牛顿运动定律的综合应用（学生版）-2025高考物理复习热点题型讲义

专题06牛顿运动定律的综合应用

目录

题型一动力学中的连接体问题...................................................................1

类型1共速连接体一力的“分配”.............................................................2

类型2关联速度连接体.....................................................................5

题型二动力学中的临界和极值问题...............................................................7

类型1板块模型中相对滑动的临界问题......................................................8

类型2恰好脱离的动力学临界问题..........................................................10

类型3动力学中的极值问题................................................................13

题型三动力学中的图像问题....................................................................14

类型1通过F-t,F-x图像分析运动情况.....................................................14

类型2通过v-八图像分析受力情况......................................................17

类型3通过a了图像分析力与运动的关系...................................................19

题型四“传送带”模型问题.......................................................................21

类型1动力学中水平传送带问题...........................................................22

类型2动力学中的倾斜传送带问题.........................................................24

类型3传送带中的动力学图像..............................................................27

题型五“滑块一木板”模型问题..................................................................30

类型1滑块带动木板.......................................................................31

类型2滑板带动滑块.......................................................................32

类型3斜面上的板块问题..................................................................34

题型一动力学中的连接体问题

【解题指导】1.同一方向的连接体问题：这类问题通常具有相同的加速度，解题时一般采用先整体后隔离

的方法.

2.不同方向的连接体问题：由跨过定滑轮的绳相连的两个物体，不在同一直线上运动，加速度大小相等，

但方向不同，也可采用整体法或隔离法求解.

【核心总结】1.连接体

多个相互关联的物体连接（叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系）在一起构成的物体系统称为连接体.连

接体一般（含弹簧的系统，系统稳定时）具有相同的运动情况（速度、加速度）.

2.常见的连接体

（1）物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度

速度、加速度相同

（2）轻绳连接体：轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等.

速度、加速度相同

速度、加速度大小相等，方向不同

(3)轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度.

速度、加速度相同

(4)弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；在弹簧形变最大时,

两端连接体的速度、加速度相等.

3.整体法与隔离法在连接体中的应用

(1)整体法

当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，分析其受力和运动

情况，运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法.

(2)隔离法

当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛

顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法.

(3)处理连接体方法

①共速连接体，一般采用先整体后隔离的方法.如图所示，先用整体法得出合力尸与。的关系，尸=(如+

mB)a,再隔离单个物体(部分物体)研究产内力与。的关系，例如隔离3,歹内产加迎=一理一产

地面光滑

②关联速度连接体

分别对两物体受力分析，分别应用牛顿第二定律列出方程，联立方程求解.

类型1共速连接体一力的“分配”

两物块在力尸作用下一起运动，系统的加速度与每个物块的加速度相同，如图:

一|加1隗|

地面光滑

」mi回2|

mi＞冽2与地面间的动摩擦因数相同，地面粗糙

冽1、加2与固定粗糙斜面间的动摩擦因数相同,

mi尸

以上4种情形中，方一定，两物块间的弹力只与物块的质量有关且方弹-------F.

如+机2

【例1】（2023•福建•高考真题）如图所示，一广场小火车是由车头和车厢编组而成。假设各车厢质量均相等

（含乘客），在水平地面上运行过程中阻力与车重成正比。一广场小火车共有3节车厢，车头对第一节车厢

的拉力为工，第一节车厢对第二节车厢的拉力为石，第二节车厢对第三节车厢的拉力为刀，则（）

A.当火车匀速直线运动时，工=4=4

B.当火车匀速直线运动时，7；=3:2:1

C.当火车匀加速直线运动时，

D.当火车匀加速直线运动时，7；ZZ=3:2:1

【变式演练1】（2024•北京大兴•三模）如图所示，a、b两物体的质量分别为此和须,由轻质弹簧相连，当

用恒力厂水平向右拉着°,使a、6一起沿粗糙水平面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x,加速度大小

为可。已知a、6两物体与水平面间的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是（）

ba

"pWWWWS^F

77777777777777777777777777777

A.如果恒力增大为2尸，则两物体的加速度增大为2%

B.如果恒力增大为2凡则弹簧伸长量仍为x

C.若水平面光滑，则弹簧伸长量仍为x

D.若水平面光滑，则加速度大小仍为4

【变式演练2】如图所示，倾角为30。的粗糙斜面上有4个完全相同的物块，在与斜面平行的拉力尸作用下

恰好沿斜面向上做匀速直线运动，运动中连接各木块间的细绳均与斜面平行，此时第1、2物块间细绳的张

力大小为工，某时刻连接第3、4物块间的细绳突然断了，其余3个物块仍在力F的作用下沿斜面向上运动,

此时第1、2物块间细绳的张力大小为心，则7；:4等于（）

C.3:2D.1：I

【变式演练31如图所示，5块质量均为m的木块并排放在水平地面上，编号为3的木块与地面间的动摩擦

FF

因数为7^,其他木块与地面间的动摩擦因数为当用水平力下推第1块木块使它们共同加速运动

1Omg20mg

时，下列说法正确的是（）

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

A.由右向左，两块木块之间的摩擦力依次变小

B.木块加速度为0.2m/s2

C.第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.90F

D.第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.38尸

【变式演练4】如图所示，水平面上有两个质量分别为M和机的木块1和木块2,中间用一条轻绳连接。

两木块材料相同，现用力/向右拉木块2,当两木块一起向右做匀加速直线运动时，已知重力加速度为g,

下列说法正确的是（）

1——2——»F

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

A.若水平面是光滑的，则加越大绳的拉力越大

B.若木块和地面间的动摩擦因数为〃，则绳的拉力为上°+〃吸

M+m

c.若木块和地面间的动摩擦因数为出则绳的拉力为y+"喈

D.无论水平面是光滑的还是粗糙的，绳的拉力大小均为上纪

M+m

【变式演练5】如图所示，水平面上有两个质量分别为叫和铀的木块1和2,中间用一条轻绳连接，两物

体的材料相同。现用力尸向右拉木块2,当两木块一起向右做匀加速直线运动时，下列说法正确的是（）

F

mx---------m2------」

，////>"""）////////////////方，""力/////////,

A.绳的拉力大小与水平面是否粗糙无关

B.绳的拉力大小与水平面是否粗糙有关

C.若水平面是光滑的，则乃越大，绳的拉力越小

mF

D.若物体和地面摩擦因数为〃，则绳的拉力为一!—+〃叫g

mt+

【变式演练6】（2024•云南•一模）如图所示，热气球由球囊、吊篮和加热装置三部分构成，加热装置固定在

吊篮上，用24根对称分布的轻绳拴住并与球囊相连，轻绳与竖直方向夹角均为37。。热气球被锁定在地面

上，现缓慢加热球内空气使其密度不断减小。当加热至某温度时，热气球受到竖直向上大小为3.85X10&N的

浮力，球内气体总质量为3100kg,此时解除热气球锁定。若球囊质量为208kg,吊篮和加热装置总质量为

192kg,重力加速度大小取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8o热气球解除锁定瞬间,求

（1）热气球的加速度大小;

类型2关联速度连接体

【例2】（2024•云南•模拟预测）如图所示，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，P、Q两物块

的质量分别为g>=02馆、=0.6奴，P与桌面间的动摩擦因数"=0.5。从静止释放后，P、Q开始加速

运动，绳中张力为7。若要让运动过程中轻绳张力变为2T,可在P上固定一个质量为〃7K的物块。取重力

加速度g=10m/s2,求T和加K各为多少？

【变式演练1】如图（a）,足够高的水平长桌面上，尸点左边光滑，右边粗糙，物块A在祛码B的拉动下

从桌面左端开始运动，其V—图如图（b）所示，已知祛码质量为O」Okg,重力加速度大小g取10m/s"求

（1）物块A的质量；

（2）物块A与尸点右边桌面间的动摩擦因数。

【变式演练2】如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线

竖直。开始时重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B质量均为，"=lkg,假设摩擦阻

力和空气阻力均忽略不计，重力加速度g=10m/s2,当A的位移为〃=lm时，两滑轮还未齐平，下列说法

A.重物A的加速度大小为2m/s?B.重物B的加速度大小为2m/s?

C.此时A的速度大小为4m/sD.重物B受到的绳子拉力为6N

【变式演练3】质量分别为M和加的物块形状大小均相同，将它们通过轻绳和光滑定滑轮连接，如图甲所

示，绳子在各处均平行于倾角为a的斜面，M恰好能静止在斜面上。若互换两物块位置，按图乙放置，然后

释放斜面仍保持静止。则下列说法正确的是（不考虑两物块与斜面之间的摩擦）（）

A.轻绳的拉力等于朋gB.轻绳的拉力等于mg

M—m

C.M运动加速度大小为（l-sina）gD-M运动加速度大小为kg

【变式演练4】如图所示三个装置，（“）中桌面光滑，（6）、（c）中桌面粗糙程度相同，（c）用大小为尸=〃g

的力替代重物”进行牵引，其余均相同。不计绳和滑轮质量及绳与滑轮摩擦，都由静止释放，在加移动相

同距离的过程中，下列关于三个实验装置的分析中，正确的是（）

A.装置（。）加的动能增加量大于（b）中加的动能增加量

B.装置（。）中物块加的加速度为迤

m

C.装置（6）、（C）中物块用的动能增加量相同

D.装置（。）中绳上的张力看小于装置（6）中绳上的张力”

题型二动力学中的临界和极值问题

【解题指导】1.直接接触的连接体存在“要分离还没分”的临界状态，其动力学特征：“貌合神离”，即。相

同、尸N=0.

2.靠静摩擦力连接（带动）的连接体，静摩擦力达到最大静摩擦力时是“要滑还没滑”的临界状态.

3.极限分析法：把题中条件推向极大或极小，找到临界状态，分析临界状态的受力特点，列出方程

4.数学分析法：将物理过程用数学表达式表示，由数学方法（如二次函数、不等式、三角函数等）求极值.

【核心归纳】1.常见的临界条件

（1）两物体脱离的临界条件：尸N=0.

（2）相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值.

（3）绳子断裂或松弛的临界条件：绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松弛的

临界条件是尸r=0.

2.解题基本思路

（1）认真审题，详细分析问题中变化的过程（包括分析整个过程中有几个阶段）；

（2）寻找过程中变化的物理量；

（3）探索物理量的变化规律；

（4）确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系.

3.解题方法

把物理问题（或过程）推向极端，从而使临界现象（或状态）暴露出来，以达到正确解

极限法

决问题的目的

临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临

假设法

界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题

数学法将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件

类型1板块模型中相对滑动的临界问题

【例1】【多选】如图所示，质量分别为和心的A、B两物块，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩

擦因数为4,B与地面间的动摩擦因数为。.5〃。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对B施

加一水平拉力巴则下列说法中正确的是（）

A

Bi尸

//////////Z//Z//Z////

A.当尸=2“陪时，A、B都相对地面静止

B.当尸＞3〃wg时，A、B间相对滑动

C.当尸=3〃〃取时，B的加速度等于0.5〃g

D.无论尸为何值，A的加速度不会超过〃g

【变式演练1】（2024•湖北武汉•模拟预测）如图（a）所示，质量为2kg且足够长的木板A静止在水平地面

上，其右端停放质量为1kg的小物体B。现用水平拉力下作用在木板A上，尸随时间才变化的关系如图（b）

所示，其中0~。时间内尸=2/（N）,〃时刻A、B恰好发生相对滑动。已知A与地面、A与B之间的动摩擦因

数分别为0.1和0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取10m/s2,下列说法正确的是（）

A.力=4.5s

B.〃时刻，A的速度为4.5m/s

C.6.5s时A的速度为18.0m/s

D.6.5s时B的速度为6.25m/s

【变式演练2】.（2024•云南昆明•模拟预测）如图所示，水平地面上有一长木板B,其左端放置一物块A,

初始A、B均静止，用如图所示的拉力作用于物块A,已知物块A的质量mA=2kg,长木板B的质量1kg,

物块与长木板之间的动摩擦因数〃/=0.3,木板与地面之间的动摩擦因数〃2=0.1,重力加速度g=10m/s2,

则（）

A.0~人内人、B间的摩擦力为6N

B.1s末A的速度为lm/s

C.0~2s内A相对B的位移为1m

D.0~2s内摩擦力总冲量的大小为6N・s

【变式演练31.（2024•广西•模拟预测）如图所示，质量加=lkg的小滑块（可视为质点）放在木板的右端,

质量为河=4kg的木板与水平地面和滑块间的动摩擦因数皆为2=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，开

始时木板与小滑块均处于静止状态，现给木板加一水平向右的恒力R重力加速度g=10m/s2,则以下说法

中错误的是（）

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

A.当拉力尸=18N时，小滑块和木板一起匀速运动B.当拉力尸=24N时，小滑块和木板一起匀速

运动

C.当拉力尸=30N时，小滑块和木板一起加速运动D.当拉力尸=42N时，小滑块和木板发生相对

滑动

【变式演练4】如图甲所示，木板放在水平地面上，质量加=2kg的小物块（可视为质点）放在木板的右端,

两者均静止。现用水平向右的厂作用在木板上，通过传感器测出木板的加速度。与外力厂的变化关系如图

乙所示。重力加速度g取：L0m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）小物块与木板间的动摩擦因数〃；

（2）木板的质量M；

（3）乙图中图像与横轴的交点坐标。

tz/(m-s-2)

类型2恰好脱离的动力学临界问题

连接体恰好脱离满足两个条件

（1）物体间的弹力pN=0；

（2）脱离瞬间系统、单个物体的加速度仍相等.

【例2】如图A、B两物体相互接触，但并不粘合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两

个物体的质量分别为町=4kg,加2=6kg。从f=0开始，推力月和线分别作用与AB上，&和居随时间的

变化规律为4=8-2f（N）,乙=2+2/（N）,关于两个物体的运动。以下说法正确的是（）

AB

A.经过4s,两物体将分离

B.经过1.5s,两物体将分离

C.A对B的弹力做功的功率一直增大

D.A对B的弹力做功的功率最大值为2W

【例3】【多选】如图所示，在水平地面上有一倾角为0,表面光滑的斜面体。在斜面体顶端固定一与斜面垂

直的挡板，用质量不计的细线系着一个质量为机的小球。现对斜面体施加一水平方向的外力E使斜面体

做加速度大小为。的匀加速直线运动。已知6=30°，重力加速度大小为g，则（）

A.若斜面体以加速度。=g向右加速运动时，小球对滑块压力为零

B.若斜面体以加速度。=g向右加速运动时，线中拉力为（J」）加2

C.当斜面体以加速度。=2g向右加速运动时，线中拉力为行〃陪

D.当斜面体以加速度。=2g向左加速运动时，线中拉力为零

【例4】如图所示，一劲度系数上=100N/m的轻质弹簧下端固定于地面上，质量叫=012kg的物块A与质

量啊=O」Okg的物块B叠放在其上，处于静止状态。/=0时，在物块A上施加一竖直向上的力尸，使两物

块一起匀加速上升，1=0.10s时，两物块恰好分离。已知重力加速度为g=10m/s2,求:

（1）两物块匀加速运动的加速度大小；

（2）分离时力尸的大小。

【变式演练1】【多选】如图所示，质量均为加的A、B两物体叠放在竖直轻质弹簧上并保持静止，现用大

小等于0.8%g的恒力F向上拉B,当运动距离为时B与A恰好分离（）

IF

Bm

A

n

»

A.弹簧的劲度系数等于粤

B.B和A刚分离时，弹簧为原长

C.B和A刚分离时，B和A的加速度相同

D.从开始运动到B和A刚分离的过程中，两物体的动能先增大后减小

【变式演练2】（2024高三下•甘肃•学业考试）如图，水平地面上有一汽车做加速运动，车厢内有一个倾角

0=37。的光滑斜面，斜面上有一个质量为加的小球，用轻绳系于斜面的顶端，小球的重力大小为mg,绳对

球的拉力大小为6、斜面对小球的弹力大小为尸N，当汽车以大小为a的加速度向左做匀加速直线运动时

（sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力力口速度g取:LOm/s?）（）

a

A.若a=14m/s2,小球受mg、FT、Ev三个力作用

B.若a=14m/s2,小球受mg、出两个力作用

C.若a=13m/s2,小球受加g、歹?'两个力作用

D.不论。多大，小球均受加g、FT、FN三个力作用

【变式演练4】质量均为加的甲、乙两物块，中间连接一根劲度系数为左的轻弹簧，如图所示，把甲放在水

平面上，系统处于静止状态。现给乙施加一个竖直向上的拉力，使乙向上做匀加速直线运动，加速度大小

为g（g为重力加速度大小），下列说法正确的是（）

A.乙刚要运动时，竖直向上的拉力大小为2ag

B.从乙刚开始运动到甲刚要离开水平面时，乙的位移大小为举

C.当弹簧处于原长时，竖直向上的拉力大小为3%g

D.甲刚要离开水平面时，乙的速度大小为g行

【变式演练5】（2024•河北•二模）如图所示，质量相等的两滑块M、N用一轻质弹簧连接，在拉力F作用

下沿着固定光滑斜面匀速上滑。某时刻突然撤去拉力凡已知斜面倾角为。，重力加速度大小为g,斜面足

够长。从撤去拉力下时开始到弹簧第一次恢复原长的过程中，下列说法正确的是（）

A.滑块M的加速度始终大于滑块N的加速度

B.滑块N的加速度大小最大值为2gsin6

C.滑块M的平均速度大小一定小于滑块N的平均速度大小

D.滑块M的速率始终大于滑块N的速率

类型3动力学中的极值问题

【例5】【多选】如图所示，质量m=lkg物体以初速度%=6m/s滑上足够长的斜面。已知物体与斜面之间的

动摩擦因数〃=0.75。调节斜面与水平方向的夹角夕从零开始增大到90。，发现物体沿斜面向上的最大位移x

先减小后增大，重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是（）

A.当8=0。时，物体的最大位移为2.4m

B.当6=30。时，物体达到最大位移后，将保持静止

C.当0=53。时，物体的最大位移具有最小值

D.当6=90。时，物体克服摩擦力做功18J

【例6】用卡车运输质量为加的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两个光滑斜面之间，如图

34

所不，两个斜面I、II固定在车上，倾角分别为53。和37。。已知sin37o=丁cos37°=y,重力加速度为g。

（1）当卡车沿平直公路匀速行驶时，求工件分别对斜面I、II的弹力大小：（要求画受力分析图）

（2）当卡车沿平直公路以gg的加速度匀减速行驶时，求斜面I、II分别对工件的弹力大小：

（3）为保证行车安全，求卡车沿平直公路做匀加速直线运动的最大加速度大小。

【变式演练1】.如图甲所示，将某一物块每次以不变的初速率沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平

方向的夹角凡实验测得物块运动的最远位移x与斜面倾角0的关系如图乙所示，g取lOm/s"则（）

A.物块的初速度为2m/s

B,物块与斜面间的动摩擦因数为0.4

C.物块沿斜面上滑的最大加速度为g

D.物块沿斜面上滑的最小距离为拽m

25

【变式演练2】(2024•全国•高考真题)如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P,P置于水平桌面

上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略)，盘中放置祛码。改变盘中磋码总质量小,

并测量P的加速度大小。，得到。-加图像。重力加速度大小为g。在下列。一机图像中，可能正确的是()

题型三动力学中的图像问题

【解题指导】1.两类问题：一类问题是从图像中挖掘信息，再结合题干信息解题；另一类是由题干信息判

断出正确的图像.2.两种方法：一是函数法：列出所求物理量的函数关系式，理解图像的意义，理解斜率和

截距的物理意义；二是特殊值法：将一些特殊位置或特殊时刻或特殊情况的物理量值与图像对应点比较.

【核心归纳】1.“两大类型”

(1)已知物体在某一过程中所受的合力(或某个力)随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况.

(2)已知物体在某一过程中速度、加速度随时间的变化图线.要求分析物体的受力情况.

2.“一个桥梁”：加速度是联系v-f图象与F7图象的桥梁.

3.解决图象问题的方法和关键

(1)分清图象的类别：分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程,

会分析临界点.

(2)注意图象中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点

等表示的物理意义.

(3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与物体的运动情况相结合，再结合斜率、特殊点、面积等的物理

意义，确定从图象中得出的有用信息.这些信息往往是解题的突破口或关键点.

类型1通过F-t、F-x图像分析运动情况

【例1】如图甲所示，一物块放在光滑的水平面上，在水平向右的推力厂的作用下从静止开始运动，力/

随时间变化的图像如图乙所示，则物块运动速率的平方随位移变化的关系可能正确的是()

【例2】如图甲所示，水平轻质弹簧左端固定，右端与质量"，=2kg的滑块相接触，滑块在弹簧向右的弹力

作用下恰好静止在粗糙水平地面上。现对滑块施加水平向右的拉力下，在弹簧恢复原长之前，拉力尸随滑

块位移x的变化图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数左=lN/cm,重力加速度g取lOm/s2,可以认为最大

静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）

7MA/WWWT~|~~

/77777777777777777777777

甲

A.滑块向右做加速度逐渐增大的加速运动

B.若滑块运动4cm时与弹簧分开，滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.02

C.施加力F的瞬间滑块的加速度大小为2m/s2

D.滑块向右运动2cm所用的时间为0.2s

【变式演练1】用水平力尸拉静止在水平桌面上的小物块，/大小随时间的变化如图甲所示，物块的加速度

。随时间变化的图像如图乙所示，最大静摩擦力大于滑动摩擦力，重力加速度g取lOm/s?。下列说法正确的

是（)

/S

A.物块的质量为3kg

B.最大静摩擦力为3N

C.若在4s时撤去水平拉力，物块还可以继续滑行4.5s

D.若在4s时撤去水平拉力，物块还可以继续滑行8m

【变式演练2】如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端连接一质量为1kg的物体，物体处于静止状态。

用一竖直向上的外力尸作用于物体上，物体从静止开始竖直向上做一段匀加速直线运动，外力厂与物体离

开静止位置的位移x的关系如图乙所示，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度g=10%/s2。下列说法正确

的是（）

W4F/N

112

5

F04x/cm

甲乙

A.物体运动的加速度大小为4m/s2

B.弹簧开始时形变量为4cm

C.弹簧的劲度系数为200N/m

D.从物体开始运动时计时，当Z=0.1s时弹簧的形变量为3cm

【变式演练3】如图甲所示，质量为他的物块在水平力厂的作用下可沿竖直墙面滑动，水平力/随时间，

变化的关系图像如图乙所示，物块与竖直墙面间的动摩擦因数为〃，物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦

力，竖直墙面足够高，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

甲

A.物块一直做匀加速直线运动

B.物块先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动

c.物块的最大速度为;g%

D.1=办时，物块停止下滑

【变式演练4】地震引起的海啸会给人们带来巨大的损失。某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸

的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲所示，在水平地面上放置一个质量为小=4kg的物

体，让其在随位移均匀减小的水平推力（模拟海啸）作用下运动，推力厂随位移x变化的图像如图乙所示,

已知物体与地面之间的动摩擦因数为〃=0.5,重力加速度g取10m/s2,忽略空气阻力，则（

A.运动过程中物体的最大加速度为15m/s2

B.物体在水平地面上运动的最大位移是50m

C.整个过程中摩擦力对物体做功IkJ

D.在距出发点5.0m位置时物体的速度达到最大

【变式演练5】一物块静止在粗糙水平地面上，某时刻起受到水平向右的拉力厂的作用。在0~4s内拉力尸

随时间/变化的情况如图所示。已知f=ls时物块恰好刚要运动，t=3s时物块的加速度a=2m/s2,认为滑动

摩擦力等于最大静摩擦力，g取lOm/s"则（）

A.物块与地面间的滑动摩擦力为2N

B.物块的质量为lkg

C.在1~3s内，物块做匀加速直线运动

D.在3~4s内，物块的速度变化量为2m/s

类型2通过v-t.a-t图像分析受力情况

【例1】（2024•辽宁沈阳•模拟预测）如图甲，一物块在t=0时刻滑上一足够长的固定斜面，其运动的V—图

像如图乙所示，若重力加速度g=10m/s2,则（

A.物块向上运动的位移为x=4mB.斜面的倾角6=30。

D.物块与斜面间的动摩擦因数〃=也

C.物块的质量加=1kg

【例2】（2024•内蒙古包头•一模）如图甲所示，物块A、B中间用一根轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上,

弹簧处于原长，物块A的质量为3kg。f=0时，对物块A施加水平向右的恒力厂，f=ls时撤去，在0〜1s内

两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（）

甲

A.f=ls时物块A的速度小于0.8m/s

B.t=ls时弹簧弹力为0.6N

C.物块B的质量为2kg

D.尸大小为1.5N

【变式演练1】如图（a）所示，将倾角为e的斜面体固定在水平桌面上，在斜面上点/（到水平面的距离为

反）放置一个物块，在f=0时刻将物块由静止释放，在。时刻物块运动到斜面的底端，与挡板发生瞬间碰

撞并反弹，并在14/时刻速度减为0,全过程中物块运动的V—图像如图（b）所示，不计空气阻力，贝IJ（）

A.当"1.4〃时，物块到水平面的距离为不

B.当41.4〃时，物块到水平面的距离为乜

6

C,物块与斜面间的滑动摩擦因数为〃=；tane

D.物块与斜面间的滑动摩擦因数为〃=：tan。

【变式演练2】如图甲所示，质量为2kg的物体受水平拉力作用，在粗糙水平面上做初速度为零的加速直线

运动，其aT图像如图乙所示，物体与地面之间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g取lOm/s"贝I()

A.水平拉力随时间的变化关系尸=(0&+8)N

B.，=5s时，物体的速度大小为15m/s

C.在0~5s内，合力对物体做功为400J

D.在0~5s内，拉力/对物体的冲量大小为50N・s

类型3通过/图像分析力与运动的关系

【例1】(2024•四川成都•二模)如图甲所示，平行于倾角为。固定斜面向上的拉力厂使小物块沿斜面向上运

动，运动过程中加速。与尸的关系如图乙。图线的斜率为左，与尸轴交点坐标为。，与。轴交点为-6。由图

可知()

C.摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为6D.摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为C

【变式演练1】如图（。），一水平外力下作用在物体上，使物体静止在倾角为。的光滑斜面上，逐渐增大R

物体做变加速运动，其加速度。随外力厂变化的图像如图（b）所示。重力加速度g取10m/s2。根据图（6）

判断，下列说法正确的是（）

A.物体的质量加=2kg

B.斜面的倾角外53°

C.加速度为Sm/sz时力F的大小为25N

D.物体静止在斜面上时，水平外力的大小为尸=15N

【变式演练2】（2024•北京平谷•模拟预测）用水平拉力使质量分别为机甲、加z的甲、乙两物体在水平桌面

上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面之间的动摩擦因数分别为〃甲和〃z，甲、乙两物体运动过程中所受

拉力歹与其加速度。的关系图线如图所示，由图可知（）

A.m^>m乙,〃甲〉〃乙B.m铲m乙,林乾林乙

C.m乙,〃甲〉〃乙D.in乙,郭乙

【变式演练3】如图甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力下向上提它，力尸变化而引起物体加速度

变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中正确的是（）

a

甲乙

A.当尸小于图中/点值时，物体的重力尸，物体不动

B.图中/点值即为物体的重力值

C.物体向上运动的加速度和力尸成正比

D.图线延长线和纵轴的交点3的数值等于该地的重力加速度

【变式演练4】物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别是加A和加B，与水平面之间的动摩擦因

数分别为〃A和〃B，用平行于水平面的力尸分别拉物体A、B得到加速度。和拉力厂的关系图像分别如图中

A、B所示，已知tan26O34，=0.5,利用图像可求出A、B两物体与水平面之间的动摩擦因数〃A和〃B的数值

B.〃A=0-2，〃B=0」

C.〃A=01，〃B=0.05D.〃A=°1，〃B=0-2

题型四“传送带”模型问题

【解题指导】1.水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.物体的速度

与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻2倾斜传送带问题：求解的关键在于分析清

楚物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用.当物体速度与传送带速度相等时,

物体所受的摩擦力有可能发生突变.

【必备知识】1.水平传送带

滑块的运动情况

情景

传送带不足够长传送带足够长

%=0v

Q___O一直加速先加速后匀速

vo<v时，一直加速Vo<V时，先加速再匀速

Q____OVo>V时,一直减速vo>v时，先减速再匀速

滑块先减速到速度为0,后被传送带传回

U。左端.

H4滑块一直减速到右端

Q____O若V0<V返回到左端时速度为V0,若VO>V

返回到左端时速度为V.

2.倾斜传送带

滑块的运动情况

情景

传送带不足够长传送带足够长

一直加速（一定满足关系

先加速后匀速

gsin6v〃gcos6）

若〃Ntan仇先加速后匀速

一直加速（加速度为gsin0

+//gcosff）若〃<tana先以Qi加速，后以。2加速

vo<v时，一直加速（加速度若〃Ntan0,先加速后匀速；若〃〈tan9,

为gsin0+/igcos9）先以加速，后以“2加速

vo>v时，一直减速（加速度若〃Ntan仇先减速后匀速；若〃〈tan仇

为gsinO—jugcos0）先以41减速，后以。2加速

gsin6>〃gcos6,一直加速；

产gsinO=jngcos0,一直匀速

先减速到速度为0后反向加速到原位置

（摩擦力方向一定gsine〈〃gcos仇一直减速

时速度大小为V0

沿斜面向上）

类型1动力学中水平传送带问题

【例1】在地铁和火车站入口处可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带，如图甲所示。当旅客把行

李放到传送带上时，传送带从静止开始启动。在某次研究性学习活动中，同学将行李箱由静止放到传送带

上后，传送带开始按照如图乙所示的规律运动（向右为速度的正方向）。若行李箱与传送带之间的动摩擦因

数为0.1,重力加速度g取10m/s2,传送带足够长，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。下列说法正确的是（）

A.经过Is的时间行李箱与传送带共速

B.行李箱相对于传送带滑动的距离为2m

C.若保持传送带的最大速度不变，增大传送带启动的加速度，则行李箱达到与传送带速度相同所需要

的时间保持不变

D.若保持传送带的最大速度不变，增大传送带启动的加速度，则行李箱相对传送带滑动的距离将保持

不变

【例2】如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率V/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/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-f图

A.〃时刻，小物块离/处的距离达到最大

B.B时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C.0〜力时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右

D.073时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力

【变式演练1】如图，一大型工厂内足够长的水平传送带左端有一个与传送带等高的光滑平台，二者平滑连

接于N点，传送带始终以大小为v=3m/s的速度逆时针匀速转动，在平台上一工件以水平向右、大小为

%=6m/s的速度从/点冲上传送带。已知工件的质量为机=2kg且可视为质点，工件与传送带间的动摩擦因

数为〃=0.5,重力加速度大小取g=10m/s2。下列说法正确的是（）

A.工件在传送带上向右运动的最大距离为3.6m

B.工件在传送带上运动的时间为2.4s

C.工件在传送带上留下的划痕长度为7.2m

D.工件在传送带上运动的整个过程中系统因摩擦产生的热量为81J

【变式演练2】传送带在社会生活生产中有着广泛的应用，一长A=10m的水平白色传动带顺时针匀速运行,

如图1所示.现将一可视为质点的墨块自传送带的左端由静止释放，经，=5.2s墨块被送达传送带的右端，

其速度一时间图像如图2所示，重力加速度g取10m/s,则下列判断正确的是()

A.传动带的运行速度大小为2m/s

B.墨块在传送带上留下的黑色痕迹在墨块的左侧

C.墨块相对传送带滑动而留下黑色痕迹的长度为0.4m

D.若增大传送带的运行速度，墨块的传送时间最短可达1.5s

【变式演练3】快递分拣站利用传送带可以大幅提高分拣效率，其过程可以简化为如图所示的装置，水平传

送带长为L以一定的速度4=8m/s顺时针匀速运动，工作人员可以一定的初速度匕将快递箱推放到传送带

左端。若快递箱被从左端由静止释放，到达右端过程中加速时间和匀速时间相等，快递箱可视为质点，快

递箱与传送带间的动摩擦因数〃=04,g取10面(，贝IJ()

L

A.传送带长£为24m

B.若匕=0,全程快递箱在传送带上留下的痕迹长为4m

C.若匕=(3，则全程快递箱的路程与传送带的路程之比为12:13

D.若仅将传送带速度增大为原来的2倍，则快递箱先匀加速运动再匀速运动

类型2动力学中的倾斜传送带问题

【解题要点】1.求解传送带问题的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析与判断.

2.临界状态：当？物="带时，摩擦力发生突变，物体的加速度发生突变.

3.滑块与传送带的划痕长度Ax等于滑块与传送带的相对位移的大小，若有两次相对运动且两次相对运动方

向相同，AX=AXI+AX2（图甲）；若两次相对运动方向相反，Ax等于较长的相对位移大小.（图乙）

AX1

I

AX2

VTxTT

甲乙

【例3】.（2024•山西运城•二模）如图所示，倾角。=37。的传送带以v°=lm/s的速度沿顺时针方向匀速转动，

将物块B轻放在传送带下端的同时，物块A从传送带上端以v/=lm/s的初速度沿传送带下滑，结果两物块

恰好没有在传送带上相碰，两物块与传送带间的动摩擦因数均为0.8,不计两物块大小，重力加速度g取

lOm/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求：

（1）两物块刚在传送带上运动时各自的加速度大小；

（2）两物块从在传送带上运动到刚好要相碰所用的时间；

【例4】如图所示，倾角为37。的传送带以速度％逆时针匀速传动，小滑块（视为质点）以平行于传送带的

初速度v=2m/s从顶端滑上传送带，经过％=4S滑块滑到传送带的底端，在此过程中，滑块的平均速度为

v=lm/s,重力加速度g取lOm/s"sin37°=0.6>cos37°=0.8,下列说法正确的是()o

A.传送带转轴中心间的距离为4m

B.滑块与传送带之间的动摩擦因数为0.8