专题05 牛顿运动定律的应用（四大题型）（期末复习专项训练）高一物理上学期沪科版

专题05 牛顿运动定律的应用 题型1已知受力求运动 题型3超重和失重 题型2已知运动求受力 题型4完全失重 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 题型一 已知受力求运动 1．在冰雪运动训练场的水平直道上，为模拟不同摩擦条件，交替铺设长度的制动区和长度的光滑区。滑雪运动员从第一个制动区的左端以的初速度开始向右滑行。若制动区与滑雪板间的动摩擦因数，光滑区无摩擦，取重力加速度，则运动员从开始进入制动区到静止所经历的时间为（　　） A．4s B．5s C．6s D．7s 2．质量不同、初速度相同的两个物体沿水平面滑行，若物体与水平面间的动摩擦因数相同，则直至它们停下（    ） A．质量大的滑行距离大 B．质量小的滑行距离大 C．两物体滑行的距离一样大 D．质量大小与滑行的距离大小关系不能确定 3．如图所示，一物块静止在光滑水平面上，物块的质量，在的水平拉力作用下物块开始运动，g取10m/s2，则末物块的速度大小为（　　） A．8m/s B．6m/s C．4m/s D．2m/s 4．水平地面上质量为1kg的物块受到方向相反的水平拉力、的作用，、随时间的变化如图所示，已知物块在前2s内以4m/s的速度做匀速直线运动，取，则0~6s内物块位移的大小为（　　） A．8m B．10m C．12m D．16m 5．如图所示，木工师傅加工木料时，用恒力将质量为m、长度为l的木板推动，使木板沿水平面向右运动。木板右侧上方固定有一压力装置，对木板产生的压力恒为F，且，已知压力装置与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，若要使木板恰好能从压力装置下滑出，木板运动的最短时间约为（　　） A． B． C． D． 6．将质量为的小球以初速度竖直向上抛出，上升的最大高度为，小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定，重力加速度取，则小球从抛出到回到抛出点过程中，上升时间与下落时间之比为（    ） A． B． C． D． 7．如图，光滑水平面上，质量为m的物块在水平力F＝kt（k为大于零的常数）作用下，由静止开始运动。忽略一切阻力，则该过程中物块的速度v随时间t变化的图像、速度v随位移x变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 8．冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示，比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线 AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出，冰壶的停止位置越靠近圆心 O 越好，AB 中点 P 与 O 相距 L = 30 m。某次训练中，运动员使冰壶从 P 点以 v0 = 3 m/s 的速度向圆心 O 滑出，已知冰壶和冰面间的动摩擦因数 μ = 0.02，g 取 10 m/s2。 冰壶滑行过程中的加速度大小 a = m/s2，冰壶滑行的总位移大小 x = m。 9．如图所示，一根光滑细杆与水平面成固定，杆长为，质量为的小球穿在细杆上，在水平向右的恒力的作用下静止于细杆顶端，重力加速度取.，。 (1)求恒力的大小； (2)若杆和小球间动摩擦因数，某时刻将反向，大小变为两倍，求小球运动到细杆底端所用的时间。（可以保留根式） 10．如图所示，质量为的雪橇（包括小孩）在与水平方向成角、大小为200N的拉力作用下，沿水平面由静止开始运动，经过撤去拉力。雪橇与地面间动摩擦因数为。取，，。求： (1)拉力作用时雪橇的加速度； (2)刚撤去拉力时雪橇的速度的大小； (3)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离。 题型二 已知运动求受力 11．某小孩的滑沙过程可以简化为如图所示的模型。一小孩坐在滑板上（整体可视为质点）由静止从倾角为37°、长度的斜坡顶端开始下滑，在滑到斜坡底端前的1s内，小孩的位移大小，小孩与滑板的总质量，取重力加速度大小，，，下列说法正确的是（　　） A．小孩从斜坡顶端滑到底端的时间为9s B．小孩到达斜坡底端时的速度大小为 C．滑板与斜坡间的动摩擦因数为0.5 D．小孩在第1s内的位移大小为2m 12．甲、乙两物体受水平力的作用，在光滑水平面上沿一条直线运动，其图像如图所示，关于两物体的受力情况和运动情况，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两物体运动方向相反 B．若时甲、乙在同一点，则时二者相遇 C．若时甲、乙相遇，则时两物体间距离与时相等 D．若甲、乙两物体所受外力之比，则质量之比 13．如图甲所示，售货员给推车一初速度，使其运动一段距离后停靠在墙边，该过程可看成推车做匀变速直线运动。用手机每隔0.2s给运动中的推车拍一张照片，取连续的三张照片①②③整合到一起，如图乙所示，拍照间隔内推车移动的距离分别为0.75m、0.65m。已知推车的质量为16kg，所受阻力恒定，重力加速度g=10m/s2，则推车受到的阻力大小为（　　） A．40N B．30N C．20N D．10N 14．2025年9月22日，海军相关部门透露，歼-35舰载机已完成在福建舰上首次弹射起飞。电磁弹射可以根据速度变化精确控制输出的力，减少对飞行员和飞机的冲击。某架歼-35质量为，发动机输出动力为，飞机受到的平均阻力约为。加速3s后完成弹射，飞机达到起飞速度，则弹射系统对飞机的平均作用力约为（    ） A． B． C． D． 15．2025年7月12日，2025年全国射击锦标赛（步枪项目）女子10米气步枪团体决赛在浙江宁波举行、浙江代表队获得冠军。若比赛时气枪子弹的出口速度达到100m/s，气枪的枪膛长0.5m，子弹的质量为20g，把子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为（　　） A． B． C． D． 16．2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距离地表约10km的高度打开降落伞，速度减至9m/s后保持匀速向下运动。在距离地面的高度约1m时，如图所示，返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，使返回舱的速度在0.2s内由9m/s降到1m/s。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态，此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为，重力加速度。则每台反推发动机工作过程中对返回舱平均推力大小为（　　） A． B． C． D． 17．如图所示，质量为1kg的物块放置在水平地面上。0时刻用大小为8N、方向水平向右的恒力F作用在物块上，使物块由静止开始运动。已知物块在0~2s内运动的位移大小为10m，取重力加速度大小。下列说法正确的是（    ） A．物块的加速度大小为 B．第2s末物块的速度大小为5m/s C．物块与地面间的动摩擦因数为0.3 D．若在第2s末撤去恒力F，则物块继续运动2.5s后静止 18．在冰雪大世界的滑雪项目中，质量的游客乘坐雪橇从倾角的斜坡顶端由静止滑下。将游客与雪橇简化为板块模型，斜坡与水平面通过极短圆弧连接，忽略雪橇经过连接处的能量损失。已知雪橇与斜坡、水平面之间的动摩擦因数均为，游客与雪橇间的动摩擦因数为，斜坡长度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略雪橇大小，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．在斜坡上运动过程中，游客的加速度为 B．在斜坡上运动过程中，游客与雪橇之间摩擦力为 C．游客从静止释放到停止运动经过的总时间为 D．在保证安全的前提下，若增大斜面倾角，游客与雪橇之间不会发生相对滑动 19．我国自主研制的火星探测器“天问一号”登陆火星的过程主要为以下几个过程：探测器与环绕器分离，进入火星大气层，经历“气动减速”；当速度时打开降落伞，进入“伞降减速阶段”，降落伞对探测器的拉力为探测器重力的5倍，该阶段匀减速下落至速度；接着降落伞脱落，推力发动机开启，进入“动力减速阶段”，该阶段匀减速下落时间速度刚好减为0，此时距离火星表面还有；探测器的上述过程均可简化为竖直方向上的运动。已知“天问一号”探测器质量为，降落伞脱离可视为质量不变，火星表面附近重力加速度取，求： (1)“伞降减速阶段”中探测器的加速度大小； (2)“动力减速阶段”中推力发动机对探测器的作用力大小； (3)刚打开降落伞时探测器距离火星表面的距离。 20．如图甲所示，一可视为质点的小物块以初速度v0=10m/s出发沿水平面向右运动，1s后滑上足够长倾角为θ=37°的固定斜面，斜面底端与水平面平滑连接，小物块的部分速率-时间图像如图乙所示．已知小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数相等，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： (1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ； (2)小物块在斜面上运动的总时长t； (3)小物块从出发到最终停止运动走过的总路程s． 题型三 超重和失重 21．如图所示，在竖直方向固定一个圆形轨道，其内部恰好对称放置5个完全相同、质量均为m的光滑匀质小球，球1和球5的重心与轨道圆心O在同一高度，5个小球的重心和圆形轨道的圆心在同一竖直平面内，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．球2对球1的作用力大小可能小于mg B．球2和球4对球3作用力的合力方向可能斜向右下方 C．若将整体从足够高的地方由静止释放，则整体在空中运动时，5个小球将排列在同一竖直线上 D．若将整体从足够高的地方由静止释放，则整体在空中运动时，5个小球的相对位置保持不变 22．2025年7月6日，全国蹦床体教融合比赛在福建建瓯举行。蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。蹦床运动可简化为如下模型：质量的运动员静止站在蹦床上，床面下沉，床面下竖直放置的轻弹簧产生的弹力大小（x为床面下沉的距离，k为常量）。某次比赛中，运动员离开床面做竖直上抛运动的腾空时间为，运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小。则（　　） A．常量 B．运动员从离开弹性网后腾空至最高点过程中始终处于超重状态 C．运动员对弹性网的压力是由弹性网的形变所引起 D．运动员离开床面后上升的最大高度 23．如图所示为一小球沿竖直方向运动时的频闪照片，下列说法正确的是（　　） A．小球一定做自由落体运动 B．小球一定在竖直上抛的上升阶段 C．小球处于失重状态 D．小球处于超重状态 24．2025年11月，全运会10米跳台比赛中，运动员先静止站立，竖直向上起跳后再下落进入水中，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．起跳前，运动员受到支持力是因为运动员脚部发生了形变 B．入水后，运动员立即做减速运动 C．运动员在空中的下降阶段速度变化率变大 D．运动员入水后先处于失重状态后处于超重状态 25．2025年9月3日，我国“东风”系列战略导弹威武亮相。某型号测试弹头发射初始阶段可视为竖直向上匀加速直线运动，下列说法正确的是（    ） A．弹头速度与位移大小成正比 B．弹头在该过程中处于失重状态 C．研究弹头运动轨迹可将其视为质点 D．弹头在上升过程中只受重力和空气阻力 26．打石硪是中国传统土木工程中用于夯实土质的集体劳动方式，由石头制成的圆盘状石硪，通过拉绳被十几位工人抛起后自由下坠实现夯土。石硪原来静止在地面，被拉起后加速上升、拉绳疏松后石硪竖直上抛到最高点，之后迅速下落打在地面，则（　　） A．石硪离开地面后始终处于超重状态 B．石硪离开地面后加速度始终大于g C．石硪离开地面加速上升过程，它对绳子的作用力大于其重力 D．石硪上升的整个过程，它对绳子的作用力小于其重力 27．很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况，用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中，，，，重力加速度取，下列说法不正确的是（　　） A．时刻手机的加速度最大，速度不是最大 B．时刻手机离开手掌 C．时刻手机处于失重状态 D．手机离开手掌后上升的高度为 28．在电梯顶板上固定一个力传感器，将所受重力为G的物体挂在力传感器的挂钩上。在电梯从跳台底部上升至顶部平台的全过程中，下列力传感器示数随时间变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 29．在升降电梯的水平地板上放一电子秤，如图甲所示，某同学站在电子秤上，电梯静止时电子秤的示数为。时刻电梯由静止开始下降，时间内电子秤示数随时间的变化图像如图乙所示，重力加速度，求： (1)内加速度的大小和方向； (2)内下降的位移大小； 30．摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简化模型如图甲所示。电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在时由静止开始上升，图像如图乙所示。电梯总质量，忽略一切阻力，重力加速度g取。 (1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力和最小拉力； (2)类比是一种常用的研究方法。对比加速度和速度的定义，根据图乙所示图像，求电梯在第末的速率v； (3)根据图乙所示图像，分别写出电梯处于超重和失重的时间范围。 题型四 完全失重 31．如图，雪碧瓶在靠近底部处钻几个小孔，盛满水后将瓶竖直斜向左上抛出，忽略空气阻力，上升过程中应出现的图为（    ） A． B． C． D． 32．蹦极是一项惊险刺激的极限娱乐项目。如图所示，在体验者竖直下落过程中，不计空气阻力，以下判断正确的是（　　） A．弹性绳拉力的最大值与体验者重力大小相等 B．当弹性绳拉力与体验者重力大小相等时，速度最大 C．弹性绳拉直前，体验者处于完全失重状态，所受重力为0 D．弹性绳拉直后，体验者受到弹性绳向上的拉力，速度开始减小 33．如图（a）中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图（b）为建筑材料被吊车竖直提升过程的运动图像（竖直向上为正方向），根据图像可知下列判断正确的是（　　） A．在钢索最容易发生断裂 B．材料处于完全失重状态 C．材料处于超重状态 D．36s时材料离地面的距离最大 34．如图所示，一个圆形水杯底部有一小孔，用手指堵住小孔，往杯子里倒半杯水。手指松开后，下列方式可以使水流出的是（不考虑杯子转动及空气阻力）（　　） A．匀速运动 B．竖直向下抛出 C．斜向上抛出 D．静止释放 35．如图所示为惊险刺激的断轨过山车。若不考虑空气作用力，当过山车离开轨道运动到最高点时（    ） A．乘客处于超重状态，座椅对乘客有向下的支持力 B．乘客处于超重状态，安全带对乘客有向上的拉力 C．乘客处于失重状态，所受合外力为零 D．乘客处于失重状态，所受合外力等于重力 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 牛顿运动定律的应用 题型1已知受力求运动 题型3超重和失重 题型2已知运动求受力 题型4完全失重 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 题型一 已知受力求运动 1．在冰雪运动训练场的水平直道上，为模拟不同摩擦条件，交替铺设长度的制动区和长度的光滑区。滑雪运动员从第一个制动区的左端以的初速度开始向右滑行。若制动区与滑雪板间的动摩擦因数，光滑区无摩擦，取重力加速度，则运动员从开始进入制动区到静止所经历的时间为（　　） A．4s B．5s C．6s D．7s 【答案】B 【详解】在制动区由牛顿第二定律得 解得加速度大小 设在制动区的总位移大小为，则 解得 因为 故滑入第三个制动区后滑雪运动员速度减为零。滑雪运动员在制动区减速时间 设滑雪运动员刚滑出第一个制动区时速度大小为，则 解得 滑雪运动员在第一个光滑区运动时间 设滑雪运动员刚滑出第二个制动区时速度大小为，则 解得 滑雪运动员在第二个光滑区运动时间 则运动员从开始进入制动区到静止所经历的时间 故选B。 2．质量不同、初速度相同的两个物体沿水平面滑行，若物体与水平面间的动摩擦因数相同，则直至它们停下（    ） A．质量大的滑行距离大 B．质量小的滑行距离大 C．两物体滑行的距离一样大 D．质量大小与滑行的距离大小关系不能确定 【答案】C 【详解】根据牛顿第二定律， 即加速度与物体质量无关，由可知两物体滑行的距离一样大。 故选C。 3．如图所示，一物块静止在光滑水平面上，物块的质量，在的水平拉力作用下物块开始运动，g取10m/s2，则末物块的速度大小为（　　） A．8m/s B．6m/s C．4m/s D．2m/s 【答案】A 【详解】根据题意，由牛顿第二定律有 解得 由速度与时间的关系式可得，末物块的速度大小为 故选A。 4．水平地面上质量为1kg的物块受到方向相反的水平拉力、的作用，、随时间的变化如图所示，已知物块在前2s内以4m/s的速度做匀速直线运动，取，则0~6s内物块位移的大小为（　　） A．8m B．10m C．12m D．16m 【答案】C 【详解】前2s内，物块以4m/s的速度做匀速直线运动，说明物体在前2s内合力为零，且运动方向与F1的方向相同，可得滑动摩擦力的大小 前2s内的位移 设2s后的加速度为，根据牛顿第二定律 ，解得 物块减速到零所用的时间 ， 故6s前已停止运动，2s后的位移 则0~6s内物块位移的大小为 故选C。 5．如图所示，木工师傅加工木料时，用恒力将质量为m、长度为l的木板推动，使木板沿水平面向右运动。木板右侧上方固定有一压力装置，对木板产生的压力恒为F，且，已知压力装置与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，若要使木板恰好能从压力装置下滑出，木板运动的最短时间约为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】对木板进行受力分析可得，压力装置对木板的摩擦力为 木板与地面间的摩擦力大小为 则木板运动所受摩擦力大小为 根据牛顿第二定律可求得木板运动的加速度大小 木工师傅推力大小不定，可以想到如果木工师傅推力足够大，木板在一瞬间获得一定的速度，接着它在两个摩擦力作用下减速向右运动，左端离开压力装置后，速度恰好为零。由逆向思维法可得木板的运动看成反向的初速度为0的匀加速直线运动，由运动学公式可得 解得 故选D。 6．将质量为的小球以初速度竖直向上抛出，上升的最大高度为，小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定，重力加速度取，则小球从抛出到回到抛出点过程中，上升时间与下落时间之比为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由动能定理，上升过程满足有 代入数据，解得 上升加速度为 上升时间 下落加速度为 下落时间由位移公式 解得 上升时间与下落时间之比 故选A。 7．如图，光滑水平面上，质量为m的物块在水平力F＝kt（k为大于零的常数）作用下，由静止开始运动。忽略一切阻力，则该过程中物块的速度v随时间t变化的图像、速度v随位移x变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．根据牛顿第二定律 又因为 解得 所以，加速度随时间增大，图线的斜率表示加速度，则图线的斜率增大，故AB错误； CD．图线的斜率为 其中， 所以斜率 所以图线的斜率减小，故C正确，D错误。 故选C。 8．冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示，比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线 AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出，冰壶的停止位置越靠近圆心 O 越好，AB 中点 P 与 O 相距 L = 30 m。某次训练中，运动员使冰壶从 P 点以 v0 = 3 m/s 的速度向圆心 O 滑出，已知冰壶和冰面间的动摩擦因数 μ = 0.02，g 取 10 m/s2。 冰壶滑行过程中的加速度大小 a = m/s2，冰壶滑行的总位移大小 x = m。 【答案】 0.2 22.5 【详解】[1]冰壶滑行过程中对冰壶由牛顿第二定律得 解得冰壶滑行过程中的加速度大小为a= 0.2m/s2 [2]由速度-位移公式v2=2ax 可得x=22.5m 9．如图所示，一根光滑细杆与水平面成固定，杆长为，质量为的小球穿在细杆上，在水平向右的恒力的作用下静止于细杆顶端，重力加速度取.，。 (1)求恒力的大小； (2)若杆和小球间动摩擦因数，某时刻将反向，大小变为两倍，求小球运动到细杆底端所用的时间。（可以保留根式） 【答案】(1)7.5N (2) 【详解】（1） 对小球受力分析，如图1所示，小球处于平衡状态由 得 （2）因，所以杆对小球的弹力垂直杆向下，对小球受力分析，如图2所示 由牛顿第二定律，， 联立解得 小球做匀加速直线运动，由 得 10．如图所示，质量为的雪橇（包括小孩）在与水平方向成角、大小为200N的拉力作用下，沿水平面由静止开始运动，经过撤去拉力。雪橇与地面间动摩擦因数为。取，，。求： (1)拉力作用时雪橇的加速度； (2)刚撤去拉力时雪橇的速度的大小； (3)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离。 【答案】(1)2.6 (2) (3)6.76m 【详解】（1）根据牛顿第二定律可得 又 联立解得拉力作用时雪橇的加速度为 （2）刚撤去拉力时雪橇的速度大小为 （3）撤去拉力后，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 根据运动学公式可得 可得雪橇能继续滑行的距离为 题型二 已知运动求受力 11．某小孩的滑沙过程可以简化为如图所示的模型。一小孩坐在滑板上（整体可视为质点）由静止从倾角为37°、长度的斜坡顶端开始下滑，在滑到斜坡底端前的1s内，小孩的位移大小，小孩与滑板的总质量，取重力加速度大小，，，下列说法正确的是（　　） A．小孩从斜坡顶端滑到底端的时间为9s B．小孩到达斜坡底端时的速度大小为 C．滑板与斜坡间的动摩擦因数为0.5 D．小孩在第1s内的位移大小为2m 【答案】C 【详解】AB．设小孩从斜坡顶端滑到底端的时间为，加速度大小为，由运动学公式有 解得， 由 解得小孩到达斜坡底端时的速度大小为，故AB错误； C．由牛顿第二定律有 解得滑板与斜坡间的动摩擦因数为，故C正确； D．小孩在第1s内的位移大小为，故D错误。 故选C。 12．甲、乙两物体受水平力的作用，在光滑水平面上沿一条直线运动，其图像如图所示，关于两物体的受力情况和运动情况，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两物体运动方向相反 B．若时甲、乙在同一点，则时二者相遇 C．若时甲、乙相遇，则时两物体间距离与时相等 D．若甲、乙两物体所受外力之比，则质量之比 【答案】C 【详解】A．根据两物体的v-t图像，可知甲做匀减速直线运动，乙做匀加速直线运动，两者速度都是正值，说明二者运动方向相同，故A错误； B．若t=0时甲、乙在同一点，则t=4s时二者速度相等，根据速度时间图像面积表示位移可知，t=4s时甲在乙前面的距离 故B错误； C．若t=4s时甲、乙相遇，结合B选项可知t=0时甲在乙后面6m，由图的对称性可知t=8s时甲在乙后面6m，则t=8s时两物体间距离与t=0时相等，故C正确； D．根据速度时间图像斜率表示加速度可知，甲的加速度大小为 乙的加速度大小为 若甲、乙两物体所受外力之比为 根据牛顿第二定律得 解得，故D错误。 故选C。 13．如图甲所示，售货员给推车一初速度，使其运动一段距离后停靠在墙边，该过程可看成推车做匀变速直线运动。用手机每隔0.2s给运动中的推车拍一张照片，取连续的三张照片①②③整合到一起，如图乙所示，拍照间隔内推车移动的距离分别为0.75m、0.65m。已知推车的质量为16kg，所受阻力恒定，重力加速度g=10m/s2，则推车受到的阻力大小为（　　） A．40N B．30N C．20N D．10N 【答案】A 【详解】根据逐差法Δx=aT2可得，推车离手后的加速度a= m/s2 对推车进行受力分析，根据牛顿第二定律可得，推车受到的阻力大小f=m|a|=40 N 故选A。 14．2025年9月22日，海军相关部门透露，歼-35舰载机已完成在福建舰上首次弹射起飞。电磁弹射可以根据速度变化精确控制输出的力，减少对飞行员和飞机的冲击。某架歼-35质量为，发动机输出动力为，飞机受到的平均阻力约为。加速3s后完成弹射，飞机达到起飞速度，则弹射系统对飞机的平均作用力约为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据运动学公式，可得加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 代入数据解得弹射系统对飞机的平均作用力为 故选B。 15．2025年7月12日，2025年全国射击锦标赛（步枪项目）女子10米气步枪团体决赛在浙江宁波举行、浙江代表队获得冠军。若比赛时气枪子弹的出口速度达到100m/s，气枪的枪膛长0.5m，子弹的质量为20g，把子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动，那么由匀变速规律可知加速度为 由牛顿第二定律，高压气体对子弹的平均作用力为 故选B。 16．2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距离地表约10km的高度打开降落伞，速度减至9m/s后保持匀速向下运动。在距离地面的高度约1m时，如图所示，返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，使返回舱的速度在0.2s内由9m/s降到1m/s。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态，此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为，重力加速度。则每台反推发动机工作过程中对返回舱平均推力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】规定竖直向上为正方向，开启反推发动机后返回舱的加速度为 方向竖直向上，由牛顿第二定律可知 解得 故选A。 17．如图所示，质量为1kg的物块放置在水平地面上。0时刻用大小为8N、方向水平向右的恒力F作用在物块上，使物块由静止开始运动。已知物块在0~2s内运动的位移大小为10m，取重力加速度大小。下列说法正确的是（    ） A．物块的加速度大小为 B．第2s末物块的速度大小为5m/s C．物块与地面间的动摩擦因数为0.3 D．若在第2s末撤去恒力F，则物块继续运动2.5s后静止 【答案】C 【详解】A．物块由静止开始做匀加速直线运动，有 解得，选项A错误； B．由，解得第2s末物块的速度大小，选项B错误； C．对物块受力分析有 解得，选项C正确； D．撤去恒力后，物块的加速度大小 物块继续运动的时间，选项D错误。 故选C。 18．在冰雪大世界的滑雪项目中，质量的游客乘坐雪橇从倾角的斜坡顶端由静止滑下。将游客与雪橇简化为板块模型，斜坡与水平面通过极短圆弧连接，忽略雪橇经过连接处的能量损失。已知雪橇与斜坡、水平面之间的动摩擦因数均为，游客与雪橇间的动摩擦因数为，斜坡长度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略雪橇大小，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．在斜坡上运动过程中，游客的加速度为 B．在斜坡上运动过程中，游客与雪橇之间摩擦力为 C．游客从静止释放到停止运动经过的总时间为 D．在保证安全的前提下，若增大斜面倾角，游客与雪橇之间不会发生相对滑动 【答案】D 【详解】A．由于，游客与雪橇保持相对静止一起运动，两者之间的摩擦力为静摩擦力；在斜坡上运动过程中，选游客和雪橇为整体，根据牛顿第二定律有 解得，故A错误； B．对游客分析，根据牛顿第二定律有 解得，故错误； C．游客在斜坡上，根据运动学公式得 解得 运动到斜坡底端时速度为 游客和雪橇在水平面上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 在水平面上运动的时间为 所以游客从静止释放到停止运动经过的总时间为，故C错误； D．由于，所以增大斜面，游客与雪橇之间不可能会发生相对滑动，故D正确。 故选D。 19．我国自主研制的火星探测器“天问一号”登陆火星的过程主要为以下几个过程：探测器与环绕器分离，进入火星大气层，经历“气动减速”；当速度时打开降落伞，进入“伞降减速阶段”，降落伞对探测器的拉力为探测器重力的5倍，该阶段匀减速下落至速度；接着降落伞脱落，推力发动机开启，进入“动力减速阶段”，该阶段匀减速下落时间速度刚好减为0，此时距离火星表面还有；探测器的上述过程均可简化为竖直方向上的运动。已知“天问一号”探测器质量为，降落伞脱离可视为质量不变，火星表面附近重力加速度取，求： (1)“伞降减速阶段”中探测器的加速度大小； (2)“动力减速阶段”中推力发动机对探测器的作用力大小； (3)刚打开降落伞时探测器距离火星表面的距离。 【答案】(1)16m/s² (2)24500 N (3)12600m 【详解】（1）根据牛顿第二定律有 其中 解得 （2）在“伞降减速阶段”，根据速度位移公式有 解得 在“动力减速阶段”，根据速度时间公式有 其中末速度为， 解得加速度的大小为 根据牛顿第二定律有 解得 （3）在“动力减速阶段”，根据位移时间公式有 解得 则刚打开降落伞时探测器距离火星表面的距离 20．如图甲所示，一可视为质点的小物块以初速度v0=10m/s出发沿水平面向右运动，1s后滑上足够长倾角为θ=37°的固定斜面，斜面底端与水平面平滑连接，小物块的部分速率-时间图像如图乙所示．已知小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数相等，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： (1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ； (2)小物块在斜面上运动的总时长t； (3)小物块从出发到最终停止运动走过的总路程s． 【答案】(1)0.5 (2)s (3)10.5m 【详解】（1），小物块沿水平面向右匀减速运动，则有 由速率—时间图像可得，加速度大小为 解得。 （2）小物块沿斜面向上匀减速运动，加速度大小为 运动时间为 小物块沿斜面向下匀加速运动，加速度大小为 由运动学公式有 解得运动时间 小物体在斜面上运动的总时间为。 （3）沿水平面向右匀减速运动，位移 在斜面上运动的总路程为 沿水平面向左匀减速运动位移 整个过程的总路程为。 题型三 超重和失重 21．如图所示，在竖直方向固定一个圆形轨道，其内部恰好对称放置5个完全相同、质量均为m的光滑匀质小球，球1和球5的重心与轨道圆心O在同一高度，5个小球的重心和圆形轨道的圆心在同一竖直平面内，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．球2对球1的作用力大小可能小于mg B．球2和球4对球3作用力的合力方向可能斜向右下方 C．若将整体从足够高的地方由静止释放，则整体在空中运动时，5个小球将排列在同一竖直线上 D．若将整体从足够高的地方由静止释放，则整体在空中运动时，5个小球的相对位置保持不变 【答案】D 【详解】A．对球1受力分析，如图所示，将力平移构建矢量三角形，可知一定大于，选项A错误； B．球2、球4对球3的作用力大小相等且关于竖直方向对称，由平行四边形定则可知，合力方向竖直向下，选项B错误； CD．将整体从足够高的地方由静止释放，5个小球均处于完全失重状态，其相对位置保持不变，选项C错误、D正确。 故选D。 22．2025年7月6日，全国蹦床体教融合比赛在福建建瓯举行。蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。蹦床运动可简化为如下模型：质量的运动员静止站在蹦床上，床面下沉，床面下竖直放置的轻弹簧产生的弹力大小（x为床面下沉的距离，k为常量）。某次比赛中，运动员离开床面做竖直上抛运动的腾空时间为，运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小。则（　　） A．常量 B．运动员从离开弹性网后腾空至最高点过程中始终处于超重状态 C．运动员对弹性网的压力是由弹性网的形变所引起 D．运动员离开床面后上升的最大高度 【答案】A 【详解】A．质量的运动员静止站在蹦床上，床面下沉，则有 可得，故A正确； B．运动员从离开弹性网后腾空至最高点过程中，加速度方向向下，处于失重状态，故B错误； C．运动员对弹性网的压力是由运动员的形变所引起，故C错误； D．运动员离开床面做竖直上抛运动的腾空时间为，根据对称性可知上升和下降时间为 则运动员离开床面后上升的最大高度，故D错误。 故选A。 23．如图所示为一小球沿竖直方向运动时的频闪照片，下列说法正确的是（　　） A．小球一定做自由落体运动 B．小球一定在竖直上抛的上升阶段 C．小球处于失重状态 D．小球处于超重状态 【答案】D 【详解】根据图像无法判断球是上升还是下降，因为不确定受力情况，如果小球上升，相邻间距增大，则速度增大，向上加速，处于超重状态， 如果小球下降，相邻间距减小，则速度减小，向下减速，处于超重状态。 故选D。 24．2025年11月，全运会10米跳台比赛中，运动员先静止站立，竖直向上起跳后再下落进入水中，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．起跳前，运动员受到支持力是因为运动员脚部发生了形变 B．入水后，运动员立即做减速运动 C．运动员在空中的下降阶段速度变化率变大 D．运动员入水后先处于失重状态后处于超重状态 【答案】D 【详解】A．支持力是由于施力物体的接触面发生形变而产生的，当运动员起跳时，跳台发生形变产生对脚的支持力，因此，支持力的产生是由于跳台的形变，而不是脚部，故A错误； B．运动员刚入水时，水的阻力小于人的重力，此时合力方向仍然向下，导致在短时间内速度继续增加。只有当水的阻力大于重力时，运动员才会开始减速，故B错误； C．运动员在空中的下降阶段做的是自由落体运动，速度的变化率保持不变，故C错误； D．运动员刚入水时，水的阻力小于人的重力，此时合力方向仍然向下，导致在短时间内速度继续增加。只有当水的阻力大于重力时，运动员才会开始减速，所以运动员入水后先处于失重状态后处于超重状态，故D正确。 故选D。 25．2025年9月3日，我国“东风”系列战略导弹威武亮相。某型号测试弹头发射初始阶段可视为竖直向上匀加速直线运动，下列说法正确的是（    ） A．弹头速度与位移大小成正比 B．弹头在该过程中处于失重状态 C．研究弹头运动轨迹可将其视为质点 D．弹头在上升过程中只受重力和空气阻力 【答案】C 【详解】A．对于匀加速直线运动，速度与位移的关系由公式 所以弹头速度与位移大小不成正比，故A错误； B．失重状态指物体加速度方向向下时对支持物的压力减小。弹头竖直向上匀加速，加速度方向向上，因此处于超重状态，故B错误； C．研究弹头运动轨迹时，仅需关注其整体运动路径，无需考虑大小、形状或内部结构，因此可视为质点，故C正确； D．弹头在发射初始阶段受发动机推力（向上）、重力（向下）和空气阻力（向下），故D错误。 故选C。 26．打石硪是中国传统土木工程中用于夯实土质的集体劳动方式，由石头制成的圆盘状石硪，通过拉绳被十几位工人抛起后自由下坠实现夯土。石硪原来静止在地面，被拉起后加速上升、拉绳疏松后石硪竖直上抛到最高点，之后迅速下落打在地面，则（　　） A．石硪离开地面后始终处于超重状态 B．石硪离开地面后加速度始终大于g C．石硪离开地面加速上升过程，它对绳子的作用力大于其重力 D．石硪上升的整个过程，它对绳子的作用力小于其重力 【答案】C 【详解】A．根据题意可知石硪先加速上升，拉力大于重力，加速度向上处于超重状态， 拉绳疏松后石硪做竖直上抛运动，加速度向下且为g，处于失重状态，故A错误； B．拉绳疏松后石硪做竖直上抛运动，加速度向下且为g，并没有大于g，故B错误； CD．石硪离开地面加速上升过程，加速度向上，根据牛顿第二定律，有 可得 根据牛顿第三定律可知它对绳子的作用力大于其重力，故C正确，D错误。 故选C。 27．很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况，用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中，，，，重力加速度取，下列说法不正确的是（　　） A．时刻手机的加速度最大，速度不是最大 B．时刻手机离开手掌 C．时刻手机处于失重状态 D．手机离开手掌后上升的高度为 【答案】B 【详解】A．时刻手机的加速度最大，方向向上，与速度方向相同，手机向上加速，则速度不是最大，故A正确； B．时刻，加速度为零，合力为零，则手掌对手机的作用力不为零，手机不可能脱离手掌，故B错误； C．时刻，加速度方向向下，手机处于失重状态，故C正确； D．手机在离开手掌后做竖直上抛运动，被接住，则上升高度，故D正确。 此题选择不正确的，故选B。 28．在电梯顶板上固定一个力传感器，将所受重力为G的物体挂在力传感器的挂钩上。在电梯从跳台底部上升至顶部平台的全过程中，下列力传感器示数随时间变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】力传感器示数为物体的视重，在电梯从跳台底部上升至顶部平台的全过程中，物体先向上加速，然后匀速，最后减速，则物体先超重，后平衡，再失重，故F先大于G，再等于G，最后小于G，故B正确。 故选B。 29．在升降电梯的水平地板上放一电子秤，如图甲所示，某同学站在电子秤上，电梯静止时电子秤的示数为。时刻电梯由静止开始下降，时间内电子秤示数随时间的变化图像如图乙所示，重力加速度，求： (1)内加速度的大小和方向； (2)内下降的位移大小； 【答案】(1)，竖直向下 (2) 【详解】（1）电梯静止时电子秤的示数为，说明该同学的质量为，由图乙可知，内电子秤示数为，说明此时电梯处于失重状态，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律可得 则加速度大小为 （2）内电梯加速下降的位移 内示数为，电梯匀速下降，位移 内电子秤示数为，说明此时电梯处于超重状态，加速度方向竖直向上，由牛顿第二定律可得 则加速度大小为 减速下降的位移 内电梯下降的位移大小为 30．摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简化模型如图甲所示。电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在时由静止开始上升，图像如图乙所示。电梯总质量，忽略一切阻力，重力加速度g取。 (1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力和最小拉力； (2)类比是一种常用的研究方法。对比加速度和速度的定义，根据图乙所示图像，求电梯在第末的速率v； (3)根据图乙所示图像，分别写出电梯处于超重和失重的时间范围。 【答案】(1)， (2) (3)， 【详解】（1）电梯在上升过程中受到的拉力最大时，电梯的加速度方向向上，运动的加速度最大，由a-t图像可知 对电梯由牛顿第二定律有 解得最大拉力大小为 电梯在上升过程中受到的拉力最小时，电梯的加速度方向向下，运动的加速度最大，由a-t图像可知 对电梯由牛顿第二定律有 解得最小拉力大小为 （2）由题意可得：所求速度变化量等于第1 s内a-t图线与t轴所围图形的面积，可得 由，解得电梯在第末的速率 （3）电梯加速度方向向上时电梯处于超重状态，时间范围为；电梯加速度方向向下时电梯处于失重状态，时间范围为。 题型四 完全失重 31．如图，雪碧瓶在靠近底部处钻几个小孔，盛满水后将瓶竖直斜向左上抛出，忽略空气阻力，上升过程中应出现的图为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】盛满水后将瓶竖直斜向左上抛出，忽略空气阻力，只受重力作用，上升过程中处于完全失重状态，故水不会流出来。 故选C。 32．蹦极是一项惊险刺激的极限娱乐项目。如图所示，在体验者竖直下落过程中，不计空气阻力，以下判断正确的是（　　） A．弹性绳拉力的最大值与体验者重力大小相等 B．当弹性绳拉力与体验者重力大小相等时，速度最大 C．弹性绳拉直前，体验者处于完全失重状态，所受重力为0 D．弹性绳拉直后，体验者受到弹性绳向上的拉力，速度开始减小 【答案】B 【详解】ABD．在体验者竖直下落过程中，在弹性绳拉直后，当弹性绳拉力小于重力时，体验者向下加速运动；当弹性绳拉力等于重力时，体验者的加速度为0，速度达到最大；之后弹性绳拉力大于重力，体验者向下减速运动，故AD错误，B正确； C．弹性绳拉直前，体验者只受重力作用，加速度为重力加速度，体验者处于完全失重状态，故C错误。 故选B。 33．如图（a）中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图（b）为建筑材料被吊车竖直提升过程的运动图像（竖直向上为正方向），根据图像可知下列判断正确的是（　　） A．在钢索最容易发生断裂 B．材料处于完全失重状态 C．材料处于超重状态 D．36s时材料离地面的距离最大 【答案】D 【详解】D．由图像可知，内材料一直向上运动，后材料向下运动，所以36s时材料离地面的距离最大，故D正确； AC．由图像可知，内材料向上加速运动，处于超重状态，内材料向上匀速运动，处于平衡状态；内材料向上减速运动，处于失重状态；内材料向下加速运动，处于失重状态；则内钢索的张力最大，钢索最容易发生断裂，故AC错误； B．根据图像的斜率表示加速度，可知内材料的加速度为 可知材料处于失重状态，但不是处于完全失重状态，故B错误。 故选D。 34．如图所示，一个圆形水杯底部有一小孔，用手指堵住小孔，往杯子里倒半杯水。手指松开后，下列方式可以使水流出的是（不考虑杯子转动及空气阻力）（　　） A．匀速运动 B．竖直向下抛出 C．斜向上抛出 D．静止释放 【答案】A 【详解】BCD．杯子跟水做斜向上抛体运动、自由落体运动、竖直下抛运动时都只受重力，处于完全失重状态，杯子与水相对静止，因此不会有水漏出，BCD错误，； A．杯子做匀速运动，处于平衡状态，水受重力，会漏出，A正确。 故选A。 35．如图所示为惊险刺激的断轨过山车。若不考虑空气作用力，当过山车离开轨道运动到最高点时（    ） A．乘客处于超重状态，座椅对乘客有向下的支持力 B．乘客处于超重状态，安全带对乘客有向上的拉力 C．乘客处于失重状态，所受合外力为零 D．乘客处于失重状态，所受合外力等于重力 【答案】D 【详解】若不考虑空气作用力，当过山车离开轨道运动到最高点时，乘客处于完全失重状态，只受重力作用，所受合外力等于重力。 故选D。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $