2026年高中物理高一寒假复习与预习 第六天 牛顿运动定律的应用（原卷版）

第六天牛顿运动定律的应用

1、两类基本问题；

2、超重与失重；

3、斜面模型；

4、连接体模型；

5、传送带模型；

6、板块模型；

7、牛顿运动定律与图像结合。

BXfocus

守考点

常考考点真题举例

牛顿运动定律与图像结合2()23•全国•高考真题

物体在粗糙斜面上滑动2022•北京・高考真题

牛顿定律与直线运动-简单过程2022•辽宁・高考真题

牛顿第三定律根据超重或失重判断物体的运动状态2022・浙江•高考直题

牛顿第二定律求瞬时突变问题细绳或弹簧相连的连接体问题2022•全国•高考真题

知识点1:牛顿三大定律

1、牛顿三大定律

牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变

这种状态

牛顿第二定律物体加速度的大小跟它受到作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟

作用力的方向相同。

牛顿第三定律两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

2、动力学两类问题

由受力情况确定物体的运动情况；由运动情况确定物体的受力情况。

第•类

一第二类

分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁一一加速度。

3、超重和失重

超重有竖直向上向上加速运动

的加速度L向下减速运动

超重与

失瑕T向上减速运动

失重有竖直向F

的加速度L向下加速运动

I回回建恒］

知识点2：传送带模型

1、模型

物体轻放于传送带上或以初速度曲滑上传送带，传送带表面粗糙，物体与传送带之间相对运动，即物

体与传送带之间有摩擦力；

传送带做匀速或者加速运动。

2、物体在传送带上的受力情况和运动情况

物体静止在传送带上，与传送带一起由静止开始加速：动摩擦因数较小时，物体将跟不上传送带的运

动，相对传送带向后滑动：动摩擦因数较大时，物体随传送带一起加速。

物体轻轻放在匀速运动的传送带上，物体与传送带发生相对滑动，物体受到沿传送带前进方向的摩擦

力。

物体与水平传送带一起匀速运动，则物体与传送带之间没有摩擦力。

当传送带是倾斜时，物体受到沿传送带向上的静摩擦力作用。

3、分析流程

&物初与

相对

摩擦

加速

速度

方

方

化

运动

力

度

变传同向

v共

况

方向

向

向

情速

&物初与是否返

。传反向回加速F次变

滑匀速或

离变速

4、水平传送带

水平传送带有三种运动的情景，如卜表所示:

运动情景图例滑块可能的运动情况

滑块轻放传送带较短时，滑块可能一直加速。

Q___U传送带较长时，滑块可能先加速后匀速。

滑块轻放到传送带上，受到公平向右的摩擦力，即f则加速度。=〃g，滑块向右

做匀加速直线运动。当滑块加速到速度等于传送带速度时.，两者相对静止，摩擦力消失，滑块和传

送带一起做匀速直线运动。滑块在达到最大速度之前运动的时间为^=-=—,位移为

工以上尸=普，而传送带的位移为：/=卬=%工=工。

22pig2〃gug"g

我们设传送带的长度为L,当时，滑块先加速后匀速；当乙=工时，滑块恰好完成加速；

当时，，行李一直做匀加速。

滑块与传送Vo当小”时，若传送带较短，物块到达另一端时二者速度仍

(t=D

带同向未相等，则一直减速；若传送带较长，滑块先减速，减速

到与传送相同的速度时，两者以相同的速度运动，即滑块

先减速后加速。

当心=丫时，物块在传送带上做匀速直线运动。

当W3时，若传送带较短，物块到达另一端时二者速度仍

未相等，则一直加速：若传送带较长，滑块先加速，加速

到与传送相同的速度时，两者以相同的速度运动，则滑块

先加速后匀速。

滑块与传送V2V2

rL<--------

带反向当传送带的长度2〃g时（2〃身是滑块减速为零的位

A一。B

移），滑块所受的摩掾力水平向左，则一直减速到最右端：

当传送带的长度2Hg,且丫<%,滑块先向右减速，

再向左加速，到达最左端时的速度仍为叽方向向左（相

当于向右运动的逆过程）；

当传送带的长度,且口>%,滑块先向右减速，

再向左加速，当加速到与传送带相同的速度时，与传送带

共速，一起向左运动，速度为％。

求解水平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判断。物体与传送芍刚好保持相

对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。

计算物体与传送带间的相对■路程时有以下两种情况：当物体与传送带同向运动，则相对路程为A.v=|.v作

一5物|；当物体与传送带反向运动，则相对路程为加^卜传|十|s物|。

判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移.1(对地)的过

程中速度是否和传送带速度相等。摩擦力突变的时刻是物体的速度与传送带速度相等的时刻。

当物块轻放在匀加速启动的水平传送带上时，它们是否发生相对滑动取决于动摩擦因数与传送带加速

度(7()的大小：

当〃*8<如，物块将跟不上传送带的运动，此时物块相对于传送带向后运动，但是物块相对地面是向前

加速运动的，此时物块受到沿传送带前进方向的滑动摩擦力Fng,产生的加速度

当4*g汕，物块和传送带一起以加速度仅加速运动，物块受到沿传送带前进方向的静摩擦力为Ff=〃小。

6、倾斜传送带

倾斜传送带有四种运动的情景，如下表所示:

运动情景图例滑块可能的运动情况

滑块初速度滑动摩擦力的大小为/=况cos0,加速度a-g(〃cos

为0

L<--------引--------

6—sinJ),当2(〃gcos。-gsing),滑块一直向

产上加速运动。

滑动摩擦力的大小为/=,加速度a=g(〃cos

L>-----------------

J—sin。)，当2(〃gcos0-gsine),滑块向上先

加速，当速度等于传送带的速度时，两者一起匀速向上

运动，此时静摩擦力的大小为，='咫

滑块的初速滑动摩擦力的大小为/=〃〃?gcos。，沿传送带斜面向

度为。

下,加速度为叱gsin6+〃g8s。,当

2

L<------------压-------

2(〃gcos°+gsin0),滑块一直向下加速

滑动摩擦力的大小为当mgsin0>pmgcos。时,

f—mgcosB,沿传送带

滑块继续向下加速运动，

斜面向下，加速度为加速度大小为：

〃=gsinJ+〃gcos〃，当a=gsin夕一〃gcosM.

9

当mgsin6Wjumgcos1时,

£>--------------------------

2(〃gcos6+gsin0)

滑块与传送带共速，一起

滑块加速运动，速度与传

斜向下运动，此时滑块只

送带的速度相同时有两种

受静摩擦力。

情况

滑块的初速当Vo<V,滑块先加速，当滑块与传送带相对静止，

度不为0,滑加速到与传送带的速度相一起做匀速直线运动。

块速度方向同时，之后的运动分为两以另外一个加速度加速。

与传送带相种情况

同

当UN%时，有两种情况当mgsin6>jumgcos),滑

块•直加速。

当nigsin0<pmgcos0滑.

块先减速，减到与传送带

相同的速度时一起匀速运

动。

滑块的初速。。工火只当mgsin®>fimgcosO时，滑块一直加速向下运动。

度不为0,滑当mgsinO=/ungcose时,滑块做匀速直线运动。

块速度方向当〃妙而。v〃〃?gco«时，滑块先减速运动，当速度为零

与传送带相时，再向上加速运动(传送带足够长)。

反

解决倾斜传送带问题时要特别注意〃?gsin〃与〃/〃gcos〃的大小和方向的关系，进一步判断物体所受合

力与速度方向的关系，确定物体运动情况。

求解的关键在于分析物体与传送带间的相对运动情况，确定其是否受到滑动摩擦力作用。如果受到滑

动摩擦力作用，应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况。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。

知识点3：板块模型

1、模型特点

滑块放置丁长木板上，滑块和木板均相对地面或者斜面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用F发生相

对滑动。

2、模型示意图

--►v

m

，〃力〃〃力M〃〃〃，〃〉〃,

3、模型中的木板长度

当滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，并且滑块和木板同向运动，则滑块的位移和木板的位移

之差等于木板的长度；

当滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，并且滑块和木板反向运动，则滑块的位移和木板的位移

之和等于木板的长度。

4、分析思路

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

对滑块和木板进行隔假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出将滑块和木板看

离分析，弄清每个物一起运动的加速度，再用隔离法计算滑块的成一个整体，对整

步骤

体的受力情况与运动摩擦力R；比较后与最大静摩擦力Rm的关体进行受力分析

过程。系，若R>Rm，则发牛相对滑动。和运动i寸程分析。

①板、块速度达到相等的瞬间，摩擦力可能发生突变

临界

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

条件

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、牛顿运动定律等。

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。

仔细审清楚题意，理解题目中的含义，分清每一个物体的受力情况和运动情况。

台雄高考题

1.（2023•全国•高考真题）（多选）用水平拉力使质量分别为小、/生的甲、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狗和收。甲、乙两物体运动后，所受拉力〃与

其加速度。的关系图线如图所示。由图可知（）

A.网1＜加乙B.”甲＞加乙C.外<〃乙D.A.|i>Az.

2.（2022•北京•图考真题）如图所不,质量为机的物块在倾角为。的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动

摩擦因数为下列说法正确的是（)

A.斜面对物块的支持力大小为〃?gsin。B.斜面对物块的摩擦力大小为cos，

C.斜面对物块作用力的合力大小为D.物块所受的合力大小为〃田sin。

3.（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如沿中线滑向另一端,

经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为“，g取10nVs2。下列叼,〃值可能正确的是（）

A.vo=2.5m/sB.vo=1.5m/sC.〃=0.28D./z=0.25

4.（2022•浙江•高考真题）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的

是（）

A.鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡

B.鱼儿摆尾出水时浮力大于重力

C.鱼儿摆尾击水时受到水的作用力

D.研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点

5（2022•全国•高考真题）（多选）.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〃。重力加速度大小为用水平向右的拉力/拉动P，使两滑块

均侬匀速运动：某时刻突然撤去该折力，则从此刻开始到弹簧第一次恢知原长之前（）

尸

/777/7/7i77777777777/777/777777777777,

A.P的加速度大小的最大值为2〃g

B.Q的加速度大小的最大值为

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

自我提升

1.（2023下•广东揭阳•高一统考期末）如图所示，一辆装满快递包裹的货车在平直公路上行驶，货车遇突

发情况紧急刹车，经4s停止，从开始刹车至停止，货车前进了40m。已知货车中包裹P的质量为100kg,

货车刹车过程可视为做匀变速直线运动，取g=10m/s2。P相对货车始终保持静止，则刹车后1s时，P所

受合力的大小为（）

A.500NB.1500NC.500D.1000石N

2.（2023下•福建泉州•高一校考阶段练习）如图所示，物体受到水平推力尸的作用在粗糙水'之面上做直线

运动，监测到推力产、物体速度丫随时间，变化的规律如图所示，取g=IOm/s2,则（）

3

2

A.物体的质最为6kg

B.这3s内物体克服摩擦力做的功W=6.0J

C.第L5s时推力大的功率为1.5W

D.后2s内推力厂做功的平均功率巨=2.5W

3.（2023上•甘肃兰州・高一兰州一中校考期末）一名乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间/的图像如图

所小，其中4到乙时间段图像为直线。则以卜说法止确的是（）

A.0。时间内，乘客对电悌的压力大于乘客重力

B.，2时间内，乘客处于超重状态

C.GG时间内，乘客的速度一直增大

D.t24时间内，乘客对电梯的压力小于电梯对乘客的作用力

4.（2（）23上・江苏南通・高一统考期末）手机中有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着

质量为/〃的手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速

度随时间变化的图像，图中〃=O.38s-2=O.55s,*0.66s,31.26s,取重力加速度gfOm*,由此可判断出

)

a/(m・s")

B.f2时刻手机刚好离开手掌

C.“时刻手机的速度为3m/s

D.手机离开手掌后上升的高度为0.9m

5.（2023上•湖南益阳•高一统考期末）小红和小明用体重计研究人在观光升降电梯中的超重和失重现象。

在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时小红站在体重计上。在升降电梯运动过程中，小明观察到

体重计的示数r随时间/变化的图像如图所示。已知升降电梯从1=0时经历了三个阶段：由静止开始匀加速

运动、匀速运动和匀减速运动，在/=13s时停止，g=10m/s2o下列说法正确的是（）

-F/N

550-

500I

I

n

——►

021213l/s

A.小红在0~2s内重力增加了，小红处于超重状态

B.升降电梯在小明观察的这段时间内向下运动

C.小红在272s内匀速运动的速度为2m/s

D.小红在0~13s内位移为22m

6.（2023上•江苏•高一校联考阶段练习）如图所示，一可视为质点的小物块先后沿两光滑斜面I和II从顶

端由静止滑下，到达底端的时间分别为〃和。斜面I与水平面的夹角为30。，斜面II与水平面的夹角为45。

（未标出），则（）

I

30"

C.D.无法判断

7.（2023上•广东深圳•高一统考期末）如图所示，通过物体做加速运动来测定动摩擦因数。小木块在倾角

为。的固定斜面上由静止加速下滑，时间/内的位移为s,下列表述正确的是（）

A,动摩擦因数〃=lang

B./时刻的速度为士

t

C.s大小不变，。越小，时间，越长

D.夕太小木块不能下滑是因为动摩擦因数变大

8.（2024.湖南.湖南师大附中校联考一模）如图所示，固定的倾角为37。的粗糙斜面上放置一长方体物块，

现用一大小等于物块重力，方向与斜面成37。角斜向下的推力推动物块（力的作用线在斜面上的投影与斜面

底边平行），物块在斜面上恰好做匀速运动。则物块与斜面间的动摩擦因数为（近1137。=06cos37。=0.8）

（）

9.（2023上•广东深圳•高一深圳中学校考期末）如图所示，质量分别为〃?、M的两物体P、Q保持相对静

止，一起沿倾角为夕的固定光滑斜面下滑，Q的上表面水平，P、Q之间的动摩擦因数为〃，则下列说法正

确的是（）

A.P处于超重状态

B.P受到的摩擦力大小为方向水平向右

C.P受到的摩擦力大小为〃?gsin比osd,方向水平向左

D.P受到的支持力大小为2/〃gsin0cos。

10.（2022上.江苏南京.高一江苏省深水高级中学校考阶段练习）如图所示，质量均为机的两个木块P、

Q叠放在光滑的水平地面上，P、Q接触面的倾角为。。现在Q上加一水平推力P,使P、Q保持相对静

止一起向左做匀加速直线运动，下列说法正确的有（）

A.木块Q对地面的压力可能小于2mg

B.当产增大时，P、Q间的摩擦力一定增大

C.若加速度aqjtan。，则P受到摩擦力为零

D.若加速度avgtan。，则P受到摩擦力方向沿斜面向下

11.（2023上♦福建福州•高三校联考期中）公园的滑梯高低不等，斜面的长度也不同，假设有三个滑道的某

一滑梯模型如图所示，三个滑道的最高点A、&。和最低点。是在竖直面内的同一圆上，可视为质点的小

孩从三个滑道的最高点4、B、C沿滑道由静止开始滑到最低点,所用的时间分别为4、

，2、4,不计空气阻力，滑道光滑（即忽略滑梯摩擦的影响），则（）

A.r,=t2=tyB.r,<t2<t3C.t1>t3>t2D.t2>t3>

12.（2022上.江苏南通・高一统考期末）如图所示为杂技“顶竿”表演，质量为小的甲站在水平地面上，肩上

扛一质量为M的竖直竹竿，竿上有一位质量也为，〃的乙沿着竖直竿以加速度。加速下滑，则甲对水平地面

B.(M+2m)g-ina

C.(M+2WgD.(M-2rn)g

13.（2023・山东・高一山东聊城一中校联考阶段练习）劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在水平地面上,

上端与侦量为的物块A连接，质量为〃?的物块B叠放在物块A上，系统处于静止状态，如图所不，现

对物块B施加方向竖直向上、大小为L2〃起的恒定拉力尸，重力加速度大小为g,则物块B的加速度大小

随其位移大小变化的图像图像）正确的是（）

X

14.（2021上•广东深圳•高一校考期末）如图所示，带支架的平板小车沿水平面向右做直线运动，质量为〃?

的小球A用轻质细线悬挂于支架，小车右端质量为M的物块B始终相对于小车静止。物块B与小车平板间

的动摩擦因数为〃。若某段时间内观察到轻质细线与竖直方向夹角为仇且保持不变，则在这段时间内（)

A.小车一定正在做加速运动

B.轻质细线对小球A的拉力大小为名

sinu

C.物块B所受摩擦力大小为w〃g,方向水平向右

D.小车对物块B的作用力大小为Mgjl+Sr?。，方向为斜向左上方

15.（2021下•湖北•高一校联考期中）如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车上静止地放置着一小物

块，物块和小车间的动摩擦因数为〃=0.4,用水平恒力/推动小车，设物块的加速度为对，/.、车的加速度

为出。当水平恒力尸取不同值时；4与。2的值可能为（重力加速度g取lOm/s?）（）

16.（2023下•广东深圳・高一红岭中学校考期中）红岭中学饭堂的“红岭粉''闻名天下，红岭学子在享受美味

后把餐具放在指定的传送带处。如图所示，某餐具静止放在传送带上最左端，若传送带顺时针方向转动且

足够长，则（）

A.餐具直做匀加速直线运动

B.加速阶段，传送带的速度越快，餐具的加速度越大

C.加速阶段，传送带对餐具做正功，餐具对传送带做负功

D.传送带的速度越快，餐具到达最右端的时间越短

17.（2023下•广东东莞•高一校考开学考试）湖北顺丰某快递总站，需要将物件由地下仓库靠传送带运送到

地面上进行分类。如图所示，传送带与水平面的夹角为6=37。，以速度v沿顺时针运行。工作人员将物件

以初速度如从底部滑上传送带，已知物件与传动带之间的动摩擦因数为。.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，

sin37°=0.6,cos37°=0.80则下列说法正确的是（)

A.若%则物件将一直做匀加速运动

B.若则物件先做匀减速运动，后做匀加速运动

C.若v=%则物件一直做匀速运动

D.物件不可能在传送带上做减速运动

18.（2023下•安徽滁州•高一统考期末）如图所示，一倾斜传送带与水平面夹角为37。，在电动机的带动下,

传送带以2m/s的恒定速率顺时针运行。现将一质量为10kg的货物（可视为质点）轻放在传送带底端，货

物被传送到g6m的高处。己知货物与传送带间的动摩擦因数为〃=0.8,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力

A.货物先受到滑动摩擦力作用，后不受摩擦力作用

B.货物在传送带上运动的时间为8s

C.货物的机械能增加了1240J

D.货物与传送带间由于摩擦产生的热量为320J

19.（2023下•江西上饶•高一江店省余干中学校考阶段练习）如图甲所示，物块A与木板B静止在光滑水

平地面上，现给物块A—初速度，1s后两物体相对静止一起匀速运动，它们的位移•时间图像如乙图所示,

A、B两物体的质量比为（）

A.4：3B.2：1C.3：2D.5：2

20.（2023下•安徽滁州•百一统考期中）如图所示，物块A摞放在B上，一起静止于水平地面上，A的质

量为1kg,B的质量为2kg。AB间的动摩擦因数以及B与地面间的动摩擦因数均为0.2。重力加速度取lOm/s?

现用一9N的力作用在B上，则作用的瞬间（）

囚F=9N

B--A

A.A的加速度大小为2m/s2

B.A所受的摩擦力大小为2N

C.B的加速度大小为OSm/s?

D.B所受的合力为2N

21.（2023上•湖北襄阳•高一校考期末）如图所示，A、B、C