牛顿运动定律的综合应用（四大题型）原卷版-2026高考物理考前突击讲义

牛顿运动定律的综合应用

【题型一】瞬时加速度问题

【例1】如图所示，四只猴子将一树枝（可视为弹性杆）压弯倒挂在树梢上，从

下到上依次为1、2、3、4号猴子。正当1号猴子打算伸手捞水中的“月亮〃时，2

弓猴了突然两手滑没抓稳，1号猴了扑通声掉进了水里。假设2号猴了手滑前

四只猴子都处于静止状态，其中1号猴子的质量为〃?，其余3只猴子的质量均为

2〃八重力加速度为g,则在1号猴子掉落的瞬间（）

7

A.2、3和4号猴子的速度和加速度都为零B.3号猴子的2号猴子的作用力大小为丁咫

C.4号猴子对3号猴子的作用力大小为方加gD.4号猴子对树枝的作用力大小为6〃噜

两种模型

【例2】如图所示，四个质量分别为“、小、3帆、的小球A、B、C、D通过细线或轻弹簧相互连接,悬

挂在。点和。点，整个系统处于静止状态。已知细线CM与竖直方向的夹角〃=45。，细线尸。水平，重力加

速度为g。若此时将连接B和C的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（）

A.9g,3g

C.6g,2g

【变式1】如图所示，物块P、Q由竖直轻质弹簧拴接，被细绳悬挂在天花板上的。点，Q静止在。点正

下方的水平地面上，两物块的质量均为〃?，重力加速度为g,初始时系统静止，弹簧对物块P的支持力大小

为鼻〃吟。某时刻烧断细绳，在物决P向下运动直至将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内）,

下列说法正确的是（）

C.物块Q对地面的压力先减小后增大D.物块Q对地面压力的最小值为mg

【变式2】如图所示，质量为2机的木箱用细绳竖直悬挂，质量均为机的物块A、B分别通过轻质弹簧连接

木箱的底部和顶部。初始时，A、B和木箱均静止，己知重力加速度为g。某时刻剪断细绳，此瞬间，A、B

和木箱的加速度大小分别为（）

/////〃〃

B

A

A.0、0、2gB.g、g、gC.0、g、gD.0、0、g

【变式3】如图所示，三个质量均为机的小球竖直悬挂。B与C小球、A小球与天花板之间均通过轻绳连

接，A与B小球之间通过轻弹簧连接，整个系统处于静止状态，重力加速度为g。剪断A球上方轻绳瞬间,

A、B、C三球的加速度大小分别为（）

々

A

B

c

3

纵=g=g

B.«c

【题型二】超重与失重问题

1.超重和失重的理解

(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。

(2)物体超重或失重多少由物体的质量m和竖直加速度a共同决定，其大小等于ma.

(3)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失。

(4)尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。

(5)尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要整体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或

失重现象。

2.判断超重和失重的方法

(1)从受力的角度判断

当物体所受向上的拉力(或支持力［大于重力时处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完

全失重状态。

(2)从加速度的角度判断

当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速

度时处于完全失重状态。

(3)从运动状态的角度判断

①物体向上加速或向下减速时，超重；

②物体向下加速或向上减速时，失重。

【例1】加速度计是无人机飞行控制系统中不可或缺的传感器之一。如图所示为加速度计测量竖直轴向加速

度的部件示意图，质量块上下两侧与两根竖直的轻弹簧连接，两根弹簧的另一端分别固定在外壳上。固定

在质量块上的指针可指示弹簧的形变情况，弹簧始终处于弹性限度内，通过信号系统显示出质量块受到除

重力外的力产生的加速度加速度。的方向竖直向上时为正值。下列说法正确的是()

外出

A.当无人机悬停在空中时，d=0

B.当无人机自由下落时，a=g

C.当。=0.5g时，无人机处于失重状态

D.当a=1.5g时，无人机处于失重状态

一、基本方法:

向上加速运动

向下减速运动

向上减速运动

向卜加速运动

二、实质：

（I）超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。在发生这些现象时,

物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生变化。

（2）在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不

再受浮力、液体柱不再产生压强等。

【例2】某同学打开手机的某款传感器APP,手握手机迅速下蹲，手机记录的图像如图所示，。、6分另U为

图像的峰值，下列说法正确的是（)

A.该款APP为位移传感器APn

B.该款APP为速度传感器APP

C.峰值。对应时刻，人对地面的压力最大

D.峰值力对应时刻，人对地面的压力最大

【变式1】某同学站在力传感器卜蹲，力传感器上显示的图线可能是（）

1

0(00

X£00

6•00

4)00

2*00

B.。

6

时间（秒）

索

*

)

*

6

时间（秒）

【变式2】（多选）某举重运动员在力传感器上训练做“下蹲〃"站起”动作，某段时间内力传感器的示数随时

间变化的图像如图所示。由稳定的站姿到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程，由稳定的蹲姿到稳定的站姿称为“站

起“过程，重力加速度g取lOm/s?,下列说法正确的是（）

B.”下蹲〃过程中，该运动员先处于失重状态后处于超重状态

C.运动员在6s内完成了两次“下蹲”和两次“站起〃动作

D.这段时间内，该运动员加速度的最大值为6m/s?

【变式3】如图所示，水平桌面上放置•沙漏，A玻璃罐中的沙子穿过狭窄的管道流入B

玻璃罐。假设沙粒完全相同且流量恒定，已知沙漏总重力为G,对桌面压力为凡下列说

法正确是（）

A.第一粒沙子还在下落过程中，F<G

B.如图所示的沙子下落过程中，F<G

C.最后一粒沙子下落过程中，F<G

D.任何时刻，F=G

【题型三】两类动力学问题（含动力学图像）

一、解决动力学两类基本问题的思路

确受“求合由F=ma求运动学|

定分析力F加速度方程

研

究

对

象由F=ma求合

运动分析求加速度«

力或某个力

二、动力学图像问题

1.常见的动力学图像

07图像、图像、广/图像、产-4图像等。

2.图像问题的类型

（1）已知物体受的力随时间变化的图像，分析物体的运动情况。

（2）已知物体的速度、加速度随时间变化的图像，分析物体的受力情况。

（3）由已知条件确定某物理量的变化图像o

【例1】如图甲所示，一可视为质点的滑块在，=0

时刻以某一初速度滑上静置在水平地面上的斜

面体M,0〜0.4s内滑块沿斜面运动的位移s随

时间，变化的图像如图乙所示,其中0〜0.2s内的

图线为抛物线。整个过程中，斜面体M始终保持

静止,下列说法正确的是（）

A.初速度大小为lm/s

B.0〜0.4s内斜面体M一直受到地面的摩擦力

C.0〜0.4s内斜面体M受到的支持力始终不变

D.0〜0.2s内滑块处于失重状态

【例2】如图甲所示，一算盘静置在水平桌面匕中间带孔的算珠可穿在固定的杆上滑动，便用时发现有

一颗算珠位于杆的一端处于未归零状态，在，=0时刻对算珠施加沿杆方向的力。歹=O.1N使其由静止开始运

动，经Oj5s撤去凡此后再经0.15s恰好能到达另一端处于归零状态。算珠在整个运动过程中的、，一，图像

如图乙所示，算珠可视为质点，与杆间的动摩擦因数恒定，重力加速度g=10m/s、下列说法正确的是（）

未归零归零

A.算珠与杆间的动摩擦因数为0.1B.算珠的质量为25g

C.若不撤去R则算珠在0.2s时已处于归零状态D.杆长9cm

【变式1】如图，一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角。为30。，现小球在F=10N

的沿杆向上的拉力作用上从4点静止出发沿杆向上运动。已知杆与球间的动摩擦因数为由。求:

5

⑴小球运动的加速度

⑵若尸作用2s后撤去，小球上滑过程中距4点最大距离立。

【变式2】在游乐场内有这样一个大型滑梯，可看成一个倾角为0=37。的斜面，如图甲所示，在斜面上某

处固定一个与斜面垂直的充气护板，护板与斜面底端边缘间的夹角也为。=37°。质量〃?=50kg的游客从滑

梯顶端的某一位置力点由静止下滑，经2.5s后抵达护板，并与护板反生碰撞，撞击护板前后沿护板方向的

分速度不变、垂直护板方向的分速度减为零，撞击结束后游客紧贴护板运动1.35m后滑离斜面，运动过程中

可将游客视为质点，垂直斜面的视图如图乙

所示。已知游客与斜面和护板间的动摩擦因

数均为〃=0.5,g取10m/Y。求下滑过程

中：

⑴游客撞击护板时的速度大小匕;

(2)游客紧贴护板运动时，游客与斜面和护板

间的滑动摩擦力£、力分别多大；

⑶游客滑离斜面时速度大小吃。

【题型四】连接体问题

处理连接体问题的方法

整体法的

若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力

选取原则

隔离法的

若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用力

选取原则

整体法、隔离若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力，可以“先

法的交替运用整体求加速度，后隔离求内力”

【例1】一根一端粗、一端细的木材，当用水平恒力拉较粗的一端在光滑的水平面上运动时，其中点所在截

面受到的总弹力大小为乃；若换成用同样大小的水平恒力推木材较粗的一端运动时，木材中点所在截面受

到的总弹力大小为ac则下列说法TF确的是()

A.

B.T2<TI

C.T2=Ti

D.。、方的大小关系与质量的分布有关

应用整体法和隔离法的解题技巧

（1）如图所示，一起加速运动的物体系统，若力作用于〃“上，则〃”和〃?2间的相互作用力为臼2=,

m\+"心

此结论与有无摩擦无关（有摩擦，沟物体与接触面的动摩擦因数必须相同），物体系统沿水平面、斜面、竖

直方向运动时，此结论都成立。两物体的连接物为轻弹簧、轻杆时，此结论不变。

（2）通过跨过滑轮的绳连接的连接体问题：若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法。绳跨过定滑轮连接的

两物体的加速度虽然大小相同但方向不同，故采用隔离法。

“响力而南而关；底端将有挡板而出滞斛面而莞在永不而E…二轻瞳簧二端写挡板连接线写薪面平行；

质量为M的物块（可视为质点，与弹簧不连接）紧靠弹簧静止在斜面上。现施加沿斜面向下的力进一步压

缩弹簧，然后由静止释放物块，物块沿斜面开始运动，忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。以释放点

为坐标原点O,沿斜面向上为x轴正方向建立坐标系，从物块释放到第一次回到坐标原点的过程中，物块的

加速度。随路程5变化的图像或位移x随时间/变化的图像可能正确的是（）

【变式1】如图所示，光滑水平面上放置质量均为，〃的两块木板，其上分别有质量均为2机的机器人，两

机器人间用一不可伸长的轻绳相连。现用水平拉力尸拉其中一块木板，使两机器人和两木板以相同加速度

一起运动，机器人与木板间的动摩擦因数为〃，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,则轻绳

对机器人的最大拉力大小为（）

A.3jumg

3/jmg3"mg

Vc*・

4,5

【变式2】小车上固定一根弹性真杆A,杆顶固定一个小球B（如图所示），现让小车从光滑斜面上自由下

滑，在下图的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是（）

m的滑块A和B置于光滑水平桌面上，连接两滑块的细线通过桌

子边缘拉着一个动滑轮，动滑轮卜面挂质量为4机的物块C。已如左右两恻细线互相平行，重力加速度g取

10m/s2,不计一切摩擦和动滑轮的质量。现将A、B、C三者同时由静止释放，在A、B滑出桌面之前，（）

A.滑块A和B的速度始终相等

B.物块A的速度始终等于滑块B的速度

C.滑块A的加速度大小为3.0m/s2

D.物块C的加速度大小为6.0m/s2

易错点一：动力学中的临界、极值问题

1.临界、极值问题分析

当某个物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，

临界从而使物体的平衡“恰好出现〃或“恰好不出现“，即

问题处于临界状态，在问题的描述中常用“刚好”“恰

能”“恰好”等字眼

极值平衡问题的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和

问题最小值

2.临界问题模型

分类图例结论提醒

静摩擦两物体刚要发

造成的生相对滑动时

接触或脱离的

临界问±!.«.|..物体间达到最

临界条件为弹

题大静摩擦力

力FN=O；速度

弹力

分离时相互作达到最值的临

份离）

B用力为零，但界条件是加速

造成的

此时两物体的度为零

临界问

加速度仍相同

题

【例1】如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角6=53。的斜面放在木板上，一平行于斜面的细

绳一端系在斜面顶端，另一端拴接一可视为质点的小球。已知木板，斜面，小球质量均为1kg,斜面与木板

之间的动摩擦因数为〃=0.8,重力加速度g=lOm/sz,现对木板施加一水平向右的拉力户=22.5N,则小球

对斜面的压力大小为（）

A.0B.1N

【变式1】：（如图质量分别为mA、〃％的两滑块紧贴但不粘连地放在粗糙的水平地面上，滑块B与滑块A

接触的那一面固定一个力传感器。两滑块与地面的动摩擦因数均为〃，从7=0时起，对4施加一个水平向

右的外力凡且/=々（攵＞0）,滑块与地面间的最大静摩擦因数等于动摩擦因数。下列选项中力传感器测得

A、B之间的弹力弓与时间的函数关系正确的是（）

AB

【变式2］（多选）如图所示，绕过定滑轮的不可伸长特殊轻绳左右两端分别悬挂质量为〃?和2〃?的重物，

现由静止释放，运动3s后右侧重物触地无反弹已知左侧重物距滑轮足够

远，绳子绷紧瞬间两重物共速，忽略滑轮质量和切摩擦，不计空气阻力，

重力加速度g取10m/s?,则（）浦|

A.右侧重物初始时距地高度为45m

B.右侧重物第一次触地时的速度大小为10m/s