增分热点1 人形机器人中的动力学问题(复习讲义)(全国通用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-23
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摘要:
该高中物理高考复习讲义聚焦人形机器人动力学问题,整合牛顿运动定律、受力分析、摩擦力及匀变速运动等核心考点,按热点情境引入-核心知识解构-真题模拟训练的逻辑架构,通过考点梳理、方法指导和真题训练,帮助学生建立解题范式,突破高考难点。
资料以科技前沿情境(如“夏澜R03”机器人、春晚《武BOT》)为载体,采用模型建构与科学推理方法,设计分层设问(基础平衡到牛顿第二定律应用),结合真题迁移训练,培养学生物理观念与科学思维,为教师提供系统性复习方案,高效提升学生应考能力。
内容正文:
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增分热点1 人形机器人中的动力学问题(答案版)
热点引入·原创命题
——热点情境AI命题,应用知识唤醒记忆
【答案】
(1)摩擦力大小:
机器人匀速向上运动,处于共点力平衡状态,沿斜面方向合力为零。
将重力沿斜面和垂直斜面分解:
· 沿斜面向下的重力分量: G∥=mgsin30∘
· 垂直斜面向下的重力分量: G⊥=mgcos30∘
由平衡条件: f=G∥=mgsin30∘=75×10×21=375N
答:摩擦力大小为 375 N375N。
(2)动摩擦因数μ的最小值:
由摩擦力公式: f=μFN
支持力: FN=G⊥=mgcos30∘=75×10×23=3753N
代入得:μ=
答:动摩擦因数μ的最小值为 。
(3)加速运动时摩擦力大小:
机器人以a=0.5m/s2 沿斜面向上加速,此时合力不为零,应用牛顿第二定律:
沿斜面方向: F合=ma=f′−mgsin30∘
(注:摩擦力方向仍为沿斜面向下,因机器人相对斜面向上运动,摩擦力方向不变)
整理得: f′=ma+mgsin30∘=412.5N
答:此时摩擦力大小为 412.5N。
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 人形机器人中的动力学问题
热点考向·破译
考向1 人形机器人中的基本运动概念与受力分析
例1【答案】BC
考向1 人形机器人中的动力学问题
例2【答案】C
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.【答案】D
命题预测·模拟训练
——命题预测模拟,专项突破热点
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】B
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增分热点1 人形机器人中的动力学问题(解析版)
内容导航
热点AI命题,应用唤醒记忆 201
热点引入·原创命题
拆解核心考点,归纳解题范式 402
考点精讲·靶向突破脉络梳理
考点一 人形机器人中的动力学问题 4
热点背景·速递 4
一、科技前沿与高考命题的深度融合 4
二、媒体热点与高考命题直接关联:春晚《武BOT》的物理建模原型 4
三、2026年国家级科技热点:具身智能与“天工”平台的教育赋能 4
核心知识·解构 5
一、核心知识点与高考考点映射表 5
命题趋势·预测 5
热点考向·破译 6
考向1 人形机器人中的基本运动概念与受力分析 6
考向1 人形机器人中的动力学问题 6
溯源真题逻辑,感知高考考向 803
真题溯源·考向感知
命题预测模拟,专项突破热点 904
命题预测·模拟训练
热点引入·原创命题
——热点情境AI命题,应用知识唤醒记忆
【热点情境综合题】阅读下列材料,回答问题。
2026年7月17日,2026世界人工智能大会(WAIC 2026)在上海盛大启幕,国产人形机器人“夏澜R03”在应急救援实训场景中进行稳定行走演示。该机器人质量为75 kg,可在倾角为30°的斜坡上匀速向上行走,其脚底与斜坡间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。忽略空气阻力,重力加速度取g=10m/s2。
(1)求机器人所受摩擦力的大小;
(2)求脚底与斜坡间的动摩擦因数μ的最小值;
(3)若机器人从静止开始以加速度a=0.5m/s2沿斜坡向上加速运动,求此时机器人脚底所受摩擦力的大小。
✨命题走向及思路:
· 情境来源:以2026年工信部推动人形机器人在“应急救援”场景常态化部署的国家政策为背景,结合上海世界人工智能大会真实展出的“夏澜R03”机器人,体现科技报国、服务民生的正能量导向。
· 参数设计:质量75 kg、倾角30°、加速度0.5 m/s²均为合理工程值,符合高中物理计算范围,且与2024年山东高考真题(机器人斜坡行走)形成知识延续,增强命题连贯性。
· 设问梯度:
(1)基础绘图,考查受力认知;
(1)(2)考查平衡条件,为必得分点;
(3)提升至牛顿第二定律应用,区分能力层次。
· 科学严谨性:
采用“最大静摩擦力等于滑动摩擦力”设定,避免静动摩擦系数差异带来的超纲问题;
机器人视为质点,忽略关节转动与姿态变化,符合高中物理简化模型要求。
· 教学延伸与真题关联:
本题与2024年山东高考物理真题(机器人在30°斜坡上站立)高度契合,仅将“静止”改为“匀速运动”和“加速运动”,实现知识迁移与能力进阶。
与2025年江西高考题(机器人抛球)形成“力与运动”双情境体系,可作为单元复习典型例题。
【答案】
(1)摩擦力大小:
机器人匀速向上运动,处于共点力平衡状态,沿斜面方向合力为零。
将重力沿斜面和垂直斜面分解:
· 沿斜面向下的重力分量: G∥=mgsin30∘
· 垂直斜面向下的重力分量: G⊥=mgcos30∘
由平衡条件: f=G∥=mgsin30∘=75×10×21=375N
答:摩擦力大小为 375 N375N。
(2)动摩擦因数μ的最小值:
由摩擦力公式: f=μFN
支持力: FN=G⊥=mgcos30∘=75×10×23=3753N
代入得:μ=
答:动摩擦因数μ的最小值为 。
(3)加速运动时摩擦力大小:
机器人以a=0.5m/s2 沿斜面向上加速,此时合力不为零,应用牛顿第二定律:
沿斜面方向: F合=ma=f′−mgsin30∘
(注:摩擦力方向仍为沿斜面向下,因机器人相对斜面向上运动,摩擦力方向不变)
整理得: f′=ma+mgsin30∘=412.5N
答:此时摩擦力大小为 412.5N。
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 人形机器人中的动力学问题
热点背景·速递
一、科技前沿与高考命题的深度融合
1.政策驱动:2026年教育部明确将“具身智能”写入高考命题导向,强调“感知–决策–行动”一体化的物理情境设计,人形机器人作为最具代表性的具身智能体,成为命题首选。
2.教学实践:浙江、广东、山东等地多所中学已引入人形机器人开展物理实验课,如顶兴中学通过机器人“招手”“转身”等动作,直观演示加速度、向心力、受力平衡等抽象概念,显著提升学生建模兴趣。
二、媒体热点与高考命题直接关联:春晚《武BOT》的物理建模原型
2026年央视春晚武术节目《武BOT》由宇树科技与河南塔沟武术学校联合呈现,机器人完成高台跳跃、空翻、器械挥舞等高动态动作,涉及复杂的力学和运动学原理,与2026年高考物理命题形成了精准对接,成为极具价值的备考素材。
三、2026年国家级科技热点:具身智能与“天工”平台的教育赋能
2026年,中国人形机器人产业进入“具身智能”爆发期。由北京人形机器人创新中心发布的“具身天工3.0”平台,首次实现触物交互式全身高动态运动控制,标志着国产机器人从“预设动作”迈向“物理感知-实时响应”新阶段。该平台于2026年3月2日MWC世界移动通信大会完成海外首秀,机器人现场演示伴随着节奏流畅完成一系列舞蹈动作,臂、髋、膝、踝多关节毫秒级协同,动作舒展连贯,精准复刻人类舞蹈姿态。此外全自主干活能力更彰显实用价值,现场演示了机器人实现对物品的精准抓取和分拣,把娃娃、水果等不同物品分别归类到两个篮子中,成为全球瞩目的教育级物理教学载体。其运动过程可直接转化为高考压轴题情境
核心知识·解构
一、核心知识点与高考考点映射表
机器人运动情境
对应高中物理知识点
考查能力
在斜坡上静止或匀速行走
牛顿第一定律、静摩擦力、斜面受力分析、μ ≥ tanθ
临界条件判断、力的正交分解
直线加速–匀速–减速运动
匀变速直线运动、v–t/x–t图像分析、加速度计算
图像信息提取、分段建模
连续跳跃(三次腾空)
竖直上抛、平抛运动、能量守恒、位移比例关系
运动分解、时间–位移比例推理
机器人手臂摆动/关节转动
转动惯量、角动量守恒(选修)、力矩平衡(拓展)
模型简化、刚体转动类比
命题趋势·预测
1.趋势1:出现多机器人协同动力学情境(如两机器人推拉、碰撞),考查系统分析。
2.趋势2:结合传感器数据(如加速度计读数)反推受力,考查数据建模能力。
3.趋势3:跨学科融合:机器人运动轨迹与数学建模结合,考查物理–数学协同思维。
热点考向·破译
考向1 人形机器人中的基本运动概念与受力分析
例1(2026·陕西榆林·三模)(多选)2025年2月,“杭州六小龙”之一的宇树科技公司发布了一款轮足机器人——“山猫”。如图所示,该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水,顺利避开障碍物,能跑、能跳,还能空中翻转,甚至单脚站立保持静止。关于“山猫”,下列说法正确的是( )
A.避开障碍物时,可以看作质点 B.空中翻转时,处于失重状态
C.单脚静止时,地面对它作用力的方向竖直向上 D.起跳时,地面对它的作用力大于它对地面的作用力
【答案】BC
【详解】A.当物体的形状、大小对研究问题的影响可以忽略时,才能看作质点。机器人避开障碍物时,需要考虑自身的形状、尺寸和姿态,不能忽略这些因素,因此不能看作质点,A错误。
B.物体具有向下的加速度时,处于失重状态。机器人在空中翻转时,只受重力作用(空气阻力可忽略),加速度为重力加速度,方向竖直向下,因此处于失重状态,B正确。
C.单脚静止时,机器人受力平衡:重力竖直向下,地面对它的作用力(支持力与摩擦力的合力)必须与重力等大反向,因此地面对它的作用力方向竖直向上,C正确。
D.地面对机器人的作用力与机器人对地面的作用力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,二者大小始终相等、方向相反,与运动状态无关。因此起跳时,地面对它的作用力并不大于它对地面的作用力,D错误。
故选BC。
考向1 人形机器人中的动力学问题
例2随着人工智能的快速发展,机器人功能的开发也不断在突破,如图甲为某开发研究所实验某型号智能机器人的起跳动作示意图,机器人质量为,点是机器人的重心位置。图乙是根据加速度传感器采集到的数据画出的加速度-时间图线。甲乙两图中各点均一一对应,其中有几个点在图甲中没有画出。规定竖直向上为加速度的正方向,重力加速度大小取。根据图乙分析可知( )
A.点为机器人起跳动作中重心最低点 B.点时机器人向上速度最大
C.点位置机器人对地面压力大小为 D.机器人在点时已开始离开地面
【答案】C
【详解】A.重心最低点时加速度向上最大,可知点为机器人起跳动作中重心最低点,故A错误;
B.图像的面积表示速度的变化量,点位置图像总面积为负,速度增量为负,机器人在向下运动,故B错误;
C.点位置机器人以向上加速,由
解得N
由牛顿第三定律可知其对地面压力大小为1200N,故C正确;
D.机器人开始离开地面时加速度应为,故在点机器人还没有开始离开地面,故D错误。
故选C。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025·贵州·高考真题)为测试人形机器人的稳定性和灵活性,让人形机器人按指令在一条直线上“跑步”,如图(a)所示。人形机器人在一段时间内的位置—时间图像如图(b)所示,设该机器人在内的位移为、速度为内的位移为、速度为,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】根据图像可知,内的位移为
速度为
内的位移为
速度为
所以
故选D。
命题预测·模拟训练
——命题预测模拟,专项突破热点
1.(2026·浙江·二模)图甲为宇树科技机器人用两只机械手指捏着鸡蛋的照片,简略图如图乙所示。若两手指对鸡蛋的合力为,鸡蛋重力为,下列说法正确的是( )
A.匀速提起鸡蛋时,手指对鸡蛋的压力大于鸡蛋对手指的弹力
B.匀速提起鸡蛋过程中,鸡蛋机械能守恒
C.若手指捏着鸡蛋水平匀速移动,则
D.若手指捏着鸡蛋水平加速移动,则
【答案】D
【详解】A.手指对鸡蛋的压力与鸡蛋对手指的弹力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,两者大小始终相等,故A错误;
B.匀速提起鸡蛋过程中,鸡蛋动能不变,重力势能增加,机械能增加,故B错误;
C.若手指捏着鸡蛋水平匀速移动,鸡蛋处于平衡状态,受重力和手指对鸡蛋的合力,由平衡条件可知与大小相等,即,故C错误;
D.若手指捏着鸡蛋水平加速移动,鸡蛋在竖直方向受力平衡,手指对鸡蛋的竖直分力
在水平方向由牛顿第二定律可知手指对鸡蛋的水平分力
则手指对鸡蛋的合力
显然,故D正确。
故选D。
2.(2026·浙江温州·二模)如图所示为2026年春晚节目《武BOT》机器人表演时的情景。机器人在水平地面加速奔跑过程中,下列说法正确的是( )
A.机器人所受的合力为零
B.机器人所受重力的冲量不为零
C.地面对机器人的支持力做正功
D.机器人所受地面的作用力方向竖直向上
【答案】B
【详解】A.机器人做加速运动,加速度不为零,根据牛顿第二定律,机器人所受合力不为零,故A错误;
B.冲量定义为
重力不为零,加速过程的时间不为零,因此重力的冲量
故B正确;
C.地面对机器人的支持力方向竖直向上,机器人的位移沿水平方向,支持力方向与位移方向垂直,因此支持力不做功,故C错误;
D.地面对机器人的作用力包含两个部分:竖直向上的支持力,以及水平向前提供加速度的静摩擦力,因此地面作用力的合力方向斜向前上方,不是竖直向上,故D错误。
故选B。
3.(2026·安徽安庆·三模)如图甲所示,2025蛇年春晚,国产宇树科技机器人集体扭秧歌引人注目,动作丝滑堪比人类。图乙记录其中一台机器人在一段时间内运动的速度—时间图像,下列说法正确的是( )
A.0~4s内,机器人的加速度大小为0.4m/s2
B.4~12s内,机器人静止
C.12~14s内,机器人的平均速度大小为2m/s
D.全程机器人的位移大小为57.8m
【答案】D
【详解】A.v-t图像的斜率表示加速度,内,加速度大小,故A错误;
B. 内,机器人速度保持不变,做匀速直线运动,不是静止,故B错误;
C. 内机器人做匀加速直线运动,平均速度,故C错误;
D.图像与时间轴围成的面积表示位移,全程位移等于图像的总面积,分三部分计算.
内
内
内
总位移,故D正确。
故选D。
4.(2026·山东枣庄·二模)宇树机器人再次亮相2026年春晚的舞台,化身为武林高手,流畅完成后空翻等一系列高难度动作。下列说法正确的是( )
A.研究机器人做后空翻动作时,可以将其看作质点
B.机器人起跳时,对地面的压力与受到地面的支持力大小相等
C.机器人起跳时,对地面的压力与自身的重力总是大小相等
D.机器人做后空翻动作,在空中运动的过程中处于超重状态
【答案】B
【详解】A.研究机器人后空翻动作时,需要关注其肢体姿态、动作细节,不能忽略其形状和大小,因此不可以将其看作质点,故A错误;
B.机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,二者大小始终相等,故B正确;
C.机器人起跳时具有向上的加速度,由牛顿第二定律可知地面对其支持力大于自身重力,而压力与支持力大小相等,因此机器人对地面的压力大于自身重力,故C错误;
D.机器人在空中运动时仅受重力作用,加速度竖直向下为g,处于完全失重状态,故D错误。
故选B。
5.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)2025年8月世界人形机器人运动会在北京举行,灵翌宇树队的机器人获得1500米决赛冠军。科研人员在水平路面上对机器人运动性能开展了专项测试,如图甲所示;并绘制出其运动的速度—时间图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.段做匀速直线运动 B.段做匀速直线运动
C.段做曲线运动 D.段做曲线运动
【答案】B
【详解】A.由图乙可知,段斜率为定值,做匀加速直线运动,故A错误;
BC.由图乙可知,段斜率为零,做匀速直线运动,故B正确,C错误;
D.由图乙可知,段做变减速直线运动,故D错误。
故选B。
6.(2026·广东江门·二模)2025年8月,世界人形机器人运动会在北京举办。在百米机器人“飞人大战”中,机器人站在同一起跑线上,发令枪响(记为0时刻)后,A、B两机器人沿直线运动,它们的速度v随时间t变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.两机器人同时出发 B.0~2s内,A机器人的加速度大小为
C.t=5s时,B机器人刚好追上A机器人 D.2s~5s内,两机器人之间的距离一直在减小
【答案】C
【详解】A.由图可知,A机器人在时开始运动,而B机器人在开始运动,故A错误;
B.0~2s内,A机器人的加速度大小为,故B错误;
C.根据图线与坐标轴所围面积表示位移可知,时,A机器人的位移大小为
B机器人的位移大小为
即t=5s时,B机器人刚好追上A机器人,故C正确;
D.由图可知,B机器人在2s刚开始运动时的速度小于A机器人的速度,A在B前方,两机器人之间的距离在增大;3s后B的速度大于A的速度,两机器人之间的距离在减小。所以2s~5s内,两机器人之间的距离先增大后减小,故D错误。
故选C。
7.(2026·河南濮阳·一模)目前,我国的人形机器人科技事业正在迅猛发展。如图所示为我国国产人形机器人“天工”平稳通过斜坡的情景,它可以在倾角不大于的斜坡上稳定地站立和行走。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则“天工”的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知该国产机器人可以在倾角不大于的斜坡上稳定地站立和行走,对该机器人进行受力分析,有
可得
故选D。
8.(2026·江西赣州·二模)2025年世界人形机器人运动会在北京国家速滑馆“冰丝带”举行,有足球、跑步、跳舞、实用场景挑战等项目,机器人选手们展现了前沿科技的硬核实力,未来感拉满。某轮比赛中,一机器人从静止开始做直线运动,其运动过程中的图像如图所示,则该机器人( )
A.在3s时的速度大小为2m/s
B.在0~3s时间内运动的位移大小为9m
C.在3~6s时间内的速度变化量大小为15m/s
D.在0~6s时间内的平均加速度大小为
【答案】B
【详解】A.0~3s内,加速度恒定为a=2m/s2,机器人从静止开始做匀加速直线运动。根据速度公式可得3s时速度为v = v0 + at = 0 + 2 ×3 m/s = 6m/s,故A错误;
B.0~3s内,机器人做匀加速直线运动,运动的位移为,故B正确;
C.3~6s内的速度变化量等于a-t图像在这段的面积,则,故C错误;
D.在0~6s时间内的平均加速度大小为,故D错误。
故选B。
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增分热点1 人形机器人中的动力学问题(原卷版)
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热点AI命题,应用唤醒记忆 201
热点引入·原创命题
拆解核心考点,归纳解题范式 402
考点精讲·靶向突破脉络梳理
考点一 人形机器人中的动力学问题 4
热点背景·速递 4
一、科技前沿与高考命题的深度融合 4
二、媒体热点与高考命题直接关联:春晚《武BOT》的物理建模原型 4
三、2026年国家级科技热点:具身智能与“天工”平台的教育赋能 4
核心知识·解构 5
一、核心知识点与高考考点映射表 5
命题趋势·预测 5
热点考向·破译 6
考向1 人形机器人中的基本运动概念与受力分析 6
考向1 人形机器人中的动力学问题 6
溯源真题逻辑,感知高考考向 703
真题溯源·考向感知
命题预测模拟,专项突破热点 804
命题预测·模拟训练
热点引入·原创命题
——热点情境AI命题,应用知识唤醒记忆
【热点情境综合题】阅读下列材料,回答问题。
2026年7月17日,2026世界人工智能大会(WAIC 2026)在上海盛大启幕,国产人形机器人“夏澜R03”在应急救援实训场景中进行稳定行走演示。该机器人质量为75 kg,可在倾角为30°的斜坡上匀速向上行走,其脚底与斜坡间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。忽略空气阻力,重力加速度取g=10m/s2。
(1)求机器人所受摩擦力的大小;
(2)求脚底与斜坡间的动摩擦因数μ的最小值;
(3)若机器人从静止开始以加速度a=0.5m/s2沿斜坡向上加速运动,求此时机器人脚底所受摩擦力的大小。
✨命题走向及思路:
· 情境来源:以2026年工信部推动人形机器人在“应急救援”场景常态化部署的国家政策为背景,结合上海世界人工智能大会真实展出的“夏澜R03”机器人,体现科技报国、服务民生的正能量导向。
· 参数设计:质量75 kg、倾角30°、加速度0.5 m/s²均为合理工程值,符合高中物理计算范围,且与2024年山东高考真题(机器人斜坡行走)形成知识延续,增强命题连贯性。
· 设问梯度:
(1)基础绘图,考查受力认知;
(1)(2)考查平衡条件,为必得分点;
(3)提升至牛顿第二定律应用,区分能力层次。
· 科学严谨性:
采用“最大静摩擦力等于滑动摩擦力”设定,避免静动摩擦系数差异带来的超纲问题;
机器人视为质点,忽略关节转动与姿态变化,符合高中物理简化模型要求。
· 教学延伸与真题关联:
本题与2024年山东高考物理真题(机器人在30°斜坡上站立)高度契合,仅将“静止”改为“匀速运动”和“加速运动”,实现知识迁移与能力进阶。
与2025年江西高考题(机器人抛球)形成“力与运动”双情境体系,可作为单元复习典型例题。
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 人形机器人中的动力学问题
热点背景·速递
一、科技前沿与高考命题的深度融合
1.政策驱动:2026年教育部明确将“具身智能”写入高考命题导向,强调“感知–决策–行动”一体化的物理情境设计,人形机器人作为最具代表性的具身智能体,成为命题首选。
2.教学实践:浙江、广东、山东等地多所中学已引入人形机器人开展物理实验课,如顶兴中学通过机器人“招手”“转身”等动作,直观演示加速度、向心力、受力平衡等抽象概念,显著提升学生建模兴趣。
二、媒体热点与高考命题直接关联:春晚《武BOT》的物理建模原型
2026年央视春晚武术节目《武BOT》由宇树科技与河南塔沟武术学校联合呈现,机器人完成高台跳跃、空翻、器械挥舞等高动态动作,涉及复杂的力学和运动学原理,与2026年高考物理命题形成了精准对接,成为极具价值的备考素材。
三、2026年国家级科技热点:具身智能与“天工”平台的教育赋能
2026年,中国人形机器人产业进入“具身智能”爆发期。由北京人形机器人创新中心发布的“具身天工3.0”平台,首次实现触物交互式全身高动态运动控制,标志着国产机器人从“预设动作”迈向“物理感知-实时响应”新阶段。该平台于2026年3月2日MWC世界移动通信大会完成海外首秀,机器人现场演示伴随着节奏流畅完成一系列舞蹈动作,臂、髋、膝、踝多关节毫秒级协同,动作舒展连贯,精准复刻人类舞蹈姿态。此外全自主干活能力更彰显实用价值,现场演示了机器人实现对物品的精准抓取和分拣,把娃娃、水果等不同物品分别归类到两个篮子中,成为全球瞩目的教育级物理教学载体。其运动过程可直接转化为高考压轴题情境
核心知识·解构
一、核心知识点与高考考点映射表
机器人运动情境
对应高中物理知识点
考查能力
在斜坡上静止或匀速行走
牛顿第一定律、静摩擦力、斜面受力分析、μ ≥ tanθ
临界条件判断、力的正交分解
直线加速–匀速–减速运动
匀变速直线运动、v–t/x–t图像分析、加速度计算
图像信息提取、分段建模
连续跳跃(三次腾空)
竖直上抛、平抛运动、能量守恒、位移比例关系
运动分解、时间–位移比例推理
机器人手臂摆动/关节转动
转动惯量、角动量守恒(选修)、力矩平衡(拓展)
模型简化、刚体转动类比
命题趋势·预测
1.趋势1:出现多机器人协同动力学情境(如两机器人推拉、碰撞),考查系统分析。
2.趋势2:结合传感器数据(如加速度计读数)反推受力,考查数据建模能力。
3.趋势3:跨学科融合:机器人运动轨迹与数学建模结合,考查物理–数学协同思维。
热点考向·破译
考向1 人形机器人中的基本运动概念与受力分析
例1(2026·陕西榆林·三模)(多选)2025年2月,“杭州六小龙”之一的宇树科技公司发布了一款轮足机器人——“山猫”。如图所示,该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水,顺利避开障碍物,能跑、能跳,还能空中翻转,甚至单脚站立保持静止。关于“山猫”,下列说法正确的是( )
A.避开障碍物时,可以看作质点 B.空中翻转时,处于失重状态
C.单脚静止时,地面对它作用力的方向竖直向上 D.起跳时,地面对它的作用力大于它对地面的作用力
考向1 人形机器人中的动力学问题
例2随着人工智能的快速发展,机器人功能的开发也不断在突破,如图甲为某开发研究所实验某型号智能机器人的起跳动作示意图,机器人质量为,点是机器人的重心位置。图乙是根据加速度传感器采集到的数据画出的加速度-时间图线。甲乙两图中各点均一一对应,其中有几个点在图甲中没有画出。规定竖直向上为加速度的正方向,重力加速度大小取。根据图乙分析可知( )
A.点为机器人起跳动作中重心最低点 B.点时机器人向上速度最大
C.点位置机器人对地面压力大小为 D.机器人在点时已开始离开地面
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025·贵州·高考真题)为测试人形机器人的稳定性和灵活性,让人形机器人按指令在一条直线上“跑步”,如图(a)所示。人形机器人在一段时间内的位置—时间图像如图(b)所示,设该机器人在内的位移为、速度为内的位移为、速度为,则( )
A.
B.
C.
D.
命题预测·模拟训练
——命题预测模拟,专项突破热点
1.(2026·浙江·二模)图甲为宇树科技机器人用两只机械手指捏着鸡蛋的照片,简略图如图乙所示。若两手指对鸡蛋的合力为,鸡蛋重力为,下列说法正确的是( )
A.匀速提起鸡蛋时,手指对鸡蛋的压力大于鸡蛋对手指的弹力
B.匀速提起鸡蛋过程中,鸡蛋机械能守恒
C.若手指捏着鸡蛋水平匀速移动,则
D.若手指捏着鸡蛋水平加速移动,则
2.(2026·浙江温州·二模)如图所示为2026年春晚节目《武BOT》机器人表演时的情景。机器人在水平地面加速奔跑过程中,下列说法正确的是( )
A.机器人所受的合力为零
B.机器人所受重力的冲量不为零
C.地面对机器人的支持力做正功
D.机器人所受地面的作用力方向竖直向上
3.(2026·安徽安庆·三模)如图甲所示,2025蛇年春晚,国产宇树科技机器人集体扭秧歌引人注目,动作丝滑堪比人类。图乙记录其中一台机器人在一段时间内运动的速度—时间图像,下列说法正确的是( )
A.0~4s内,机器人的加速度大小为0.4m/s2
B.4~12s内,机器人静止
C.12~14s内,机器人的平均速度大小为2m/s
D.全程机器人的位移大小为57.8m
4.(2026·山东枣庄·二模)宇树机器人再次亮相2026年春晚的舞台,化身为武林高手,流畅完成后空翻等一系列高难度动作。下列说法正确的是( )
A.研究机器人做后空翻动作时,可以将其看作质点
B.机器人起跳时,对地面的压力与受到地面的支持力大小相等
C.机器人起跳时,对地面的压力与自身的重力总是大小相等
D.机器人做后空翻动作,在空中运动的过程中处于超重状态
5.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)2025年8月世界人形机器人运动会在北京举行,灵翌宇树队的机器人获得1500米决赛冠军。科研人员在水平路面上对机器人运动性能开展了专项测试,如图甲所示;并绘制出其运动的速度—时间图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.段做匀速直线运动 B.段做匀速直线运动
C.段做曲线运动 D.段做曲线运动
9.(2026·广东江门·二模)2025年8月,世界人形机器人运动会在北京举办。在百米机器人“飞人大战”中,机器人站在同一起跑线上,发令枪响(记为0时刻)后,A、B两机器人沿直线运动,它们的速度v随时间t变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.两机器人同时出发 B.0~2s内,A机器人的加速度大小为
C.t=5s时,B机器人刚好追上A机器人 D.2s~5s内,两机器人之间的距离一直在减小
7.(2026·河南濮阳·一模)目前,我国的人形机器人科技事业正在迅猛发展。如图所示为我国国产人形机器人“天工”平稳通过斜坡的情景,它可以在倾角不大于的斜坡上稳定地站立和行走。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则“天工”的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B. C. D.
8.(2026·江西赣州·二模)2025年世界人形机器人运动会在北京国家速滑馆“冰丝带”举行,有足球、跑步、跳舞、实用场景挑战等项目,机器人选手们展现了前沿科技的硬核实力,未来感拉满。某轮比赛中,一机器人从静止开始做直线运动,其运动过程中的图像如图所示,则该机器人( )
A.在3s时的速度大小为2m/s
B.在0~3s时间内运动的位移大小为9m
C.在3~6s时间内的速度变化量大小为15m/s
D.在0~6s时间内的平均加速度大小为
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