2025年高考物理复习考点解密追踪与预测（新高考）专题03 牛顿运动定律的综合运用（分层练）（原卷版）

专题03牛顿运动定律的综合运用A·常考题不丢分命题点01动力学的两类基本问题命题点02连接体问题命题点03超重失重问题命题点04力学单位制命题点05板块模型命题点06传送带模型B·拓展培优拿高分C·挑战真题争满分【命题点01动力学的两类基本问题】【针对练习1】（多选）游乐场有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由驱动装置将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面49m高处，然后由静止释放。可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2s后，开始受到恒定的制动力而立即做匀减速运动，且下落到离地面13m高处时速度刚好减为零，然后再让座椅非常缓慢的平稳下落，将游客送回地面。g取10m/s2，则（）A．在下落过程中，游客加速度方向竖直向下B．座椅在匀减速阶段的时间是1.6sC．在下落过程中其加速度大小为12D．要避免整个装置撞击地面，自由落体的时间不能超过7【针对练习2】如图所示，倾角为37°的斜面体固定在水平地面上，一质量为m=1kg的小物块在平行于斜面向上的拉力F=8N作用下，从斜面底端O点由静止开始沿斜面向上运动，运动到A点后撤去拉力，其中OA段光滑，AB段粗糙，已知OA=AB=4m，小物块与斜面AB间的动摩擦因数为0.25，g取10m/s2.求：（1）拉力作用下小物块的加速度大小；（2）掀去拉力后小物块还能沿斜面上滑的最大距离；（3）小物块在AB段滑行的时间。【针对练习3】可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示，有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上，先以加速度a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t=8s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25，已知sin37°=0.6，（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小；（2）企鹅贴着冰面向前滑行过程的加速度大小和退滑到出发点过程的加速度大小；（3）企鹅退滑到出发点时的速度大小。（计算结果用根式表示）【命题点02连接体问题】【针对练习4】如图所示，质量为M的木箱子放在水平桌面上，木箱中的竖直立杆（质量不计）上套有一质量为m的圆环，圆环由静止开始释放，圆环下滑的加速度恒为a=g2，则圆环在下落过程中处于状态（填“超重”或“失重”）；此下落过程中木箱对地面的压力为【针对练习5】（多选）车厢顶部固定一滑轮，在跨过定滑轮绳子的两端各系一个物体，质量分别为m1、m2，且m2>m1，m2静止在车厢底板上，当车厢向右运动时，m1、A．车厢的加速度为gtanθ C．车厢底板对m2的支持力为m2−m1【针对练习6】（多选）如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为m的物体A、B(B与弹簧连接，A、B均可视为质点)，弹簧的劲度系数为k，初始时刻物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在A上，使A开始向上做加速度大小为a的匀加速运动，测得A、B的v－t图像如图乙所示，物体B的v－t图像在t2时刻的斜率与t轴平行，已知重力加速度大小为g，则（）

A．施加力F前，弹簧的形变量为2mgB．施加力F的瞬间，A、B间的弹力大小为m(g＋a)C．A、B在t1时刻分离，此时弹簧弹力等于B的重力D．B上升速度最大时，A、B间的距离为1【命题点03超重失重问题】【针对练习7】如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则（

）

A．容器自由下落时，小孔向下漏水B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C．将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都向下漏水D．将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都不向下漏水【针对练习8】升降机箱内底部放一个质量为m的物体，当箱从高空某处以初速度v0

A．0−t1内箱内底对物体的支持力保持不变 B．C．物体在0−t1时间内处于失重状态 D．物体在【针对练习9】（多选）乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。若在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）。重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小物块处于失重状态B．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上C．小物块受到的静摩擦力为1D．若缆车加速度减小，则小物块受到的摩擦力和支持力都减小【命题点04力学单位制】【针对练习10】利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图所示（为截面图），液体的振动周期T与流速v、旋涡发生体的宽度D有关。结合物理量的单位分析，下列关系式可能正确的是（其中k是一个没有单位的常量）（）

A．v=kDT B．v=kDT C．【针对练习11】“另类加速度A”的定义为A=vt−v0x，其中v0和vt分别表示某段位移A．s－1 B．Hz C．m/s2 D．m2/s【针对练习12】雨滴在空气中下落的速度比较大时.受到的空气阻力f与其速度v的二次方成正比，与其横截面积S成正比，即f=kSv2。则比例系数k的单位是（A．kg/s⋅m3 B．kgm【命题点05板块模型】【针对练习13】一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放质量分别为mA＝1kg和mB＝2kg的A、B两物块，A、B与木板之间的动摩擦因数都为μ＝0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示(重力加速度g取10m/s2)．则()A．若F＝1N，则物块、木板都静止不动B．若F＝1.5N，则A物块所受摩擦力大小为1.5NC．若F＝4N，则B物块所受摩擦力大小为4ND．若F＝8N，则B物块的加速度为1m/s2【针对练习14】一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图a所示．t＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t＝1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s时间内小物块的v－t图线如图b所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2.求：(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离．【针对练习15】如图，光滑水平桌面右端固定有一个定滑轮和挡板P，长木板c质量为，物块a静止放在长木板c左端，并通过与桌面平行的轻绳与重物b相连。重物b由静止释放后时，长木板c与挡板P发生碰撞（碰撞时间极短），同时轻绳立即断裂，碰后长木板c以碰前速率的0.8倍反弹，已知物块a和重物b的质量均为，物块a与长木板c间的动摩擦因数为，光滑水平桌面足够长，重物b离地面的高度足够高，。求：（1）重物b刚开始下落时轻绳的拉力及长木板c与挡板P碰前的速率为多少？（2）长木板c至少需要多长，物块a才不会从c上滑出？

【命题点06传送带模型】【针对练习16】(多选)如图所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A．粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小B．粮袋开始运动的加速度为g(sinθ－μcosθ)，若L足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动C．若μ<tanθ，则粮袋从A到B一定一直是做加速运动D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a>gsinθ【针对练习17】(多选)如图所示，传送带与水平地面的夹角，从A到的长度为，传送带以的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速度地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知，取，则（）A．煤块一直加速运动B．煤块从A到的时间为C．煤块从A到的过程中在传送带上留下痕迹的长度是D．煤块从A到的过程中在传送带上留下痕迹的长度是【针对练习18】如图所示，一足够长的水平传送带以速度匀速运动，质量为的小物块P和质量为的小物块Q由通过定滑轮的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长。某时刻给P、Q同时提供大小相等的初速度，使Q竖直向上运动、P从传送带左端冲上传送带，P与定滑轮间的绳子水平。已知物块P与传送带间的动摩擦因数，重力加速度为，不计滑轮的质量与摩擦，整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。求：（1）物块P在传送带上运动过程中受到的摩擦力大小和方向：（2）物块P在传送带上向右运动的最大距离x。一、单选题1．如图所示，带有固定挡板P和定滑轮的木板垫高后与水平面夹角为θ=30°，质量为2m的物块A与挡板P之间有一轻质弹簧，细线跨过定滑轮，一端连接着质量为m的物块B，另一端连接着物块C（细线在滑轮左侧部分与木板平行）．开始时用外力托着C，细线伸直但无张力，A、B处于静止状态．现撤去外力，静止释放C后，发现C速度最大时，A、B恰好分离．己知木板足够长，所有摩擦不计，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（

）A．物块C质量大小为m B．撤去外力瞬间，弹簧弹力变为原来的1C．撤去外力瞬间，A、B间压力变为原来的一半 D．细绳张力最大值为12．如图所示，质量为2m、长为L的长木板c静止在光滑水平面上，质量为m的物块b放在c的正中央，质量为m的物块a以大小为v0的速度从c的左端滑上c，a与b发生弹性正碰，最终b刚好到c的右端与c相对静止，不计物块大小，物块a、b与c间动摩擦因数相同，重力加速度为g，则下列说法正确的是（

A．a与b碰撞前b的速度始终为零 B．a与b碰撞后，a与b都相对c滑动C．物块与木板间的动摩擦因数为3v023．如图甲所示，质量分别为1kg、2kg、3kg的三个物块A、B、C叠放在水平面上，现对物块B施加一水平向右的拉力F，物块A、B、C的加速度与水平拉力的关系如图乙（以水平向右为正）。若物块足够长，物块A、B间的动摩擦因数为μ1，物块B、C间的动摩擦因数为μ2，物块C与地面间的动摩擦因数为μ3，重力加速度g=10mA．μ1=0.1 B．μ1=0.2 C．μ₂=0.3 D．二、多选题4．如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A．在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为gB．在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为gC．剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为1D．突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为35．如图所示，光滑水平面与光滑斜面平滑连接，小滑块A从斜面上某位置由静止释放，已知其下滑的加速度为a1，同时位于平面上紧靠斜面的小滑块B，在外力的作用下由静止开始向左匀加速运动，其加速度为a

A．a=B．a=C．若仅减小a1，并调整aD．若仅减小a1，并调整a6．如图，物块A通过细绳悬挂于电梯侧壁的O点，A与侧壁间夹有薄木板B，绳与侧壁夹角为θ，已知A、B质量分别为M、m，A、B间摩擦忽略不计。当电梯静止时，B恰好不滑落，重力加速度为g，下列判断正确的是（）A．电梯竖直加速上升时，木板B会滑落B．电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，木板B会滑落C．当电梯以加速度a竖直加速上升时，绳子拉力T=D．当电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，A对B的压力N=M(g−a)7．如图，倾斜的光滑杆与水平方向的夹角为37°，一质量为m=1kg的小环套在杆上位于底端，现施加一个竖直向上的拉力F作用在小环上，作用时间t1=1s后撤掉该力，小环再经时间t2=1s恰好返回杆的底端（最初出发处）。（g=10m/s2），下列说法正确的是（）A．恒力F的大小为12NB．滑块返回斜面底端时的速度为6m/sC．滑块撤掉F前后的加速度分别2m/s2和6m/s2D．撤掉F之前，小环处于超重状态；撤掉F之后到返回出发点之前，小环处于失重状态三、解答题8．如图所示，煤矿有一传送带与地面夹角θ=37°，从A到B长度达到L=10.45m，传送带以v0=7m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速度地放一个质量为m=1kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5，煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin（1）煤块加速至与传送带速度相等时需要的时间；（2）煤块从A到B的时间和煤块到B时速度的大小；（3）煤块从A到B的过程中，传送带上形成痕迹的长度。9．如图所示，倾角为θ=37∘的传送带足够长，初始静止。质量M=2kg的长木板放置在传送带上，恰好静止。有一质量m=1kg的小物块，以v0=3m（1）长木板A与传送带之间的动摩擦因数μ（2）木板与开关相撞时的速度v1（3）木板的长度L。10．倾角为θ的固定斜面与足够长的水平地面平滑连接，表面光滑的滑块A从斜面上距水平地面高h处由静止释放，之后与静止在水平地面上的滑块B（位置并不固定）发生正碰，滑块A反弹后冲上斜面，之后每次都是滑块B停下来后滑块A才与之碰撞。已知滑块B与水平地面间的动摩擦因数μ=18，两滑块每次碰撞时间极短，且碰撞前后两滑块的速度大小都等于碰前滑块A速度的一半，重力加速度大小为（1）求滑块A第一次碰撞前的速度大小v0（2）求滑块B在水平地面上滑动痕迹的最大长度xmax（3）若要每次都是滑块B停下来后滑块A才与之碰撞，则斜面的倾角θ需要满足怎样的条件？

一、单选题1．（2022·全国·统考高考真题）如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距35A．5F8m B．2F5m C．3F8m2．（2021·海南·高考真题）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mp=0.5kg、mQ=0.2kg，P与桌面间的动摩擦因数A．4.0N B．3.0N C．2.5N3．（2021·海南·高考真题）公元前4世纪末，我国的《墨经》中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是（）A．kg⋅m⋅s−1 B．kg⋅4．（2021·北京·高考真题）某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（

）A．30cm刻度对应的加速度为-0.5g B．40cm刻度对应的加速度为gC．50cm刻度对应的加速度为2g D．各刻度对应加速度的值是不均匀的5．（2021·浙江·高考真题）2021年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层290s的减速，速度从4.9×103m/s减为4.6×102A．打开降落伞前，只受到气体阻力的作用B．打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上C．打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力6．（2023·辽宁·统考高考真题）安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为Δl1和Δl2、电流大小分别为I1和I₂的平行直导线间距为r时，相互作用力的大小可以表示为A．kg·m/（s²·A） B．kg·m/（s²·A²） C．kg·m²/（s³·A） D．kg·m²/（s³·A³）7．（2021·浙江·统考高考真题）如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时（）A．小车只受重力、支持力作用B．木板对小车的作用力方向水平向左C．木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力D．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等8．（2020·山东·统考高考真题）一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（）A．0~t1时间内，v增大，FN>mg B．t1~t2时间内，v减小，FN<mgC．t2~t3时间内，v增大，FN<mg D．t2~t3时间内，v减小，FN>mg9．（2019·海南·高考真题）如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（）A．F−2μmg B．13F+μmg C．1310．（2019·浙江·高考真题）如图所示，A、B、C为三个实心小球，A为铁球，B、C为木球．A、B两球分别连在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内．若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底（不计空气阻力，ρ木＜ρ水＜ρ铁）A．A球将向上运动，B、C球将向下运动B．A、B球将向上运动，C球不动C．A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动D．A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动11．（2022·江苏·高考真题）高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10mA．2.0m/s2 B．4.0m/12．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取10m/s2。下列v0、μ值可能正确的是（）A．v0=2.5m/s B．v0=1.5m/s C．μ=0.28 D．μ=0.2513．（2022·浙江·统考高考真题）下列属于力的单位是（

）A．kg⋅m/s2 B．kg⋅m/s 二、多选题14．（2022·全国·统考高考真题）如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（）A．P的加速度大小的最大值为2μgB．Q的加速度大小的最大值为2μgC．P的位移大小一定大于Q的位移大小D．P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小15．（2021·全国·高考真题）水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左端上有一质量为m2的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图（cA．F1=μC．μ2>m116．（2020·海南·统考高考真题）如图，在倾角为θ的光滑斜面上，有两个物块P和Q，质量分别为m1和m2，用与斜面平行的轻质弹簧相连接，在沿斜面向上的恒力F作用下，两物块一起向上做匀加速直线运动，则（A．两物块一起运动的加速度大小为a=B．弹簧的弹力大小为T=C．若只增大m2D．若只增大θ，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大17．（2023·湖南·统考高考真题）如图，光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B两小球，两球用轻杆相连，A球靠在光滑左壁上，B球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为μ，杆与竖直方向的夹角为θ，杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（

）

A．若B球受到的摩擦力为零，则F=2mgB．若推力F向左，且tanθ≤μ，则F的最大值为C．若推力F向左