2026年高考物理终极冲刺：专题03 牛顿运动定律综合运用（抢分专练）（原卷版）

1/7专题03牛顿运动定律综合运用【命题解读】牛顿运动定律是经典力学基石，源于伽利略理想实验，牛顿总结提出。定律揭示力与运动关系，为动力学奠基。其发展历经漫长探索，是物理研究重要里程碑，对后续物理理论发展影响深远。【命题预测】2026年高考，牛顿运动定律或渗透于力电综合题，考瞬时加速度计算；也可能以连接体为背景，考整体与隔离法运用。题目注重知识综合运用，考查学生分析解决实际问题的能力。题型01牛顿运动定律和图像的结合1．如图，光滑水平面上放置有紧靠在一起但并不黏合的A、B两个物体，A、B的质量分别为mA＝6kg，mB＝4kg，从t＝0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB大小随时间变化的规律分别如图甲、乙所示，则（）A．t＝0时，A物体的加速度为2m/s2B．t＝2s时，A、B开始分离C．t＝0时，A、B之间的相互作用力为3ND．A、B开始分离时的速度为1m/s2．静止在水平面上的两个完全相同的物块通过伸直但无张力的水平细线相连，物块2右侧固定力传感器（质量不计），如图甲所示。时，在物块1上施加水平拉力，读出传感器的示数F，记录一段时间t内，物块的位移为x，改变的大小，经多次测量，画出“”图像如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是（

）A．每个物块的质量 B．物块与水平面的动摩擦因数为0.25C．当时，加速度大小为 D．F和是线性关系但不成正比3．如图所示，长为且不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。由于阻力的影响，小球每次通过最高点时速度大小不同。测量小球经过最高点时速度的大小、绳子拉力的大小，作出与的关系图线如图所示。下列说法中正确的是（）A．根据图线可得重力加速度B．根据图线可得小球的质量C．小球质量不变，用更长的绳做实验，得到的图线斜率更大D．用更长的绳做实验，得到的图线与纵轴交点的位置不变题型02传送带模型4．传送带在实际生活和工业生产中应用丰富，极大提高了生活便利性和工业生产效率。如图所示，某快递分拣车间用倾角为的传送带运送包裹，传送带始终以速率逆时针匀速转动，某包裹与传送带间的动摩擦因数为µ，在某段时间内该包裹以恒定速率沿传送带向下运动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。这段时间内下列说法中正确的是（）A．传送带对包裹的作用力竖直向上 B．可能大于C．包裹运动过程中其机械能无损失 D．µ可能小于5．如图甲所示，倾斜传送带两侧端点间距为9m，传送带的倾角。时，一质量为1kg的煤块从传送带底部的A点，以10m/s的速度冲上传送带。时，传送带开始沿顺时针方向匀加速转动，传送带上A点运动的图像如图乙所示。煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5，煤块大小可以忽略，取重力加速度大小，。煤块在传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（）A．煤块从传送带底部运动至最高点的过程中，其位移大小为4mB．煤块在传送带上运动的时间为C．煤块在传送带上留下的痕迹长度为15mD．煤块与传送带间产生的热量为90J6．如图所示，质量为m=1kg的物块A在水平传送带左端的光滑水平面上以v0=1m/s的速度向右滑行，传送带右端有一质量为M=1kg的小车静止在光滑的水平面上，车的右端挡板处固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q之间粗糙，Q点右侧光滑，左侧水平面、传送带及小车的上表面均无缝平滑连接，物块A与传送带及PQ之间的滑动摩擦因数相同且μ=0.5，传送带长L=4.5m，以恒定速率v=6m/s顺时针运转。取重力加速度g=10m/s2，物块A可视为质点，求：(1)物块A与传送带之间因摩擦而产生的热量Q；(2)物块A从滑上传送带到离开传送带过程中摩擦力对其做的功Wf；(3)物块A滑上小车后向右挤压弹簧，最终恰好没有离开小车，则P、Q之间的距离x。7．如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量的小物块。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面和轨道平滑对接。传送带始终以的速率逆时针转动。装置的右边是半径为、固定的光滑圆轨道，下端与水平传送带刚好相切。质量的小物块从圆轨道最高点的正上方处由静止释放。已知物块与传送带之间的摩擦因数，传送带长度。设物块A、B间发生的是弹性正碰，第一次碰撞前物块静止且处于平衡状态。重力加速度。(1)求物块到达点时所受支持力的大小。(2)求物块与第1次碰后的速度大小。(3)如果物块、每次碰撞后，物块再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，则物块在整个运动过程中与传送带间最多能产生多少热量？题型03连接体模型8．如图所示，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（）A．甲对木箱的摩擦力方向向左B．地面对木箱的支持力逐渐减小C．甲运动的加速度大小为D．乙受到绳子的拉力大小为9．如图所示，质量为长为的杆水平置于空中，杆两端系着长为的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为的小铁环。现在杆上施加一力，使杆和小铁环保持相对静止，在空中沿方向向右做匀加速直线运动，此过程铁环恰好悬于A端的正下方。已知重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A．轻绳上拉力的大小为B．杆的加速度大小为C．轻绳对小铁环作用力的大小为D．需要在杆上施加力的大小为10．如图所示，、两点位于同一高度，细线的一端系有质量为的物块，另一端绕过处的定滑轮固定在点，质量为的小球固定在细线上点。现将小球从图示水平位置由静止释放，小球运动到点时速度恰好为零（此时物块未到达点），图中为直角三角形，物块和小球均可视为质点，，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为，，则（）A．B．小球运动到点时，AD段绳的拉力大小为C．运动过程中存在3个位置使小球和物块速度大小相等D．小球重力的功率一直增大11．如图所示，在水平面上放置着两个横截面为梯形的物体P和Q，P和Q的接触面与水平面的夹角，P和Q的质量之比为，所有接触面均光滑。若把水平向右、大小为F的力作用在P上，此时P对Q的作用力大小为；若把水平向左、大小为F的力作用在Q上，此时Q对P的作用力大小为。上述过程中P、Q始终相对静止，取，，则为（

）A． B． C． D．12．如图所示，在一质量为M＝3kg的小车上放一质量为＝1kg的物块，它用细绳通过固定在小车上的滑轮与质量为＝2kg的物块相连，物块靠在小车的前壁上而使悬线竖直。光滑，与M之间的动摩擦因数为＝0.5，M与地面之间的动摩擦因数为＝0.1；(1)若小车固定不动，求绳中拉力大小。(2)如果要保持的高度不变，力F的取值范围？13．如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，其顶端固定一定滑轮，轻质弹簧的一端固定在斜面底端的挡板上，另一端与质量的小物块A相连，质量的小物块B通过细线跨过定滑轮与重物C连接，刚开始用机械臂（未画出）抓住C使细线刚好伸直但不紧绷。操纵机械臂使C从静止开始做竖直向下的匀加速直线运动，在A、B恰好分离时，撤去机械臂对C的作用，此时A、B、C的速度大小均为，C（视为质点）距离水平地面的高度，C又经过；落到了地面上，取重力加速度大小。已知撤去机械臂前后B、C的加速度未发生改变，弹簧始终在弹性限度内。求：(1)撤去机械臂对C的作用后，C的加速度大小a；(2)C的质量；(3)弹簧的劲度系数k。14．如图所示，V型槽A静止在光滑水平面上，其质量，槽的右侧为竖直面，左侧为倾斜面，竖直面与倾斜面的夹角；光滑小球B置于槽A内，其质量。现对槽A施加一水平向右的恒力F，若小球B与槽A始终保持相对静止，重力加速度g取，求：(1)当F=0时，槽A右侧竖直面对小球B的弹力大小；(2)使小球B与槽A保持相对静止的恒力F的最大值。题型04滑块木板模型15．一小物块向左冲上水平向右运动的木板，二者速度大小分别为v0、2v0，此后木板的速度v随时间t变化的图像如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木板足够长。整个运动过程中（）A．物块的运动方向不变B．物块的加速度方向不变C．物块相对木板始终有相对运动D．物块与木板的加速度大小相等16．（多选）如图所示，物块和木板静止叠放在光滑水平地面上，左边缘对齐。现用水平恒力向右拉动物块，使其从木板右端离开。此时，木板具有一定速度，物块与木板的速度差为，下列措施中能使增大的有（

）A．仅增大水平恒力 B．仅增大物块质量C．仅增大木板质量 D．仅增大物块与木板间的动摩擦因数17．（多选）如图（a）所示，水平地面上有一足够长的、质量为1kg的木板，木板上放有一可视为质点、质量为1kg的物块。给木板一水平向右的初速度，同时也给物块一水平向左的初速度，物块恰好未滑离木板，整个运动过程中，木板的速度随时间变化关系如图（b）所示，重力加速度取，则下列说法正确的是（）A．物块与木板之间的动摩擦因数为0.6B．木板与地面之间的动摩擦因数为0.4C．物块的初速度大小为D．木板的长度为5m18．如图甲所示，水平面上放置质量的足够长的木板A，木板A上放置质量的滑块B，水平力F作用于滑块B上，F随时间变化的关系如图乙所示，时刻滑块B相对木板A发生相对滑动，此时拉力变成恒定的20N。已知滑块B与木板A之间的动摩擦因数，木板A和水平面之间的动摩擦因数，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：(1)时，A、B的加速度；(2)时刻滑块B的速度大小；(3)0~15s内滑块B相对木板A的位移。19．如图所示，在倾角为的固定斜面上放置一足够长的薄木板Q，Q下端与斜面底端间距为。Q下端放置小物块P（可视为质点），在外力作用下P、Q处于静止状态。已知P与Q间的动摩擦因数为0.25，Q与斜面间的动摩擦因数为0.5，P与斜面间的动摩擦因数为，P、Q的质量均为。重力加速度为，时，撤去外力，同时P获得的初速度沿斜面方向上滑，Q获得的初速度沿斜面方向下滑，，，求：(1)P速度减为零时Q的速度；(2)从开始到P与Q分离所需要的时间；(3)P与Q到达斜面底端的时间差（答案可含根号）。1．如图所示，高空滑索早期是用于贫困山区的交通工具，后发展为高山自救及军事突击行动，如今发展为现代化体育游乐项目。现简化该模型如下：固定的足够长斜杆粗糙程度未知，与水平面的夹角为，杆上套一个金属环，不可伸长的轻绳连接着金属环和小球，质量分别为m、M。现给环和球组成的系统一沿杆方向的初速度，经过一段时间后两者保持相对静止，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A．两者相对静止位置如图1时，系统一定处于静止状态B．两者相对静止位置如图2时，系统一定沿杆下滑C．两者相对静止位置如图3时，系统一定沿杆下滑D．两者相对静止位置如图4时，系统一定沿杆下滑2．如图所示是手提弹簧灯笼，拴连在弹簧顶部的公仔A的质量为，底座B（含灯泡）的质量为m，连接A、B的弹簧质量忽略不计。某次通过提杆对细绳施加竖直向上、大小为的恒力，一段时间后，A、B一起向上做匀加速直线运动，弹簧未超出弹性限度，且不考虑空气阻力。若细绳突然断开，则此瞬间（）A．底座B的加速度方向向下 B．弹簧弹力大小为C．底座B的加速度大小为 D．公仔A的加速度大小为3．传送带在实际生活和工业生产中应用丰富，极大提高了生活便利性和工业生产效率。如图所示，某快递分拣车间用倾角为的传送带运送包裹，传送带始终以速率逆时针匀速转动，某包裹与传送带间的动摩擦因数为µ，在某段时间内该包裹以恒定速率沿传送带向下运动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。这段时间内下列说法中正确的是（）A．传送带对包裹的作用力竖直向上 B．可能大于C．包裹运动过程中其机械能无损失 D．µ可能小于4．如图所示，倾角为的传送带以恒定的速率逆时针转动，将一可视为质点的工件轻放在传送带上端，经时间从下端以速率滑出且，传送带上留下了一段长度为的划痕。现清除划痕，将传送带逆时针匀速转动的速率增大为，再次将该工件轻放在传送带上端，经时间从下端以速率滑出，传送带上留下的划痕长度为。已知工件与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）A．一定大于 B．一定小于C．一定小于 D．一定大于5．如图所示，水平传送带以速度向右匀速传送。可视为质点的小物块P、Q的质量均为1kg，由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P在传送带左端具有向右的速度，P与定滑轮间的绳水平，不计定滑轮质量和摩擦。小物块P与传送带间的动摩擦因数，传送带两端距离，绳足够长，。关于小物块P的描述正确的是（）A．小物块P刚滑上传送带时的加速度大小为B．小物块P将从传送带的右端滑下传送带C．小物块P离开传送带时的速度大小为D．小物块P在传送带上运动的时间为6．如图所示，足够长的木板置于水平地面上，其上表面光滑，质量为，在水平拉力的作用下，以的速度沿水平地面向右匀速运动，现有若干个小铁块（可视为质点），每个质量均为，将第一个铁块无初速地放在木板最右端，当木板运动了时，又将第二块无初速地放在木板最右端，以后只要木板运动了L就在木板的最右端无初速地放上一个铁块，直到木板停下来，就不再向木板上放铁块了，，。则下列说法正确的是（）A．最终有5个铁块放在木板上B．最终有6个铁块放在木板上C．最后一个铁块与木板最右端的距离为D．最后一个铁块与木板最右端的距离为7．如图所示，一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放质量分别为和的A、B两物块，A、B与木板之间的动摩擦因数均为，水平恒力作用在物块上。取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（）A．若，则物块、木板相对地面都静止不动B．若，则与轻质长木板将发生相对滑动C．若，则物块所受摩擦力大小为D．若，则物块的加速度大小为8．（多选）如图甲所示，轻弹簧一端固定在倾角的足够长的光滑斜面上，另一端与质量为的物块相连，质量的物块紧靠静止在斜面上。时刻，对物块施加沿斜面向上的力，使得始终做匀加速直线运动，力随物块的位移变化的关系如图乙所示。已知时，、刚好分离。取重力加速度。下列说法正确的是（）A．时，弹簧恢复原长 B．的值为C．弹簧的劲度系数为 D．时间内，对做的功为9．（多选）如图（a）所示，在倾角为37°足够长的固定斜面上有一质量为1kg的物体。现对物体施加一方向沿斜面向上的拉力F，力的大小随时间t的变化关系如图（b）所示，t=4s时撤去该拉力；物体沿斜面向上运动过程中的v—t图如图（c）所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则该物体（

）A．所受最大静摩擦力大小为10N B．与斜面间的动摩擦因数为0.5C．撤去F时的速度大小为10m/s D．撤去F后经过1.5s速度变为010．（多选）在2026年央视春晚《武BOT》节目中，机器人借助舞台上的弹簧跳台（弹射器）获得初速度，完成了震撼的3米高空翻动作。起跳过程简化如下，压缩的轻弹簧下端固定，上端与质量为的跳板连接，弹簧释放将质量为的机器人由静止竖直向上弹起，忽略空气阻力，从机器人被弹起到上升至最高点的过程中，重力加速度为，下列说法正确的是（）A．机器人先超重后失重 B．机器人的加速度先增大后减小C．机器人速度最大时弹簧弹力为 D．机器人与跳板分离时弹簧恢复原长11．（多选）如图甲所示，木板A静置于水平地面上，木板右端放置一可看成质点的物块B，时对A施加一水平向右的恒定拉力F，时撤去F，B与A共速时，B恰好在A最左端。A和B在0~3s内的v-t图像如图乙所示。已知B的质量，A与地面间动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，从开始到A、B均停止运动的过程中，下列说法正确的是（）A．A与B间动摩擦因数为0.1 B．A的长度为5mC．拉力F对A做的功为108J D．B对地的位移为9m12．如图所示，一质量为2m的木块放在水平桌面上，木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，木块右侧通过一条不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮悬挂一物块P，木块和定滑轮间的轻绳水平。已知重力加速度为g，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)若要保证木块静止，求物块P的最大质量。(2)若物块P的质量为3m，将木块和物块P同时由静止释放，求刚释放时物块P的加速度大小。13．如图所示，某工厂设计了改变传送方向的传输装置，由倾角表面粗糙的固定斜槽和水平传送带组成，斜槽与传送带垂直，末端与传送带在同一水平面上且无缝对接。按照设计要求，传送带以恒定速度向前方运动，现将可视为质点的物块，从斜槽顶点处无初速度释放，物块通过斜槽底端衔接处速度大小不变，物块在传送带中线位置最终相对传送带静止。已知斜槽高度，物块与斜槽间的动摩擦因数，物块