大题预测01 牛顿运动定律与直线运动（A+B+C三组解答题）（广东专用）2026年高考物理终极冲刺讲练测

大题预测01 牛顿运动定律与直线运动 【A组】 1．如图所示，在离地面高H处以的速度竖直向上抛出一个小球，地面上有一长L=5m的小车，其前端M距离抛出点的正下方s=4m，小球抛出的同时，小车由静止开始向右做匀加速直线运动，已知小球落地前最后1s内下落的高度为25m，忽略空气阻力及小车的高度，重力加速度g取10m/s2，求： (1)小球离地的最大高度； (2)要使小车接住小球，小车加速度的范围。 【答案】(1)45m (2)0.5m/s2≤a≤1.125m/s2 【详解】（1））设小球竖直上抛到最高点时间为t0，根据速度与时间的关系可得0=v0-gt0 可得t0=1s 到达最高点后，小球做自由落体运动，设最高点到地面的高度为h，最后1s内的高度为，从最高点下落到地面所用时间为t1，有， 联立解得t1=3s，h=45m 小球离地的最大高度45m。 （2）小球在空中的运动时间为 若小球落地时恰落在M端，则由 可得a1=0.5m/s2 若小球落地时恰落在N端，则由 可得a2=1.125m/s2 可知小车加速度范围。 2．某游客欲乘公交车去某景点，距离公交站点还有48m时公交车以v0=8m/s的速度恰好从游客旁边经过，游客见状立即以某一速度匀速追赶公交车，与此同时，公交车立即做匀减速直线运动，恰好在站点减速为0，假设公交车在站点停留4s。公交车和游客均做直线运动，忽略公交车及站台的大小。 (1)求公交车减速的加速度大小； (2)游客要在公交车再次启动前追上公交车，求游客匀速追赶的速度最小值； (3)若游客以4m/s的速度追赶公交车，求追赶过程中游客与公交车的最远距离。 【答案】(1) (2)3m/s (3)12m 【详解】（1）设公交车匀减速运动的加速度大小为a，根据运动学公式可得 解得加速度大小为 （2）设公交车到站时间为t1，则有 解得 公交车停留时间为 设游客到站用时为t2，因为 则有 解得 所以游客匀速追赶的速度至少是3m/s才能在公交车再次启动前追上公交车。 （3）设游客与公交车速度相等用时t3，此时距离最大，则有 解得 游客位移 公交车位移 则游客与公交车最远距离为 3．如图所示，一汽车停在距离小山坡底部右侧处，因气象灾害产生的泥石流从小山坡上的点由静止开始以的加速度沿着小山坡加速向下运动，泥石流到达坡底时没有能量的损失，然后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小。当泥石流到达坡底时司机发现险情，立即启动车辆向右做匀加速直线运动以求逃生，点到坡底的距离，为了简化问题，泥石流、汽车均可视为质点。 (1)求泥石流到达坡底时的速度大小； (2)若汽车以的加速度逃生，求泥石流与汽车间的最小距离； (3)要想逃生成功，求汽车加速度的最小值。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据运动学公式有 解得 （2）设汽车从开始运动到与泥石流速度相等所用时间为，则有 该时间内泥石流的位移 该时间内汽车的位移 则泥石流与汽车间的最小距离 解得 （3）设汽车运动时间为，汽车的速度与泥石流的速度相等，则有 根据位移关系有 解得 4．在交通事故现场勘查中，刹车痕迹是事故责任认定的一项重要依据。在平直的公路上，一辆汽车正以的速度匀速行驶，司机突然发现正前方不远处一辆货车正以的速度匀速行驶，汽车司机立即刹车以的加速度做匀减速运动，结果还是撞上了货车，撞后瞬间两车速度相等。撞后汽车立即以的加速度做减速运动直至停下来，汽车从开始刹车到最终停止运动，整个过程在地上留下的刹车痕迹长；撞后货车也立即以的加速度向前减速运动，滑行后停下。求： (1)碰撞后瞬间货车的速度的大小； (2)汽车的司机发现货车时，两车之间的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）碰撞后，货车做匀减速直线运动，根据题意可知 根据匀变速运动规律有 代入数据解得 （2）碰撞后瞬间，汽车的速度等于货车的速度，做匀减速直线运动，根据匀变速运动规律有 代入数据解得 设汽车刹车后碰撞前的位移为，位移关系为 可得 汽车刹车后碰撞前做匀减速直线运动，初速度，碰前瞬间速度为，碰前时间为，根据匀变速运动规律有 代入数据解得 根据速度时间关系，有 代入数据解得 货车碰撞前做匀速直线运动，时间也为，设位移为，则 代入数据解得 汽车的司机发现货车时，两车之间的距离，代入数据解得 【B组】 5．如图甲，足够长、质量的木板Q静止在水平面上，质量的小滑块P（可视为质点）静止在木板左端，滑块与木板间的动摩擦因数，木板与水平面间的动摩擦因数。从零时刻起，对滑块施加水平向右的恒定外力，此时滑块相对木板滑动，经过时间撤去此力。取，则： (1)撤去外力前，滑块受到的摩擦力大小； (2)木板的最大速度； (3)如图乙，若零时刻起，对滑块施加的恒定外力，方向变为与水平面成斜向右上方，经过时间撤去此力，已知，，求木板运动的最大速度。 【答案】(1)10N (2)2.5m/s (3)1m/s 【详解】（1）撤去外力前，滑块受到的摩擦力 （2）撤去外力前，设滑块P和木板Q的加速度分别为aP和aQ，速度分别为vP和vQ，对P根据牛顿第二定律有 解得 可知时滑块P速度为 对Q根据牛顿第二定律有 解得 可知时木板Q速度为 撤去外力后，木板Q以加速度继续加速，滑块P以加速度减速，对P根据牛顿第二定律有 解得 设经过后滑块P和木板Q共速，则有 解得 则木板的最大速度为 （3）滑块在拉力作用下做加速运动，设其加速度为，木板与滑块的摩擦力为，根据牛顿第二定律，对滑块P有 其中 代入数据解得 此过程中，木板与水平面间的摩擦力为 由于，所以木板不动； 撤去拉力时，滑块的速度达到最大，为 撤去拉力后，滑块减速的加速度为 撤去拉力后对木板根据牛顿第二定律有 解得木板的加速度为 设再经过时间滑块与木板速度相同，则有 解得 此时木板速度达到最大，为 6．如图所示，一个木板放置在光滑的水平桌面上，A、B两个小物体通过不可伸长的轻绳相连，并且跨过轻滑轮，A物体放置在木板的最左端，滑轮与物体A间的细绳平行于桌面。已知木板的质量m1=20.0kg，物体A的质量m2=4.0kg，物体B的质量m3=1.0kg，物体A与木板间的动摩擦因数μ=0.5，木板长L=2m，木板与物体A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。 （1）为了使A、B两个物体以及木板均保持静止状态，需要对木板施加水平向左的力F1加以维持，求这个力F1的大小； （2）为了使物体A随着木板一起向左运动，并且不发生相对滑动，现把力F1替换为水平向左的力F2，求力F2的最大值； （3）现在用一个水平向左的力瞬间击打木板，并同时撤去力F1，使得物体B上升高度hB=1.0m（物体B未碰触滑轮）时，物体A刚好经过木板的最右端，求打击木板的这个力的冲量大小I。 【答案】（1）10N；（2）60N；（3） 【详解】（1）对物体B，由平衡条件可知，绳子拉力 对A和木板组成的整体，则有 （2）物体A随着木板一起向左运动时，三个物体的加速度大小相等，当A与木板间的静摩擦力达到最大值时，达到最大值。对AB整体研究得 解得 对木板，根据牛顿第二定律得 解得 （3）用一个水平向左的力瞬间击打木板，并同时撤去力，A向左做匀加速运动，木板向左做匀减速运动，由于木板与物体A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，AB的加速度为 对B有 解得 设木板减速运动过程中的加速度大小为，则有 解得 根据题意，物体B上升的过程中，木板向左运动的位移 设击打木板后的瞬间，木板的速度大小为，对木板由 解得 根据动量定理得 7．某工厂的传送装置如图甲所示，传送带空转时的速度为，时，工件无初速度放置传送带左端，传送带感受到压力后立刻做匀加速运动，直至时工件从右端离开，此时传送带尚未达到最大速度。已知工件在传送带上运动时的速度时间（v-t）图像如图乙所示，工件质量为，工件与传送带间动摩擦因数，重力加速度取，工件可视为质点，不计空气阻力。求： (1)传送带的加速度大小； (2)传送带的长度； (3)摩擦力对工件做的功； 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）工件相对传送带运动时，根据牛顿第二定律可得 在时，工件与传送带达到共速，根据运动学公式 解得 （2）在0到时间内，工件运动的第一段位移 第二段位移 解得 （3）根据运动学规律可得工件的速度 由动能定理可得，摩擦力对工件做的功 8．如图所示，倾角的足够长斜面体水平固定，质量为的物块静止在斜面上，质量为的光滑物块从距离为处由静止释放，下滑过程中，与的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。物块与斜面间的动摩擦因数为0.75，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，不计空气阻力，。求： (1)与第一次碰撞前瞬间的速度大小； (2)第一次碰撞结束到第二次碰撞的时间； (3)在第二次碰撞和第三次碰撞之间，、间的最大距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由静止开始下滑的加速度大小为 由运动学公式有 解得 （2）设第一次碰撞后，和的速度大小分别为、，根据动量守恒有 根据能量守恒有 解得 碰撞后，对研究，由于 故碰后做匀速运动，设经过时间第二次碰撞，则有 解得 （3）第二次碰撞前，的速度大小 设第二次碰撞后，的速度大小分别，根据动量守恒有 根据能量守恒有 解得， 设经过的时间间的距离最大，有 解得，则间的最大距离为 【C组】 9．如图甲所示，在粗糙的水平地面上有一足够长的木板B，木板的最左端有一个小物块A，小物块A受一个外力的作用，两个物体开始运动，已知物块A和木板B的质量都为1千克，物块A和木板B之间的动摩擦因数为，B与地面的动摩擦因数为，设物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A运动的函数关系如图乙所示，重力加速度g取。求： （1）根据图象得出物块A在2米前后加速度和分别为多大？ （2）当外力至少为多少可以使物块A相对于木板B运动？ （3）物块A在运动前2米的过程中所加的外力为多少？运动了2米之后，作用于物块A上的外力又为多少？ 【答案】（1）1m/s2；4m/s2；（2）6N；（3）；8N 【详解】（1）由图像可知：前2m内对A有 得出 2m后，对A有 （2）对B受力分析有 外力F使A在B上的临界加速度为 外力F对AB整体有 （3）运动前2m 可知AB一起匀加速运动 对AB整体有 运动2m后对A有 则2m后AB两个物体开始相对运动 对A有 10．一质量的滑块以一定的初速度冲上一倾角为足够长的斜面，某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的图．已知，，g取求： 滑块与斜面间的动摩擦因数； 滑块从出发点返回到底端整个过程中损失的机械能； 求1s末滑块的速度大小． 【答案】； ； 【详解】根据图示可知，滑块向上做匀减速直线运动： 其加速度为： 将数据代入式解得： 对滑块进行受力分析有： 将数据代入式解得： 设小木块在斜面上滑行的距离为x，由匀变速直线运动的规律可得： 将数据代入式可得： 由功能关系可得，滑块从出发点返回到底端整个过程中损失的机械能Q为： 将数据代入式解得： 滑块上滑到顶端所用的时间： 由式解得： 则从最高点开始下滑的时间 滑块从最高点下滑时，由牛顿第二定律可得： 1s后滑块的速度由运动学规律可得： 将数据代入以上式子并解得： 11．粗糙水平地面上有一质量m=1kg的长木板B，在木板B的最右端放一质量也为1kg的物块A（可视为质点），如图甲所示。给木板B施加水平向右的拉力F，木板B的加速度a随拉力F的变化关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。 (1)求物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数； (2)现对B施加一恒力F0， A、B均由静止开始运动；某时刻撤去恒力F0，一段时间后，A、B都停止运动，A仍在木板B的最右端。求恒力F0的大小。 【答案】(1)0.1，0.2 (2)6.75N 【详解】（1）由图乙可知，对AB受力分析，则有 解得 对A受力分析，根据牛顿第二定律有 其中 解得 （2）对B受力分析，当有恒力时，根据牛顿第二定律有 撤去恒力时，根据牛顿第二定律有 AB共速后，根据牛顿第二定律有 对A受力分析，只要有相对运动，根据牛顿第二定律有 根据题意作出A、B相对地面的速度-时间图像如图所示 设恒力作用的时间为，撤去恒力到A、B共速时间为，共速时有 共速前后各自运动的位移相等，则有 联立解得 12．如图（a）所示，质量为的足够长木板C静置于水平面上，质量均为的物块A、B（均可视为质点）静置于C上，B位于A右方处。A、C间动摩擦因数，B、C间，C与地面间的动摩擦因数。给C施加一水平向右的恒力F，A、B第一次相遇的时间为t，可得t与F的关系如图（b）所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求： (1)物块A、B的最大加速度； (2)图（b）中的大小； (3)图（b）中区间内，t与F的关系式。 【答案】(1)3m/s2，2m/s2 (2)8N (3) 【详解】（1）根据牛顿第二定律，对物块A，B分别有： ， 解得 ， （2）由图（b）可知，当拉力F小于时，小于零，则无限大，说明A和B均未相对C滑动。当拉力为时B刚好要相对于C滑动，根据牛顿第二定律，对ABC整体有 解得 （3）由图（b）可知，拉力大于时，保持不变，即力改变木板C加速度时，A和B相遇时间不变，说明A和B均已相对C滑动，加速度不发生变化。当拉力为时物块A刚好开始相对于C滑动，根据牛顿第二定律，对A和C有 解得 设拉力为时，AB第一次相遇的时间为，则 解得 由图像可知，图（b）中区间内，与成正比关系，即 将点的坐标和点的坐标代入上面方程 解得 ， 所以区间内，与关系式为 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 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5．如图甲，足够长、质量的木板Q静止在水平面上，质量的小滑块P（可视为质点）静止在木板左端，滑块与木板间的动摩擦因数，木板与水平面间的动摩擦因数。从零时刻起，对滑块施加水平向右的恒定外力，此时滑块相对木板滑动，经过时间撤去此力。取，则： (1)撤去外力前，滑块受到的摩擦力大小； (2)木板的最大速度； (3)如图乙，若零时刻起，对滑块施加的恒定外力，方向变为与水平面成斜向右上方，经过时间撤去此力，已知，，求木板运动的最大速度。 6．如图所示，一个木板放置在光滑的水平桌面上，A、B两个小物体通过不可伸长的轻绳相连，并且跨过轻滑轮，A物体放置在木板的最左端，滑轮与物体A间的细绳平行于桌面。已知木板的质量m1=20.0kg，物体A的质量m2=4.0kg，物体B的质量m3=1.0kg，物体A与木板间的动摩擦因数μ=0.5，木板长L=2m，木板与物体A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。 （1）为了使A、B两个物体以及木板均保持静止状态，需要对木板施加水平向左的力F1加以维持，求这个力F1的大小； （2）为了使物体A随着木板一起向左运动，并且不发生相对滑动，现把力F1替换为水平向左的力F2，求力F2的最大值； （3）现在用一个水平向左的力瞬间击打木板，并同时撤去力F1，使得物体B上升高度hB=1.0m（物体B未碰触滑轮）时，物体A刚好经过木板的最右端，求打击木板的这个力的冲量大小I。 7．某工厂的传送装置如图甲所示，传送带空转时的速度为，时，工件无初速度放置传送带左端，传送带感受到压力后立刻做匀加速运动，直至时工件从右端离开，此时传送带尚未达到最大速度。已知工件在传送带上运动时的速度时间（v-t）图像如图乙所示，工件质量为，工件与传送带间动摩擦因数，重力加速度取，工件可视为质点，不计空气阻力。求： (1)传送带的加速度大小； (2)传送带的长度； (3)摩擦力对工件做的功； 8．如图所示，倾角的足够长斜面体水平固定，质量为的物块静止在斜面上，质量为的光滑物块从距离为处由静止释放，下滑过程中，与的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。物块与斜面间的动摩擦因数为0.75，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，不计空气阻力，。求： (1)与第一次碰撞前瞬间的速度大小； (2)第一次碰撞结束到第二次碰撞的时间； (3)在第二次碰撞和第三次碰撞之间，、间的最大距离。 【C组】 9．如图甲所示，在粗糙的水平地面上有一足够长的木板B，木板的最左端有一个小物块A，小物块A受一个外力的作用，两个物体开始运动，已知物块A和木板B的质量都为1千克，物块A和木板B之间的动摩擦因数为，B与地面的动摩擦因数为，设物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A运动的函数关系如图乙所示，重力加速度g取。求： （1）根据图象得出物块A在2米前后加速度和分别为多大？ （2）当外力至少为多少可以使物块A相对于木板B运动？ （3）物块A在运动前2米的过程中所加的外力为多少？运动了2米之后，作用于物块A上的外力又为多少？ 10．一质量的滑块以一定的初速度冲上一倾角为足够长的斜面，某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的图．已知，，g取求： 滑块与斜面间的动摩擦因数； 滑块从出发点返回到底端整个过程中损失的机械能； 求1s末滑块的速度大小． 11．粗糙水平地面上有一质量m=1kg的长木板B，在木板B的最右端放一质量也为1kg的物块A（可视为质点），如图甲所示。给木板B施加水平向右的拉力F，木板B的加速度a随拉力F的变化关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。 (1)求物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数； (2)现对B施加一恒力F0， A、B均由静止开始运动；某时刻撤去恒力F0，一段时间后，A、B都停止运动，A仍在木板B的最右端。求恒力F0的大小。 12．如图（a）所示，质量为的足够长木板C静置于水平面上，质量均为的物块A、B（均可视为质点）静置于C上，B位于A右方处。A、C间动摩擦因数，B、C间，C与地面间的动摩擦因数。给C施加一水平向右的恒力F，A、B第一次相遇的时间为t，可得t与F的关系如图（b）所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求： (1)物块A、B的最大加速度； (2)图（b）中的大小； (3)图（b）中区间内，t与F的关系式。 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $