4.3 静力学和牛顿运动定律综合复习（一） -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 聚焦静力学与牛顿运动定律综合应用，通过平衡分析、瞬时问题、图像结合等题型构建从概念到模型的知识逻辑链，强化科学思维与物理观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |静力学基础|典例1-2、6|物体平衡、力的分解|基于平衡条件推导，建立劈柴刀等实际模型| |牛顿定律应用|典例3-5、7-9|理想实验、瞬时加速度、超重失重、传送带|从伽利略理想实验（科学推理）到瞬时问题（模型建构），结合图像与实际应用| |实验探究|练习1|力的合成实验|通过等效替代法（科学探究）验证平行四边形定则|

4-3静力学和牛顿运动定律综合复习（一） 典例1：如图，甲物重25N，乙物重15N，甲、乙均静止，不计测力计自重，则测力计示数为（     ） A．0N B．10N C．15N D．20N 【答案】C 【详解】乙物体悬挂在空中处于静止状态，受竖直向下的重力和竖直向上的绳子拉力作用，根据二力平衡条件可知，绳子对乙的拉力 绳子对测力计右端的拉力为 15N，测力计静止，处于平衡状态，其左右两端所受拉力相等，故测力计左端受到的拉力也为15N，测力计示数为15N。 故选C。 典例2：如图， 某村民利用劈柴刀劈开木材， 若将劈柴刀的横截面视为等腰三角形， 两侧面的夹角为 。村民作用在刀背上的力为 F ，刀刃两侧面对木材产生的推力为 。忽略劈柴刀自重， 则 的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】将力F分解为垂直于劈面的两个方向，大小均为，如图所示 由平行四边形定则可得 解得 故选B。 典例3：伽利略在研究力和运动的关系时，为了阐明自己的观点，设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是（　　） A．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点 B．伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现 C．“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象 D．这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的研究方法 【答案】D 【详解】A．当右侧斜面倾角变为时，忽略摩擦力的影响，小球将一直运动下去，伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因”，故A错误； B．没有摩擦，绝对光滑的轨道，无论通过什么工艺都不能实现，故B错误； C．由于没有绝对光滑的轨道，故“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验观察不到的现象，故C错误； D．伽利略理想实验的本质是想象着把实际存在，影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质，这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想，也是揭示现象本质的重要研究方法之一，故D正确。 故选D。 典例4：如图所示，A、B两小球连在轻质弹簧两端质量为m和2m，B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，斜面是固定的，开始时A、B处于静止状态，若不计弹簧质量。下列说法正确的是（　　） A．弹簧的弹力大小为mg B．B球受到细线的拉力为2mg C．当剪断细线瞬间，A球的加速度为0，B球的加速度为 D．当剪断细线瞬间，A球的加速度为，B球的加速度为g 【答案】C 【详解】AB．开始A、B都静止，对A、B整体有 对A有，故AB错误； CD．剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，小球A的受力情况不变，所受合力为零，加速度为零；对小球B，由牛顿第二定律得 解得，故C正确，D错误。 故选C。 典例5：图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．从传感器的示数可知该同学的体重约为25kg B．1～2s内，该同学经历了先失重、后超重的状态 C．5～6s内，该同学经历了先失重、后超重的状态 D．0～8s内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作 【答案】B 【详解】A．从传感器的示数可知，单杠对该同学右手支持力的大小为，同理单杠对左手的支持力大小也为，根据平衡条件可知该同学的重力约为500N，体重约为，故A错误； B．1s~2s内，从传感器示数可知，支持力先小于重力，处于失重状态，之后支持力大于重力，处于超重状态，所以该同学经历了先出现失重现象后出现超重现象，故B正确； C．5～6s内，从传感器示数可知，支持力先大于重力，处于超重状态，之后支持力小于重力，处于失重状态，故C错误； D．人在进行放下身体的动作过程中，先向下加速运动，此时加速度的方向向下，故人处于失重状态，最后人处于静止状态，所以后半段人向下做减速运动，加速度的方向向上，此过程人处于超重状态，结合图像可以看出，1s时人放下身体，2s时过程结束。内，该同学进行了先放下身体的动作、后拉起身体，故D错误。 故选B。 典例6：如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，重力加速度。则推力F的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】P静止在水平桌面上时，由平衡条件有 推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半，即 故Q物体加速下降，有 可得 而P物体将有相同的加速度向右加速而受滑动摩擦力，对P由牛顿第二定律 解得 故选A。 典例7：如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。下列判断不正确的是（     ） A．时，物体所受摩擦力是1N B．2s~4s内物体所受摩擦力逐渐增大 C．时，物体受到力的合力为零 D．时，将F撤掉，物体继续匀速直线运动 【答案】ABD 【详解】A．由图乙、图丙可知，t=1s时，推力F为2N，且物体处于静止状态，根据平衡条件可知，此时物体所受摩擦力与推力F等大，即为2N，故A错误，符合题意； B．由图丙可知，2s~4s内物体做加速运动，物体所受摩擦力为滑动摩擦力，根据可知，该段时间内，物体所受摩擦力不变，故B错误，符合题意； C．由图丙可知，4s~6s内物体做匀速运动，故时，物体受到力的合力为零，故C正确，不符合题意； D．时，将F撤掉，物体所受合力为滑动摩擦力，根据可知，物体的加速度不变，故物体做匀减速直线运动，故D错误，符合题意。 故选ABD。 典例8：如图所示，质量为M、倾角为30°的斜面固定在水平地面上，斜面体上表面光滑，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为2m、m，重力加速度大小为g，将 A、B由静止释放，在B下降的过程中（物体A未碰到滑轮）。下列说法正确的是（　　） A．轻绳对B的拉力大小为mg B．轻绳对B的拉力大小为mg C．物体A的加速度大小为g D．物体A的加速度大小为g 【答案】BC 【详解】对B进行受力分析，物体B受重力mg、绳子的拉力T，根据牛顿第二定律得 对A进行受力分析，斜面体上表面光滑，无摩擦力，物体A受重力2mg、两根绳子的拉力2T（轻绳上的力相等）、支持力，根据牛顿第二定律得，沿斜面方向 根据滑轮的连接方式可知，在运动过程中B的位移一直是A位移的两倍，根据位移-时间公式 可得 联立解得，， 故选BC。 典例9：如图所示，倾角为的足够长的传送带以速度顺时针匀速转动。一物块以的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数，传送带足够长，取，，，求： (1)小物块向上滑行的最远距离； (2)小物块在传送带上留下的痕迹长度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）物块与传送带共速前，物块受到滑动摩擦力方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得 解得 物块与传送带共速后，物块受到滑动摩擦力方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律可得 解得 设上升的两个阶段运动时间分别为，则 解得 又有 解得 两段过程物块运动的位移分别为， 小物块向上滑行的最远距离为 （2）上升的第一个阶段，物块与传送带的相对位移为 物块由最高点下滑到底端时根据 可得t3=2s 上升的第二个阶段与下降阶段，物块相对传送带一直向下运动，物块与传送带的相对位移为 两段痕迹有重合，所以痕迹长度为。 练习： 1. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，装置如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，OP和OQ为细绳。 (1)本实验中“等效替代”的含义是_________。 A．橡皮筋可以用细绳替代 B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 (2)下图中的实验记录，符合实验事实的是_____。 A． B． C． D． (3)实验中与的夹角为，保持的方向不变、增大角的过程中，为保证结点位置不变，的大小将_________。 A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【答案】(1)D (2)B (3)A 【详解】（1）该实验采用了“等效法”，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的作用效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的作用效果是相同的，实验中要求橡皮筋的形变量相同，因此不能用细绳代替橡皮筋，故ABC错误，D正确。 故选D。 （2）F是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，是测量出的合力，因此其方向沿着AO方向。只有B符合要求。 故选B。 （3）用力的三角形法：合力固定，一个分力方向固定，增大两分力夹角，画图分析如图： 可知的大小一直增大。 故选A。 学科网（北京）股份有限公司 $ 静力学和牛顿运动定律综合复习（一） 典例1：如图，甲物重25N，乙物重15N，甲、乙均静止，不计测力计自重，则测力计示数为（     ） A．0N B．10N C．15N D．20N 典例2：如图， 某村民利用劈柴刀劈开木材， 若将劈柴刀的横截面视为等腰三角形， 两侧面的夹角为 。村民作用在刀背上的力为 F ，刀刃两侧面对木材产生的推力为 。忽略劈柴刀自重， 则 的大小为（　　） A． B． C． D． 典例3：伽利略在研究力和运动的关系时，为了阐明自己的观点，设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是（　　） A．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点 B．伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现 C．“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象 D．这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的研究方法 典例4：如图所示，A、B两小球连在轻质弹簧两端质量为m和2m，B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，斜面是固定的，开始时A、B处于静止状态，若不计弹簧质量。下列说法正确的是（　　） A．弹簧的弹力大小为mg B．B球受到细线的拉力为2mg C．当剪断细线瞬间，A球的加速度为0，B球的加速度为 D．当剪断细线瞬间，A球的加速度为，B球的加速度为g 典例5：图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．从传感器的示数可知该同学的体重约为25kg B．1～2s内，该同学经历了先失重、后超重的状态 C．5～6s内，该同学经历了先失重、后超重的状态 D．0～8s内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作 典例6：如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，重力加速度。则推力F的大小为（　　） A． B． C． D． 典例7：如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。下列判断不正确的是（     ） A．时，物体所受摩擦力是1N B．2s~4s内物体所受摩擦力逐渐增大 C．时，物体受到力的合力为零 D．时，将F撤掉，物体继续匀速直线运动 典例8：如图所示，质量为M、倾角为30°的斜面固定在水平地面上，斜面体上表面光滑，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为2m、m，重力加速度大小为g，将 A、B由静止释放，在B下降的过程中（物体A未碰到滑轮）。下列说法正确的是（　　） A．轻绳对B的拉力大小为mg B．轻绳对B的拉力大小为mg C．物体A的加速度大小为g D．物体A的加速度大小为g 典例9：如图所示，倾角为的足够长的传送带以速度顺时针匀速转动。一物块以的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数，传送带足够长，取，，，求： (1)小物块向上滑行的最远距离； (2)小物块在传送带上留下的痕迹长度。 练习： 1. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，装置如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，OP和OQ为细绳。 (1)本实验中“等效替代”的含义是_________。 A．橡皮筋可以用细绳替代 B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 (2)下图中的实验记录，符合实验事实的是_____。 A． B． C． D． (3)实验中与的夹角为，保持的方向不变、增大角的过程中，为保证结点位置不变，的大小将_________。 A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 学科网（北京）股份有限公司 $