度为，则由牛顿第二定律有 解得 而小铁块相对于木板不发生相对滑动的临界加速度 由此可知，小铁块与木板共速后瞬间又发生了相对滑动，对木板，设其继续与小铁块发生相对滑动时的加速度大小为，则由牛顿第二定律有 解得 即木板以加速度大小为继续减速直至速度为零，小铁块以加速度大小为减速直至速度为零，设在两者达到共速时小铁块的对地位移为，木板的对地位移为，则可得， 其中 解得 则可知两者共速时物块的位置与木板右端的距离为 设共速之后的减速阶段小铁块的位移为，木板的位移为，则由运动学公式可得， 解得， 则物块最终停止时的位置与木板右端的距离为 学科网（北京）股份有限公司 $$