2026届高考物理一轮复习高频考点专项练03：牛顿运动定律

高频考点专项练03：牛顿运动定律 牛顿第二定律的应用 1、如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述正确的是(　　) A. 小球的速度先减小后增大 B. 小球的加速度先减小后增大 C. 小球的加速度先增大后减小[来 D. 在该过程的位移中点处小球的速度最大 2.人在平地上静止站立时,受到的支撑力等于人的重力。做原地纵跳时,在快速下蹲和蹬伸的过程中,人体受到的支撑力发生变化(如图,G为重力,F为支撑力)。下列图像能正确反映该变化的是(　　) 3、一个物体在多个力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），在该过程中其余各力均不变，那么，图5中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是 （ ） 4.如图,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β。一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t0后到达顶点b时,速度刚好为零;然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑。在小物块从a运动到c的过程中,可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是(　　) 5.A、B两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开始受到一变力的作用，该力与时间的关系如图所示，A、B始终相对静止，则下列说法不正确的是（ ） A．t0时刻，A、B间静摩擦力最大 B．t0时刻，B速度最大 C．2t0时刻，A、B间静摩擦力最大 D．2t0时刻，A、B位移最大 6. (多选)一小滑块从斜面上A点由静止释放，经过时间4t0到达B处，在5t0时刻滑块运动到水平面的C点停止，滑块与斜面和水平面间的动摩擦因数相同。已知滑块在运动过程中与接触面间的摩擦力大小与时间的关系如图所示，设滑块运动到B点前后速率不变。以下说法中正确的是(　　) A. 滑块在斜面和水平面上的位移大小之比为16∶5 B. 滑块在斜面和水平面上的加速度大小之比为1∶4 C. 斜面的倾角为45° D. 滑块与斜面的动摩擦因数μ＝ 7.(多选)如图所示，一斜面固定在水平地面上，质量不相等的物体，A、B叠放后．一起沿斜面下滑，已知物体B的上表面水平，则下列判断正确的是 （ ） A．若A、B一起匀速下滑，增加A的质量，A、B仍一起匀速下滑 B．若A、B一起匀速下滑，给A施加一个竖直向下的力F，A、B将加速下滑 C．若A、B一起加速下滑，增加A的质量，A、B仍保持原来的加速度一起加速下滑 D．若A、B一起加速下滑．给A施加一个竖直向下的力F，A、B仍保持原来的加速度一起加速下滑 8.如图所示，粗糙的斜面体M放在粗糙的水平面上，物块m恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑，斜面体静止不动，斜面体受地面的摩擦力为F1；若用平行力与斜面向下的力F推动物块，使物块加速下滑，斜面体仍静止不动，斜面体受地面的摩擦力为F2；若用平行于斜面向上的力F推动物块，使物块减速下滑，斜面体还静止不动，斜面体受地面的摩擦力为F3。则 （ ） A．F2＞F3＞F1 B．F3＞F2＞F1 C． F1=F2=F3 D． F2＞F1＞F3 9．水平地面上有一轻质弹簧，下端固定，上端与物体A相连接，整个系统处于平衡状态。现用一竖直向下的力压物体A，使A竖直向下做匀加速直线运动一段距离，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。下列关于所加的力F的大小和运动距离x之间关系的图象正确的是（ ） ( x O F D x O F x O F B C x O F A A F ) 10、如图所示，质量为M的长平板车放在光滑的倾角为的斜面上，车上站着一质量为m的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须（ 　） A．匀速向下奔跑 B．以加速度向下加速奔跑 C．以加速度向下加速奔跑 D．以加速度向上加速奔跑 11．(多选)如图所示，斜劈A静止放置在水平地面上。质量为m的物体B在外力F1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下运动。当F1方向水平向右，F2方向沿斜劈的表面向下时，斜劈受到地面的静摩擦力方向向左。则下列说法中正确的是（　　） A．若同时撤去F1和F2，物体B的加速度方向一定沿斜面向下 B．若只撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右 C．若只撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右 D．若只撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向不变 12、如图所示，在竖直平面内有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的圆心，现在有三条光滑轨道AB、CD、EF，它们的上下端分别位于上下两圆的圆周上，三轨道都经过切点O，轨道与竖直线的夹角关系为α＞β＞θ，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为( ) A．tAB＞tCD＞tEF B．tAB＜tCD＜tEF C．tAB＝tCD＝tEF D．无法确定 瞬时性问题 1、如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、3m、2m。B和C分别固定在弹簧两端，弹簧的质量不计。B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态。将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间(　　) A. 吊篮A的加速度大小为g B. 物体B的加速度大小为g C. 物体C的加速度大小为2g D. A、B、C的加速度大小都等于g 2、(多选)如图所示，A、B、C三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是(　　) A. B球的受力情况未变，加速度为零 B. A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为gsinθ C. A、B之间杆的拉力大小为mgsinθ D. C球的加速度沿斜面向下，大小为gsinθ 连接体问题 1、如图所示，在建筑工地，民工兄弟用两手对称水平使力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a竖直向上匀加速搬起，其中A的质量为m，B的质量为3m，水平作用力为F，A、B之间的动摩擦因数为μ，在此过程中，A、B间的摩擦力为(　　) A. μF　　　　　　B. 2μF C. m(g＋a) D. m(g＋a) 2、放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹簧秤相连，如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数均为μ，今对物块A施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左匀加速运动，设A、B的质量分别为m、M，则弹簧秤的示数 A． B． C． D． 3．如图所示，两个倾角相同的滑杆上分别套A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下。则下列说法中正确的是 （ ） A． A环与滑杆无摩擦力 B．B环与滑杆无摩擦力 C．A环做的是匀速运动 D．B环做的是匀加速运动 4.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2 m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为 A、 B、 C、 D、 超重失重学科网ZXXK] 1. 为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是(　　) A. 顾客始终受到三个力的作用[来源:学|科|网] B. 顾客始终处于超重状态 C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D. 顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下 传送带问题 1. 如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图象(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1，则(　　) A. t2时刻，小物块离A处的距离达到最大 B. t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C. 0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D. 0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 2. (10分)如图所示，为皮带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角θ＝37°，A、B两端相距5.0 m，质量为m＝10 kg的物体以v0＝6.0 m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5。传送带顺时针运转的速度v＝4.0 m/s，(g取10 m/s2, sin37°＝0.6, cos37°＝0.8)求： (1)物体从A点到达B点所需的时间； (2)若传送带顺时针运转的速度可以调节，物体从A点到达B点的最短时间是多少？ 滑块和木板问题 1. (多选)在光滑的水平面上放置着质量为M的木板，在木板的左端有一质量为m的木块，在木块上施加一水平向右的恒力F，木块与木板由静止开始运动，经过时间t分离。下列说法正确的是(　　) A. 若仅增大木板的质量M，则时间t增大 B. 若仅增大木块的质量m，则时间t增大 C. 若仅增大恒力F，则时间t增大 D. 若仅增大木块与木板间的动摩擦因数为μ，则时间t增大 2、(多选)如图4所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为 μ，B与地面间的动摩擦因数为μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则(　　) 图4 A．当F＜2μmg时，A、B都相对地面静止 B．当F＝μmg时，A的加速度为μg C．当F＞3μmg时，A相对B滑动 D．无论F为何值，B的加速度不会超过μg 3. (14分)质量为m＝0.5 kg、长L＝1 m的平板车B静止在光滑水平面上。某时刻质量M＝1 kg的物体A(视为质点)以v0＝4 m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力。已知A与B之间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2。试求： (1)若F＝5 N，物体A在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离； (2)如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件。 实验:探究加速度与质量、合外力关系 1. 一个学生实验小组用如图1所示装置做探究加速度与质量、合外力关系的实验，平衡摩擦力以后： (1)在保持小车和车中砝码质量不变时，探究加速度与合外力的关系，实验中甲同学得到加速度a与合外力F的关系图象如图2所示，则得到该图的原因是：________________________________。 (2)在保持砝码盘和砝码的总质量m不变时，通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，乙同学画出a－图线后发现：当较大时，图线末端发生弯曲。于是该同学对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，该同学的修正方案可能是________。 A. 改作a与的关系图线 B. 改作a与M＋m的关系图线 C. 改作a与的关系图线 D. 改作a与的关系图线 2. 某个同学分别做“探究加速度与力、质量关系”的实验。如图(甲)所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。 (1)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图(乙)所示，则d＝________cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则小车经过光电门时的速度为________(用字母表示)； (2)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系。处理数据时应作出________(选填“v－m”或“v2－m”)图象。 牛顿第二定律的应用 1、解析：小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，当mg>kx时，小球做加速度减小的加速运动；当mg＝kx时，小球的加速度等于零，速度达到最大；当mg<kx时，小球做加速度增大的减速运动。故A、C错误，B正确。小球速度最大处时mg＝kx1，x1＝，x1为弹簧的形变量，若小球从弹簧处由静止释放，到达最低点，根据运动的对称性，知加速度等于g，方向竖直向上，此时有kx－mg＝mg，x＝，故此时速度最大处在该过程位移的中点处，若从某一高度下降，下降的更低，则x1＝不在该过程位移的中点处，故D错误。 答案：B 2、D 3、D 4、C 5、A 6、解析：由题意可知，滑块从A点匀加速运动至B点后匀减速运动至C点，根据运动规律得，x1＝t1，x2＝t2，由题图可知t1∶t2＝4∶1，所以x1∶x2＝4∶1，A项错误；滑块在斜面和水平面上滑动的过程中Δv相同，又a＝，所以a1∶a2＝t2∶t1＝1∶4，B项正确；对滑块受力分析并结合图乙可得，μmg＝μmgcosθ，则cosθ＝，θ＝37°，C项错误；由牛顿第二定律及以上各式得，mgsinθ－μmgcosθ＝μmg，则μ＝，D项正确。 答案：BD 7、AC 8、C 9、D 10、C 11、AD 12、A 瞬时性问题 1、解析：未剪断轻绳时，弹簧弹力为3mg，轻绳剪断的瞬间，弹簧弹力不变，物体B受力不变，加速度为零；对A和C，所受向下合力为F＝3mg＋mg＋2mg＝6mg，由牛顿第二定律得F＝3ma，解得A和C的加速度为2g，选项C正确，A、B、D错误。[来源:Z§xx§k.Com] 答案：C 2、解析：细线被烧断的瞬间，绳上的弹力突变为零，B、C两球的受力均发生变化，C球只受重力和斜面的弹力作用，其合力沿斜面向下，大小为mgsinθ，根据牛顿第二定律可知，C球的加速度沿斜面向下，大小为gsinθ，所以A项错误，D项正确；细线被烧断前，细绳对B球沿斜面向下的拉力大小为mgsinθ，烧断瞬间，A、B两小球组成系统的合力沿斜面向上，大小为mgsinθ，系统的加速度沿斜面向上，大小为a＝gsinθ，再隔离B球，设A、B之间轻杆的拉力大小为F，则F－mgsinθ＝ma，可得F＝mgsinθ，所以C项正确，B项错误。 答案：CD 连接体问题 1、解析：由于A、B相对静止，故A、B之间的摩擦力为静摩擦力，A、B错误。设民工兄弟对A、B在竖直方向上的摩擦力为f，以A、B整体为研究对象可知在竖直方向上有2f－(m＋3m)g＝(m＋3m)a，设B对A的摩擦力方向向下，大小为f′，对A由牛顿第二定律有f－f′－mg＝ma，解得f′＝m(g＋a)，D正确，C错误。 答案：D 2、B 3、A 4、B 超重失重 1、解析：本题考查的是物体的受力分析，意在考查考生对牛顿第三定律、力的合成与受力分析等综合知识点的理解能力。当扶梯匀速运转时，顾客只受两个力的作用，即重力和支持力，故A、B都不对；由受力分析可知，加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力，故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方，而匀速时没有摩擦力，此时方向竖直向下，故选C。 答案：C 传送带问题 1、解析：小物块对地速度为零时，即t1时刻，小物块在A处左侧且距离A最远，t2时刻，小物块相对传送带静止，此时不再相对传送带滑动，所以从开始到此刻，它相对传送带滑动的距离最大。0～t2时间内，小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，方向始终向右，大小不变，t2时刻以后相对传送带静止，故不再受摩擦力的作用。B正确。 答案：B 2、解析：(1)设在AB上物体的速度大于v＝4.0 m/s时加速度大小为a1，由牛顿第二定律得mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1 设经t1速度与传送带速度相同，t1＝ 通过的位移x1＝ 设速度小于v时物体的加速度为a2 mgsinθ－μmgcosθ＝ma2 物体继续减速，设经t2速度到达传送带B点 L－x1＝vt2－a2t t＝t1＋t2＝2.2 s (2)若传送带的速度较大，沿AB上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上，则所用时间最短，此种情况加速度一直为a2 L＝v0t′－a2t′2 t′＝1 s 答案：(1)2.2 s　(2)1 s 滑块和木板问题 1、解析：本题考查牛顿运动定律，意在考查考生应用隔离法分析长木板和木块的受力和运动、应用牛顿运动定律和运动学公式计算时间的能力。对m，加速度a1＝＝－μg，对M，加速度a2＝，当两者恰分离时，(a1－a2)t2＝L，时间t＝，由此，仅增大M或F，时间t减小，仅增大m或μ，时间t增大，选项B、D正确。 答案：BD 2、 BCD 3、 解析：(1)物体A滑上平板车B以后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：μMg＝MaA 解得：aA＝μg＝2 m/s2 平板车B做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得： F＋μMg＝maB 解得：aB＝14 m/s2 两者速度相同时有：v0－aAt＝aBt 解得：t＝0.25 s A滑行距离：xA＝v0t－aAt2＝ m B滑行距离：xB＝aBt2＝ m 最大距离：Δx＝xA－xB＝0.5 m (2)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度v1，则： ＝＋L 又：＝ 解得：aB＝6 m/s2 再代入F＋μMg＝maB得：F＝1 N 若F<1 N，则A滑到B的右端时，速度仍大于B的速度，于是将从B上滑落，所以F必须大于等于1 N 当F较大时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，之后，A必须相对B静止，才不会从B的左端滑落，则由牛顿第二定律得： 对整体：F＝(m＋M)a 对物体A：μMg＝Ma 解得：F＝3 N 若F大于3 N，A就会相对B向左滑下 综上所述，力F应满足的条件是1 N≤F≤3 N 答案：(1)0.5 m　(2)1 N≤F≤3 N 实验:探究加速度与质量、合外力关系 1、解析：(1)由题图2知，当F＝0时加速度不为零，则表明木板的倾角过大，即平衡摩擦力过度。(2)在砝码和砝码盘总质量m不变，较大时，M较小，不再满足M≫m的条件，对系统分析有mg＝(M＋m)a，a＝，应作a与的关系图线。 答案：(1)平衡摩擦力过度(或木板的倾角过大)　(2)A 2、解析：根据游标卡尺读数规则，遮光条的宽度d＝10 mm＋10×0.05 mm＝10.50 mm＝1.050 cm。由速度定义可知，小车经过光电门时的速度为v＝。每次小车都从同一位置A由静止释放，测出小车上遮光条通过光电门时的速度v，在小车质量M远远大于重物的质量m时，小车所受拉力可认为等于mg，由v2＝2aL，mg＝Ma可得v2与m成正比，因此处理数据时应作出v2－m图象。 答案：(1)1.050　　(2)v2－m 学科网（北京）股份有限公司 $