专题03 运动与力的关系(专项训练)(全国通用)2026年高考物理真题题源解密
2026-07-28
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2份
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45页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 匀变速直线运动位移与时间的关系,匀变速直线运动速度与位移的关系,力的分解 |
| 使用场景 | 高考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.35 MB |
| 发布时间 | 2026-07-28 |
| 更新时间 | 2026-07-28 |
| 作者 | 红外线 |
| 品牌系列 | 上好课·真题题源解密 |
| 审核时间 | 2026-07-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58991024.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以牛顿运动定律为核心,通过“考向分类+真题精练”构建从概念理解到复杂应用的方法体系,融合整体法、隔离法等科学思维,强化运动与力关系的物理观念。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|牛顿第一定律|3题(含2025河南卷等)|惯性分析、受力平衡判断|从惯性概念到力与运动关系的理解|
|牛顿第二定律两类问题|6题(含2026山西陕西卷等)|运动学公式与牛顿定律结合|加速度桥梁作用下力与运动的定量关系|
|超重与失重|3题(含2026云南卷等)|加速度方向判断|竖直方向加速度与视重变化的关联|
|连接体问题|4题(含2025安徽卷等)|整体法与隔离法|多物体系统受力分析与加速度关联|
|图像问题|5题(含2025陕晋青宁卷等)|图像斜率与面积含义解读|F-t、v-t等图像与运动过程的对应|
|临界极值问题|4题(含2025江苏卷等)|极限法与临界条件分析|动态过程中极值状态的受力特征|
内容正文:
专题03 运动与力的关系
内容导览
考情概览:摸清命题规律,锁定复习重点
2026真题研析:拆解最新真题,示范分析路径
3年真题精炼:精练近年真题,吃透常见考法
最新模拟探源:跟进模拟新题,预判考查风向
命题解读
考向
考查统计
1.高频考点:
本类试题主要考查牛顿定律的理解和应用及动力学的连接体问题、图像问题和临佳园里问题。
2.素养考向
①掌握牛顿第二定律,会分析瞬时性问题,会应用牛顿运动定律解决运动的实际问题。
②会运用图像法、整体法与隔离法、极限法分析动力学图像问题。
考向一 牛顿第一定律
2025•河南卷T1
2023·浙江1月卷T1
考向二 牛顿第二定律的理解及两类问题
2025·甘肃卷·T3、
2024·湖南卷·T3
2024·天津卷·T3
考向三 失重与超重
2026·云南卷T2
2025·北京卷·T11
考向四 动力学中的连接体问题
2026·四川卷T7
2025·云南卷·T10、
2025·安徽卷·T5卷
2024·全国甲卷·T2
考向五 动力学图像问题
2025•黑吉辽卷•T10、
2025•海南卷•T2
2024•河北卷•T3、
2024•福建卷•T3、
2024•甘肃卷•T
考向六 动力学中的临界和极值问题
2025·江苏高考 T10
2025·云南·T15、
2025·湖北·T7
2024·新疆河南·T12
高考物理对“运动与力”的主要考查学生对牛顿运动定律的理解与应用。试题常以实际情境为载体,要求学生精准建立物理模型,熟练运用公式进行定量计算,高频考点两类问题、受力分析动力学中的连接体问题与临界、极值问题,是高考物理的常考热点。连接体问题常通过多个物体相互连接,考查整体法与隔离法的灵活运用,涉及受力分析、牛顿第二定律等知识,题型多为计算题,注重对物理过程的分析和数学运算能力的考查。而临界、极值问题则侧重于分析物理过程中状态变化的临界条件,如速度、加速度的极值,力的极值等,常结合圆周运动、弹簧弹力等知识点进行考查,
考向一 牛顿第一定律
1.(2025•河南卷T1) 野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A. 无人机做匀速运动 B. 零件所受合外力为零
C. 零件的惯性逐渐变大 D. 零件的重力势能保持不变
考向二 牛顿第二定律理解及两类问题
(2026·山西陕西·高考真题)如图,某游乐场有一条滑道,由两段粗糙程度不同的直道组成,其中段的长度、倾角为段水平且足够长。初始时游客甲乘滑板从点由静止下滑,经过到达点,此后进入段继续滑行。游客甲和滑板的总质量段、段滑道与滑板间的动摩擦因数分别为、,其中。重力加速度取,。游客和滑板整体视为质点,不计空气阻力及在点处的机械能损失。
(1)求AB段滑道与滑板间的动摩擦因数;
(2)求AB段甲和滑板的机械能损失及动量变化量的大小;
(3)当甲到达点时,游客乙乘同样滑板恰以的速度经过点下滑。求乙到达点时与甲的距离。
。
考向三 失重与超重
3.(2026年高考云南卷物理高考真题)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
考向四 动力学的连接体问题
4.(2025·安徽·T5)如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中( )
A.甲对木箱的摩擦力方向向左 B.地面对木箱的支持力逐渐增大
C.甲运动的加速度大小为 D.乙受到绳子的拉力大小为
考向五 动力学的图像问题
5.(2025·陕晋青宁卷·T3)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.
考向六 动力学的临界极值问题
6.(2025·江苏高考 T10)如图所示,弹簧一端固定,另一端与光滑水平面上木箱相连,箱内放置一小物块,物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放,释放后物块在木箱上有滑动,滑动过程中不与木箱前后壁发生碰撞,不计空气阻力,则( )
A. 释放瞬间,物块加速度为零
B. 物块和木箱最终仍有相对运动
C. 木箱第一次到达最右端时,物块速度为零
D. 物块和木箱的速度第一次相同前,物块受到的摩擦力不变
考向一 牛顿第一定律
1.(2026·浙江·高考真题)如图所示,钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛道上滑行,则( )
A.运动员在转弯时加速度为0
B.运动员和钢架雪车整体机械能守恒
C.钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力
D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力
2.(2023·浙江·高考真题)在足球运动中,足球入网如图所示,则( )
A.踢香蕉球时足球可视为质点 B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
考向二 牛顿第二定律理解及两类问题
1.(2025·甘肃·T3)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.
2.(2024·湖南·T3)如图,质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )
A.g, B.2g, C.2g, D.g,
3.(2024年高考天津卷物理真题)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
4.(2024年高考贵州卷物理真题)某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中,在下落的某段时间内,小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置,相邻位置的时间间隔相等,如图所示,则该段时间内下列说法可能正确的是( )
A.f一直大于G B.f一直小于G
C.f先小于G,后大于G D.f先大于G,后小于G
5.(2026·上海·高考真题)又一只松鼠在一根与水平方向夹角为的倾斜树枝上,从静止开始沿树枝向上做匀加速直线运动;已知它在 内沿树枝运动了 【计算结果,保留2位有效数字】。
(1)求松鼠的加速度;
(2)已知松鼠的质量为 ,求该过程中树枝对松鼠的作用力。
。
考向三 失重与超重
1.(2026年高考云南卷物理高考真题)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.(2025年高考北京卷物理真题)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
3.(2024·海南·高考真题)神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆,在飞船返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速,返回舱速度大大减小,在减速过程中( )
A.返回舱处于超重状态 B.返回舱处于失重状态
C.主伞的拉力不做功 D.重力对返回舱做负功
考向四 动力学的连接体问题
1.(2024·全国高考甲卷T15)如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块,置于水平桌面上,与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量,并测量的加速度大小,得到图像。重力加速度大小为。在下列图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2023·福建·T5)(多选)如图所示,一广场小火车是由车头和车厢编组而成。假设各车厢质量均相等(含乘客),在水平地面上运行过程中阻力与车重成正比。一广场小火车共有3节车厢,车头对第一节车厢的拉力为,第一节车厢对第二节车厢的拉力为,第二节车厢对第三节车厢的拉力为,则( )
A.当火车匀速直线运动时,
B.当火车匀速直线运动时,
C.当火车匀加速直线运动时,
D.当火车匀加速直线运动时,
考向五 动力学的图像问题
1.(2024·安徽·T4)倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块,如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到。不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【
2.(2025·黑吉辽蒙卷·T10)(多选)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
3.(2025·江西·T9)(多选)每逢端午节,江西各地常会举办热闹非凡的赛龙舟活动。利用与某龙舟同方向匀速直线飞行的无人机跟踪拍摄,发现在某段时间内该龙舟做匀加速和匀减速交替的周期性直线运动。若以无人机为参考系,该龙舟在时间内速度由0增加到(划桨阶段),再经历时间速度减为0(未划桨阶段),则关于这段时间内该龙舟的位置x、速度v、加速度a、动能与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
考向六 动力学的临界极值问题
1.(2025·江苏高考 T10)如图所示,弹簧一端固定,另一端与光滑水平面上木箱相连,箱内放置一小物块,物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放,释放后物块在木箱上有滑动,滑动过程中不与木箱前后壁发生碰撞,不计空气阻力,则( )
A. 释放瞬间,物块加速度为零
B. 物块和木箱最终仍有相对运动
C. 木箱第一次到达最右端时,物块速度为零
D. 物块和木箱的速度第一次相同前,物块受到的摩擦力不变
。
2.(2023·北京·T6)如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为( )
A.1N B.2N C.4N D.5N
1.(2026·四川泸州·一模)在伽利略著名的理想实验中,他让小球从左侧斜面某一高度由静止滚下,并冲上右侧斜面。当右侧斜面的倾角逐渐减小,直至最终变为水平时,他观察到小球为了到达原来的高度会运动得越来越远。对此实验的分析,下列说法最能体现该实验研究思想的是( )
A.通过科学推理得出物体在不受力时将保持匀速直线运动
B.直接证明了力是维持物体运动的原因
C.说明了物体的运动需要力来维持,没有力物体最终会停下来
D.验证了质量是物体惯性大小的量度
2.(2026·浙江绍兴·二模)如图所示为世界超级摩托车锦标赛的比赛画面,张雪的机车展现了强大的竞争力,以领先第二名的显著优势夺冠。下列说法正确的是( )
A.“”指的是时刻
B.摩托车加速行驶时,惯性逐渐增大
C.摩托车驶过拱形路面时,驾驶员处于超重状态
D.研究摩托车运动轨迹时可以将摩托车看成质点
3.(2026·河北衡水·二模)2026年央视春节联欢晚会上,人形机器人与小朋友进行同台集群武术表演,机器人侧空翻、打醉拳、耍兵器、连续踢腿等节目惊艳了春晚舞台。下列说法中正确的是( )
A.人形机器人表演侧空翻时,其重心位置可能不在机器人上
B.观众在观看人形机器人打醉拳时可以把机器人当成质点
C.人形机器人连续踢腿时速度越大,惯性越大
D.人形机器人在空中表演侧空翻落地前,处于超重状态
4.(2026·陕西咸阳·一模)图示为索道输运货物的情景,已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°,质量为的重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.20。当载重车厢沿索道向上加速运动时,重物与车厢仍然保持相对静止状态,重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍,重力加速度取,那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小以及车厢的加速度大小分别为( )
A.0.35mg,2m/s2 B.0.30mg,2m/s2
C.0.25mg,2.5m/s2 D.0.20mg,2.5m/s2
5.(2026·海南海口·模拟预测)如图所示,两个质量相同的小球甲、乙用轻绳连接后悬挂在一轻质弹簧下端,整个系统处于静止状态,不计空气阻力。某时刻剪断轻绳,下列说法正确的是( )
A.剪断轻绳瞬间,小球甲的加速度大小为零
B.剪断轻绳瞬间,小球乙立即失去惯性
C.剪断轻绳后,小球甲上升过程中机械能一直增大
D.剪断轻绳后,小球乙落地前的机械能一直增加
6.(2026·山东泰安·三模)如图所示,倾角为的足够长斜面固定在水平地面上,现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面,一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向下运动的时间是向上运动的时间的倍,则它与斜面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
7.(2026·云南红河·三模)某大型商场智能化电动扶梯的简化图如图所示,当乘客站上扶梯后,先随扶梯逐渐加速再匀速向上运动,则乘客( )
A.在加速过程中处于超重状态
B.在匀速向上运动过程中受到的合力竖直向下
C.在加速过程中所受摩擦力方向与运动方向相反
D.在匀速向上运动过程中受到的支持力大于重力
8.(2026·安徽合肥·模拟预测)2026年4月25日,合肥科技成果转化交易会在骆岗中央公园成功举办,会中近万架无人机在空中自由变换阵型,为市民带来了一场精彩绝伦的科技展演。为使无人机能圆满完成飞行任务,展演前需测试其起飞与降落性能。某次测试中,测试员操控一架沿直线飞行时可视为质点的无人机从地面由静止启动,无人机获得竖直向上大小恒定的升力,经过一段时间关闭动力,一段时间后重新开启动力装置使无人机获得跟起飞时相同的升力,最终无人机着陆时速度刚好为零,全过程的图像如图所示。已知飞行器的质量,运动过程中所受空气阻力大小恒定,方向与速度方向相反,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A.3~4s内无人机处于完全失重状态
B.无人机上升的最大高度为18m
C.无人机上升过程中受到的恒定升力大小为14N
D.无人机下降过程中的最大速度为
9.(多选)(2026·陕西咸阳·一模)某中学物理实验小组利用DIS系统(数字化信息实验室系统),观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验。在电梯天花板上固定一个力传感器,测量时挂钩向下。并在钩上悬挂一个重为10N的钩码,在电梯运动的过程中,计算机显示屏上显示出如图所示图线。根据图线分析可知,下列说法中正确的是( )
A.t1到t2时间内,钩码处于超重状态,t3到t4时间内,钩码处于失重状态
B.t1到t2时间内,电梯一定正在向下运动,t3到t4时间内,电梯可能正在向上运动
C.t1到t4时间内,电梯可能先加速向下。接着匀速向下,再减速向下
D.t1到t4时间内,电梯可能先减速向上,接着匀速向上,再加速向上
10.(2026·安徽滁州·三模)一条足够长的水平传送带以初速度向右,以大小为的加速度做匀减速直线运动直至停止。传送带刚开始减速时,质量为的煤块无初速度地放在传送带左端,经时间和传送带共速,重力加速度取。在传送带运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.煤块运动的距离为 B.煤块与传送带间的动摩擦因数为0.2
C.煤块相对传送带运动的距离为 D.传送带和煤块间因摩擦产生的热量为
11.(2026·重庆·三模)(多选)如图所示,水平传送带AB以速度v逆时针运转,将炭块P轻放在传送带右端A,然后炭块P一直加速(未发生翻转),从B端离开时速度恰为v,传送带上留下划痕,下列说法正确的是( )
A.若减小炭块与传送带间的动摩擦因数,炭块从B端离开时的速度一定小于v
B.若减小炭块与传送带间的动摩擦因数,划痕长度一定会减小
C.若增大传送带运转速度,炭块从A到B的时间一定变短
D.若增大传送带运转速度,炭块与传送带间因摩擦生成的热量一定变多
12.(2026·湖北武汉·模拟预测)如图甲所示,一滑块置于足够长的长木板左端,木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为2 kg,现在滑块上施加一个F=0.5t(N)的变力作用,从t=0时刻开始计时,滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.5
B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2
C.图乙中t2=28 s
D.木板的最大加速度为2 m/s2
13.(2026·甘肃武威·模拟预测)如图所示,水平面与倾角为足够长的传送带在点平滑相连,传送带以速度逆时针匀速转动,小物块(可视为质点)在水平面上距点右侧的处以初速度向左运动,后从传送带的底端点滑上传送带,小物块与段水平面间以及与传送带间的动摩擦因数均为,,,重力加速度。求:
(1)小物块运动到点的速度大小;
(2)小物块向上运动过程中的加速度大小;
(3)小物块向上滑行的最远距离。
14.(2026·河南驻马店·模拟预测)如图所示,足够长的水平传送带以恒定的速度顺时针转动,右端与光滑的平台平滑衔接,平台右侧有一长为、质量为的长木板乙放在光滑水平面上,长木板的上表面与平台等高。质量为的物体甲以的速度从右端冲上长木板,滑到长木板的最左端时长木板刚好与平台碰撞,同时物体甲滑上平台,长木板与平台碰撞后速度立即减为0,但与平台不粘连。已知物体甲与长木板上表面动摩擦因数为,物体甲与传送带间的动摩擦因数为,物体甲可视为质点,重力加速度取。求:
(1)开始长木板的最左端到平台边缘的距离;
(2)物体甲在传送带上运动的时间;
(3)最终物体甲的速度大小以及物体甲到长木板乙右端的距离。
15.(2026·福建厦门·模拟预测)某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离直升机一段时间后打开降落伞做减速下落,他打开降落伞后的图像如图甲所示。降落伞用8根对称的轻质绳悬挂运动员,每根绳与竖直中轴线的夹角均为,如图乙所示。已知运动员和降落伞的质量均为50kg,忽略运动员所受的阻力。打开降落伞后伞面所受阻力与速率成正比,即(未知)(重力加速度大小取,,)。求:
(1)打开降落伞前运动员下落的高度;
(2)打开降落伞瞬间运动员的加速度的大小和方向;
(3)每根轻质绳需能够承受的最大拉力。
16.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)如图所示为质量的能够垂直起降的小型遥控无人机,从地面上以最大升力竖直起飞,达到最大速度所用时间为,之后保持匀速运动。假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变,g取。求:
(1)无人机在竖直上升过程中所受阻力的大小;
(2)无人机上升至离地面的高空所需的时间为多少?
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专题03 运动与力的关系
内容导览
考情概览:摸清命题规律,锁定复习重点
2026真题研析:拆解最新真题,示范分析路径
3年真题精炼:精练近年真题,吃透常见考法
最新模拟探源:跟进模拟新题,预判考查风向
命题解读
考向
考查统计
1.高频考点:
本类试题主要考查牛顿定律的理解和应用及动力学的连接体问题、图像问题和临佳园里问题。
2.素养考向
①掌握牛顿第二定律,会分析瞬时性问题,会应用牛顿运动定律解决运动的实际问题。
②会运用图像法、整体法与隔离法、极限法分析动力学图像问题。
考向一 牛顿第一定律
2025•河南卷T1
2023·浙江1月卷T1
考向二 牛顿第二定律的理解及两类问题
2025·甘肃卷·T3、
2024·湖南卷·T3
2024·天津卷·T3
考向三 失重与超重
2026·云南卷T2
2025·北京卷·T11
考向四 动力学中的连接体问题
2026·四川卷T7
2025·云南卷·T10、
2025·安徽卷·T5卷
2024·全国甲卷·T2
考向五 动力学图像问题
2025•黑吉辽卷•T10、
2025•海南卷•T2
2024•河北卷•T3、
2024•福建卷•T3、
2024•甘肃卷•T
考向六 动力学中的临界和极值问题
2025·江苏高考 T10
2025·云南·T15、
2025·湖北·T7
2024·新疆河南·T12
高考物理对“运动与力”的主要考查学生对牛顿运动定律的理解与应用。试题常以实际情境为载体,要求学生精准建立物理模型,熟练运用公式进行定量计算,高频考点两类问题、受力分析动力学中的连接体问题与临界、极值问题,是高考物理的常考热点。连接体问题常通过多个物体相互连接,考查整体法与隔离法的灵活运用,涉及受力分析、牛顿第二定律等知识,题型多为计算题,注重对物理过程的分析和数学运算能力的考查。而临界、极值问题则侧重于分析物理过程中状态变化的临界条件,如速度、加速度的极值,力的极值等,常结合圆周运动、弹簧弹力等知识点进行考查,
考向一 牛顿第一定律
1.(2025•河南卷T1) 野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A. 无人机做匀速运动 B. 零件所受合外力为零
C. 零件的惯性逐渐变大 D. 零件的重力势能保持不变
命题分析:
(1)情境创设:以无人机给工人运送零件为背景,将动力学问题融入科技情境,体现物理在生产中的应用。
(2)问题设计:综合考查力与运动的关系、牛顿第一定律
(3)考查目标:侧重考查物理观念中力学规律的综合应用能力,以及科学思维中的模型建构
【答案】D
【解析】对零件受力分析,受重力和绳子的拉力,由于零件沿水平方向做直线运动,可知合外力沿水平方向,提供水平方向的加速度。零件水平向左做匀加速直线运动,A、B项错误;惯性的大小只与质量有关,零件的质量不变,故零件的惯性不变,C项错误。无人机沿水平方向飞行,零件相对于无人机静止,也沿水平方向飞行做直线运动,故零件的高度不变,可知零件的重力势能保持不变,D项正确。
考向二 牛顿第二定律理解及两类问题
(2026·山西陕西·高考真题)如图,某游乐场有一条滑道,由两段粗糙程度不同的直道组成,其中段的长度、倾角为段水平且足够长。初始时游客甲乘滑板从点由静止下滑,经过到达点,此后进入段继续滑行。游客甲和滑板的总质量段、段滑道与滑板间的动摩擦因数分别为、,其中。重力加速度取,。游客和滑板整体视为质点,不计空气阻力及在点处的机械能损失。
(1)求AB段滑道与滑板间的动摩擦因数;
(2)求AB段甲和滑板的机械能损失及动量变化量的大小;
(3)当甲到达点时,游客乙乘同样滑板恰以的速度经过点下滑。求乙到达点时与甲的距离。
命题分析:
(1)情境创设:以游乐场滑道为背景,将动力学问题融入生活情境,体现物理在生活中的应用。
(2)问题设计:第(1)问由运动求加速度再求摩擦因数;第(2)问计算机械能损失(摩擦力做功)和动量变化;第(3)问创设追及问题情境,综合考查运动学分析能力。三个设问由基础到综合,梯度合理。
(3)考查目标:侧重考查物理观念中力学规律的综合应用能力,以及科学思维中的模型建构和数学运算能力。
【答案】(1)
(2),
(3)40m
【详解】(1)当甲从A点滑至B点根据
代入数据可得a=2m/s2
根据牛顿第二定律有
又因为,所以
代入数据联立可得
(2)甲从A点滑至B点损失的机械能等于这个过程中摩擦力做的功,所以有
根据前面小问可知甲下滑的加速度为a=2m/s2;根据运动学公式可得甲到达B点的速度为12m/s
所以AB段动量的变化量为
(3)乙从A滑到B的过程根据运动学公式有
代入数据解得
甲在地面上做匀减速运动,根据牛顿第二定律有
可得
甲到达B点的速度为,在4s内甲没有停止;
在内,甲运动的距离
代入数据解得,即甲乙之间的距离为40m。
考向三 失重与超重
3.(2026年高考云南卷物理高考真题)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
命题分析:
(1)情境创设:以云南宣威尼珠河大峡谷”青云电梯”为背景,体现科技改善民生,将真实情境与运动学知识结合。
(2)问题设计:同时考查平均速度计算和超重失重判断两个知识点,选项中2.6m/s与0.38m/s的对比考查学生对平均速度定义的准确理解,超重与失重的判断考查对加速度方向的分析。
(3)考查目标:侧重考查物理观念中的运动观念和相互作用观念——理解平均速度定义式,掌握超重失重取决于加速度方向而非运动方向。
【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。
考向四 动力学的连接体问题
4.(2025·安徽·T5)如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中( )
A.甲对木箱的摩擦力方向向左 B.地面对木箱的支持力逐渐增大
C.甲运动的加速度大小为 D.乙受到绳子的拉力大小为
命题分析:
(1)情境创设:滑轮连接体模型的复杂变式为背景,将连接体与与长方体木箱组合。
(2)问题设计:考查连接体的动力学问题(整体法与隔离法)及静摩擦力方向的判断。
(3)考查目标:侧重考查科学思维——正确对甲、乙分别隔离进行受力分析,列出牛顿第二定律方程并联立求解。同时,对“甲乙木箱”整体进行竖直方向受力分析,判断支持力变化。明确甲对木箱的摩擦力方向由相对运动趋势决定。
【答案】C
【详解】A.因为物块甲向右运动,木箱静止,根据相对运动,甲对木箱的摩擦力方向向右,A错误;
B.设乙运动的加速度为,只有乙有竖直向下的恒定加速度,
对甲、乙和木箱,由整体法,竖直方向受力分析有
则地面对木箱的支持力大小不变,B错误;
CD.设绳子的弹力大小为,对甲受力分析有
对乙受力分析有
联立解得,
C正确,D错误。
故选C。
考向五 动力学的图像问题
5.(2025·陕晋青宁卷·T3)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.
命题分析:
(1)情境创设:智能物流系统的变力作用下运动
(2)问题设计:图像间的转换,依据F-t图由牛顿第二定律得a-t图,再通过加速度分析v-t图变化趋势。(3)考查目标:侧重考查科学思维——由F=ma,先将F-t图转化为a-t图(形状相同),再由加速度与速度的关系(a-t图面积表示速度变化量Δv),推导出正确的v-t图形状。这是图像类问题的典型解法。
【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。
考向六 动力学的临界极值问题
6.(2025·江苏高考 T10)如图所示,弹簧一端固定,另一端与光滑水平面上木箱相连,箱内放置一小物块,物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放,释放后物块在木箱上有滑动,滑动过程中不与木箱前后壁发生碰撞,不计空气阻力,则( )
A. 释放瞬间,物块加速度为零
B. 物块和木箱最终仍有相对运动
C. 木箱第一次到达最右端时,物块速度为零
D. 物块和木箱的速度第一次相同前,物块受到的摩擦力不变
命题分析:
(1)情境创设:板块模型通过弹簧连接接组成弹簧振子模型
(2)问题设计:板块模型运动过程中受力的变化,当摩擦斩为最大静摩擦力时,为相对运动的临界条件
(3)考查目标:侧重考查科学思维——建模能力。
【答案】D
【解析】根据题意可知,释放时,物块与木箱发生相对滑动,且有摩擦力,根据牛顿第二定律可知释放时物块加速度不为0,A项错误;由于物块与木箱间有摩擦力且发生相对滑动,所以弹簧的弹性势能会减少,直到弹簧的最大弹力满足以下分析的:设物块与木箱之间的最大静摩擦力为,物块质量为,对物块根据牛顿第二定律
设木箱质量为,对物块与木箱整体,根据牛顿第二定律
可得
即弹簧的最大弹力减小到后,二者一起做简谐运动,B项错误;根据A、B选项分析可知只有当二者一起做简谐运动前,有相对滑动,木箱第一次到达最右端时,物块速度不为零,故C项错误;开始滑块的加速度向右,物块与滑块第一次共速前,物块相对滑块向左运动,受到向右的摩擦力,共速前二者有相对滑动,摩擦力恒为二者之间的滑动摩擦力,保持不变,D项正确
考向一 牛顿第一定律
1.(2026·浙江·高考真题)如图所示,钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛道上滑行,则( )
A.运动员在转弯时加速度为0
B.运动员和钢架雪车整体机械能守恒
C.钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力
D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力
【答案】D
【详解】A.运动员在转弯时一定有向心加速度,加速度不可能为零,故A错误;
B.倾斜赛道有阻力,阻力对运动员和钢架雪车做负功,运动员和钢架雪车整体机械能不守恒,故B错误;
C.钢架雪车所受重力竖直向下,赛道对钢架雪车的支持力垂直赛道向上,不在同一条直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力,故D正确。
故选D。
2.(2023·浙江·高考真题)在足球运动中,足球入网如图所示,则( )
A.踢香蕉球时足球可视为质点 B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
【答案】B
【详解】A.在研究如何踢出“香蕉球”时,需要考虑踢在足球上的位置与角度,所以不可以把足球看作质点,故A错误;
B.惯性只与质量有关,足球在飞行和触网时质量不变,则惯性不变,故B正确;
C.足球在飞行时脚已经离开足球,故在忽略空气阻力的情况下只受重力,故C错误;
D.触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力,大小相等,故D错误。
故选B。
考向二 牛顿第二定律理解及两类问题
1.(2025·甘肃·T3)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.
【考向】牛顿第二定律的简单应用
【解题指导】正确进行受力分析(推力与重力),应用牛顿第二定律列式计算。
【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。
2.(2024·湖南·T3)如图,质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )
A.g, B.2g, C.2g, D.g,
【考向】瞬时类问题
【解题指导】分析剪断前后弹簧弹力(不变)与绳子拉力(突变为零)的区别,隔离分析。
【答案】A
【详解】剪断前,对BCD分析
对D,
剪断后,对B,
解得
方向竖直向上;对C,
解得
方向竖直向下。
故选A。
3.(2024年高考天津卷物理真题)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。
4.(2024年高考贵州卷物理真题)某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中,在下落的某段时间内,小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置,相邻位置的时间间隔相等,如图所示,则该段时间内下列说法可能正确的是( )
A.f一直大于G B.f一直小于G
C.f先小于G,后大于G D.f先大于G,后小于G
【答案】C
【详解】由图可知相等时间内铁质小圆盘的位移先增大后减小,可知铁质小圆盘的速度先增大后减小,以向下为正方向,即铁质小圆盘的加速度先正后负,根据牛顿第二定律
可知f先小于G,后大于G。
故选C。
5.(2026·上海·高考真题)又一只松鼠在一根与水平方向夹角为的倾斜树枝上,从静止开始沿树枝向上做匀加速直线运动;已知它在 内沿树枝运动了 【计算结果,保留2位有效数字】。
(1)求松鼠的加速度;
(2)已知松鼠的质量为 ,求该过程中树枝对松鼠的作用力。
【答案】(1),方向沿树枝向上;(2) ,方向斜向上
【详解】
(1)松鼠做初速度为0的匀加速直线运动,由匀变速直线运动位移与时间的关系,得
代入 , ,解得
方向沿树枝向上。
(2)对松鼠受力分析,松鼠受重力,树枝的作用力,将分解为沿树枝分量、垂直树枝分量。垂直树枝方向,受力平衡,有
解得
沿树枝方向由牛顿第二定律,得
解得
合作用力大小
方向斜向上。
考向三 失重与超重
1.(2026年高考云南卷物理高考真题)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.(2025年高考北京卷物理真题)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。
3.(2024·海南·高考真题)神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆,在飞船返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速,返回舱速度大大减小,在减速过程中( )
A.返回舱处于超重状态 B.返回舱处于失重状态
C.主伞的拉力不做功 D.重力对返回舱做负功
【答案】A
【详解】AB.返回舱在减速过程中,加速度竖直向上,处于超重状态,故A正确,B错误;
C.主伞的拉力与返回舱运动方向相反,对返回舱做负功,故C错误;
D.返回舱的重力与返回舱运动方向相同,重力对返回舱做正功,故D错误。
故选A。
考向四 动力学的连接体问题
1.(2024·全国高考甲卷T15)如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块,置于水平桌面上,与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量,并测量的加速度大小,得到图像。重力加速度大小为。在下列图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设 的质量为,与桌面的动摩擦力为,以 为对象,根据牛顿第二定律可得,以盘和砝码为对象,根据牛顿第二定律可得,联立可得,可知当砝码的重力大于 时,才有一定的加速度,当 趋近于无穷大时,加速度趋近于,D项符合题意
2.(2023·福建·T5)(多选)如图所示,一广场小火车是由车头和车厢编组而成。假设各车厢质量均相等(含乘客),在水平地面上运行过程中阻力与车重成正比。一广场小火车共有3节车厢,车头对第一节车厢的拉力为,第一节车厢对第二节车厢的拉力为,第二节车厢对第三节车厢的拉力为,则( )
A.当火车匀速直线运动时,
B.当火车匀速直线运动时,
C.当火车匀加速直线运动时,
D.当火车匀加速直线运动时,
【考向】连接体模型
【解题指导】匀速时,内力抵消其后车厢总阻力;匀加速时,内力提供其后车厢合外力。
【答案】BD
【详解】
AB.设每节车厢重G,当火车匀速直线运动时,,
得
故A错误,B正确;
CD.当火车匀加速直线运动时,,,得T1∶T2∶T3=3∶2∶1
故C错误,D正确。
故选BD。
考向五 动力学的图像问题
1.(2024·安徽·T4)倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块,如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到。不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【考向】传送带模型
【解题指导】判断μ与tanθ关系,分析速度共速后摩擦力是否突变,确定运动过程。
【答案】C
【详解】时间内:物体轻放在传送带上,做加速运动。受力分析可知,物体受重力、支持力、滑动摩擦力,滑动摩擦力大于重力的下滑分力,合力不变,故做匀加速运动。
之后:当物块速度与传送带相同时,静摩擦力与重力的下滑分力相等,加速度突变为零,物块做匀速直线运动。
C正确,ABD错误。
故选C。
2.(2025·黑吉辽蒙卷·T10)(多选)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
【考向】牛顿运动定律的综合应用
【解题指导】应用系统牛顿第二定律(整体法)分析水平方向合力,判断地面摩擦力。
【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。
3.(2025·江西·T9)(多选)每逢端午节,江西各地常会举办热闹非凡的赛龙舟活动。利用与某龙舟同方向匀速直线飞行的无人机跟踪拍摄,发现在某段时间内该龙舟做匀加速和匀减速交替的周期性直线运动。若以无人机为参考系,该龙舟在时间内速度由0增加到(划桨阶段),再经历时间速度减为0(未划桨阶段),则关于这段时间内该龙舟的位置x、速度v、加速度a、动能与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【考向】常规图像的理解及应用
【解题指导】根据匀加速、匀减速的周期性,推断各物理量随时间的变化关系草图。
【答案】AB
【详解】A.位移时间图像斜率代表速度,所以斜率先增大后减小,再增大再减小,故A正确;
B.龙舟在时间内速度由0增加到(划桨阶段),再经历时间速度减为0,速度方向始终为正向,故B正确;
C.因为是匀加速和匀减速,所以加速度在时间内是不变的,后0.6s内也是不变的,故C错误;
D.根据可知,前开口向上,故D错误。
故选AB。
考向六 动力学的临界极值问题
1.(2025·江苏高考 T10)如图所示,弹簧一端固定,另一端与光滑水平面上木箱相连,箱内放置一小物块,物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放,释放后物块在木箱上有滑动,滑动过程中不与木箱前后壁发生碰撞,不计空气阻力,则( )
A. 释放瞬间,物块加速度为零
B. 物块和木箱最终仍有相对运动
C. 木箱第一次到达最右端时,物块速度为零
D. 物块和木箱的速度第一次相同前,物块受到的摩擦力不变
【答案】D
【解析】根据题意可知,释放时,物块与木箱发生相对滑动,且有摩擦力,根据牛顿第二定律可知释放时物块加速度不为0,A项错误;由于物块与木箱间有摩擦力且发生相对滑动,所以弹簧的弹性势能会减少,直到弹簧的最大弹力满足以下分析的:设物块与木箱之间的最大静摩擦力为,物块质量为,对物块根据牛顿第二定律
设木箱质量为,对物块与木箱整体,根据牛顿第二定律
可得
即弹簧的最大弹力减小到后,二者一起做简谐运动,B项错误;根据A、B选项分析可知只有当二者一起做简谐运动前,有相对滑动,木箱第一次到达最右端时,物块速度不为零,故C项错误;开始滑块的加速度向右,物块与滑块第一次共速前,物块相对滑块向左运动,受到向右的摩擦力,共速前二者有相对滑动,摩擦力恒为二者之间的滑动摩擦力,保持不变,D项正确。
2.(2023·北京·T6)如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为( )
A.1N B.2N C.4N D.5N
【考向】连接体模型
【解题指导】运用整体法与隔离法,找到绳子拉力最大时对应的系统最大加速度。
【答案】C
【详解】对两物块整体做受力分析有F = 2ma
再对于后面的物块有FTmax= ma,FTmax= 2N
联立解得F = 4N
故选C。
1.(2026·四川泸州·一模)在伽利略著名的理想实验中,他让小球从左侧斜面某一高度由静止滚下,并冲上右侧斜面。当右侧斜面的倾角逐渐减小,直至最终变为水平时,他观察到小球为了到达原来的高度会运动得越来越远。对此实验的分析,下列说法最能体现该实验研究思想的是( )
A.通过科学推理得出物体在不受力时将保持匀速直线运动
B.直接证明了力是维持物体运动的原因
C.说明了物体的运动需要力来维持,没有力物体最终会停下来
D.验证了质量是物体惯性大小的量度
【答案】A
【详解】A.伽利略的理想实验以可靠的实验事实为基础,通过科学推理:若斜面无摩擦,右侧斜面倾角减小为水平时,小球不需要受力就能永远保持匀速直线运动,符合实验的核心研究思想,故A正确;
B.该实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论,故B错误;
C.“运动需要力维持、不受力就会停下”是亚里士多德的错误结论,伽利略的实验恰好否定了该观点,故C错误;
D.该实验没有改变小球质量的变量,并未涉及质量与惯性的关系,无法验证质量是惯性大小的量度,故D错误。
故选A。
2.(2026·浙江绍兴·二模)如图所示为世界超级摩托车锦标赛的比赛画面,张雪的机车展现了强大的竞争力,以领先第二名的显著优势夺冠。下列说法正确的是( )
A.“”指的是时刻
B.摩托车加速行驶时,惯性逐渐增大
C.摩托车驶过拱形路面时,驾驶员处于超重状态
D.研究摩托车运动轨迹时可以将摩托车看成质点
【答案】D
【详解】A.在赛车比赛中,“”通常表示的是时间差,即后车比前车晚到达终点的时间间隔,而不是指某个具体的时刻,故A错误;
B.惯性是物体抵抗运动状态改变的性质,其大小只由物体的质量决定。摩托车质量不变,惯性就不变,与是否加速无关,故B错误;
C.驶过拱形路面最高点附近时,向心加速度指向圆心(向下),合力向下。因此,重力与支持力的合力向下,支持力小于重力,驾驶员处于失重状态,故C错误;
D.研究摩托车的运动轨迹时,关注的是其整体移动路径。摩托车自身尺寸相对于整个赛道的尺度可以忽略不计,因此可以将其视为一个有质量的点,即质点,故D正确。
故选D。
3.(2026·河北衡水·二模)2026年央视春节联欢晚会上,人形机器人与小朋友进行同台集群武术表演,机器人侧空翻、打醉拳、耍兵器、连续踢腿等节目惊艳了春晚舞台。下列说法中正确的是( )
A.人形机器人表演侧空翻时,其重心位置可能不在机器人上
B.观众在观看人形机器人打醉拳时可以把机器人当成质点
C.人形机器人连续踢腿时速度越大,惯性越大
D.人形机器人在空中表演侧空翻落地前,处于超重状态
【答案】A
【详解】A.重心是物体所受重力的等效作用点,当物体形状不规则或发生形变时,重心位置可能不在物体上。机器人侧空翻时肢体姿态变化,其重心可能位于身体之外(比如肢体围成的空间内),故A正确;
B.质点是忽略物体大小和形状、只考虑质量的理想化模型,适用于研究平动且自身尺寸可忽略的场景。观看机器人打醉拳时,需要关注其肢体动作和姿态变化,不能忽略形状,因此不能当成质点,故B错误;
C.惯性的大小只由质量决定,与速度无关。机器人的质量不变,惯性大小也不变,故C错误;
D.机器人在空中侧空翻落地前,只受重力作用,加速度竖直向下,处于失重状态,故D错误。
故选A。
4.(2026·陕西咸阳·一模)图示为索道输运货物的情景,已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°,质量为的重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.20。当载重车厢沿索道向上加速运动时,重物与车厢仍然保持相对静止状态,重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍,重力加速度取,那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小以及车厢的加速度大小分别为( )
A.0.35mg,2m/s2 B.0.30mg,2m/s2
C.0.25mg,2.5m/s2 D.0.20mg,2.5m/s2
【答案】D
【详解】由于重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍,根据牛顿第三定律可得地板对重物的支持力为
设重物的加速度为,在竖直方向的加速度为,在水平方向的加速度为,则
根据牛顿第二定律在竖直方向上有
解得
根据牛顿第二定律在水平方向上有
解得
故选D。
5.(2026·海南海口·模拟预测)如图所示,两个质量相同的小球甲、乙用轻绳连接后悬挂在一轻质弹簧下端,整个系统处于静止状态,不计空气阻力。某时刻剪断轻绳,下列说法正确的是( )
A.剪断轻绳瞬间,小球甲的加速度大小为零
B.剪断轻绳瞬间,小球乙立即失去惯性
C.剪断轻绳后,小球甲上升过程中机械能一直增大
D.剪断轻绳后,小球乙落地前的机械能一直增加
【答案】C
【详解】A.剪断轻绳瞬间,弹簧弹力不变,小球甲受弹力大于自身重力,加速度大小不为零,故A错误;
B.惯性是物体的固有属性,仅和质量有关,任何运动状态下物体都具有惯性,故B错误;
C.剪断轻绳后,小球甲上升过程中,弹力对甲做正功,机械能一直增大,故C正确;
D.剪断轻绳后,小球乙落地前只有重力做功,机械能不变,故D错误;
故选C。
6.(2026·山东泰安·三模)如图所示,倾角为的足够长斜面固定在水平地面上,现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面,一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向下运动的时间是向上运动的时间的倍,则它与斜面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因上滑与下滑两个单程的位移相等,上滑过程用可逆法看作初速度为零的匀加速直线运动,故上滑过程由牛顿第二定律
解得
下滑过程由牛顿第二定律
解得
由
解得
故选D。
7.(2026·云南红河·三模)某大型商场智能化电动扶梯的简化图如图所示,当乘客站上扶梯后,先随扶梯逐渐加速再匀速向上运动,则乘客( )
A.在加速过程中处于超重状态
B.在匀速向上运动过程中受到的合力竖直向下
C.在加速过程中所受摩擦力方向与运动方向相反
D.在匀速向上运动过程中受到的支持力大于重力
【答案】A
【详解】A.乘客站上扶梯,电动扶梯缓慢加速阶段,乘客的加速度斜向上,有竖直向上的分加速度和水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律,在竖直方向上,扶梯对乘客的支持力大于其重力,乘客处于超重状态,A正确;
B.扶梯匀速向上运动时,乘客受到的合力为0,B错误;
C.在水平方向上,乘客受到水平向右的摩擦力,C错误;
D.扶梯匀速向上运动时,乘客受到的合力为0,故支持力等于重力,D错误。
故选A。
8.(2026·安徽合肥·模拟预测)2026年4月25日,合肥科技成果转化交易会在骆岗中央公园成功举办,会中近万架无人机在空中自由变换阵型,为市民带来了一场精彩绝伦的科技展演。为使无人机能圆满完成飞行任务,展演前需测试其起飞与降落性能。某次测试中,测试员操控一架沿直线飞行时可视为质点的无人机从地面由静止启动,无人机获得竖直向上大小恒定的升力,经过一段时间关闭动力,一段时间后重新开启动力装置使无人机获得跟起飞时相同的升力,最终无人机着陆时速度刚好为零,全过程的图像如图所示。已知飞行器的质量,运动过程中所受空气阻力大小恒定,方向与速度方向相反,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A.3~4s内无人机处于完全失重状态
B.无人机上升的最大高度为18m
C.无人机上升过程中受到的恒定升力大小为14N
D.无人机下降过程中的最大速度为
【答案】D
【详解】A.由图可知,无人机在3~4s内向上做匀减速直线运动,故加速度向下,根据图像的斜率绝对值表示加速度的大小,可得
说明无人机除了受到向下的重力外,还受到向下的阻力作用,故无人机不是处于完全失重状态,故A错误;
B.由图可知,无人机在0~4s内向上运动,时向上的速度为零,运动到最高点,根据图像与时间轴围成的面积表示位移,可得上升过程中总位移为,故B错误;
C.无人机在0~3s内向上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
其中
无人机在3~4s内向上做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有
其中
联立解得,,故C错误;
D.设无人机下降过程中的最大速度为,由图可知,后,在重启动力前,无人机向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
解得
加速的位移为
在重启动力后,无人机以最大速度向下做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有
解得
减速的位移为
由于无人机最终着陆,可知无人机下降过程中的总位移大小等于无人机上升过程的总位移大小,则有
即
代入数据解得,故D正确。
故选D。
9.(多选)(2026·陕西咸阳·一模)某中学物理实验小组利用DIS系统(数字化信息实验室系统),观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验。在电梯天花板上固定一个力传感器,测量时挂钩向下。并在钩上悬挂一个重为10N的钩码,在电梯运动的过程中,计算机显示屏上显示出如图所示图线。根据图线分析可知,下列说法中正确的是( )
A.t1到t2时间内,钩码处于超重状态,t3到t4时间内,钩码处于失重状态
B.t1到t2时间内,电梯一定正在向下运动,t3到t4时间内,电梯可能正在向上运动
C.t1到t4时间内,电梯可能先加速向下。接着匀速向下,再减速向下
D.t1到t4时间内,电梯可能先减速向上,接着匀速向上,再加速向上
【答案】CD
【详解】A. t1到t2时间内,拉力小于重力,钩码处于失重状态;t3到t4时间内,拉力大于重力,钩码处于超重状态,故A错误;
B.从时刻t1到t2,钩码受到的拉力小于重力时,加速度向下,可能加速下降,也可能减速上升,故B错误;
CD. t1到t4时间内,钩码先失重,再处于平衡状态,最后处于超重状态,先有竖直向下的加速度,再加速度等于零,最后有竖直向上的加速度,故可能先加速下降或者减速上升,再匀速下降或者匀速上升,最后可能减速下降或者加速上升,故CD正确
故选CD。
10.(2026·安徽滁州·三模)一条足够长的水平传送带以初速度向右,以大小为的加速度做匀减速直线运动直至停止。传送带刚开始减速时,质量为的煤块无初速度地放在传送带左端,经时间和传送带共速,重力加速度取。在传送带运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.煤块运动的距离为 B.煤块与传送带间的动摩擦因数为0.2
C.煤块相对传送带运动的距离为 D.传送带和煤块间因摩擦产生的热量为
【答案】C
【详解】煤块匀加速阶段的时二者共速,此时传送带速度为
因此煤块加速度
共速后煤块能提供的最大加速度为和传送带加速度大小相等,因此共速后二者一起匀减速,无相对滑动。
A.煤块总位移分两部分:匀加速阶段位移
匀减速到0的位移
故总位移,故A错误;
B.煤块的加速阶段的加速度由滑动摩擦力提供,即
得,故B错误;
C.仅加速阶段有相对滑动,该阶段传送带位移
相对位移,故C正确;
D.摩擦生热,故D错误。
故选C。
11.(2026·重庆·三模)(多选)如图所示,水平传送带AB以速度v逆时针运转,将炭块P轻放在传送带右端A,然后炭块P一直加速(未发生翻转),从B端离开时速度恰为v,传送带上留下划痕,下列说法正确的是( )
A.若减小炭块与传送带间的动摩擦因数,炭块从B端离开时的速度一定小于v
B.若减小炭块与传送带间的动摩擦因数,划痕长度一定会减小
C.若增大传送带运转速度,炭块从A到B的时间一定变短
D.若增大传送带运转速度,炭块与传送带间因摩擦生成的热量一定变多
【答案】AD
【详解】A.炭块在传送带上一直加速,根据牛顿第二定律有
由运动学公式
可知,若减小动摩擦因数,则加速度减小,位移不变,离开时的速度一定小于,故A正确;
B.若减小动摩擦因数,加速度减小,由
可知运动时间变长,传送带位移变大,炭块位移不变,划痕长度一定会增大,故B错误;
C.若增大传送带运转速度,炭块受到的摩擦力不变,加速度不变,位移不变,由
可知运动时间不变,故C错误;
D.若增大传送带运转速度,运动时间不变,相对位移增大,摩擦生成的热量一定变多,故D正确。
故选AD。
12.(2026·湖北武汉·模拟预测)如图甲所示,一滑块置于足够长的长木板左端,木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为2 kg,现在滑块上施加一个F=0.5t(N)的变力作用,从t=0时刻开始计时,滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.5
B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2
C.图乙中t2=28 s
D.木板的最大加速度为2 m/s2
【答案】D
【详解】A.由题图乙可知,滑块与木板之间的滑动摩擦力为8 N,则滑块与木板间的动摩擦因数为,故A错误;
B.由题图乙可知时刻木板相对地面开始滑动,此时滑块与木板相对静止,则木板与水平地面间的动摩擦因数为,故B错误;
CD.时刻,滑块与木板将要发生相对滑动,此时滑块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力
两物体的加速度相等,且木板的加速度达到最大,则对木板有
解得
对滑块有
解得
则由F=0.5t(N),可知,故C错误,D正确。
故选D。
13.(2026·甘肃武威·模拟预测)如图所示,水平面与倾角为足够长的传送带在点平滑相连,传送带以速度逆时针匀速转动,小物块(可视为质点)在水平面上距点右侧的处以初速度向左运动,后从传送带的底端点滑上传送带,小物块与段水平面间以及与传送带间的动摩擦因数均为,,,重力加速度。求:
(1)小物块运动到点的速度大小;
(2)小物块向上运动过程中的加速度大小;
(3)小物块向上滑行的最远距离。
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【详解】(1)小物块从点到点是匀减速运动,由牛顿运动定律
解得产生加速度大小为
设小物块运动到点的速度为,由运动学公式可得
解得
(2)当时,对小物块由牛顿第二定律可得
解得
由于,则小物块速度与传送带速度相同后会继续减速。
当时,有
解得
(3)由运动学公式得
可得小物块从点向上运动到与传送带速度相同的时间
又
解得小物块与传送带同速到速度为0的时间
小物块向上减速到0后,会反向加速下滑;小物块向上滑行的最远距离为
解得
14.(2026·河南驻马店·模拟预测)如图所示,足够长的水平传送带以恒定的速度顺时针转动,右端与光滑的平台平滑衔接,平台右侧有一长为、质量为的长木板乙放在光滑水平面上,长木板的上表面与平台等高。质量为的物体甲以的速度从右端冲上长木板,滑到长木板的最左端时长木板刚好与平台碰撞,同时物体甲滑上平台,长木板与平台碰撞后速度立即减为0,但与平台不粘连。已知物体甲与长木板上表面动摩擦因数为,物体甲与传送带间的动摩擦因数为,物体甲可视为质点,重力加速度取。求:
(1)开始长木板的最左端到平台边缘的距离;
(2)物体甲在传送带上运动的时间;
(3)最终物体甲的速度大小以及物体甲到长木板乙右端的距离。
【答案】(1)
(2)
(3);
【详解】(1)物体甲向左冲上长木板乙后,物体甲做匀减速直线运动,长木板乙做匀加速直线运动,对物体甲由牛顿第二定律得
解得
该过程中物体甲的位移为
对长木板乙由牛顿第二定律得
解得
长木板乙的位移为
又
解得
开始长木板的最左端到平台边缘的距离为
(2)物体甲离开长木板瞬间的速度为
物体甲冲上传送带后先向左做匀减速直线运动直到速度减为0,由牛顿第二定律得
解得
物体甲在传送带上向左滑动的最大位移为
物体甲向左减速的时间为
物体甲向右加速到与传送带共速的时间和位移分别为
,此后物体甲与传送带共同向右匀速到右端
物体甲向右匀速的时间为
物体甲在传送带上运动的时间为
(3)物体甲返回到传送带最右端的速度为
物体甲再次冲上长木板乙,物体甲向右做匀减速直线运动,长木板向右做匀加速直线运动,直到二者共速,此后二者向右以共同的速度做匀速直线运动。设共同的速度为,对物体甲有
对长木板乙有
解得,
该过程物体甲的位移为
长木板乙的位移为
物体甲相对长木板乙向右滑动的距离为
物体甲到长木板乙右端的距离
15.(2026·福建厦门·模拟预测)某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离直升机一段时间后打开降落伞做减速下落,他打开降落伞后的图像如图甲所示。降落伞用8根对称的轻质绳悬挂运动员,每根绳与竖直中轴线的夹角均为,如图乙所示。已知运动员和降落伞的质量均为50kg,忽略运动员所受的阻力。打开降落伞后伞面所受阻力与速率成正比,即(未知)(重力加速度大小取,,)。求:
(1)打开降落伞前运动员下落的高度;
(2)打开降落伞瞬间运动员的加速度的大小和方向;
(3)每根轻质绳需能够承受的最大拉力。
【答案】(1)
(2),竖直向上
(3)
【详解】(1)由图甲可知,当运动员打开降落伞的瞬间,其速度达到了,根据自由落体运动的速度与位移关系公式
解得运动员下落的高度为
(2)当运动员和降落伞最终做匀速直线运动时,系统处于平衡状态,由图甲可知最终的稳定速度为,此时整个系统受到的重力与阻力平衡,即
打开降落伞后伞面所受阻力与速率成正比,即
解得阻力系数
在打开降落伞的瞬间,降落伞伞面受到的瞬时阻力为
根据牛顿第二定律有
解得加速度大小为
由于合力向上,故加速度方向竖直向上。
(3)对运动员进行受力分析,悬绳对运动员的拉力在减速下落阶段的初始瞬间达到最大值,此时运动员受到竖直向下的重力和8根对称分布、与竖直中轴线夹角均为的轻绳的拉力,根据牛顿第二定律
解得每根轻质绳需能够承受的最大拉力为
16.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)如图所示为质量的能够垂直起降的小型遥控无人机,从地面上以最大升力竖直起飞,达到最大速度所用时间为,之后保持匀速运动。假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变,g取。求:
(1)无人机在竖直上升过程中所受阻力的大小;
(2)无人机上升至离地面的高空所需的时间为多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据加速度公式
由牛顿第二定律可知
代入数据解得
(2)无人机加速阶段上升高度为
故无人机有匀速运动过程,设无人机上升至离地面的高空所需的时间为,则有
代入数据解得
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