内容正文:
第09讲 牛顿第一、二定律 动力学图像问题
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
考点一 牛顿第一定律
知识点1牛顿第一定律
知识点2惯性与质量
考向1伽利略理想斜面实验
考向2牛顿第一定律 惯性与质量
考点二 牛顿第二定律
知识点1牛顿第二定律内容
知识点2用牛顿第二定律求瞬时加速度问题 重
知识点3超重与失重 重
知识点4动力学两类基本问题 重
知识点5等时圆模型 重
考向1 牛顿第二定律的初步应用
考向2用牛顿第二定律求瞬时加速度问题重 【思维建模】求解瞬时加速度问题的一般思路
考向3超重与失重 重
考向4动力学两类基本问题 重【思维建模】动力学问题的解题思路
考向5等时圆模型的应用 重
考点三 动力学图像问题
知识点1常见的动力学图像
考向1 单个物体的动力学图像 重
考向2 多个物体的动力学图像 重
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
核心考点
2026年
2025年
2024年
牛顿运动定律的应用
云南卷T2
四川卷T7
甘肃卷T3
山东卷T8
福建T8
浙江卷(第一次)T3
海南卷T18
天津卷
动力学图像
北京卷T11
陕晋青宁卷T3
黑吉辽蒙卷T10
广西卷T3
考情分析
1. 题型与考向:高考对牛顿三定律基本规律的考查,多以选择题和计算题的形式出现,同时与实际生活的实例结论紧密,题目相对较为简单。
2.情境与立意:
从命题思路上看,试题情景为生活实践类:安全行车,生活娱乐,交通运输,体育运动;
复习目标
目标一:掌握并会利用牛顿三大定律处理物理问题。
目标二:会利用牛顿第二定律解决瞬时加速度问题和超重失重问题。
目标三.:会利用牛顿第二定律解决两类基本问题,会结合动力学图像解决实际问题。
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 牛顿第一定律
知●识●解●构
知识点1牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(1)揭示了物体的惯性:不受力的作用时,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
2.牛顿第一、第二定律的关系
(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础,经过科学抽象、归纳推理总结出来的,牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响;牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
(2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变物体运动状态的原因。
知识点2 惯性与质量
对惯性的理解:
(1)保持“原状”:物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变:物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态改变。惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
(3)惯性的量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,与物体的速度和受力情况无关。
考●向●破●译
考向1 伽利略理想斜面实验
例1 伽利略创造性地设计了如图(a)、(b)的两个斜面实验,下列说法正确的是( )
A.图(a)是为了便于测量速度
B.图(a)可得出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动
C.图(b)的结论可以由实际实验直接获得
D.图(b)可得出力是维持物体运动的原因
【答案】B
【详解】A.图(a)是为了便于测量时间,故A错误;
B.图(a)通过逐渐增大斜面倾角最终竖直来研究自由落体运动,小球仍然保持匀加速运动的性质,可得出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动,故B正确;
CD.图(b)中不可能有光滑的斜面,伽利略只是在实际实验结果下进行理想化逻辑推理,得出力不是维持物体运动的原因,不是实际实验直接获得,故CD错误。
故选B。
【变式训练1·变考法】伽利略在研究斜面上铜球运动基础上,如图所示,进行了从甲到丁的处理,得出了自由落体运动的规律。此过程中伽利略运用什么物理方法( )
A.观察 B.外推 C.类比 D.建模
【答案】B
【详解】伽利略通过斜面实验(图甲、乙、丙)验证了小球做匀变速直线运动。随着斜面倾角增大,小球的加速度增大。他通过逻辑推理,将这一结论合理外推至斜面倾角为(图丁)的情况,得出自由落体运动也是匀变速直线运动的结论,这种方法称为合理外推。
故选B。
考向2 牛顿第一定律 惯性与质量
例2 《考工记》中记载了“马力既竭,辀犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动一段距离。“马力既竭,辀犹能一取焉”蕴含的物理规律是( )
A.胡克定律 B.牛顿第一定律 C.牛顿第二定律 D.牛顿第三定律
【答案】B
【详解】根据题意可知,“马力既竭,辀犹能一取焉” 的意思是即使马对车不施加拉力了,车具有惯性,要保持原来的运动状态,因此还能继续向前运动一段距离。蕴含的物理规律是牛顿第一定律。
故选B。
【变式训练1·变载体】李玲在杭州亚运会上夺得女子撑杆跳高金牌。如图所示,从撑杆起跳到安全着垫的过程中,李玲的惯性( )
A.始终不变 B.逐渐增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】A
【详解】惯性是物体保持原有运动状态不变的性质,惯性大小只由物体的质量决定,与速度、高度、运动状态均无关。从撑杆起跳到着垫的全过程中,李玲自身质量没有发生变化,因此她的惯性大小始终保持不变。
故选A。
考点二 牛顿第二定律
知●识●解●构
知识点1 牛顿第二定律内容
1.牛顿第二定律:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
2.表达式:F=ma,其中F为物体受到的合外力。
3.牛顿第二定律的五个特性
4.合力、加速度、速度之间的决定关系
(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。
(2)a=是加速度的定义式,a与Δv、Δt无必然联系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝。
(3)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动。
知识点2 用牛顿第二定律求瞬时加速度问题重
1.轻绳、轻杆、硬接触面模型的特点:
对于轻绳、轻杆和硬接触面这类物体认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即改变或消失,不需要形变恢复时间。
①在瞬时问题中,其弹力可以看成是瞬间改变的。
②一般题目中所给细绳、轻杆和接触面等在不加特殊说明时,均可按此模型处理。
2.弹簧、橡皮绳模型的特点
①当弹簧、橡皮绳的两端与物体相连时,由于物体具有惯性,弹簧、橡皮绳的形变量不会瞬间发生突变。
②在求解瞬时加速度的问题中,其弹力的大小可认为是不变的,即弹簧或橡皮绳的弹力不发生突变。
知识点3 超重与失重 重
1.实重和视重
(1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关。
(2)视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
2.超重、失重和完全失重的比较
比较项
超重
失重
完全失重
现象
视重大于实重
视重小于实重
视重等于0
产生条件
物体的加速度向上
物体的加速度向下
物体的加速度等于g
运动状态
加速上升或减速下降
加速下降或减速上升
以加速度g加速下降或减速上升
原理方程
F-mg=ma→F=m(g+a)
mg-F=ma→F=m(g-a)
mg-F=mg→F=0
3.判断超重和失重现象的三个角度
(1)从受力的角度判断:当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时处于失重状态;等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断:当物体具有向上的加速度时处于超重状态;具有向下的加速度时处于失重状态;向下的加速度恰好等于重力加速度时处于完全失重状态。
(3)从速度变化角度判断:物体向上加速或向下减速时,超重;物体向下加速或向上减速时,失重。
✨得分速记
对超重和失重问题的三点提醒:
(1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关,只取决于加速度的方向。
(2)并非物体在竖直方向上运动时,才会出现超重或失重现象。只要加速度具有竖直向上的分量,物体就处于超重状态;同理,只要加速度具有竖直向下的分量,物体就处于失重状态。
(3)发生超重或者失重时,物体的实际重力并没有发生变化,变化的只是物体的视重。
知识点4 动力学两类基本问题 重
1.把握“两个分析”“一个桥梁”
2.找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂,
可画位置示意图确定位移之间的联系。
3.两类动力学问题的解题步骤
知识点5 等时圆模型重
1.圆周内同顶端的斜面
如图所示,在竖直面内的同一个圆周上,各斜面的顶端都在竖直圆周的最高点,底端都落在该圆周上。
由2R·sin θ=·gsin θ·t2,可推得:t1=t2=t3。
2.圆周内同底端的斜面
如图所示,在竖直面内的同一个圆周上,各斜面的底端都在竖直圆周的最低点,顶端都源自该圆周上的不同点。同理可推得:t1=t2=t3。
3.双圆周内斜面
如图所示,在竖直面内两个圆中,两圆心在同一竖直线上且两圆相切。各斜面过两圆的公共切点且顶端源自上方圆周上某点,底端落在下方圆周上的相应位置。可推得t1=t2=t3。
考●向●破●译
考向1 对牛顿第二定律的初步应用
例1目前,配置较高的汽车都安装了(或)制动装置,可保证车轮在制动时不会被抱死,使车轮仍有一定的滚动。安装了这种防抱死装置的汽车,在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力,从而使刹车距离大大减小。假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为车重的,驾驶员发现障碍物后的反应时间为,汽车刹车前匀速行驶的速度为,重力加速度,则
A.汽车刹车时的加速度大小为
B.汽车的刹车时间为
C.从发现障碍物到汽车停止的过程中,汽车运动的距离为
D.汽车的刹车距离为
【答案】C
【详解】A.由可知,汽车刹车时的加速度大小为,故A错误;
B.从开始制动到汽车停止所用的时间,故B错误;
CD.从发现障碍物到汽车停止的过程中,汽车运动的距离,故C正确,D错误。
故选 C。
【变式训练1·变考法】(多选)如图所示,水平地面上静置着两个紧密贴合、横截面均为梯形的物块M和N,两物块的斜面倾角为53°。现对物块M施加一个水平向右的推力F(未知),使M和N保持相对静止一起向右加速运动。已知物块M的质量为6m,物块N的质量为3m,所有接触面均光滑无摩擦,不计空气阻力,重力加速度为g,,,则下列说法正确的是( )
A.地面对物块N的支持力大小为3mg
B.推力F的大小为24mg
C.物块M和N一起运动的加速度大小为
D.物块M和N之间的相互作用力大小为8mg
【答案】BC
【详解】A.以整体为研究对象,竖直方向上由平衡条件得,A错误;
BCD.以整体为研究对象,水平方向上有
再以物块M为研究对象,其受力分析如图所示,竖直方向上有
水平方向上有
联立各式得,,,BC正确,D错误。
故选BC。
考向2 用牛顿第二定律求瞬时加速度问题【重】
例2如图所示,三个木块A、B、C质量分别为m 、m、,木块A、C通过轻弹簧相连,B放置在C上面、C放置在木板D上面,整个系统处于静止状态,重力加速度为g ,突然水平抽出木板D的瞬间,下列说法正确的是( )
A.A的加速度大小为 B.B的加速度为零
C.C的加速度大小为 D.B、C间的弹力大小为
【答案】C
【详解】A.A原来受重力 和向上的弹簧弹力 ,系统处于平衡状态,合力为零,,抽出木板D瞬间,弹簧形变来不及改变,弹力大小保持不变,因此A加速度为 ,故A错误;
BD.若假设B、C一起加速,对B、C整体,总向下合力为
可得加速度 ,则与实际情况不符,因B最大加速度为 ,因此B、C会分离,B、C间弹力为 ,B只受重力,加速度为 ,故BD错误;
C.对C受力分析:向下的重力,向下的弹簧弹力为 ,总合力为,因此加速度 ,故C正确。
故选C。
▶新思维◀【变式训练1】(多选)如图所示,某次高空物资放送任务中,质量为m的物资通过轻质弹性橡皮条和轻绳固定在机舱下部,到达指定位置悬停时,与竖直方向夹角为,水平拉直。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.先断开的瞬间,对物资的作用力不会发生突变
B.同时断开和的瞬间,物资处于平衡状态
C.先断开的瞬间,物资的加速度大小为
D.先断开的瞬间,物资的加速度大小为g
【答案】CD
【详解】A.为轻绳,不具备缓冲作用,断开的瞬间,对物资的作用力会发生突变,A错误;
B.同时断开和的瞬间,物资加速度为g,不是平衡状态,B错误;
C.先断开的瞬间,由,可得瞬时加速度,C正确;
D.先断开的瞬间,的拉力为0,物资加速度为重力加速度g,D正确。
故选CD。
思维建模 求解瞬时加速度问题的一般思路
考向3 超重与失重【重】
例3一质量为的乘客乘坐竖直电梯下楼,其高度与时间的关系图像如图所示,时间内和时间内图线为曲线,时间内图线为直线。乘客所受支持力的大小用表示,速度大小用表示,重力加速度大小为。则( )
A.时间内,增大,
B.时间内,减小,
C.时间内,增大,
D.时间内,减小,
【答案】D
【详解】A.图像的斜率表示速度,时间内, 图像斜率的绝对值逐渐增大,说明向下的速度增大,电梯加速向下,加速度方向向下,乘客处于失重状态,因此,A错误;
BC.时间内, 图像是直线,斜率不变,说明向下的速度不变,电梯匀速向下,加速度为0,因此,BC错误;
D.时间内,图像斜率的绝对值逐渐减小,说明向下的速度减小,电梯减速向下,加速度方向向上,乘客处于超重状态,因此,D正确。
故选D。
【变式训练1】(多选)在直升机竖直降落的过程中,开始时飞机匀速降落,飞行员对座椅的压力情况如图所示,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A.飞行员的质量为70 kg
B.飞行员在t1时刻的加速度方向向下
C.飞行员在t2时刻的加速度方向向下
D.从图中可知飞行员在这两次规避障碍过程中的加速度的最大值为6 m/s2
【答案】BD
【详解】A.由题图可知,飞行员受到的重力大小为500 N,则质量为50 kg,A错误;
B.飞行员在t1时刻对座椅的压力小于其受到的重力,合力方向向下,加速度方向向下,B正确;
C.飞行员在t2时刻对座椅的压力大于其受到的重力,合力方向向上,加速度方向向上,C错误;
D.由题图可知,飞行员在t1时刻受到的合力最大,则有
代入数据解得,D正确。
故选BD。
考向4 动力学两类基本问题【重】
例4如图所示,冰雪运动训练场水平直道上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。制动区与雪板间动摩擦因数为0.5,重力加速度g取,运动员在第几个减速区停下( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【详解】运动员在制动区受到滑动摩擦力作用做匀减速运动,根据牛顿第二定律,加速度大小
设运动员在制动区滑行的总路程为时速度减为零,根据运动学公式
解得
因为每个制动区长度,且,说明运动员滑过前两个制动区后,还需要在第三个制动区滑行才能停下,光滑区不改变速度大小。
故选B。
【变式训练1】登封观星台是我国现存最早的天文台之一,其台体侧面可视为倾角为θ的斜面,如图所示。某次维修时,一质量为m、可视为质点的石块从斜面顶端由静止匀加速滑下。若台体侧面长为L,石块滑至台体底端所用时间为t,重力加速度为g,则石块与台体侧面间的动摩擦因数为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据牛顿第二定律有
解得加速度为
根据运动学公式有
联立可得
故选A。
思维建模 动力学问题的解题思路
考向5 等时圆模型的应用【重】如图所示,在竖直平面内有一大圆环,其中O为圆心,AB为竖直直径,OP与直径AB的夹角为α,PC与AB平行。现有一小圆环分别套在粗糙杆PB、PC、PD上,分别由P点运动到B、C、D点,运动时间为、、,其中小圆环直径略大于粗糙杆的直径,摩擦因数,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当落点在PC右侧时,延长PO交圆于E点,过P点作圆的切线,设PD与切线夹角为,如图所示
根据几何关系可知
根据牛顿第二定律可得
解得
根据位移时间关系可得
解得,则运动时间与无关,即
当沿PB运动时,根据牛顿第二定律可得
根据几何关系可知
根据位移时间关系可得
解得,则,故ACD错误、B正确。
故选B。
【变式训练1】如图所示,在竖直面内三根固定的光滑细杆,P、a、b、c位于同一圆周上,点d为圆周的最高点,c点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从P处释放(初速为0),用、、依次表示各滑环到达a、b、c所用的时间,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】以P点为最高点,取合适的竖直直径Pe作圆,如图虚线所示
三个滑环从P静止释放到达虚线圆上f、g、h的时间设为t,杆与竖直方向的夹角为α,虚线圆的直径为d。根据位移时间公式可得
解得
则知虚线圆为等时圆,即从P到f、b、g是等时的,比较图示位移Pa>Pf,Pc<Pg,故推得t1>t2>t3
故选B。
考点三 动力学图像问题
知●识●解●构
知识点1 常见的动力学图像
v-t图像、a-t图像、F-t图像、F-a图像等。
(1)v-t图像:根据图像的斜率判断加速度的大小和方向,再根据牛顿第二定律列方程求解。
(2)a-t图像:注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体的受力情况应用牛顿第二定律列方程求解。
(3)F-t图像:结合物体受到的力,由牛顿第二定律求出加速度,分析每一段的运动情况。
(4)F-a图像:首先要根据具体的物理情景,对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式,根据函数关系式结合图像,明确图像的斜率、截距或面积的意义,从而由图像给出的信息求出未知量。
考●向●破●译
考向一 单个物体的动力学图像【重】
例1将一羽毛球竖直上抛,过一段时间球回到抛出点。取向上为正方向,假设羽毛球受到的空气阻力与速度大小成正比。下列描述物体运动的v—t图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意,根据牛顿第二定律上升阶段
下降阶段
可得小球在上升和下降阶段加速度大小分别为,
上升阶段v逐渐减小,则a1逐渐减小,下降阶段v逐渐增大,则a2也逐渐减小,即v—t图像的斜率的绝对值始终减小,直至减为零。
故选A。
【变式训练1·变考法】如图所示,一竖直轻弹簧下端固定在地面上。现将一小球置于弹簧上方并用力向下压至某一位置O (在弹性限度内)后由静止释放。以O点为原点,竖直向上为正方向建立 轴,小球上升过程的和图像如下图所示,不计空气阻力,重力加速度为 ,其中段为直线、 段为曲线。下列图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.设小球位于O点时弹簧的压缩量为,根据题意可知
小球离开弹簧前,根据牛顿第二定律有
得
故小球离开弹簧前,其图像是一条与纵轴交于正半轴、下降趋势的直线,小球离开弹簧后,只受重力,加速度为,故AB错误;
CD.小球离开弹簧前,小球所受合力先向上且逐渐减小,弹簧弹力等于小球重力时,合力为零,此后合力向下且越来越大,故小球的加速度先减小后增大,速度先增大后减小,图像切线斜率的绝对值
故先减小后增大,其图像先越来越平缓,后越来越陡,小球离开弹簧后,加速度不变,速度越来越小,则越来越大,即图像越来越陡,故MN段应为曲线,故C错误,D正确。
故选D。
考向二 多个物体的动力学图像【重】
例2如图甲,两物体A、B叠放在光滑水平面上,对物体B施加一水平力,力随时间变化图像如图乙所示。两物体在力作用下由静止开始运动,且始终相对静止。下列说法正确的是( )
A.时刻,两物体之间的摩擦力最大 B.时刻,两物体的速度方向开始改变
C.时刻,两物体回到初始位置 D.物体A所受摩擦力与力的方向始终相同
【答案】D
【详解】A.以整体为研究对象,根据牛顿第二定律
研究A物体,根据牛顿第二定律
可得
时刻,所以,摩擦力最小,A错误;
B.时间内,为正,加速度沿正方向,物体一直做加速运动,速度沿正方向
时刻反向,加速度反向,物体开始沿正方向做减速运动,速度方向不变,B错误;
C.内,物体速度方向始终为正(正向加速,正向减速,时刻速度减为0),位移一直增大,时刻位移最大,没有回到初始位置,C错误;
D.由A项的推导可知 ,摩擦力始终与同方向,D正确。
故选 D。
【变式训练1】如图甲所示,物块放在光滑的平台上,绕过光滑定滑轮的轻绳一端连在物块上,另一端吊着物块,滑轮与物块间的轻绳水平,用水平力向右拉物块,使其从静止开始做匀加速直线运动,运动位移大小为时,速度大小为,其图像如图乙所示,轻绳足够长,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A.物块A的质量等于
B.物块B的质量等于
C.当时,轻绳上的拉力大小等于
D.撤去拉力的一瞬间,物块的加速度大小等于
【答案】A
【详解】AB.对A、B整体分析,根据牛顿第二定律有
由运动学公式
可得
联立解得
结合图乙可知,图像斜率
纵轴截距
解得,
则。故A正确,B错误;
C.当时,代入公式得
解得
对物块B,由牛顿第二定律
解得。故C错误;
D.撤去拉力的瞬间,对整体由牛顿第二定律
解得。故D错误。
故选A。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·云南·高考真题)云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升,用时,则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为( )
A.,超重 B.,超重 C.,失重 D.,失重
【答案】A
【详解】平均速度计算:根据平均速度定义式,代入位移、时间,可得
超重失重判断:电梯向上加速时加速度竖直向上,乘客处于超重状态。
故选A。
2.(2024·天津·高考真题)生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物,小车的底板和侧板垂直,底板和侧板对重物的弹力分别为、,忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不变,重物始终与小车相对静止,小车水平向右运动,由匀速变为加速时( )
A.增大,增大
B.减小,增大
C.增大,减小
D.减小,减小
【答案】B
【详解】对重物受力分析,设底板与水平面之间的夹角为,如图所示
小车匀速时,有,小车加速时,有
其中,则减小,增大。
故选B。
3.(2025·甘肃·高考真题)2025年4月24日,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为。火箭质量约为500吨且认为在内基本不变,则火箭在初始内的加速度大小约为( )(重力加速度g取)
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意,由牛顿第二定律有
代入数据解得
故选A。
4.(2025·北京·高考真题)模拟失重环境的实验舱,通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出,上升到最高点后回落,再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中,受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大,f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是( )
A.从到,实验舱处于电磁弹射过程 B.从到,实验舱加速度大小减小
C.从到,实验舱内物体处于失重状态 D.时刻,实验舱达到最高点
【答案】B
【详解】A.间,f向下,先增大后减小,可知此时速度方向向上,先增大后减小,故实验舱先处于弹射过程后做竖直上抛运动;故A错误;
B.由于受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大则f—t图的形状与v—t图的形状是一模一样的,则实验舱加速度大小在减小,故B正确;
C.间,f向上,先增大后减小,可知此时速度方向向下,先增大后减小,先向下加速后向下减速,加速度先向下后向上,先失重后超重,故C错误;
D.根据前面分析可知时刻速度方向改变,从向上变成向下运动,故时刻到达最高点,故D错误。
故选B。
5.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某智能物流系统中,质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动,受到的合力沿轨道方向,合力F随时间t的变化如图所示,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据牛顿第二定律和题图的F—t图画出如图所示的a—t图像
可知机器人在0 ~ 1s和2 ~ 3s内加速度大小均为1m/s2,方向相反,由v—t图线的斜率表示加速度可知A正确。
故选A。
6.(2025·山东·高考真题)工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据牛顿第二定律
可得
故选B。
7.(2025·浙江·高考真题)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度,下列说法正确的是( )
A.双臂夹角越大受力越小
B.杠铃对每只手臂作用力大小为
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
【答案】D
【详解】AB.杠铃的重力为
手臂与水平的杠铃之间有夹角,假设手臂与竖直方向夹角为,根据平衡条件可知
可知,双臂夹角越大,F越大;结合,解得杠铃对手臂的弹力,而杠铃对手臂的作用力是弹力和摩擦力的合力,可知杠铃对每只手臂作用力大小大于,AB错误;
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力,C错误;
D.加速举起杠铃,人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上,系统处于超重状态,因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力,D正确。
故选D。
8.(多选)(2025·福建·高考真题)如图,物块A、B用轻弹簧连接并放置于水平传送带上,传送带以1m/s的恒定速率顺时针转动。t=0时,A的速度大小为2m/s,方向水平向右,B的速度为0,弹簧处于原长,t=t1时(t1为未知量),A第一次与传送带共速,弹簧弹性势能0.75J。已知A、B可视为质点,质量分别为1kg、2kg,与传送带的动摩擦因数为0.5、0.25;A与传送带相对滑动时会留下痕迹,重力加速度大小取,A、B始终在传送带上,弹簧始终在弹性限度内,则( )
A.在t=时,A的加速度大小比B的小
B.t=t1时,B的速度大小为0.5m/s
C.t=t1时,弹簧的压缩量为0.2m
D.0﹣t1过程中,A在传送带上留下的划痕长度小于0.05m
【答案】BD
【详解】AB.根据题意可知传送带对AB的滑动摩擦力大小相等都为
初始时A向右减速,B向右加速,故可知在A与传送带第一次共速前,AB整体所受合外力为零,系统动量守恒有,
代入数值解得t=t1时,B的速度为
在A与传送带第一次共速前,对任意时刻对AB根据牛顿第二定律有,
由于,故可知
故A错误,B正确;
C.在时间内,设AB向右的位移分别为,,由功能关系有
解得
故弹簧的压缩量为
故C错误;
D.A与传送带的相对位移为
B与传送带的相对为
故可得
由于时间内A向右做加速度逐渐增大的减速运动,B向右做加速度逐渐增大的加速运动,且满足,作出AB的图像
可知等于图形的面积,等于图形的面积,故可得
结合
可知,故D正确。
故选BD。
9.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)如图(a),倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为、,整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图(b)所示,两条曲线均为抛物线,乙的曲线在时切线斜率为0,则( )
A.
B.时,甲的速度大小为
C.之前,地面对斜面的摩擦力方向向左
D.之后,地面对斜面的摩擦力方向向左
【答案】AD
【详解】B.位置与时间的图像的斜率表示速度,甲乙两个物块的曲线均为抛物线,则甲物体做匀加速运动,乙物体做匀减速运动,在时间内甲乙的位移可得
可得时刻甲物体的速度为,B错误;
A.甲物体的加速度大小为
乙物体的加速度大小为
由牛顿第二定律可得甲物体
同理可得乙物体
联立可得,A正确
C.设斜面的质量为,取水平向左为正方向,由系统牛顿第二定理可得
则之前,地面和斜面之间摩擦力为零,C错误;
D.之后,乙物体保持静止,甲物体继续沿下面向下加速,由系统牛顿第二定律可得
即地面对斜面的摩擦力向左,D正确。
故选AD。
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第09讲 牛顿第一、二定律 动力学图像问题
考点一 牛顿第一定律
考向1 伽利略理想斜面实验
例1 【答案】B
【变式训练1】【答案】B
考向2 牛顿第一定律 惯性与质量
例2 【答案】B
【变式训练1】【答案】A
考点二 牛顿第二定律
考向一 牛顿第二定律的初步应用
例1 【答案】C
【变式训练1】【答案】BC
考向二 用牛顿第二定律求瞬时加速度问题
例2 【答案】C
【变式训练1】【答案】CD
考向三 超重与失重
例3 【答案】D
【变式训练1】【答案】BD
考向四 动力学两类基本问题
例4 【答案】B
【变式训练1】【答案】A
考向五 等时圆模型的应用
例5 【答案】B
【变式训练1】【答案】B
考点三 动力学图像问题
考向一 单个物体的动力学图像
例1 【答案】A
【变式训练1】【答案】D
考向二 多个物体的动力学图像
例2 【答案】D
【变式训练1】【答案】A
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】A
6.【答案】B
7.【答案】D
8.【答案】BD
9.【答案】AD
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第09讲 牛顿第一、二定律 动力学图像问题
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
考点一 牛顿第一定律
知识点1牛顿第一定律
知识点2惯性与质量
考向1伽利略理想斜面实验
考向2牛顿第一定律 惯性与质量
考点二 牛顿第二定律
知识点1牛顿第二定律内容
知识点2用牛顿第二定律求瞬时加速度问题 重
知识点3超重与失重 重
知识点4动力学两类基本问题 重
知识点5等时圆模型 重
考向1 牛顿第二定律的初步应用
考向2用牛顿第二定律求瞬时加速度问题重 【思维建模】求解瞬时加速度问题的一般思路
考向3超重与失重 重
考向4动力学两类基本问题 重【思维建模】动力学问题的解题思路
考向5等时圆模型的应用 重
考点三 动力学图像问题
知识点1常见的动力学图像
考向1 单个物体的动力学图像 重
考向2 多个物体的动力学图像 重
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
核心考点
2026年
2025年
2024年
牛顿运动定律的应用
云南卷T2
四川卷T7
甘肃卷T3
山东卷T8
福建T8
浙江卷(第一次)T3
海南卷T18
天津卷
动力学图像
北京卷T11
陕晋青宁卷T3
黑吉辽蒙卷T10
广西卷T3
考情分析
1. 题型与考向:高考对牛顿三定律基本规律的考查,多以选择题和计算题的形式出现,同时与实际生活的实例结论紧密,题目相对较为简单。
2.情境与立意:
从命题思路上看,试题情景为生活实践类:安全行车,生活娱乐,交通运输,体育运动;
复习目标
目标一:掌握并会利用牛顿三大定律处理物理问题。
目标二:会利用牛顿第二定律解决瞬时加速度问题和超重失重问题。
目标三.:会利用牛顿第二定律解决两类基本问题,会结合动力学图像解决实际问题。
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 牛顿第一定律
知●识●解●构
知识点1牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:一切物体总保持 ,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(1)揭示了物体的惯性:不受力的作用时,一切物体总保持 。
2.牛顿第一、第二定律的关系
(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础,经过科学抽象、归纳推理总结出来的,牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响;牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
(2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变 的原因。
知识点2 惯性与质量
对惯性的理解:
(1)保持“原状”:物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态( )。
(2)反抗改变:物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态改变。惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
(3)惯性的量度: 是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,与物体的速度和受力情况无关。
考●向●破●译
考向1 伽利略理想斜面实验
例1 伽利略创造性地设计了如图(a)、(b)的两个斜面实验,下列说法正确的是( )
A.图(a)是为了便于测量速度
B.图(a)可得出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动
C.图(b)的结论可以由实际实验直接获得
D.图(b)可得出力是维持物体运动的原因
【变式训练1·变考法】伽利略在研究斜面上铜球运动基础上,如图所示,进行了从甲到丁的处理,得出了自由落体运动的规律。此过程中伽利略运用什么物理方法( )
A.观察 B.外推 C.类比 D.建模
考向2 牛顿第一定律 惯性与质量
例2 《考工记》中记载了“马力既竭,辀犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动一段距离。“马力既竭,辀犹能一取焉”蕴含的物理规律是( )
A.胡克定律 B.牛顿第一定律 C.牛顿第二定律 D.牛顿第三定律
【变式训练1·变载体】李玲在杭州亚运会上夺得女子撑杆跳高金牌。如图所示,从撑杆起跳到安全着垫的过程中,李玲的惯性( )
A.始终不变 B.逐渐增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
考点二 牛顿第二定律
知●识●解●构
知识点1 牛顿第二定律内容
1.牛顿第二定律:物体加速度的大小跟它受到的作用力成 、跟它的质量成 ,加速度的方向跟作用力的方向 。
2.表达式:F=ma,其中F为物体受到的 。
3.牛顿第二定律的五个特性
4.合力、加速度、速度之间的决定关系
(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。
(2)a=是加速度的定义式,a与Δv、Δt无必然联系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝。
(3)合力与速度同向时,物体 运动;合力与速度反向时,物体 运动。
知识点2 用牛顿第二定律求瞬时加速度问题重
1.轻绳、轻杆、硬接触面模型的特点:
对于轻绳、轻杆和硬接触面这类物体认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即改变或消失,不需要形变恢复时间。
①在瞬时问题中,其弹力可以看成是 改变的。
②一般题目中所给细绳、轻杆和接触面等在不加特殊说明时,均可按此模型处理。
2.弹簧、橡皮绳模型的特点
①当弹簧、橡皮绳的两端与物体相连时,由于物体具有惯性,弹簧、橡皮绳的形变量 瞬间发生突变。
②在求解瞬时加速度的问题中,其弹力的大小可认为是 的,即弹簧或橡皮绳的弹力 突变。
知识点3 超重与失重 重
1.实重和视重
(1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态 。
(2)视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
2.超重、失重和完全失重的比较
比较项
超重
失重
完全失重
现象
视重 实重
视重 实重
视重等于0
产生条件
物体的加速度
物体的加速度
物体的加速度等于g
运动状态
上升或 下降
加速 或 上升
以加速度g 下降或 上升
原理方程
F-mg=ma→F=m(g+a)
mg-F=ma→F=m(g-a)
mg-F=mg→F=0
3.判断超重和失重现象的三个角度
(1)从受力的角度判断:当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于 状态;小于重力时处于 状态;等于零时处于 状态。
(2)从加速度的角度判断:当物体具有 的加速度时处于超重状态;具有 的加速度时处于失重状态;向下的加速度恰好等于 时处于完全失重状态。
(3)从速度变化角度判断:物体向上加速或向下 时,超重;物体向下加速或向上 时,失重。
✨得分速记
对超重和失重问题的三点提醒:
(1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关,只取决于 的方向。
(2)并非物体在竖直方向上运动时,才会出现超重或失重现象。只要加速度具有 的分量,物体就处于超重状态;同理,只要加速度具有 的分量,物体就处于失重状态。
(3)发生超重或者失重时,物体的实际重力 发生变化,变化的只是物体的 。
知识点4 动力学两类基本问题 重
1.把握“两个分析”“一个桥梁”
2.找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂,
可画位置示意图确定位移之间的联系。
3.两类动力学问题的解题步骤
知识点5 等时圆模型重
1.圆周内同顶端的斜面
如图所示,在竖直面内的同一个圆周上,各斜面的顶端都在竖直圆周的最高点,底端都落在该圆周上。
由2R·sin θ=·gsin θ·t2,可推得:t1=t2=t3。
2.圆周内同底端的斜面
如图所示,在竖直面内的同一个圆周上,各斜面的底端都在竖直圆周的最低点,顶端都源自该圆周上的不同点。同理可推得:t1=t2=t3。
3.双圆周内斜面
如图所示,在竖直面内两个圆中,两圆心在同一竖直线上且两圆相切。各斜面过两圆的公共切点且顶端源自上方圆周上某点,底端落在下方圆周上的相应位置。可推得t1=t2=t3。
考●向●破●译
考向1 对牛顿第二定律的初步应用
例1目前,配置较高的汽车都安装了(或)制动装置,可保证车轮在制动时不会被抱死,使车轮仍有一定的滚动。安装了这种防抱死装置的汽车,在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力,从而使刹车距离大大减小。假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为车重的,驾驶员发现障碍物后的反应时间为,汽车刹车前匀速行驶的速度为,重力加速度,则
A.汽车刹车时的加速度大小为
B.汽车的刹车时间为
C.从发现障碍物到汽车停止的过程中,汽车运动的距离为
D.汽车的刹车距离为
【变式训练1·变考法】(多选)如图所示,水平地面上静置着两个紧密贴合、横截面均为梯形的物块M和N,两物块的斜面倾角为53°。现对物块M施加一个水平向右的推力F(未知),使M和N保持相对静止一起向右加速运动。已知物块M的质量为6m,物块N的质量为3m,所有接触面均光滑无摩擦,不计空气阻力,重力加速度为g,,,则下列说法正确的是( )
A.地面对物块N的支持力大小为3mg
B.推力F的大小为24mg
C.物块M和N一起运动的加速度大小为
D.物块M和N之间的相互作用力大小为8mg
考向2 用牛顿第二定律求瞬时加速度问题【重】
例2如图所示,三个木块A、B、C质量分别为m 、m、,木块A、C通过轻弹簧相连,B放置在C上面、C放置在木板D上面,整个系统处于静止状态,重力加速度为g ,突然水平抽出木板D的瞬间,下列说法正确的是( )
A.A的加速度大小为 B.B的加速度为零
C.C的加速度大小为 D.B、C间的弹力大小为
▶新思维◀【变式训练1】(多选)如图所示,某次高空物资放送任务中,质量为m的物资通过轻质弹性橡皮条和轻绳固定在机舱下部,到达指定位置悬停时,与竖直方向夹角为,水平拉直。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.先断开的瞬间,对物资的作用力不会发生突变
B.同时断开和的瞬间,物资处于平衡状态
C.先断开的瞬间,物资的加速度大小为
D.先断开的瞬间,物资的加速度大小为g
思维建模 求解瞬时加速度问题的一般思路
考向3 超重与失重【重】
例3一质量为的乘客乘坐竖直电梯下楼,其高度与时间的关系图像如图所示,时间内和时间内图线为曲线,时间内图线为直线。乘客所受支持力的大小用表示,速度大小用表示,重力加速度大小为。则( )
A.时间内,增大,
B.时间内,减小,
C.时间内,增大,
D.时间内,减小,
【变式训练1】(多选)在直升机竖直降落的过程中,开始时飞机匀速降落,飞行员对座椅的压力情况如图所示,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A.飞行员的质量为70 kg
B.飞行员在t1时刻的加速度方向向下
C.飞行员在t2时刻的加速度方向向下
D.从图中可知飞行员在这两次规避障碍过程中的加速度的最大值为6 m/s2
考向4 动力学两类基本问题【重】
例4如图所示,冰雪运动训练场水平直道上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。制动区与雪板间动摩擦因数为0.5,重力加速度g取,运动员在第几个减速区停下( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【变式训练1】登封观星台是我国现存最早的天文台之一,其台体侧面可视为倾角为θ的斜面,如图所示。某次维修时,一质量为m、可视为质点的石块从斜面顶端由静止匀加速滑下。若台体侧面长为L,石块滑至台体底端所用时间为t,重力加速度为g,则石块与台体侧面间的动摩擦因数为( )
A. B.
C. D.
思维建模 动力学问题的解题思路
考向5 等时圆模型的应用【重】如图所示,在竖直平面内有一大圆环,其中O为圆心,AB为竖直直径,OP与直径AB的夹角为α,PC与AB平行。现有一小圆环分别套在粗糙杆PB、PC、PD上,分别由P点运动到B、C、D点,运动时间为、、,其中小圆环直径略大于粗糙杆的直径,摩擦因数,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【变式训练1】如图所示,在竖直面内三根固定的光滑细杆,P、a、b、c位于同一圆周上,点d为圆周的最高点,c点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从P处释放(初速为0),用、、依次表示各滑环到达a、b、c所用的时间,则( )
A. B. C. D.
考点三 动力学图像问题
知●识●解●构
知识点1 常见的动力学图像
v-t图像、a-t图像、F-t图像、F-a图像等。
(1)v-t图像:根据图像的斜率判断加速度的大小和方向,再根据牛顿第二定律列方程求解。
(2)a-t图像:注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体的受力情况应用牛顿第二定律列方程求解。
(3)F-t图像:结合物体受到的力,由牛顿第二定律求出加速度,分析每一段的运动情况。
(4)F-a图像:首先要根据具体的物理情景,对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式,根据函数关系式结合图像,明确图像的斜率、截距或面积的意义,从而由图像给出的信息求出未知量。
考●向●破●译
考向一 单个物体的动力学图像【重】
例1将一羽毛球竖直上抛,过一段时间球回到抛出点。取向上为正方向,假设羽毛球受到的空气阻力与速度大小成正比。下列描述物体运动的v—t图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练1·变考法】如图所示,一竖直轻弹簧下端固定在地面上。现将一小球置于弹簧上方并用力向下压至某一位置O (在弹性限度内)后由静止释放。以O点为原点,竖直向上为正方向建立 轴,小球上升过程的和图像如下图所示,不计空气阻力,重力加速度为 ,其中段为直线、 段为曲线。下列图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
考向二 多个物体的动力学图像【重】
例2如图甲,两物体A、B叠放在光滑水平面上,对物体B施加一水平力,力随时间变化图像如图乙所示。两物体在力作用下由静止开始运动,且始终相对静止。下列说法正确的是( )
A.时刻,两物体之间的摩擦力最大 B.时刻,两物体的速度方向开始改变
C.时刻,两物体回到初始位置 D.物体A所受摩擦力与力的方向始终相同
【变式训练1】如图甲所示,物块放在光滑的平台上,绕过光滑定滑轮的轻绳一端连在物块上,另一端吊着物块,滑轮与物块间的轻绳水平,用水平力向右拉物块,使其从静止开始做匀加速直线运动,运动位移大小为时,速度大小为,其图像如图乙所示,轻绳足够长,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A.物块A的质量等于
B.物块B的质量等于
C.当时,轻绳上的拉力大小等于
D.撤去拉力的一瞬间,物块的加速度大小等于
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·云南·高考真题)云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升,用时,则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为( )
A.,超重 B.,超重 C.,失重 D.,失重
2.(2024·天津·高考真题)生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物,小车的底板和侧板垂直,底板和侧板对重物的弹力分别为、,忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不变,重物始终与小车相对静止,小车水平向右运动,由匀速变为加速时( )
A.增大,增大
B.减小,增大
C.增大,减小
D.减小,减小
3.(2025·甘肃·高考真题)2025年4月24日,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为。火箭质量约为500吨且认为在内基本不变,则火箭在初始内的加速度大小约为( )(重力加速度g取)
A. B. C. D.
4.(2025·北京·高考真题)模拟失重环境的实验舱,通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出,上升到最高点后回落,再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中,受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大,f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是( )
A.从到,实验舱处于电磁弹射过程 B.从到,实验舱加速度大小减小
C.从到,实验舱内物体处于失重状态 D.时刻,实验舱达到最高点
5.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某智能物流系统中,质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动,受到的合力沿轨道方向,合力F随时间t的变化如图所示,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025·山东·高考真题)工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
7.(2025·浙江·高考真题)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度,下列说法正确的是( )
A.双臂夹角越大受力越小
B.杠铃对每只手臂作用力大小为
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
8.(多选)(2025·福建·高考真题)如图,物块A、B用轻弹簧连接并放置于水平传送带上,传送带以1m/s的恒定速率顺时针转动。t=0时,A的速度大小为2m/s,方向水平向右,B的速度为0,弹簧处于原长,t=t1时(t1为未知量),A第一次与传送带共速,弹簧弹性势能0.75J。已知A、B可视为质点,质量分别为1kg、2kg,与传送带的动摩擦因数为0.5、0.25;A与传送带相对滑动时会留下痕迹,重力加速度大小取,A、B始终在传送带上,弹簧始终在弹性限度内,则( )
A.在t=时,A的加速度大小比B的小
B.t=t1时,B的速度大小为0.5m/s
C.t=t1时,弹簧的压缩量为0.2m
D.0﹣t1过程中,A在传送带上留下的划痕长度小于0.05m
9.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)如图(a),倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为、,整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图(b)所示,两条曲线均为抛物线,乙的曲线在时切线斜率为0,则( )
A.
B.时,甲的速度大小为
C.之前,地面对斜面的摩擦力方向向左
D.之后,地面对斜面的摩擦力方向向左
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