牛顿运动定律的应用1（专项训练）-2027届高考物理一轮复习 （原卷版）

第10讲牛顿运动定律的应用1题型专项训练

K组卷模式：解题口诙+高考考向+题型专练》

・考克发型根林_________________________________________

题型01两类基本问题..........................................................................1

题型02连接体问题............................................................................3

题型03斜面模型..............................................................................5

题型04等时圆活用............................................................................7

题型05图像问题.............................................................................10

题型06临界与极值问题.......................................................................13

分考直题型制秣

题型01两类基本问题

解题口诀：知力求动先求a,知动寻力逆推它，受力运动巧互化。

高考考向：由受力求解运动参量、由运动状态反推受力，直线运动关联计算。

1.在冰雪运动训练场的水平直道上，为模拟不同摩擦条件，交替铺设长度《=2m的制动区和长度4=4m

的光滑区，如图所示。滑雪运动员从第一个制动区的左端以6m/s的初速度开始向右滑行。已知制动区与

滑雪板间的动摩擦因数为0.5,重力加速度大小g=IOm/s2,则运动员滑行的总时间为（）

/.4

A.1.2sB.2.2sC.2.8sD.3.8s

2.如图甲所示，一算盘静置在水平桌面上，中间带孔的算珠可穿在固定的杆上滑动，使用时发现有一颗

算珠位于杆的一端处于未归零状态，在，=0时刻对算珠施加沿柠方向的力。F=0.1N使其由静止开始运动，

经0.15s撤去F,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v-t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=l（）m/s2。下列说法正确的是（)

未归零归零

甲

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F,则算珠在0.2s时已处于归零状态D.杆长9cm

3.（2026•上海5月卷•高考真题）一只松鼠在一根与水平方向夹角为&T的倾斜树枝上，从静止开始沿

树枝向上做匀加速直线运动；已知它在2s内沿树枝运动了2m【计算结果，保留2位有效数字】。

（1）求松鼠的加速度；

（2）已知松鼠的质量为0.3kg,求该过程中树枝对松鼠的作用力。

4.（2026•陕晋青宁卷•高考真题）如图，某游乐场有一条滑道，由两段粗糙程度不同的直道组成，其

中A3段的长度/=36m、倾角为8c段水平且足够长。初始时游客甲乘滑板从A点由静止下滑，经

过/=6s到达B点，此后进入段继续滑行。游客甲和滑板的总质量〃?=60kg,4?段、6c段滑道与

滑板间的动摩擦因数分别为必、外,其中4二、。重力加速度w取10m/s\sin0=g。游客和滑板

(1)求A8段滑道与滑板间的幼摩擦因数从；

(2)求A3段甲和滑板的机械能损失及动量变化量的大小；

(3)当甲到达8点时，游客乙乘同样滑板恰以5m/s的速度经过A点下滑。求乙到达8点时与甲的距离。

5.如图所示，一挡板垂直.斜面固定放置，斜面与水平面的夹角供37。，交线为CD,斜面内BC与CQ垂直，

挡板平面与斜面的交线为AC,0ACB=O=37。。挡板长L=1.82m,质量〃?=0.2kg的滑块从挡板上端A点由静

止滑下,滑块与斜面、挡板间的动摩擦因数均为4=0.1,取重力加速度大小g=10m/s2,sin370=0.6,滑块可

看作质点，不计空气阻力，求：

⑴滑块受到的摩擦力大小力

(2)滑块的加速度大小〃：

⑶滑块滑到挡板底端。点时的速度大小Vo

6.冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示，比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投

掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，冰壶的停止位置越靠近圆心0越好，AB中点P与0相距

L=30mo某次训练中，运动员使冰壶从P点以vo=3m/s的速度向圆心O滑出，已知冰壶和冰面间的

动摩擦因数4=0.02,g取10m/s2o

2

冰壶滑行过程中的加速度大小m/s,冰壶滑行的总位移大小x=mo

题型02连接体问题

解题口诀：整体隔离灵活选，先求整体加速度，再析内力列方程。

高考考向：绳/杆/接触面连接体计算，系统受力、加速度与相互作用力求解。

7.如图所示，一固定杆与水平方向夹角为将一滑块套在粗糙的杆匕通过轻绳悬挂一个小球，若滑

块与小球保持相对静止以相同的加速度一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为〃，且。之尸，则滑块的运

动情况是（）

A.沿着杆加速下滑B.沿着砰加速上滑C.沿着杆减速下滑D.沿着杆减速上滑

8.如图所示，在水平直线传送轨道上，智能快递分拣车的前、后两个货舱质量分别为2m和孙用轻质刚

性连接杆相连。每个货舱所受运行阻力与自身质量成正比，比例系数为及。前货舱的驱动装置提供水平牵

引力凡使两货舱•起向前做匀加速直线运动。已知连接杆能承受的最大拉力为八，重力加速度为g,为

保证连接杆不被拉断，牵引力尸的最大值为（）

m2m

A.3ToB.3"+35吆C.37；）+2knigD.37；,+kmg

9.如图所示，在光滑水平地面上，物块A、B用轻弹簧相连。两物块质量之比/：%=匕2。若在水平拉力

尸作用F,两物块一起向右做匀加速直线运动，则弹簧弹力大小为（）

cF…2FcF

B.—C.-----D.—

334

10.如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，静止放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可

忽略不计，两个物体的质量5A=4kg,〃％=6kg。从,=0开始，推力4和拉力6后分别作用于A、B上,

FA、悭随时间的变化规律为以=（8-21）（N）,4=（2+2/）（N）,下列说法正确的是（）

A|BJ——

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

A.0~2s时间内A的加速度一直在减小B.r=2s时，A、B两物体刚好分离

C.2s~4s内B的加速度一直在增大D.f=2s时，A速度达到最大值

11.如图，P、Q两物体叠放在水平面上，已知两物体质量均为机=2kg,P与Q间的动摩擦因数为4=0.3,

Q与水平面间的动摩擦因数为“2=0」，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=1Om/s2,当水

平司右的外力产=I2N作用在Q物体上时，P、Q一起向右做匀加速运动，运动加速度m/s2;P

受到的摩擦力大小/=No

P

Q------AF

12.如图所示，质量为明=2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力尸作用下沿水平面向右匀加速运动,

铁箱与水平面间的动摩擦因数4=03。这时铁箱内一个质量为〃4=0.5kg的木块（可视为质点）恰好能静

止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数%=625。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，8取lOm/s?。

求：

□—

77777T77777777777777777777777T777T

⑴水平拉力”的大小；

（2）减小拉力”，木块沿铁箱左侧壁落到底部（不反弹），此时箱的速度为10m/s,立即撤去拉力，又经一

段时间木块达铁箱右侧壁，此时木块的速度为5m/s,则铁箱的长度L是多少？

题型03斜面模型

解题口诀：力沿斜面做分解，正交建轴列等式，倾角摩擦细分析。

高考考向：单物、叠加体在斜面的变速运动，上下滑动、往返过程分析计算。

13.如图所示，竖直平面内有5根足够长的不同倾角的光滑杆子，5个相同的小球套在杆子上从各杆子上

同一高度同时由静止下滑，一段时间后小球的连线可能是（）

14.某物理兴趣小组不再局限于理想光滑模型，利用材质相同、粗糙均勺的细杆开展力学拓展探究。竖直

平面内以。点为圆心作圆，PQ为圆的一条直径，布为圆的一条弦，过P点的圆切线与水平方向夹角为仇

弦以与该切线的夹角为a，尸8竖直。小圆环套在细杆上，圆环与杆间动摩擦因数恒定，满足〃=tan。。现

将司一圆环，从尸、B两点间圆弧上的任意位置由静止释放，沿细杆下滑至P点，下列说法正确的是（）

A.圆环下滑到P点的速度大小相同

B.圆环下滑过程中克服摩擦力所做功相同

C.细杆倾角越大，圆环下滑到尸点的时间越短

4Rcos。

D.圆环能下滑到尸点的时间仍严格相等，为

g

15.如图所示，倾角为。、足够长的光滑斜面上有一质量为，〃的小物体，在沿斜面向上的恒力/作用下，

由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动，经过时间撤去力少，物体又经过相同的时间，回到斜

面底端，在这2/时间内，下列说法正确的是（）

A.撤去恒力产前、后的加速度之比为1:2

B.恒力■的大小为2mgsin6

4/

C.从静止开始经过了时间物体沿斜面向上运动到最高点

D.物体回到斜面底端时的速度大小为誓‘

16.如图所示，质量为〃=2kg的木块在倾角为。=30。的固定斜而上恰好能沿斜面匀速下滑，斜面底端A点

到顶端8点的长度/=15m,现对木块施加沿斜面向上的力尸二30N,使其从A点开始沿斜面向上运动，一

段时间后撤去尸，木块恰好能到达B点，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g=10m/s2,下

列说法正确的是（）

A.木块与斜面之间的动摩擦因数为由

3

B.在力尸作用下木块的加速度大小为Gm/s?

C.撤去产后木块继续向上运动的时间为0.5s

D.力/作用的时间为2s

17.工人师傅巧妙地利用载重货箱下行的动力拉起上行的空载货箱，既解决了载重货箱下行过快的问题，

又减轻了搬运空载货箱上行的劳动强度，其装置简化为如图所示，在倾角为37。的斜坡上，一总质量为15kg

的载重货箱，通过轻绳绕过轻质光滑定滑轮与质量为5kg的空教货箱相连，轻绳与斜面平行。当载重货箱

下行时，能够拖动空载货箱.上行，已知两货箱与斜坡间的动摩擦因数均为0.25,重力加速度g取lOm/s?,

sin37°=0.6,cos37°=0.8,则当载重货箱下行时，加速度大小为m/s2,轻绳的拉力大小为

18.如图所示，倾角。=30。的斜面体静止放在水平地面上，斜面长L=3m0质量加=lkg的物体Q锁定在斜

面底端，与斜面间的动摩擦因数〃=*，通过轻细绳跨过定滑轮与物体P相连接，连接Q的细绳与斜面

平行，P距地面高度为万=1.8m(P被释放着地后立即停止运动)。P、Q可视为质点，斜面体始终静止，最

大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮轴摩擦，8取10m/s2。

⑴若P的质量M=3kg,对Q解除锁定后在P下落过程中，求物块Q的加速度大小初

(2)解除锁定后为使Q能够向上运动且不从斜面顶端滑出，求P质量的取值范围。

题型04等时圆活用

解题口诀：同圆弦滑时间同，顶点底端分两类，巧用模型秒解题。

高考考向：等时圆结论判断、多轨道下滑时间比较、几何关联动力学计算。

19.如图所示，在竖直平面内有一大圆环，其中。为圆心，AB为竖直直径，。尸与直径AB的夹角为a,

PC与AB平行。现有一小圆环分别套在粗糙杆P8、PC、P。上，分别由尸点运动到8、C、D点,运动时

间为几、fpc、6，其中小圆环直径略大于粗糙杆的直径，摩擦因数〃=tana,下列说法正确的是（）

，PDB.>tfc=tpDC.iPB>IPC>tPDD.'PB=tPC

20.如图所示，半球形容器内有三块不同长度的滑板AO'、BO\CO,其下端都固定于容器底部O'点,

上端搁在容器侧壁上，已知三块滑板的长度8（7>AO'>ay,若三个滑块同时从A、8、C处开始由静止

下滑（忽略阻力），则（）

A.A处滑块最先到达。点B.3处滑块最先到达。点

C.。处滑块最先到达O'点D.三个滑块同时到达O'点

21.如图所示，1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端，其运动时间分别为4、

2、/八L，己知竖直固定的圆环的半径为〃，。为圆心，固定在水平面上的斜面水平底端的长度为百

重力加速度为g，下列说法正确的是（)

22.如图所示，三根在竖直平面内的光滑细管A、B、C上端平齐，B管竖直放置，A管与8管的夹角为外

C管与B管的夹角为6,且夕＜6。三个小球同时从管口顶端静仁释放，经过相同的时间，三球所处位置正

确的是()

23.如图所示，半径为欠的圆环固定在竖直面内，圆环的圆心为O,最低点为4,4从AC."。是固定在

圆周上的三个光滑斜面，B、C、。都在圆环的圆周上，人8与竖直方向的夹角为30。，B。与4c平行，BD

经过圆心0。让小球1从B点由静止释放沿着4B运动到A点，让小球2从C点由静止释放沿着AC运动

到A点，让质量为m的小球3从B点由静止开始在沿8Q斜向下的恒力F(大小未知)作用下运动到。点，

三个小球均视为质点。已知小球1、3的运动时间相等，重力加速度大小为g,忽略空气阻力，求：

(1)小球2从。点运动到A点的时间;

(2)小球1到达A点时的速度大小；

⑶恒力户的大小。

24.如图甲所示，〃。是竖直面内一根固定的光滑细杆，a、）、。位于同一圆周上，圆的半径为R,a点为

圆周的最高点，。点为最低点。让一个小滑环从〃点由静止释放到达。点；如图乙所示，在竖直平面内，

固定一个半径为R的大圆环，其圆心为0,在圆内与圆心。同一水平面上的P点搭一光滑斜轨道到大环

上，OP=*欲使物体（视为质点）从P点由静止释放，沿此做斜轨道滑到大环。已知重力加速度为go

（1）求小滑环从8点运动到c点的时间；

（2）求物体从P点滑到大环的最小时间。

题型05图像问题

解题口诀：看图先析横纵轴，斜率面积藏信息，图像转化为运动。

高考考向：：v・t、a-t、F-t图像解读，结合图像求力、加速度、位移等物理量。

25.如图甲，两物体A、B叠放在光滑水平面上，对物体B施加一水平力〃，力/随时间/变化图像如图乙

A.。时刻，两物体之间的摩擦力最大B.7°时刻，两物体的速度方向开始改变

C.21°时刻，两物体回到初始位置D.物体A所受摩擦力与力尸的方向始终相同

26.如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，

弹簧下端挂•质量为〃?的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时

间内传感器显示弹簧拉力/随时间/变化的图像如图乙所示，g为重力加速度，忽略一切阻力，则（）

B.（2的时间内小球向上运动，加速度减小

c.G-A的时间内小球向上运动，加速度增大

D.，3-乙的时间内小球向下运动，加速度减小

27.如图甲所示，物块A放在光滑的平台上，绕过光滑定滑轮的轻绳一端连在物块A上，另一端吊着物块

R,滑轮与物块A间的轻绳水平,用水平力产向右折物块A,使其从静I卜开始做匀加速直线运动,运动位

移大小为x时，速度大小为~其二-尸图像如图乙所示，轻绳足够长，重力加速度为10m/s。则下列说

X

法正确的是（）

A.物块A的质量等于3kg

B.物块B的质量等于2kg

C.当/=40N时，轻绳上的拉力大小等于15N

D.撤去拉力厂的一瞬间，物块B的加速度大小等于4m/s?

28.某观光电梯竖直向上运动可以从底层直达观光平台。质量为50kg的游客乘坐该电梯去观光平台，电

梯在，=0时刻在一楼由静止开始上升，在这次运行过程中，游客的加速度”随时间，变化的关系如图所示。

已知重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）

a/(m/s2)

A.f=ls时，游客对电梯的压力为512.5N

B.游客在2~12s内做匀速运动

C.在0~30s内，游客对电梯的最大压力为525N

D.Z=15s时，游客的速度为5m/s

29.小涵同学为了测试遥控飞行器性能，操控飞行器从地面沿竖直方向由静止起飞，上升到最高点后竖直

下落，着陆时速度刚好为零。已知飞行器质量为1kg,其动力系统提供的升力方向始终竖直向上，所受空

气阻力大小恒为2N,其运动的UT图像如图所示，g取lOm/s?.下列说法正确的是（）

A.1s时飞行器加速度大小为5m/s2B.3s时飞行器处于失重状态

C.5s时飞行器升力大小为8ND.8s时飞行器返回地面

30.科技节上航模社团进行了“飞行特技表演"，四翼飞行器（可视为质点）从地面由静止启动，获得竖直

向上、大小恒定的升力，开始匀加速起飞，经过一段时间关闭动力，飞行器继续上升到最高点后开始竖直

下落，一段时间后重新开启动力装置使飞行器获得跟起飞时相同的升力，飞行器着陆时速度刚好为零，实

现完美软着陆，全过程的UT图像如图所示。已知飞行器的质量〃?=lkg,运动过程中所受空气阻力大小

视作恒定，方向与速度方向相反，重力加速度g取lOm/s?。求：

⑴飞行器上升的最大高度:

⑵飞行器恒定升力的大小及空气阻力的大小;

⑶飞行器下降过程中的最大速度9。

题型06临界与极值问题

解题口诀：临界状态找拐点，弹力摩擦定边界，极限条件列方程。

高考考向：恰好滑动、恰好分离、最大/最小加速度等临界场景，极值计算与动态分析。

31.如图所示，水平地面上一车厢内固定有倾角为0=37。的光滑斜面，一根平行斜面的轻绳一端固定在斜

面顶端，另一端连接质量为〃，的小球置于斜面上。己知重力加速度为g,sin37°=0.6不计空气阻力，当整

个装置一起水平向左做匀加速直线运动时，下列说法正确的是（）

A.小球一定受2个力的作用

B.小球一定受3个力的作用

45

C.当装置水平向左的加速度大小为7g时，轻绳的拉力大小为

4

D.当装置水平向左的加速度大小为］g时，小球受3个力的作用

32.如图所示，质量为的劈块左右劈面的倾角分别为〃=30。，％=45。，质量分别为叫=〃，和

也=2机的两物块，同时分别从左右劈面的顶端从静止开始下滑，劈块始终与水平面保持相对静止，其中町

与劈块间的动摩擦因数为堂，生光滑，则两物块下滑过程中劈块与地面的动摩擦因数至少是（假设最大

6

静摩擦力等于滑动摩擦力）（）

7

8-6r8-5/3

3140

33.一辆货车运载着若干相同的光滑圆柱形空油桶。桶