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（讲义篇）（原卷版）

专题03牛顿运动定律的综合运用01专题网络·思维脑图02考情分析·解密高考03高频考点·以考定法04核心素养·难点突破05创新好题·轻松练习考点内容要求考情动力学的两类基本问题c2023·北京·6、辽宁·2、湖南·10、全国甲卷·62022·全国乙卷·2、江苏·1、辽宁·7、浙江6月·1（·19）、全国甲卷·6、湖南·9、浙江1月·202021·海南·1（·7）、北京·13、浙江6月·4（·20）、浙江1月·4、全国乙卷·8、辽宁·132020·山东·1、海南·12、全国=3\*ROMANI·122019·海南·5、浙江6月·12、全国=3\*ROMANI=3\*ROMANI=3\*ROMANI·7超重失重问题c力学单位制c连接体模型c板块模型c传送带模型c学习目标熟悉掌握动力学的两类基本问题的解题方法，能够以加速度为纽带将运动学和动力学联系起来。2.理解超重和失重的各种场景，特别是电梯或者升降机中的超重失重的加速度问题。3.掌握利用整体法和隔离法求解连接体模型，清楚同a型和不同a型的连接体的处理方法。4.对滑块和滑板模型进行运动情况分析，找出滑块和滑板之间的位移关系或速度关系，建立方程。这是解题的突破口。特别注意滑块和滑板的位移都是相对地的位移。求解中更应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度5.熟悉掌握水平传送带和倾斜传送带要的受力分析，特别对于速度突变时，要对此时进行受力分析求出新的加速度。【典例1】（2023·北京·统考高考真题）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【典例2】（2022·浙江·统考高考真题）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μ=29，货物可视为质点（取cos（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1（2）求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小；（3）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l21.连接体模型的处理方法2.同a连接体模型以轻绳或轻杆连接起来的两物体或两个物体紧挨着沿同一直线运动过程中具有相同的加速度，这类连接体称为同a连接体模型。这类问题中经常利用“动力分配原则”快速解题。整体求加速度隔离m1求内力FT-μm1g=m1a得整体求加速度求m2、m3间作用力，将m1和m2看作整体求内力F23-μ(m₁+m₂)g=(m₁+m₂)a得整体求加速度隔离m1求内力：FT-F1-μm1g=m1a得整体求加速度隔离m1求内力：FT-m1g（sinθ+μcosθ）=m1a得整体求加速度隔离m1求内力：FT-m1g=m1a得3.两类动力学问题的解题思路4.超重、失重和完全失重的比较超重失重完全失重概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象产生条件物体的加速度方向竖直向上物体的加速度方向竖直向下物体的加速度方向竖直向下，大小a＝g运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升以a＝g加速下降或减速上升原理方程F－mg＝maF＝m(g＋a)mg－F＝maF＝m(g－a)mg－F＝maF＝05.力学单位制考向01动力学的两类基本问题【针对练习1】滑草场中某条滑道由如图所示的两段倾斜滑道和一段水平滑道组成，AB段倾角为60∘，BC段倾角为30∘，对应的高度均为ℎ=7.5m。载人滑草车从坡顶A点由静止开始滑下，最终停在水平滑道上。已知滑草车与三段滑道间的动摩擦因数均相同，滑草车经过B、C（1）滑草车与滑道间的动摩擦因数μ；（2）滑草车在水平滑道上滑行的距离x。（3）滑草车运动的总时间t。【针对练习2】如图，某同学设计的幼儿园安全斜直滑梯由长l1=4m和l2=8m的两段不同材料AB和BC制成，滑梯与水平地面夹角θ=37°。一小朋友从A点由静止滑下，经6s到达C点速度恰好为零。重力加速度g（1）小朋友滑行过程中的最大速度vm（2）小朋友与AB和BC材料间的动摩擦因数μ1和μ考向02连接体问题【针对练习3】如图，倾角为θ的斜面体固定在水平地面上，现有一带支架的滑块正沿斜面加速下滑。支架上用细线悬挂质量为m的小球，当小球与滑块相对静止后，细线方向与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g，则（）

A．若斜面光滑，则α=θB．若斜面粗糙，则α>θC．若α=θ，小球受到的拉力为mgD．若α=θ，滑块的加速度为g【针对练习4】如图所示，系在墙上的轻绳跨过两个轻质滑轮连接着物体P和物体Q，两段连接动滑轮的轻绳始终水平。已知P、Q的质量均为1kg，P与水平桌面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小为g=10m/sA．P、Q运动的加速度大小之比为2:1B．P的加速度大小为2C．轻绳的拉力大小为10ND．若保持Q的加速度不变，改变拉力F与水平方向的夹角，则力F的最小值为12考向03超重失重问题【针对练习7】引体向上是高中学生体质健康标准的测试项目之一，如图甲所示，质量为m=55kg的某同学，双手抓住单杠做引体向上，在竖直向上运动过程中，其重心的速度随时间变化的图像如图乙所示，g取10A．t=0.5s时，他的加速度约为B．0~1.0s，他的位移约为0.15mC．t=1.0sD．t=1.5s【针对练习8】物理课上，老师演示了一个实验：如图所示，水平粗糙木板上放置两个物块，其间有一个处于拉伸状态的弹簧。将木板抬至空中保持水平，两物块相对木板保持静止，然后将整个装置无初速释放，下落过程中可能观察到的现象是（）A．两物块依旧相对木板保持静止B．两物块相对木板运动且彼此靠近C．质量大的物块与木板保持相对静止，质量小的物块靠近质量大的物块D．质量小的物块与木板保持相对静止，质量大的物块靠近质量小的物块考向04力学单位制【针对练习7】关于单位制及其应用，下列说法正确的是（）A．kg、B．克、秒、牛顿均为国际単位制中的基本单位C．1N是使质量为1kg的物体产生D．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量和速度【针对练习8】在弹吉他时，拨动琴弦，琴弦就会发生振动，振动的频率f（单位为Hz，即s−1）由琴弦的质量m、长度L和弦线中的张力（弹力）F共同决定。结合物理量的单位分析琴弦振动的频率f与m、L、F的关系式可能正确的是（其中kA．f=kmLF B．f=kFmL C．f=kF考向05板块模型1．模型特点上、下叠放两个物体，在摩擦力的相互作用下两物体发生相对滑动．2．两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长．3．解题方法整体法、隔离法．4．解题思路（1）求加速度：因题目所给的情境中至少涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，所以应准确求出各物体在各运动过程的加速度（注意两过程的连接处加速度可能突变）。（2）明确关系：对滑块和滑板进行运动情况分析，找出滑块和滑板之间的位移关系或速度关系，建立方程。这是解题的突破口。特别注意滑块和滑板的位移都是相对地的位移。求解中更应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。状态板、块速度不相等板、块速度相等瞬间板、块共速运动方法隔离法假设法整体法步骤对滑块和木板进行隔离分析，弄清每个物体的受力情况与运动过程假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出一起运动的加速度，再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力Ff；比较Ff与最大静摩擦力Ffm的关系，若Ff>Ffm，则发生相对滑动将滑块和木板看成一个整体，对整体进行受力分析和运动过程分析临界条件①两者速度达到相等的瞬间，摩擦力可能发生突变②当木板的长度一定时，滑块可能从木板滑下，恰好滑到木板的边缘达到共同速度（相对静止）是滑块滑离木板的临界条件原理时间及位移关系式、运动学公式、牛顿运动定律、动能定理、功能关系等【典例1】（2019·全国·高考真题）如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s2．由题给数据可以得出A．木板的质量为1kgB．2s~4s内，力F的大小为0.4NC．0~2s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2【针对练习9】如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为M的A、B两块木板，在木板A的上面放着一个质量为m的物块C，木板和物块均处于静止状态．A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数都为μ.若用水平恒力F向右拉动木板A，使之从C、B之间抽出来，已知重力加速度为g，则拉力F的大小应该满足的条件是(已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力)()A．F＞μ(2m＋M)g B．F＞μ(m＋2M)gC．F＞2μ(m＋M)g D．F＞2μmg【针对练习10】长为L＝1.5m的长木板B静止放在水平冰面上，小物块A以某一初速度v0从木板B的左端滑上长木板B，直到A、B的速度达到相同，此时A、B的速度为v＝0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰面上滑行了s＝8.0cm后停下．若小物块A可视为质点，它与长木板B的质量相同，A、B间的动摩擦因数μ1＝0.25，取g＝10m/s2.求：(1)木板与冰面的动摩擦因数μ2；(2)小物块A的初速度v0；(3)为了保证小物块不从木板的右端滑落，小物块滑上木板的最大初速度v0m应为多少？考向06传送带模型1.水平传送带问题项目图示滑块可能的运动情况情景一(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景二(1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速情景三(1)传送带较短时，滑块一直减速到达左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端．其中v0>v返回时速度为v，当v0<v返回时速度为v02.倾斜传送带问题项目图示滑块可能的运动情况情景一①可能一直加速②可能先加速后匀速情景二①可能一直加速②可能先加速后匀速③可能先以a1加速后以a2加速情景三①可能一直加速②可能先加速后匀速③可能一直匀速④可能先以a1加速后以a2加速情景四①可能一直加速②可能一直匀速③可能先减速后反向加速【典例1】（2021·辽宁·统考高考真题）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°，转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；（2）小包裹通过传送带所需的时间t。【针对练习11】如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图象(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2>v1，则()A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离最大C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用【针对练习12】如图所示，倾角为37°，长为l＝16m的传送带，转动速度为v＝10m/s，在传送带顶端A处无初速度的释放一个质量为m＝0.5kg的物体，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2.求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间；(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间．一、单选题1．在国际单位制中，某个物理量的单位用基本单位表示为kg⋅m2A．电场强度 B．电阻 C．电势差 D．电荷量2．很多智能手机都有加速度传感器，加速度传感器能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的手机在竖直方向上的加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（）

A．手机始终与手掌存在作用力 B．手机在t1时刻处于平衡状态C．手机在t2时刻改变运动方向 D．手机在t3时刻处于完全失重状态3．某物理量X的表达式为X=3ω2V4πG，其中ω是角速度，V是体积，GA．密度 B．质量 C．周期 D．线速度4．如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙长杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点到O点的距离均为l，P点到O点的距离为35l，OP与杆垂直。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球由静止开始从M点向下运动到Q点时速度最大，Q点到O点的距离为65A．弹簧的劲度系数为3B．小球在N点的加速度小于gC．从N点到Q点的运动过程中，小球受到的摩擦力一直变大D．从M点到N点的运动过程中，小球运动的加速度一直减小5．一辆货车运载着规格相同的圆柱形光滑空油桶。车厢底层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上层只有桶c，摆放在a、b之间，没有用绳索固定。重力加速度大小为g，汽车沿水平路面向左加速，保证桶c相对车静止的情况下（）A．加速度越大，a对c的作用力越大 B．加速度越大，b对c的作用力越小C．加速度的最大值为33g 6．如图所示，质量均为m的小球1、2用轻绳a、c和轻质弹簧b连接并悬挂，两小球均处于静止状态，轻绳a与竖直方向的夹角为30°，轻绳c水平，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．轻绳a拉力的大小为2B．轻弹簧b拉力的大小为15C．剪断轻绳a的瞬间，小球1加速度大小为4D．剪断轻绳c的瞬间，小球2加速度大小为37．如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m，B、C之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力F作用在C上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是（）

A．无论粘在哪个木块上面，系统的加速度都将增大B．若粘在A木块上面，绳的拉力减小，A、B间摩擦力不变C．若粘在B木块上面，绳的拉力增大，A、B间摩擦力增大D．若粘在C木块上面，绳的拉力和A、B间摩擦力都减小二、多选题8．简易蹦床是一项深受儿童喜爱的游乐项目。如图所示，用两根相同的橡皮绳将一个小朋友的腰部和臀部系住，橡皮绳的另一端分别固定在等高的O1、O2点，小朋友可在P、Q两点间上下运动。下列说法正确的是（

A．小朋友在P点时处于超重状态B．小朋友从P点到Q点的过程中，先做加速运动，后做减速运动C．当两绳间的夹角为120°时，绳中的弹力一定等于小朋友受到的重力D．小朋友在Q点时，绳对他的合力最大9．如图处于长木板A左端的物块B（可视为质点）和A均以9m/s的速度开始向右运动。A、B质量均为2kg，A、B间的动摩擦因数为0.1，水平地面与A之间的动摩擦因数为0.2，最终物块恰好没滑出木板（g取10m/sA．木板运动时加速度大小为3B．木板克服地面摩擦力做功81JC．物块和木板间产生的热量为108JD．木板的长度为27m10．如图1所示，电梯“对重”的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中使轿厢与“对重”的重量保持在限额之内，保证电梯的牵引传动正常。驱动装置带动钢丝绳使轿厢和“对重”在竖直方向运动，当轿厢从顶楼向下运动时，v—t图像如图2所示，下列说法正确的是（

）A．在0~t1时间内，轿厢处于超重状态B．在0~t1时间内，钢丝绳对轿厢的拉力先减小后增大C．在t2~t3时间内，“对重”处于失重状态D．在t1~t2时间内，钢丝绳对轿厢的拉力大小等于钢丝绳对“对重”的拉力大小11．应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型。传送带始终保持v=0.4m/s的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，A、B间的距离为2m，g取10m/s2。旅客把行李（可视为质点）无初速度地放在A处，则下列说法正确的是（

）A．行李到达B处时速度大小为0.4m/s B．行李经过2s到达B处C．开始时行李的加速度大小为2m/s2 D．行李在传送一直加速12．如图，传送带与地面的倾角θ=37°，从A到B的长度为L=14m，传送带以v0=8m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.25，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知sin37°=0.6，A．煤块刚放上传送带时，加速度大小8m/sB．煤块先做匀加速直线运动后做匀速直线运动C．煤块从A运动到B的时间为1.5sD．煤块从A运动到B的过程中，传送带上形成黑色划痕的长度为4m13．如图甲所示，劲度系数k=500N/m的轻弹簧，一端固定在倾角为θ=37°的带有挡板的光滑斜面体的底端，另一端和质量mA的小物块A相连，质量为mB的物块B紧靠A一起静止。现用水平推力使斜面体以加速度a向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力作用下，稳定时形变量大小x随加速度aA．aB．mC．若a=aD．若a=0.5a14．如图，水平地面上有一小车，车内有质量分别m、2m的A、B两小球，用轻杆相连，杆与竖直方向的夹角为θ=30°。A球靠在光滑的竖直侧壁上