2025年高考物理一轮总复习：牛顿运动定律（原卷版）

专题三牛顿运动定律

目录

真题考查解读

2023年真题展现

考向一牛顿第二定律瞬时性与弹簧结合

考向二动力学的两类问题

考向三牛顿第二定律与图像结合

考向四动力学的连接体问题与临界问题结合

近年真题对比

考向一牛顿第二定律的基本应用

考向二动力学的连接体问题

考向三动力学常见的两种模型

命题规律解密

名校模拟探源

易错易混速记

真题考查解读

【命题意图】“牛顿运动定律”是高中物理的核心内容之一，是动力学的“基石”，也是整个经典力学的理

论基础，也是高考的必考内容，从近今年的试题看，主要考查牛顿运动定律的应用，运用整体法和隔离法

分析连接体问题，意在考查考生的理解能力和综合分析能力。

【考查要点】

“牛顿运动定律”主要考查牛顿运动定律的应用，动力学两类问题，与图像的综合问题；对于连接体模型，

命题多集中在两个或两个以上相关联的物体之间的相互作用和系统所受的外力情况，一般根据连接类型（直

接连接型、绳子连接型、弹簧连接型），且考查时多涉及物体运动的临界和极值问题。

【课标链接】①理解牛顿三定律，特别是理解牛顿第二定律的性质；②能运用牛顿第二定律处理力与运动

关系问题和连接体问题

2023年真题展现

考向一牛顿第二定律瞬时性与弹簧结合

1.（多选）（2023•湖北卷•第9题）如图所示，原长为/的轻质弹簧，一端固定在。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杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与。

点的距离均为/,P点到。点的距离为OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大

2

静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，

弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（）

/fkf

/

/

/

X/

、\

X、

V\\

\\

\\

',N

A.弹簧的劲度系数为字

B.小球在P点下方?处的加速度大小为（30-4）g

C.从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大

D.从M点到P点和从P点到A/点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同

考向二动力学的两类问题

2.（2023•全国乙卷卷•第14题）一同学将排球自。点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到。点。设

排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（）

A.上升时间等于下落时间B.被垫起后瞬间的速度最大

C.达到最高点时加速度为零D.下落过程中做匀加速运动

3.（多选）（2023•全国新课标卷•第19题）使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，

甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和

乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（）

甲乙

A.甲的速度大小比乙的大B.甲的动量大小比乙的小

C.甲的动量大小与乙的相等D.甲和乙的动量之和不为零

考向三牛顿第二定律与图像结合

4.（多选）（2023•全国•甲卷•第19题））用水平拉力使质量分别为四、叫的甲、乙两物体在水平桌面上

由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为外和"乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力厂

与其加速度。的关系图线如图所示。由图可知（）

A.加甲〈机乙B.刃甲〉加乙C.〃甲乙D.〃甲>4乙

考向四动力学的连接体问题与临界问题结合

5.（多选）（2023•湖南卷•第10题）如图，光滑水平地面上有一质量为2%的小车在水平推力产的作用

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〃，杆与竖直方向的夹角为0,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（）

B.若推力F向左，且tan”",则尸的最大值为tan（9

C.若推力尸向左，且〃<tan夕<2〃，则F的最大值为4mg（2〃-tan。）

D.若推力尸向右，且tan6>>2//,则/的范围为4〃zg（tan6-2〃）V尸2g（tan〃+2〃）

『近年真题对比］

考向一牛顿第二定律的基本应用

1.（2021•全国甲卷•门）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。

横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角6可变。将小物块由平板与竖直杆交点。处静

止释放，物块沿平板从。点滑至尸点所用的时间f与夹角6的大小有关。若由30。逐渐增大至60。，物块的

下滑时间f将

A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大

2.（2022•浙江高考试题•T19）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/]=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

2

滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为m=—,货物可视为质点（取cos24°=0.9,sin24°=0.4,重力加速

9

度g=10m/s2）o

（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度4的大小；

（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A

3.（2022•湖南卷19）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V。飞行器飞行时受

到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即时=左召，左为常量）。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彳处？

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5em/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

考向二动力学的连接体问题

4.（2022•全国甲卷119）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〃。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（）

QnJWWP>F

/////////////////////////////////////

A.P的加速度大小的最大值为2〃g

B.Q加速度大小的最大值为2〃g

C.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

5.（2022•全国乙卷115）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。

3

当两球运动至二者相距二乙时，它们加速度的大小均为（）

6.（2020•海南卷•T12,）如图，在倾角为e光滑斜面上，有两个物块尸和。，质量分别为㈣和冽2,

用与斜面平行的轻质弹簧相连接，在沿斜面向上的恒力/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。=

m,+机,

弹簧的弹力大小为7;几口

C.若只增大冽2,两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大

D.若只增大8,两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大

7.（2021•海南卷•T7）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P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

”=0.5kg、%=0.2kg,尸与桌面间的动摩擦因数〃=0.5,重力加速度g=10m/s2。则推力尸的大

小为（）

A4.0NB.3.0NC.2.5ND.1.5N

8.（:2022•山东卷・T16）某粮库使用额定电压0=380V,内阻尺=025。的电动机运粮。如图所示，配重

和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度v=2m/s沿斜坡匀速上行，此时电流

/=40A。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个

向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量叫=l0°kg,车上粮食质量7%=1200kg,配重

质量加。=40kg,取重力加速度g=10mzs2,小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，

比例系数为七配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：

（1）比例系数上值；

（2）上行路程L值。

9.（:2021•全国乙卷•T21）水平地面上有一质量为叫的长木板，木板的左明上有一质量为机2的物块，如

图5）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，尸随时间/的变化关系如图（6）所示，其中月、B分

别为"、与时刻尸的大小。木板的加速度为随时间/的变化关系如图（。）所示。己知木板与地面间的动摩

擦因数为〃I，物块与木板间的动摩擦因数为〃2,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速

度大小为g。则（）

F+m2)

B.月=一~!——

m1

m.+m0

C.〃2>————出

m2

D.。〜，2时间段物块与木板加速度相等

命题规律解密

分析近三年的高考试题，可以发现牛顿运动定律主要考查：（1）利用牛顿第二定律解决动力学的图像问题；

（2）利用牛顿运动定律解决绳和杆、弹簧和接触类的连接体问题；（3）利用牛顿运动定律解决水平面

和斜面上的传送带问题；.（4）利用牛顿运动定律解决滑块一一木板模型相对运动等问题；

牛顿运动定律是每年全国各省高考中必考的题型，这是2024年的考生必须掌握的。牛顿运动定律的综合运

用考察范围之广，传送带模型经常与机械能结合在一起，求最短时间和痕迹类问题；滑块一一木板模型，

常与动量、能量甚至出现在电场和磁场的形成的复合场和叠加场中，常以综合性压轴题出现在选择题和解

答题中，2024年考生需要加强对牛顿第二定律的综合运用，增大对难度和题量的训练。

名校模拟探源

1.（2023•全国•模拟预测）伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力的促进了人类

科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的。点由静止释放后沿斜面向下运

动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高

位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（）

A.若小球不受力，它将一直保持匀速直线运动或静止状态

B.若斜面光滑，小球在右侧斜面将上升到与。点等高的位置

C.若小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D.小球受到的力一定时，质量越大，它的运动状态就越难改变

2.（2023•四川成都•成都七中校考模拟预测）利用智能手机中的加速度传感器可以测量手机的加速度用

手掌托着手机，手掌从静止开始上下运动，软件显示竖直方向上的图像如图，该图像以竖直向上为正

方向。则手机（）

A.在芍时刻运动到最高点

B.在与时刻改变运动方向

C.在芍到。时间内，受到的支持力先减小再增大

D.在％到匕时间内，受到的支持力先增大再减小

3.（2023•北京•统考模拟预测）如图所示，光滑水平面上有个一根光滑的水平细杆，上面套着两个质量均

为冽，半径很小的球A和B,两球用长为L的细线相连接，开始时细线被拉直。现用一与光滑水平面平行且

与杆垂直的恒力/作用于线的中点，使两球由静止开始沿杆运动，当两球相距为Q6L时两球沿杆滑行的加

速度。的大小为（）

AB

F\

FF3F3F

A.a=—B.a=C.a=D.a=—

m2m4m8m

4.（2023•全国•二模）水平桌面上放置一质量为根的木块，木块与桌面间的动摩擦因数恒定，用一水平恒

力尸拉木块，木块在水平桌面上做匀速直线运动；若将此力方向改为与水平方向成74。角斜向上拉木块（尸

大小不变），木块仍在水平桌面上做匀速直线运动。那么当用2尸的水平恒力拉木块，此时木块的加速度为

（已知当地的重力加速度为g,sin740=0.96,cos740=0.28）（）

5.（2023•湖南长沙•雅礼中学校考二模）如图（a）所示的无人机具有4个旋翼，可以通过调整旋翼倾斜度

而产生不同方向的升力。某次实验，调整旋翼使无人机受竖直向上的恒定升力/从地面静止升起，到达稳

定速度过程中，其运动图像如图（b）所示。假设无人机飞行时受到的空气阻力与速率成正比，即/=屣，

方向与速度方向相反，则下列说法正确的是（）

图(a)图(b)

A.无人机在第Is内的位移等于0.5m

B.无人机在第1s内的速度变化量与第2s内的速度变化量相等

C.空气给无人机的作用力逐渐增大

D.空气给无人机的作用力逐渐减小

6.（2023•四川•统考二模）如图所示，一物体被水平向左的压力P压在粗糙的竖直墙壁上，某时刻压力厂的

值为工，此时物体处于静止状态，若从该时刻起使压力厂逐渐减小，直到减为零，则该过程中物体的加速

度。与压力b的关系图像可能正确的是（）

F

7.（2023•海南•统考模拟预测）如图所示，在质量为"的箱式电梯的地板上固定一轻质弹簧，弹簧的上

端拴接一质量为心的物体A,质量为强的物体B放置在物体A上，整个装置随电梯一起匀速下降，弹簧

保持竖直,重力加速度为g。某时刻悬挂电梯的钢索突然断裂，在钢索断裂的瞬间，下列说法正确的是（）

|B

「A

ob

o

to

.o

A.物体A的加速度大小为0B.物体B的加速度大小为g

C.箱式电梯的加速度大小为gD.物体B对物体A的压力为0

8.（2023•湖北•模拟预测）如图所示，木板B固定在弹簧上，木块A叠放在B上，A、B相对静止，待系统

平衡后用竖直向上的变力E作用于A,使A、B一起缓慢上升，AB不分离，在A、B一起运动过程中，下面

说法正确的是（）

A.一起缓慢上升过程中A对B的摩擦力不变

B.在某时刻撤去尸，此后运动中A可能相对B滑动

C.在某时刻撤去E此后运动中AB的加速度可能大于g

D.在某时刻撤去F在A、B下降的过程中，B对A的作用力一直增大

9.（多选）（2023•湖南株洲•校联考模拟预测）如图所示，质量分别为叫和丐的小物块，通过轻绳相

连，并接在装有光滑定滑轮的小车上。如果按图甲所示，装置在水平力可作用下做匀加速运动时，两个小

物块恰好相对静止；如果互换两个小物块，如图乙所示，装置在水平力尸2作用下做匀加速运动时，两个小

C.两种情况下小车对质量为m2的小物块的作用力大小之比为m2:叫

D.两种情况下小车对质量为咫的小物块的作用力大小之比为勤：生

10.（多选）（2023•广东广州•华南师大附中校考三模）如图甲所示，在倾角为37。的粗糙斜面的底端,

一质量机=1kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不相连。r=o时解除锁定，计算机通

t/s

00.10.20.30.4

图甲图乙

A."=0.2s内，物块的机械能不断增大

B.0.3s末，滑块到达斜面最高点

C.滑块与斜面间的动摩擦因数〃=0.5

D.滑块在ti=0,2s末的速度与t=0.4s末的速度等大反向

11.（2022•江苏苏州•江苏省昆山中学校考模拟预测）如图甲所示，足够长的倾斜直传送带以速度v=2.5m/s

沿顺时针方向运行，可视为质点的物块在t=0时刻以速度%=5m/s从传送带底端开始沿传送带上滑，物块

的质量〃?=4kg。物块在传送带上运动时传送带对物块的摩擦力的功率与时间的关系图像如图乙所示，已知

最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取lOm/s?。求：

（1）倾斜传送带与水平方向的夹角6和物块与传送带间的动摩擦因数〃

（2）物块与传送带间的划痕长度L

（3）0—0.4S内物块机械能的变化量

12.（2022•湖南常德•常德市一中校考模拟预测）某兴趣小组对老师演示惯性的一个实验进行了深入的

研究。如图甲所示，长方形硬纸板放在水平桌面上，纸板一端稍稍伸出桌外，将一块橡皮擦置于纸板的中

间，用手指将纸板水平弹出，如果弹的力度合适，橡皮擦将脱离纸板，已知橡皮擦可视为质点，质量为叫=20g,

硬纸板的质量为S=10g,长度为/=5cm。橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为4=02,纸板与桌面

间的动摩擦因数为〃2=。3,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

（1）手指对纸板的作用力与时间的关系如图乙所示，要使橡皮擦相对纸板滑动，工至少多大？

（2）手指对纸板的作用时间很短，可认为作用结束后，纸板获得速度％但位移近似为零，则要使橡皮擦脱

离纸板，%需满足的条件？

［易错易混速记

1.合力'加速度、速度间的决定关系

加速度与「合外力的大小｝决足T加速度大小

合外力L

力（合力）1与疝透表厂

（合外力啦响屋糕谒加迦度方同

的关系L

注意a=£是加速度的决定式,。8式,。8工。

mm

加速度与,_nL（与速度夹角小于90。）-［速度增大］

1方向H,、

速度的关7与速度,夹角大于90）—4速度减小）

系|加速度!■

H加速度增大|~T速度变化越来越快）

也升T加速度减小I速度变化越来越慢1

注意

是加速度的定义式M与Av、△/无直接关系

At

速度的改变需经历一定的时间而不能突变；加速度可以突变。

2.解决动力学两类问题的两个关键点

两逐一分析不同过程的运动特

个点，找出相邻过程的联系点

分

析逐过程分析物体的受力，注

意摩擦力、弹力可能变化

f

加

一

个运用运动学公式和牛顿第

速

桥二定律时特别注意有关矢

度

梁量的正负问题

f

3.连接体的类型及特点

类型图示特点

物物叠放连接两物体通过弹力、摩擦力作

体'〃，，，，〃〃〃〃〃，〃〃〃，用，具有相同的速度和加速度

m旦

,777^77^77^7^7777777这J

轻绳连接体IF