2027届高三物理一轮复习：3.6 过关检测 第三章 牛顿运动定律

**基本信息** 以牛顿运动定律为核心，整合惯性、受力分析、运动关联等知识，通过高考真题与创新题型结合，构建“概念理解-模型应用-实验探究”的递进训练体系，强化物理观念与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择|12题（含6道高考题）|概念辨析（惯性）、受力分析（弹力/摩擦力）、运动状态分析（超重失重/图像）|从惯性概念出发，通过牛顿三定律建立受力与运动的关联，结合曲线运动、能量单位等跨章节应用| |填空|5题|动力学图像（a-F关系）、共点力平衡、连接体加速度|以力的合成与分解为基础，通过加速度桥梁连接力与运动，渗透整体法与隔离法| |实验|2题（含1道山东卷真题）|牛顿第二定律验证、质量测量（天宫课堂启发）|遵循“提出问题-设计方案-数据处理”探究流程，强化实验误差分析与图像应用| |计算|3题（含2道高考题）|连接体拉力范围、斜面-水平滑轨运动、动滑轮系统|综合应用牛顿定律与运动学公式，突出多过程问题的分段处理与临界条件分析|

3.6高中物理总复习一轮过关检测 第三章牛顿运动定律 (总分：100分时量：90分钟) (一)选释题(3小题，每小题3分，共39分。每小题至少有一个正确选项。) 1.(全国高考新课标卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学 的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B.没有力作用，物体只能处于静止状态 C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 【答案】AD 【解析】 B:没有力作用，物体可能处于静止状态，或保持匀速直线运动状态，选项B错误 C:行星圆周运动，速度方向时刻政变，有向心加速度，运动状态在改变，不是惯性的表现，选项C正确 2.(2025年四川卷)若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示，则下列各式可能表示能量的是 A.a'b B. ab? c. d b2 b D. c2 d 【答案】AC 【解析】 ab AB: 之的单位为，36gm/m=N~m=J,为能量单他，选题A区 b与 的单位不可能相同，所以透项B错误 CD: 广的单位为3/gm/m=-m=J,为能量弹位，选项C正 kg b2 d 一的单位不可能相同，所以选项D错误 b 3.(上海高考题)一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾 斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是 A.探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B.探测器加速运动时，竖直向下喷气 C.探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D.探测器匀速运动时，不需要喷气 【答案】C 【解析】 起飞线 AB:如右图所示，加速阶段，探测器所受合外力需沿起飞线向前 F推1 匀速 则喷出气体的反冲力F向前偏上，喷气方向向后偏下，选项A与B错误 喷气方向 CD:匀速阶段，探测器受力平衡 加速 g (向下) 则喷出气体的反冲力F竖直向上和重力平衡，喷气方向竖直向下 选项C正确D错误 喷气 (向后偏下) 4.(2022年上海卷)神舟十三号在返回地面的过程中打开降落伞后，在大气层中经历了竖直向下的减速运动。若返回 舱所受的空气阻力随速度的减小而减小，则加速度大小 A.一直减小 B.一直增大 C.先增大后减小 D.先减小后增大 【答案】A 【解析】 AF凰减小 设返回舱所受阻力大小为F,根据牛顿第二定律可得加速度大小 a=Fn-mgFe-g v减小 a减小 F随速度的减小而减小，则可得加速度a一直减小，选项A正确 mg 5.(2024年天津卷)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F、F侧，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.F增大，F增大 B.F减小，F增大 C.F增大，F减小 D.F减小，F减小 【答案】B 【解析】对重物受力分析，设底板与水平面之间的夹角为日，如图所示 小车匀速时，有Rsi血8=Rcos日，小车加速时，有Rcos日-esi血8=m☑ 其中a>0,则尸减小，B增大. 6.某同学做“原地纵跳摸高”，先快速下蹲，后立即蹬地竖直起跳，该过 10-- 程中竖直方向加速度α随时间t变化的关系如图所示（向上为正)，则该同学 0 A.A到B处于超重状态 B.B点时速度为零 A -10儿-==--= C.C点时重心速度向上 D.D点时恰好离地 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0t(s) 【答案】CD ,蹲下去的最低点 【解析】下蹲再起跳过程解析如右图所示 A:A到B加速度向下，失重，选项A错误 减速下蹲 起跳过程 向下速度减小 速度向上增小 B:下蹲过程中速度先增大后减小到0 10 w)D 加速下蹲 向下速度增大 起跳过程 B点为下蹲过程中速度最大的状态 0 速度问上减小 选项B错误 C:C点为起跳过程中的一个状态，速度向上 选项C正确 -10---- (s) D:到达D点状态时，向下的加速度达到重 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 脚离地点 力加速度，人开始处于完全失重状态， 所以只受重力，脚开始离开地面，选项D正确 7.如图所示，小车质量为M,图乙中用力F取代图甲 中的m,且F=mg,其余器材完全相同，不计摩擦，图甲中 小车的加速度为a1,图乙中小车的加速度为a2,则 A.a1=a2 B.a1>a2 图甲 图乙 C.a<a2 D.a1=mg(M什m) 【答案】CD 2 【解析】 ABC:图甲中，重物m处于失重状态，对小车的拉力 M T=g-） T=mg-a) 小车加速度4 T mg-a) 图甲 图乙 MM F ng 图乙中小车加速度a=MM 显然<2，所以选项C正确，AB错误 D:图甲中，将小车M与重物m视为整体，用来产生加速度的动力F动=g 而M与要产生大小相等的加速度，所以加速度大小 4 M+mM+m 选项D正确 8.(2022年湖南卷)球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻 力大小与其速率平方成正比（即F阻=2，k为常量）。当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落 的速率为10ms；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5m6。重力 加速度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是 A.发动机的最大推力为1.5Mg B.当飞行器以5m6匀速水平飞行时，发动机推力的大小为V1 Mg 4 C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为5√3m6 D.当飞行器以5ms的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g 【答案】BC 【解析】 A:飞行器关闭发动机，以n=10你匀速下落时，阻力F阻1=y=100k=Mg 飞行器在最大推力下以=5ms向上匀速上升时，阻力F2=y,=25k=0.25MgF3=0259 2=5鞋S 则最大推力Fm=Mg+Fm2=Mg+0.25Mg=1.25Mg,选项A错误 B:飞行器以v3==5ms匀速水平飞行时，阻力F阻3=F阻2=0.25M8 Mg 则推大小R:g护+= 一Mg,选项B正确 1F推 4 C:发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时 F 阻力F4=√Fm2-(Mg月 -Mg - (g)-3Mg 4 4 设速度为则F4=2=子Mg=×100k→y=5V5m/).选须c正确 Mg 3 D:Vs==5时空气阻力F阻5=F阻2=0.25Mg 当飞行器向上运动，而最大推力、空气阻力和重力都向下时，其加速度向下且达到最大值 VF Rs=0.25Mg 最大加速度am= Mg+Pn+P5_Mg+1.25g+0.25Mg=2.5g M M Mg F推m=1.25Mg 由此可见，加速度不可能达到3g,选项D错误 9.如右图所示，长木板B放在水平地面上，小物块A置于B上，A和B的质量均为m, A与B间的动摩擦因数为4，B与地面间的动摩擦因数为4。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F,则A、B未分离时B的加速度可能是 B A.ug B.4g2 C.24g/3 D.3ug/5 【答案】B 【解析】 先判断随着F增大，A与B间、B与地面间到底哪个先开始滑动 A与B间能产生的最大静摩擦力m=Ug B与地间能产生的最大静摩擦力了m=仁2g-号以mg 1 4 2 ←B。fim m>fm,则B与地间先滑动 取B为研究对象，当B已在地上滑动，而A刚要对B滑动时，B的加速度达到允许的最大值 最大加速度a=m-力_7咚-2mg1 1 m m 243 所以，只有选项B正确 10.(2025年湖南卷)如图所示，两带电小球的质量均为m,小球A用一端固 定在墙上的绝缘轻绳连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖 直方向的夹角为60°，两球连线与轻绳的夹角为30°，整个系统在同一竖直平面内， 重力加速度大小为g。下列说法正确的是 A.A球静止时，轻绳上拉力为2mg 609 B.A球静止时，A球与B球间的库仑力为2mg 309 C.若将轻绳剪断，则剪断瞬间A球加速度大小为g D.若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小 【答案】C 【解析】 AB:A球静止时受力如右图所示 由物体的平衡条件及几何关系，得轻绳上拉力T=g F东 A球与B球间的库仑力F年=2gcos30°=V3g F合=T=g 故选项AB错误 C:若将轻绳剪断，剪断后瞬间A球受到轻绳的拉力消失，其它两力保持不变，如右图所示 利下两力的合力大小F。=T=g,则加速度大小a=-"g=g,故选项C正确 mm 4 D:若将轻绳剪断，则剪断瞬间B球受到的库仑力、重力不变，小球仍然处在静止状态 则轻杆对B球的作用力不变，故选项D错误 11.质量分别为m4、mB、mc的物体A、B、C静止在同一水平面上，它们的加速度 Q α与其所受拉力F的关系图线如图所示，图中A、B两直线平行，它们与水平面间的动摩 擦因数依次为a、、4©，则由图线所得的下列关系式正确的有 A.ua=uB-uc B.ua<us=uc C.mA<mB<mc D.mA>mB>mc 【答案】B 【解析】 由牛顿第二定律，得物体的加速度= F-umg=LF-ug m m AB:纵轴截距表示一Ug,截距绝对值越大，则U越大，由此可得u<=C,选项B正确，A错误 1 CD:图线斜率表示二，斜率越大，则越小，由此可得u=<,选项CD错误 12.如图甲所示，物块的质量m=1kg,初速度vo=10m/s, 在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动， v21(m2-s3) 某时刻后该力突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标 100 变化的关系图象如图乙所示，g=10m/s2。下列选项中正确的是 64 A.2~3s内物块做匀减速运动 B.在t=1s时刻，恒力F反向 0 5 13x/m C.物块与水平面间的动摩擦因数为0.5 乙 D.恒力F大小为10N 【答案】B 【解析】 由图乙得%2=100(m/s}→%=10m/s,y2=0→4=0，%2=64(m/s}→y,=8/s x1=5m-0=5m,x2=13-5m=8m AB:0~5m做匀减速运动，加速度大小设为m,则 2-y2=2a5→a=52-_10-.0=10m/s) 2x12×5 5>13m做匀加速运动，加速度大小设为2，则 2-y=2a,a,==-64-0-40m/g） 2x22×8 F← →F 05m做匀减速运动，所用时间生=名-上_10一0=16) 4110 5r广13m做匀加速运动，所用时间4，=上一上_8,0=26)】 a, 4 由此可得，0~1s内做匀减速运动，2x~3s内做匀加速运动，选项A错误 由乙图可知，经1x物块速度减到0后，继续运动时位移与前1w一样仍然沿正方向增大，说明物块运动没有反向 则说明恒力F必然要反向，选项B正确 5 CD:0~5m做匀减速运动时：F+ug=1a1 5r13m做匀加速运动时：F-ug=11a2 代入数据并联立解得：F=7N,u=0.3,选项C、D均错误 班次 座次 姓名 题号 1 2 6 7 9 10 11 12 选项 (二)填空题(5小题，每题4分，共20分。只填最后结果。) 13.在海王星表面用一个竖直向上的拉力F将一个原来静止的物体往上牵引，物体 个a/ms-2 3.6 的加速度α与拉力F的关系如图所示。由图可以判断，海王星表面的“自由落体加速度” g'= 该物体质量m= 6 24F/N 【答案】1.2m;5g 【解析】 由牛顿第二定律，符物体的加速度4=F-mg_1F-g m m 图线解率表示，则1=k=3.6-01」 m 12 24-65→m=5g) 取a=0,F=6N,则0=r-g→g=61,2bm/g) n 1m5 14.放在光滑水平面上的物体受三个处于同一水平面内的共点力作用而处于静止状态，已知F2垂直于可3。若这三个 力中只去掉，则物体产生的加速度为2.5ms3；若只去掉掉F2,则物体产生的加速度为1.5ms2;若只去掉掉F,则物体 产生的加速度为 m/s2。 【答案】2.0 【解析】设物体的质量为m 物体受几个力作用而平衡，若去掉某一个力而其他力不变，则剩下那些力的合力，与去掉的这一个力等大反向 只去掉F,m=25m3,则1=1a1=2.5m F 只去掉F,,=15m,则F,=1a2=1.5m H3 根据矢量关系及勾股定理，得F=√F2-F2=2.0m F 所以，若只去掉厅，物体的加速度4，-至-2.0/，） F/N vlms-l 15.一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5s时间内F 100 的变化和木箱速度v的变化情况如图(a)、(b)所示，则木箱的质量 50 为g,木箱与地面间的动摩擦因数为。(g=10ms2) ts 5 f/s 【答案】25：0.2 (a) (b 【解析】 3~5:由图()知推力F,=50N,由图(b)知物体做匀速运动，则滑动摩擦力F=F=50N 0~3由图a)知推力F=10*,由图D)每加速度a=6-0-2m/5）(图线斜率表示加速度) 3-0 据牛顿第二定律得耳-F,=a→1= F-F4-100-50=25g） 动摩擦因数山= -=50 -=0.2 Fw1mg25×10 16.如图，在倾角8=37°的光滑斜面体上用细线拴一质量m=2g的小球，都静止 时细线平行于斜面。当整体以5s2的加速度水平向右做匀加速运动时，细线的拉力大 小为乃；当整体以20ms2的加速度水平向右做匀加速运动时，细线的拉力大小为F2。 1日 取g=10m/s2,sn37°=0.6，cos37°=0.8，则 【答案) 5 【解析】 先分析临界情况。当小球接触斜面但斜面对小球的弹力刚好为0时，加速度 a,=ug/iam6-g-4。=40 n a838=3m/s） 乌51/5)名<☑，小球接触斜面受到斜面弹力作用，如右图所示 水平方向加速，有：耳cos日-F1Sin0=1a 1 竖直方向平衡，有：耳sn0+FN1cos日=g 代入数据并联立解得耳=g a=20/s2=2g>4,小球将飘起来离开斜面，如右图所示 F 小球所受合力沿水平方向产生加速度，F令=a3=2g,据勾股定理得 F=V(mg}+(F含}-V5mg 所以， F,5mg 5 17.如图所示，三物体质量m4=2g、mB=1g、mc=4g,桌面水平， 不计滑轮和细绳质量及所有摩擦阻力，取g=10ms2,则释放它们后，A的 加速度大小a=_ ,细绳的拉力大小T=」 【答案】4,8N 【解析】 如右图所示，因同一根绳内部张力处处相等，m4=2 则B的加速度大小为2a 又因绳子总长度不变，则c的加速度大小a。=4+aa=a+20_3。 2 对A有：T=l4@ 3 对C(包括滑轮)有：lc8-2T=lc·三a 上述两个方程联立，代入数据解得：a=4ms,T=8V (三)实验题(2小题，共17分。) 18.(8分)某同学探究钩码加速度与合外力的关系，其实验装置如图所示。一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上， 用轻绳绕过定滑轮及光滑的动滑轮将滑块与弹簧测力计相连。实验中保持钩码的质量不变，在滑块上增加砝码进行多次测 量，每一次滑块均从同一位置P由静止开始释放，在钩码带动下滑块向右运动，此过程中，记录弹簧测力计的示数F和光 电门遮光时间t,用弹簧测力计测得钩码受到的重力为G,用刻度尺测 得P与光电门间的距离为x,用螺旋测微器测得滑块上窄片的宽度为d。 块d 光电门 弹簧测力计 (1)实验中（填“需要”或“不需要”）平衡滑块受到的摩擦力。长木板 (2)滑块通过光电门的速度大小为 ,钩码的加速度 2222222Z22222Z222222222222 一轻绳 大小为 (用含有d、t、x的表达式表示)。 可动滑轮 (3)对钩码，根据实验数据绘出的下列图象中最符合本实验实际 中钩码 情况的是 G-2F G-2F G- G-F A 【答案】)不需要：a),d 74r7P3)A 【解析】 (1)因为本实验中是用弹簧测力计直接测量绳子内的拉力，已经能够得到绳子对钩码的拉力，与滑块受摩擦力无关 所以不需要平衡滑块受到的摩擦力 (2)因为滑块上的挡光窄片宽度4很小，可用窄片通过光电门的平均速度代替滑块到达光电门时的瞬时速度，即 v-i-d t 设滑块的加速度大小为m,由运动学公式 v2-0=2x→4= 2x 2x 2.xt2 因绳长不变，动滑央由两段绳子吊起，则钩码（含动滑轮）的加速度大小 1 .d2 a==4xp 8 (3)对钩码（含动滑轮）应用牛顿第二定律，得 G-2F=ma=m 4 7G-2) d214x P点到光电门的距离上、钩码（含动滑轮）的质量m挡光片的宽度均为定值，则系数4X 为定值 所以，以(G一2F)为横坐标、以一为纵坐标的函数为正比例函数，图像为过原点的直线，选项A的图像正确 19.(9分)(2022年山东卷)在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发： 某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。 主要步骤如下： ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上； ②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨： 加速度传感器 力传感器 ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于 白00000000000000000000l 门滑块 气垫导轨 连气源 0 原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm, 拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时； 图甲 ④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度 a/ms 3.50 a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。 0.610 3.00 回答以下问题（结果均保留两位有效数字）： 2.50 (1)弹簧的劲度系数为 Wm。 00.10.2s 2.00 (2)该同学从图乙中提取某些时刻F与α的数据，画 ↑a/ms 1.50 出F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感 3.08 1.00 器的总质量为 kg。 0.50 (3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步 00.10.2 00.100.200.300.400.500.600.70 图乙 图丙 骤，在图丙中画出新的a一F图像Ⅱ，则待测物体的质量为 【答案】(1)12；(2)0.20：(3)0.13 【详解】 (1)由题意知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到0点的距离为5.00cm 拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时 结合图乙的F-t图有x=5.00cm,F=0.610N 根据胡克定律得弹簧的劲度系数 k=F=0610N ≈0.12V/cm=12W/m 众 5.00cmL 2)据牛顿第二定律有a=尸=上刀 a/(ms3) m n 3.50 可知：F图线斜率为滑块与传感器总质量的倒数】 3.00 12 由图丙中的图线I可得 2.50 1=h≈3.00-0=5.0kg→m=0.20g 2.00 m℉0.60-0 1.50 (3)在滑块上增加待测物体后，设滑块、传感器及待测物体总质量为m' 同上由图丙中的图线Ⅱ可得 1.00 1H≈1.50-0=3.0g)→m≈0.33g 0.50H 1-℉0.50-01 00.100.200.300.400.500.600.70 图丙 则待测物体的质量 w=m-≈0.33-0.20≈0.13(kg） (四)计算题(3小题，共27分。规范解题，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。) 20.(7分)A、B两个物体用细绳相连在一起，用竖直向上的拉力F将它们向上提起，如图所示。细绳能承受的最大 拉力为100，两个物体的质量都为5g,要使绳子在提起两物体的过程中绳不被拉断，求拉力F的范围(g取10m/s2)。 【答案】100N<F≤200W 个F 【解析】 已知m=5kg,Tm=100N (1)能提起，则拉力F应大于总重力，即： F>2g=100W B n (2)不拉断，则细绳拉力T≤Tm B的加速度a= T-mg Tn-mg=10m/s? m 对A、B整体用牛顿第二定律，有： F-2g=2a→F=2g+a)≤2×510+10)=200N) 综上可得：100N<F≤200N 21.(10分)(2022年浙江卷)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角， 长度1=4，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数 均为H= ,货物可视为质点（取c0s24=09,sim24:=04,重力加速度g=10mg。 2 (1)(3分)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度1的大小； (2)(3分)求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小； (3)(4分)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s,求水平滑轨的最短长度2。 【答案】(1)2m;(2)4(3)2.7m 249D 【解析】 (1)在倾斜滑轨上下滑时，加速度大小 4="g5im24°-umgc0524 =gsin24°-ucos24）=2m/s2 (4分) (2)在倾斜滑轨上下滑过程，由运动学公式 v-0=2av=2ah 4m/s (2分) (3)在水平滑轨上滑行时的加速度大小 d=Mmg=g= 20 。/s3 (2分) m 9 取滑到水平轨道末端时速度，=2s,根据运动学公式 v-v2=2a,4→4=-v -=2.7m) (2分) 2a2 则水平滑轨的最短长度为2.7m 10 22.(10分)(2016年海南卷)水平地面上有质量分别为m和4的物A和B,两者与地面的动摩擦因数均为4。细绳 的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与A相连，动滑轮与B相连，如图所示。初始时，绳处于水平拉直状态。若物块A在 水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s,重力加速度大小为g。求 (1)(2分)物块B克服摩擦力所做的功； B (2)(8分)物块A、B的加速度大小。 【答案】1)W=2μmg;(2)a4= F-3μ8，ag= F-3umg 2m Am 【解析】 (1)A的位移为，则B的位移为s2,B克服摩擦力做的功 1 W-Amg.7s=2umgs (2分) (2)设B的加速度为aB,则A的加速度aA=2aB 设细绳内的拉力大小为T,则 A=2a因 A:F-T-umg=m.2dg (2分) B:2T-u 4mg 4md (2分) 联立解得：ag F-3umg (2分) 4m 所以：a4=2aB= F-3umg (2分) 2m 11§3.6高中物理总复习一轮过关检测 第三章牛顿运动定律 (总分：100分时量：90分钟) （一)选择题（12小题，每小题3分，共36分。每小题至少有一个正确选项。) 1.(全国高考新课标卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学 的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B,没有力作用，物体只能处于静止状态 C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 2.(2025年四川卷)若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示，则下列各式可能表示能量的是 A.a2b/c2 B.ab2/c2 C.d/b D.b2ld 3.(上海高考题)一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾 斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是 A.探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B.探测器加速运动时，竖直向下喷气 C.探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D.探测器匀速运动时，不需要喷气 4.(2022年上海卷)神舟十三号在返回地面的过程中打开降落伞后，在大气层中经历了竖直向下的减速运动。若返回 舱所受的空气阻力随速度的减小而减小，则加速度大小 A.一直减小 B.一直增大 C.先增大后减小 D.先减小后增大 5.(2024年天津卷)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F、F侧，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.F增大，F增大 B.F减小，F增大 C.F增大，F减小 D.F减小，F减小 6.某同学做“原地纵跳摸高”，先快速下蹲，后立即蹬地竖直起跳，该过 程中竖直方向加速度α随时间t变化的关系如图所示（向上为正），则该同学 10 A.A到B处于超重状态 B.B点时速度为零 0 A B C.C点时重心速度向上 D.D点时恰好离地 -10= 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0t(s) 7.如图所示，小车质量为M,图乙中用力F取代图甲 MH MH 中的m,且F=mg,其余器材完全相同，不计摩擦，图甲中 77777 7 小车的加速度为1，图乙中小车的加速度为a2,则 图甲 L□m 图乙 A.al-a2 B.a1>a2 C.al<a2 D.a1=mg/(M+m) 8.(2022年湖南卷)球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻 力大小与其速率平方成正比（即F=v2,k为常量）。当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落 的速率为10ms；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5ms。重力 加速度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是 A.发动机的最大推力为1.5Mg B。当飞行带级6句速水干飞行时发动力的大为 C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为5√3ms D.当飞行器以5ms的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g 9.如右图所示，长木板B放在水平地面上，小物块A置于B上，A和B的质量均为m, A与B间的动摩擦因数为4，B与地面间的动摩擦因数为4。己知最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F,则A、B未分离时B的加速度可能是 B A.ug B.ug/2 C.2g3 D.3g/5 1 10.(2025年湖南卷)如图所示，两带电小球的质量均为m,小球A用一端固 定在墙上的绝缘轻绳连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖 直方向的夹角为60°，两球连线与轻绳的夹角为30°，整个系统在同一竖直平面内， 重力加速度大小为g。下列说法正确的是 A.A球静止时，轻绳上拉力为2mg 609 B.A球静止时，A球与B球间的库仑力为2mg 30° C.若将轻绳剪断，则剪断瞬间A球加速度大小为g D.若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小 11.质量分别为m4、mB、mc的物体A、B、C静止在同一水平面上，它们的加速度 a A B α与其所受拉力F的关系图线如图所示，图中A、B两直线平行，它们与水平面间的动摩 擦因数依次为4、B、®，则由图线所得的下列关系式正确的有 A.ua=uB=uc B.ua<uB=uc C.mA<mB<mc D.mA>mB>mc 12.如图甲所示，物块的质量m=1g,初速度vo=10m/s, 在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动， v21(m2s3 某时刻后该力突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标 100 变化的关系图象如图乙所示，g=10ms2。下列选项中正确的是 64 Vo A.2~3s内物块做匀减速运动 B.在t=1s时刻，恒力F反向 firisisisssssssssiir 13x/m C.物块与水平面间的动摩擦因数为0.5 甲 D.恒力F大小为10W 班次 座次 姓名」 题号 1 23 45 6 7 8 9 10 1112 选项 (二)填空题(5小题，每题4分，共20分。只填最后结果。) 3.在海王星表面用一个竖直向上的拉力F将一个原来静止的物体往上牵引，物体 个a/ms2 3.6 的加速度α与拉力F的关系如图所示。由图可以判断，海王星表面的“自由落体加速度” g'= 该物体质量m= 06 24 F/N 14.放在光滑水平面上的物体受三个处于同一水平面内的共点力作用而处于静止状态，己知F?垂直于乃。若这三个 力中只去掉乃，则物体产生的加速度为2.5ms2；若只去掉掉F2,则物体产生的加速度为1.5m2;若只去掉掉3，则物体 产生的加速度为 1m/s2。 个FN 个vms- 100 15.一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5s时间内F 6 50 的变化和木箱速度v的变化情况如图(a)、(b)所示，则木箱的质量 为_g,木箱与地面间的动摩擦因数为一。（g=10ms2) 0 35t/s 0 35t/s (a) (3) 16.如图，在倾角日=37°的光滑斜面体上用细线拴一质量m=2g的小球，都静止 时细线平行于斜面。当整体以5ms2的加速度水平向右做匀加速运动时，细线的拉力大 小为可：当整体以20m/s2的加速度水平向右做匀加速运动时，细线的拉力大小为F2。 1 取g=10m63,8m37°=0.6，co370=0.8,则= F 17.如图所示，三物体质量m4=2kg、mB=1kg、mc=4kg,桌面水平， 不计滑轮和细绳质量及所有摩擦阻力，取g-10ms二，则释放它们后，A的 加速度大小a=_ ,细绳的拉力大小T= 2 （三)实验题(2小题，共17分。) 18.(8分)某同学探究钩码加速度与合外力的关系，其实验装置如图所示。一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上， 用轻绳绕过定滑轮及光滑的动滑轮将滑块与弹簧测力计相连。实验中保持钩码的质量不变，在滑块上增加砝码进行多次测 量，每一次滑块均从同一位置P由静止开始释放，在钩码带动下滑块向右运动，此过程中，记录弹簧测力计的示数F和光 电门遮光时间t,用弹簧测力计测得钩码受到的重力为G,用刻度尺测 得P与光电门间的距离为x,用螺旋测微器测得滑块上窄片的宽度为d。 (1)实验中一（填“需要”或“不需要”）平衡滑块受到的摩擦力长木板 块d 光电门 弹簧测力计 (2)滑块通过光电门的速度大小为 ，钩码的加速度 轻绳 大小为 (用含有d、t、x的表达式表示)。 口动滑轮 (3)对钩码，根据实验数据绘出的下列图象中最符合本实验实际 中钩码 情况的是」 G-2F G-2F G- G-F B C 0 19.(9分)(2022年山东卷)在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。 某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。 主要步骤如下： ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上； ②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨： 加速度传感器 1力传感器 100000000000000000000 ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于 滑块 气垫导轨 连气源 0 原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm, 拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时： 图甲 ④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度 a/(ms) F/N 3.50 a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。 0.610 3.00 回答以下问题（结果均保留两位有效数字）： 2.50 (1)弹簧的劲度系数为Wm。 00.10.2s 2.00 (2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画 个a/(ms 1.50 出a一F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感 3.08 1.00 器的总质量为 g。 0.50 00.0.2 FN (3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步 00.100.200.300.400.500.600.70 图乙 图丙 骤，在图丙中画出新的aF图像Ⅱ，则待测物体的质量为 kgo (四)计算题(3小题，共27分。规范解题，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤) 20.(7分)A、B两个物体用细绳相连在一起，用竖直向上的拉力F将它们向上提起，如图所示。细绳能承受的最大 拉力为100W,两个物体的质量都为5g,要使绳子在提起两物体的过程中绳不被拉断，求拉力F的范围(g取10ms2)。 F B ☑ 3 21.(10分)(2022年浙江卷)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角， 长度1=4m,水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数 2 均为= ，货物可视为质点（取cos24°=0.9，sm24°=0.4，重力加速度g=10ms2)。 9 (1)(3分)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小： (2)(3分)求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小： (3)(3分)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m,求水平滑轨的最短长度2。 24C 22.(10分)(2016年海南卷)水平地面上有质量分别为m和4m的物A和B,两者与地面的动摩擦因数均为4。细绳 的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与A相连，动滑轮与B相连，如图所示。初始时，绳处于水平拉直状态。若物块A在 水平向右的恒力F作用下向右移动了距离，重力加速度大小为g。求 (1)(3分)物块B克服摩擦力所做的功： (2)(5分)物块A、B的加速度大小。 77n272722222777277 4 3.6 高中物理总复习一轮过关检测 第 三 章 牛 顿 运 动 定 律 （总分：100分 时量：90分钟） （一）选择题（13小题，每小题3分，共39分。每小题至少有一个正确选项。） 1．（全国高考新课标卷）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B．没有力作用，物体只能处于静止状态 C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 【答案】AD 【解析】 B：没有力作用，物体可能处于静止状态，或保持匀速直线运动状态，选项B错误 C：行星圆周运动，速度方向时刻改变，有向心加速度，运动状态在改变，不是惯性的表现，选项C正确 2．（2025年四川卷）若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示，则下列各式可能表示能量的是 A． B． C． D． 【答案】AC 【解析】 AB：的单位为，为能量单位，选项A正确 与的单位不可能相同，所以选项B错误 CD：的单位为，为能量单位，选项C正确 与的单位不可能相同，所以选项D错误 3．（上海高考题）一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是 A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B．探测器加速运动时，竖直向下喷气 C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D．探测器匀速运动时，不需要喷气 ( mg mg F 推 F 推 ＝ mg 加速 a 匀速 v F 合 喷气方向 （向后偏下） 喷气方向 （向下） 起飞线 )【答案】C 【解析】 AB：如右图所示，加速阶段，探测器所受合外力需沿起飞线向前 则喷出气体的反冲力F推向前偏上，喷气方向向后偏下，选项A与B错误 CD：匀速阶段，探测器受力平衡 则喷出气体的反冲力F推竖直向上和重力平衡，喷气方向竖直向下 选项C正确D错误 4．（2022年上海卷）神舟十三号在返回地面的过程中打开降落伞后，在大气层中经历了竖直向下的减速运动。若返回舱所受的空气阻力随速度的减小而减小，则加速度大小 A．一直减小 B．一直增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大 ( F 阻 减小 mg a 减小 v 减小 )【答案】A 【解析】 设返回舱所受阻力大小为F阻，根据牛顿第二定律可得加速度大小 F阻随速度的减小而减小，则可得加速度a一直减小，选项A正确 5．（2024年天津卷）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F底、F侧，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．F底增大，F侧增大 B．F底减小，F侧增大 C．F底增大，F侧减小 D．F底减小，F侧减小 【答案】B 【解析】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。 ( t ( s ) ) 6．某同学做“原地纵跳摸高”，先快速下蹲，后立即蹬地竖直起跳，该过 程中竖直方向加速度a随时间t变化的关系如图所示（向上为正），则该同学 A．A到B处于超重状态 B．B点时速度为零 C．C点时重心速度向上 D．D点时恰好离地 ( t ( s ) 加速下蹲 减速下蹲 向下速度增大 向下速度减小 起跳过程 速度向上增大 蹲下去的最低点 脚离地点 起跳过程 速度向上减小 )【答案】CD 【解析】下蹲再起跳过程解析如右图所示 A：A到B加速度向下，失重，选项A错误 B：下蹲过程中速度先增大后减小到0 B点为下蹲过程中速度最大的状态 选项B错误 C：C点为起跳过程中的一个状态，速度向上 选项C正确 D：到达D点状态时，向下的加速度达到重 力加速度g，人开始处于完全失重状态， 所以只受重力，脚开始离开地面，选项D正确 ( 图甲 图乙 )7．如图所示，小车质量为M，图乙中用力F取代图甲 中的m，且F＝mg，其余器材完全相同，不计摩擦，图甲中 小车的加速度为a1，图乙中小车的加速度为a2，则 A．a1＝a2 B．a1＞a2 C．a1＜a2 D．a1＝mg/(M+m) 【答案】CD ( 图甲 图乙 T ＝ m ( g − a 1 ) F ＝ mg a 1 a 2 )【解析】 ABC：图甲中，重物m处于失重状态，对小车的拉力 小车加速度 图乙中小车加速度 显然a1＜a2，所以选项C正确，AB错误 D：图甲中，将小车M与重物m视为整体，用来产生加速度的动力F动＝mg 而M与m要产生大小相等的加速度，所以加速度大小 选项D正确 8．（2022年湖南卷）球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即F阻＝kv2，k为常量）。当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为10m/s；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5m/s。重力加速度大小为g，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是 A．发动机的最大推力为1.5Mg B．当飞行器以5m/s匀速水平飞行时，发动机推力的大小为 C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为m/s D．当飞行器以5m/s的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g 【答案】BC ( F 推 F 阻3 =0.25 Mg Mg v 2 ＝ 5 m/s )【解析】 A：飞行器关闭发动机，以v1＝10m/s匀速下落时，阻力 飞行器在最大推力下以v2＝5m/s向上匀速上升时，阻力 则最大推力，选项A错误 B：飞行器以v3＝v2＝5m/s匀速水平飞行时，阻力 ( F 推 m F 阻 4 Mg v 4 F x )则推力大小，选项B正确 C：发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时 阻力 设速度为v4，则，选项C正确 ( Mg F 推 m ＝ 1.25 Mg F 阻5 ＝ 0.25 Mg v 5 a m )D：v5＝v2＝5m/s时空气阻力 当飞行器向上运动，而最大推力、空气阻力和重力都向下时，其加速度向下且达到最大值 最大加速度 由此可见，加速度不可能达到3g，选项D错误 ( A B F )9．如右图所示，长木板B放在水平地面上，小物块A置于B上，A和B的质量均为m， A与B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为μ/4。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F，则A、B未分离时B的加速度可能是 A．μg B．μg/2 C．2μg/3 D．3μg/5 【答案】B 【解析】 先判断随着F增大，A与B间、B与地面间到底哪个先开始滑动 A与B间能产生的最大静摩擦力 ( A B F f 1 m f 2 m a m )B与地间能产生的最大静摩擦力 ，则B与地间先滑动 取B为研究对象，当B已在地上滑动，而A刚要对B滑动时，B的加速度达到允许的最大值 最大加速度 所以，只有选项B正确 10．（2025年湖南卷）如图所示，两带电小球的质量均为m，小球A用一端固 定在墙上的绝缘轻绳连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖 直方向的夹角为60°，两球连线与轻绳的夹角为30°，整个系统在同一竖直平面内， 重力加速度大小为g。下列说法正确的是 A．A球静止时，轻绳上拉力为2mg B．A球静止时，A球与B球间的库仑力为2mg C．若将轻绳剪断，则剪断瞬间A球加速度大小为g D．若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小 【答案】C 【解析】 ( A F 库 mg F 合 ＝ T ＝ mg )AB：A球静止时受力如右图所示 由物体的平衡条件及几何关系，得轻绳上拉力 A球与B球间的库仑力 故选项AB错误 C：若将轻绳剪断，剪断后瞬间A球受到轻绳的拉力消失，其它两力保持不变，如右图所示 剩下两力的合力大小F合＝T＝mg，则加速度大小，故选项C正确 D：若将轻绳剪断，则剪断瞬间B球受到的库仑力、重力不变，小球仍然处在静止状态 则轻杆对B球的作用力不变，故选项D错误 ( O A B C F a ) 11．质量分别为mA、mB、mC的物体A、B、C静止在同一水平面上，它们的加速度 a与其所受拉力F的关系图线如图所示，图中A、B两直线平行，它们与水平面间的动摩 擦因数依次为μA、μB、μC，则由图线所得的下列关系式正确的有 A．μA＝μB＝μC B．μA＜μB＝μC C．mA＜mB＜mC D．mA＞mB＞mC 【答案】B 【解析】 由牛顿第二定律，得物体的加速度 AB：纵轴截距表示，截距绝对值越大，则越大，由此可得μA＜μB＝μC，选项B正确，A错误 CD：图线斜率表示，斜率越大，则越小，由此可得mA＝mB＜mC，选项CD错误 12．如图甲所示，物块的质量m＝1kg，初速度v0＝10m/s， 在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动， 某时刻后该力突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标 变化的关系图象如图乙所示，g＝10m/s2。下列选项中正确的是 A．2～3s内物块做匀减速运动 B．在t＝1s时刻，恒力F反向 C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.5 D．恒力F大小为10N 【答案】B 【解析】 由图乙得，， ， AB：0～5m做匀减速运动，加速度大小设为a1，则 5m～13m做匀加速运动，加速度大小设为a2，则 ( F F F f F f v v a 1 a 2 v ＝ 0 ) 0～5m做匀减速运动，所用时间 5m～13m做匀加速运动，所用时间 由此可得，0～1s内做匀减速运动，2s～3s内做匀加速运动，选项A错误 由乙图可知，经1s物块速度减到0后，继续运动时位移与前1s一样仍然沿正方向增大，说明物块运动没有反向 则说明恒力F必然要反向，选项B正确 CD：0～5m做匀减速运动时： 5m～13m做匀加速运动时： 代入数据并联立解得：，，选项C、D均错误 班次 座次 姓名 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选项 （二）填空题（5小题，每题4分，共20分。只填最后结果。） ( 3.6 0 6 24 F / N a /m · s – 2 )13．在海王星表面用一个竖直向上的拉力F将一个原来静止的物体往上牵引，物体 的加速度a与拉力F的关系如图所示。由图可以判断，海王星表面的“自由落体加速度” g′＝ ，该物体质量m＝ 。 【答案】1.2m/s2；5kg 【解析】 由牛顿第二定律，得物体的加速度 图线斜率表示，则 取，，则 14．放在光滑水平面上的物体受三个处于同一水平面内的共点力作用而处于静止状态，已知F2垂直于F3。若这三个力中只去掉F1，则物体产生的加速度为2.5m/s2；若只去掉掉F2，则物体产生的加速度为1.5m/s2；若只去掉掉F3，则物体产生的加速度为 m/s2。 【答案】2.0 【解析】设物体的质量为m 物体受几个力作用而平衡，若去掉某一个力而其他力不变，则剩下那些力的合力，与去掉的这一个力等大反向 ( F 1 F 2 F 3 − F 1 )只去掉F1，a1＝2.5m/s2，则 只去掉F2，a2＝1.5m/s2，则 根据矢量关系及勾股定理，得 所以，若只去掉F3，物体的加速度 ( t/s 3 5 0 F / N 50 100 （ a ） 6 t/s 3 5 0 v / m · s – 1 （ b ） )15．一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5s时间内F 的变化和木箱速度v的变化情况如图（a）、（b）所示，则木箱的质量 为 kg，木箱与地面间的动摩擦因数为 。（g＝10m/s2） 【答案】25；0.2 【解析】 3s～5s：由图（a）知推力F2＝50N，由图（b）知物体做匀速运动，则滑动摩擦力Ff＝F2＝50N 0～3s：由图（a）知推力F1＝100N，由图（b）得加速度（图线斜率表示加速度） 据牛顿第二定律得 动摩擦因数 ( θ )16．如图，在倾角θ＝37°的光滑斜面体上用细线拴一质量m＝2kg的小球，都静止 时细线平行于斜面。当整体以5m/s2的加速度水平向右做匀加速运动时，细线的拉力大 小为F1；当整体以20m/s2的加速度水平向右做匀加速运动时，细线的拉力大小为F2。 取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则 。 ( θ θ mg ma 0 T )【答案】 【解析】 先分析临界情况。当小球接触斜面但斜面对小球的弹力刚好为0时，加速度 ( θ a 1 F 1 F N 1 mg )，小球接触斜面受到斜面弹力作用，如右图所示 水平方向加速，有： 竖直方向平衡，有： 代入数据并联立解得 ( θ a 2 mg F 合 = ma 2 F 2 )，小球将飘起来离开斜面，如右图所示 小球所受合力沿水平方向产生加速度，，据勾股定理得 所以， ( A B C )17．如图所示，三物体质量mA＝2kg、mB＝1kg、mC＝4kg，桌面水平， 不计滑轮和细绳质量及所有摩擦阻力，取g＝10m/s2，则释放它们后，A的 加速度大小a＝ ，细绳的拉力大小T＝ 。 【答案】4m/s2；8N 【解析】 ( A B C a 2 a a C T T T T m C g )如右图所示，因同一根绳内部张力处处相等，mA＝2mB 则B的加速度大小为2a 又因绳子总长度不变，则C的加速度大小 对A有： 对C（包括滑轮）有： 上述两个方程联立，代入数据解得：a＝4m/s2，T＝8N （三）实验题（2小题，共17分。） 18．（8分）某同学探究钩码加速度与合外力的关系，其实验装置如图所示。一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，用轻绳绕过定滑轮及光滑的动滑轮将滑块与弹簧测力计相连。实验中保持钩码的质量不变，在滑块上增加砝码进行多次测量，每一次滑块均从同一位置P由静止开始释放，在钩码带动下滑块向右运动，此过程中，记录弹簧测力计的示数F和光电门遮光时间t，用弹簧测力计测得钩码受到的重力为G，用刻度尺测 得P与光电门间的距离为x，用螺旋测微器测得滑块上窄片的宽度为d。 （1）实验中_____（填“需要”或“不需要”）平衡滑块受到的摩擦力。 （2）滑块通过光电门的速度大小为 ，钩码的加速度 大小为 （用含有d、t、x的表达式表示）。 （3）对钩码，根据实验数据绘出的下列图象中最符合本实验实际 情况的是 。 【答案】（1）不需要；（2），；（3）A 【解析】 （1）因为本实验中是用弹簧测力计直接测量绳子内的拉力，已经能够得到绳子对钩码的拉力，与滑块受摩擦力无关 所以不需要平衡滑块受到的摩擦力 （2）因为滑块上的挡光窄片宽度d很小，可用窄片通过光电门的平均速度代替滑块到达光电门时的瞬时速度，即 设滑块的加速度大小为a0，由运动学公式 因绳长不变，动滑块由两段绳子吊起，则钩码（含动滑轮）的加速度大小 （3）对钩码（含动滑轮）应用牛顿第二定律，得 P点到光电门的距离x、钩码（含动滑轮）的质量m、挡光片的宽度d均为定值，则系数为定值 所以，以为横坐标、以为纵坐标的函数为正比例函数，图像为过原点的直线，选项A的图像正确 19．（9分）（2022年山东卷）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下： ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上； ②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨； ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于 原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm， 拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时； ④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度 a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。 回答以下问题（结果均保留两位有效数字）： （1）弹簧的劲度系数为 N/m。 （2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画 出a−F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感 器的总质量为 kg。 （3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步 骤，在图丙中画出新的a−F图像Ⅱ，则待测物体的质量为 kg。 【答案】（1）12；（2）0.20；（3）0.13 【详解】 （1）由题意知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm 拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时 结合图乙的F−t图有Δx＝5.00cm，F＝0.610N 根据胡克定律得弹簧的劲度系数 （2）据牛顿第二定律有 可知a−F图线斜率为滑块与传感器总质量的倒数 由图丙中的图线I可得 （3）在滑块上增加待测物体后，设滑块、传感器及待测物体总质量为m′ 同上由图丙中的图线II可得 则待测物体的质量 （四）计算题（3小题，共27分。规范解题，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。） 20．（7分）A、B两个物体用细绳相连在一起，用竖直向上的拉力F将它们向上提起，如图所示。细绳能承受的最大拉力为100N，两个物体的质量都为5kg，要使绳子在提起两物体的过程中绳不被拉断，求拉力F的范围（g取10m/s2）。 ( A B F )【答案】100N＜F≤200N 【解析】 已知m＝5kg，Tm＝100N （1）能提起，则拉力F应大于总重力，即： （2）不拉断，则细绳拉力T≤Tm B的加速度 对A、B整体用牛顿第二定律，有： 综上可得：100N＜F≤200N 21．（10分）（2022年浙江卷）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度l1＝4m，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点（取cos24°＝0.9，sin24°＝0.4，重力加速度g＝10m/s2）。 （1）（3分）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小； （2）（3分）求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小； （3）（4分）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s，求水平滑轨的最短长度l2。 【答案】（1）2m/s2；（2）4m/s；（3）2.7m 【解析】 （1）在倾斜滑轨上下滑时，加速度大小 （4分） （2）在倾斜滑轨上下滑过程，由运动学公式 （2分） （3）在水平滑轨上滑行时的加速度大小 （2分） 取滑到水平轨道末端时速度v′＝2m/s，根据运动学公式 （2分） 则水平滑轨的最短长度为2.7m ( B A F )22．（10分）（2016年海南卷）水平地面上有质量分别为m和4m的物A和B，两者与地面的动摩擦因数均为μ。细绳的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与A相连，动滑轮与B相连，如图所示。初始时，绳处于水平拉直状态。若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s，重力加速度大小为g。求 （1）（2分）物块B克服摩擦力所做的功； （2）（8分）物块A、B的加速度大小。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 （1）A的位移为s，则B的位移为s/2，B克服摩擦力做的功 （2分） （2）设B的加速度为aB，则A的加速度aA＝2aB ( B A F T T T a B a A ＝ 2 a B F fA F fB )设细绳内的拉力大小为T，则 A： （2分） B： （2分） 联立解得： （2分） 所以： （2分） 4 学科网（北京）股份有限公司 $ §3.6 高中物理总复习一轮过关检测 第 三 章 牛 顿 运 动 定 律 （总分：100分 时量：90分钟） （一）选择题（12小题，每小题3分，共36分。每小题至少有一个正确选项。） 1．（全国高考新课标卷）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B．没有力作用，物体只能处于静止状态 C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 2．（2025年四川卷）若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示，则下列各式可能表示能量的是 A．a2b/c2 B．ab2/c2 C．d2/b D．b2/d 3．（上海高考题）一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是 A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B．探测器加速运动时，竖直向下喷气 C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D．探测器匀速运动时，不需要喷气 4．（2022年上海卷）神舟十三号在返回地面的过程中打开降落伞后，在大气层中经历了竖直向下的减速运动。若返回舱所受的空气阻力随速度的减小而减小，则加速度大小 A．一直减小 B．一直增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大 5．（2024年天津卷）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F底、F侧，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．F底增大，F侧增大 B．F底减小，F侧增大 C．F底增大，F侧减小 D．F底减小，F侧减小 ( t ( s ) )6．某同学做“原地纵跳摸高”，先快速下蹲，后立即蹬地竖直起跳，该过 程中竖直方向加速度a随时间t变化的关系如图所示（向上为正），则该同学 A．A到B处于超重状态 B．B点时速度为零 C．C点时重心速度向上 D．D点时恰好离地 ( 图甲 图乙 )7．如图所示，小车质量为M，图乙中用力F取代图甲 中的m，且F＝mg，其余器材完全相同，不计摩擦，图甲中 小车的加速度为a1，图乙中小车的加速度为a2，则 A．a1＝a2 B．a1＞a2 C．a1＜a2 D．a1＝mg/(M+m) 8．（2022年湖南卷）球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即F阻＝kv2，k为常量）。当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为10m/s；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5m/s。重力加速度大小为g，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是 A．发动机的最大推力为1.5Mg B．当飞行器以5m/s匀速水平飞行时，发动机推力的大小为 C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为m/s D．当飞行器以5m/s的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g ( A B F )9．如右图所示，长木板B放在水平地面上，小物块A置于B上，A和B的质量均为m， A与B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为μ/4。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F，则A、B未分离时B的加速度可能是 A．μg B．μg/2 C．2μg/3 D．3μg/5 10．（2025年湖南卷）如图所示，两带电小球的质量均为m，小球A用一端固 定在墙上的绝缘轻绳连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖 直方向的夹角为60°，两球连线与轻绳的夹角为30°，整个系统在同一竖直平面内， 重力加速度大小为g。下列说法正确的是 A．A球静止时，轻绳上拉力为2mg B．A球静止时，A球与B球间的库仑力为2mg C．若将轻绳剪断，则剪断瞬间A球加速度大小为g ( O A B C F a )D．若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小 11．质量分别为mA、mB、mC的物体A、B、C静止在同一水平面上，它们的加速度 a与其所受拉力F的关系图线如图所示，图中A、B两直线平行，它们与水平面间的动摩 擦因数依次为μA、μB、μC，则由图线所得的下列关系式正确的有 A．μA＝μB＝μC B．μA＜μB＝μC C．mA＜mB＜mC D．mA＞mB＞mC 12．如图甲所示，物块的质量m＝1kg，初速度v0＝10m/s， 在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动， 某时刻后该力突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标 变化的关系图象如图乙所示，g＝10m/s2。下列选项中正确的是 A．2～3s内物块做匀减速运动 B．在t＝1s时刻，恒力F反向 C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.5 D．恒力F大小为10N 班次 座次 姓名 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选项 ( 3.6 0 6 24 F / N a /m · s – 2 )（二）填空题（5小题，每题4分，共20分。只填最后结果。） 13．在海王星表面用一个竖直向上的拉力F将一个原来静止的物体往上牵引，物体 的加速度a与拉力F的关系如图所示。由图可以判断，海王星表面的“自由落体加速度” g′＝ ，该物体质量m＝ 。 ( t/s 3 5 0 F / N 50 100 （ a ） 6 t/s 3 5 0 v / m · s – 1 （ b ） )14．放在光滑水平面上的物体受三个处于同一水平面内的共点力作用而处于静止状态，已知F2垂直于F3。若这三个力中只去掉F1，则物体产生的加速度为2.5m/s2；若只去掉掉F2，则物体产生的加速度为1.5m/s2；若只去掉掉F3，则物体产生的加速度为 m/s2。 ( θ )15．一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5s时间内F 的变化和木箱速度v的变化情况如图（a）、（b）所示，则木箱的质量 为 kg，木箱与地面间的动摩擦因数为 。（g＝10m/s2） ( A B C )16．如图，在倾角θ＝37°的光滑斜面体上用细线拴一质量m＝2kg的小球，都静止 时细线平行于斜面。当整体以5m/s2的加速度水平向右做匀加速运动时，细线的拉力大 小为F1；当整体以20m/s2的加速度水平向右做匀加速运动时，细线的拉力大小为F2。 取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则 。 17．如图所示，三物体质量mA＝2kg、mB＝1kg、mC＝4kg，桌面水平， 不计滑轮和细绳质量及所有摩擦阻力，取g＝10m/s2，则释放它们后，A的 加速度大小a＝ ，细绳的拉力大小T＝ 。 （三）实验题（2小题，共17分。） 18．（8分）某同学探究钩码加速度与合外力的关系，其实验装置如图所示。一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，用轻绳绕过定滑轮及光滑的动滑轮将滑块与弹簧测力计相连。实验中保持钩码的质量不变，在滑块上增加砝码进行多次测量，每一次滑块均从同一位置P由静止开始释放，在钩码带动下滑块向右运动，此过程中，记录弹簧测力计的示数F和光电门遮光时间t，用弹簧测力计测得钩码受到的重力为G，用刻度尺测 得P与光电门间的距离为x，用螺旋测微器测得滑块上窄片的宽度为d。 （1）实验中_____（填“需要”或“不需要”）平衡滑块受到的摩擦力。 （2）滑块通过光电门的速度大小为 ，钩码的加速度 大小为 （用含有d、t、x的表达式表示）。 （3）对钩码，根据实验数据绘出的下列图象中最符合本实验实际 情况的是 。 19．（9分）（2022年山东卷）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下： ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上； ②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨； ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于 原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm， 拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时； ④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度 a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。 回答以下问题（结果均保留两位有效数字）： （1）弹簧的劲度系数为 N/m。 （2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画 出a−F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感 器的总质量为 kg。 （3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步 骤，在图丙中画出新的a−F图像Ⅱ，则待测物体的质量为 kg。 （四）计算题（3小题，共27分。规范解题，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。） 20．（7分）A、B两个物体用细绳相连在一起，用竖直向上的拉力F将它们向上提起，如图所示。细绳能承受的最大拉力为100N，两个物体的质量都为5kg，要使绳子在提起两物体的过程中绳不被拉断，求拉力F的范围（g取10m/s2）。 ( A B F ) 21．（10分）（2022年浙江卷）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度l1＝4m，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点（取cos24°＝0.9，sin24°＝0.4，重力加速度g＝10m/s2）。 （1）（3分）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小； （2）（3分）求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小； （3）（3分）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s，求水平滑轨的最短长度l2。 ( B A F )22．（10分）（2016年海南卷）水平地面上有质量分别为m和4m的物A和B，两者与地面的动摩擦因数均为μ。细绳的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与A相连，动滑轮与B相连，如图所示。初始时，绳处于水平拉直状态。若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s，重力加速度大小为g。求 （1）（3分）物块B克服摩擦力所做的功； （2）（5分）物块A、B的加速度大小。 4 学科网（北京）股份有限公司 $