牛顿运动定律的应用（原卷版）-2027年高考物理一轮复习

牛顿运动定律的应用专项训练

如图所示，倾角8=37。、高度h=0.6m的斜面与水平面平滑连接。小木块从斜面顶端由

静止开始滑下，滑到水平面上的4点停止。已知小木块的质量巾=1kg,它与斜面、水平面间

的动摩擦因数均为4=0.5,重力加速度g=10m/s2。sin37°=0.6,cos37。=0.8。求：

(1)小木块在斜面上运动时的加速度大小a：

(2)小木块滑至斜面底端时的速度大小v；

(3)小木块在水平面上运动的距离工。

牛顿第二运动定律应用的基本思路?

探究2：拓展设问

设问1：小木块在斜面上运动的时间浮

设问2：小木块在水平面上运动的时间/?

设问3：在小木块停止运动后，恰好停在距离斜面末端x=0.4m处，若此时在其上施加一水

平向右的恒力R一直到小木块到达斜面底端时撤去，小木块恰好能够再次滑行到斜面的

顶端，求恒力歹的大小？

试卷第1页，共13页

探究3：类题标展

1.（经典情境：已知运动信息求解力学信息）如图所示，倾角为6=30。的足够长斜面固定在水平地面上,

现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向下运动的

时间是向上运动的时间的4倍，则它与斜面间的动摩擦因数为（）

A・亨B.4C.§D.今

2.（表征方式变异：文字表征——图像表征）如图所示，一足够长的斜面静止在粗糙水平地面上，可视为

质点的滑块从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑块与斜面间有摩擦。已知滑块最终又返回到出

发点.斜面始终静止不动,则滑块在斜面上运动的整个过程中，下列关于地面对斜面的静摩擦力f随时间£

3.（情境拓展：恒力作用一T变力作用）如图甲所示，水平地面上放置质量为2kg的物块P,P与地面间的动

摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用与水平方向夹角为6=37。的推力尸作用在P上，尸的大

小随时间的变化关系如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2,sin37。=0.6,则t=5s时,物块的速度大小

为（）

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P

甲

A.5.75m/sB.2.875m/sC.1.25m/s

如图，4、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可

忽略，己知力从开始，推力力和拉力/分别作用于力、上，

m=4kg,mB=6kg«t=0F8FA>

心随时间的变化规律为：则()

FA=8-2t(N),FB=2+2t(N)o

"一TTTT1~~加

A.t=0时，4物体的加速度为2m/s2

B.t=O时，力、8之间的相互作用力为4N

C.t=1.5s时，力、B开始分离

D/、8开始分离时的速度为3m/s

探窕1：方法总华

本题属于典型的连接体模型，而处理连接体模型的经典方法就是整体法与隔离法综合使用,

整体法一般用来求解加速度，隔离法一般用来求解两个物体之间的相互作用力，即内力。比如

本题中，在4与8的加速度相等时，采用整体法，合力尸=~力+?8=10N,进而求得加速

探究2：多见逵接体的类型

Q

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0

特点：两物体具有相同的速度和加速度。

处理方法：用整体法求出Q与尸的关系，用隔离法求出F少与Q的关系。

2.关联速度连接体（如图）

探究3：拓展设问

设问1：物体A、B之间的作用力是否保持恒定？

设问2：物体A在受到以作用的时间内做怎样的运动?

探究4：类题拓展

4.（情境拓展：含弹簧的连接体）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

之化mA：mB=l：2。若在水平拉力作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动，则弹簧弹力大小为（）

__F

AwsssmwiB-->

F2FF

A.尸B,-C.—D.-

5.（情境拓展：传送带模型）随着我国快递行业的迅速发展，快递分拣流水线设备也得到了广泛应用，如

图I为某快递分拣流水线工作的简化流程：水平传送带与倾斜传送带在8点平滑衔接，两传送带分别以速

度打、也按图示方向运动，快递包裹（视为质点）从投递口投放后落到水平传送带的月点（不考虑反弹）,

在水平传送带的作用F包裹被转移到倾斜传送带上（不考虑6点对包裹运动的影响），倾斜传送带倾角为氏

包裹在倾斜传送带上运动的速度大小与时间的关系图像如图2所示。已知包裹刚好能送到传送带顶端C点,

包裹与两传送带间的动摩擦因数相同，重力加速度g取10m/s2。下列说法错误的是（）

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v/(ms')

A.倾斜传送带倾角9=30。

B.包裹与传送带间的动摩擦因数为噂

C.水平传送带的最小长度为6gm

D.水平传送带运动的最小速度为12m/s

6.（模型拓展：板块模型）如图所示，在水平桌面上有一个质量V=4kg的长木板，其上端放置一个质量

〃尸2kg的物块A,木板右端连接一根轻绳，轻绳跨过光滑的定滑轮连接一质量也为〃?=2kg的物块B,木板

与A和桌面间的动摩擦因数〃均为0.4,右0时刻在木板左端施加一个水平向左的折力F=2t（尸单位为N,/

单位为S）。不计空气阻力，木板、轻绳足够长，A不会从木板上滑落，B不会碰到定滑轮，最大静摩擦力

等于滑动摩擦力，重力加速度g=：0m/s2,下列说法正确的是（）

A

□B

A.片0时刻，桌面对木板的摩擦力大小为24N

B.H25s时刻,A的加速度大小为lm/s2

C.片25s时刻，B的速度为L125m/s

D./=5（）s时刻，轻绳对B的拉力大小为34N

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(1)两类分析一物体的受力分析和运动过程分析。

(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁。

一、单选题

1.如图所示，冰雪运动训练场水F直道上交替铺设长度A=2m的制动区和长度％=4m的光滑区。滑雪运

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动员从第•个制动区的左端以7m/s的初速度开始向右滑行。制动区与雪板间动摩擦因数为0,重力加速

度g取10m/s2,运动员在第几个减速区停下（

2.如图，质量为M、高为/，的一只长方体薄壁铁箱静止放置在光滑水平面上，铁箱内后壁顶部放有一个质

量为〃?、可视作质点的物块。物块与铁箱内壁间的动摩擦因数为〃。若对铁箱施加水平向右的恒力凡可恰

好使物块与铁箱间无相对运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若对铁箱施加水平向右的恒力盘让铁箱

和物块同时开始运动，物块落地时，铁箱的位移为（）

B.”D.M

3.小明乘坐观光电梯时，通过手机上的加速度传感器，记录了电梯从静止开始运动的加速度G随时间C变化

情况，近似处理后得到如图乙所示图像（以向上为正方向）。电梯总质量m=3.0x103kg,忽略一切阻力,

重力加速度g取10m/s2,下列说法中正确的是（）

30314041…

---------7-7-------Fs

A.电梯在第105木速度达到最大

B.电梯在1〜10s时间内上升的高度为45机

C.电梯在11s到30s内向上做匀速运动且速率为9.5m/s

D.甩梯在上升过程中受到的最小拉力为3.0x104N

4.图示为索道输运货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37。，质量为m的重物与车厢地板之

间的动摩擦因数为0.20。当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对

车厢内水平地板的正压力为具重力的1.15倍，重力加速度g取lOm/s?,那么这时重物对车厢地板的摩擦力

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大小以及车厢的加速度大小分别为（）

A.0.35，〃g,2m/s2

C.0.25wg,2.5m/s2D.0.20/ng,2.5m/s2

5.如图所示，质量相等的％、8两小球分别连在轻绳两端，4球的•端与轻弹簧相连，弹簧的另•端固定

在倾角为30。的光滑斜面顶端，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A.剪断轻绳的瞬间，力的加速度为零，4的加速度大小为g

B.剪断轻绳的瞬间，A.8的加速度大小均为合

C.剪断轻绳的瞬间，力、〃的加速度均为零

D.剪断轻绳的瞬间，力的加速度为零，4的加速度大小为g

6.如图甲所示，滑块沿倾角为。足够长的固定斜面上滑，滑块在斜面上运动的速率与时间的图像如图乙所

示，滑块和斜面各部分的动摩擦因数相同，则（）

A.滑块上滑的最大距离为5mB.滑块下滑的时间为2s

C.斜面的倾角8=60。D.滑块与斜面间的摩擦因数〃=哼

7.滑沙是一种有趣的游乐项目，如图甲所示，游客乘坐滑板从沙山顶自然下滑，沿着斜面向下，下滑速度

逐渐变大。其运动可以简化为如图乙所示的模型，•位游客先后两次从静止下滑，下列图像中实线代表

第一次从较低位置滑下，虚线代表第二次从较高位置滑下，假设斜面和地面与滑板之间的动摩擦因数相同,

忽略空气阻力，拐弯处速度大小不变，则V”图像正确的是（）

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8.如图所示，质量为3kg的一只长方体空箱在水平拉力/作用下沿光滑水平面向右匀加速运动。这时铁箱

内一个质量为1kg的木块恰好能静止在后壁上。已知木块对铁箱的压力为50N。设最大静摩擦力等于滑动

摩擦力，g取10m/s2,以下说法正确的是（）

J一F

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

A.木块与铁箱内壁间的动摩擦因数〃=0.4

B.铁箱的加速度大小为50m/s2

C.水平拉力厂的大小为100N

D.地面对铁箱的支持力大小为20N

9.质量分别为M和加的物块由相同的材料制成，且M>将它们用通过光滑的轻质定滑轮的轻细线连

接。若按图甲放置，则质量为加的物块恰好匀速下降。若将两物块互换位置，如图乙所示，它们的共同加

速度大小为（）

水平细线

M

/7

/

/

/

/d

/

/

/

甲

乙

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10.如图所示，在水平直线传送轨道匕智能快递分拣车的前、后两个货舱质量分别为2〃?和/〃，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，比例系数为匕前货舱的驱动装置提供水平牵引

力F，使两货舱一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6，重力加速度为g,为保证

连接杆不被拉断，牵引力户的最大值为（）

m2m

A.3ToB.3TQ+3kmgC.3T0+2kmgD.3T0+kmg

二、多选题

11.如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为仇在传送带上某位置轻轻放上一小木块，小木块与传

送带间的动摩擦因数为〃,小木块速度随时间变化关系如图乙所示，血、h己知.重力加速度为g,则

()

C.传送带的速度大于吨D.。时刻后木块的加速度为2gsin0一个

12.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率力运行。初速度大小为吃的小物块从与传送带等高的

光滑水平地面上的4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"一亡图像

（以地面为参考系）如图乙所示。已知也，则（）

A.G时刻，小物块离/处的距离达到最大

B.以时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

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C.。〜以时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右

D.0〜匕时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

13.如图所示，质量为2kg、长度为2.5m的长木板B在光滑的水平地面上以4m/s的速度向右运动，将•可视

为质点的物体A轻放在B的右端，A与B之间的动摩擦因数为0.2,A的质量为1kg,g=10m/s20A滑离B时，

下列判断正确的是（）

AvB=4m/s

I........................................一

，，，7，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，

A.A的速度是2m/sB.B的速度是lm/s

C.A的位移是2mD.B的位移是3.5m

14.自动驾驶汽车在平直公路上进行刹车性能测试。其运动过程中的速度u与位移》的关系图像如图所示。

已知汽车的质量为小，则汽车在刹车过程中，所受合力户随位移工的变化关系图像，可能正确的是（）

三、解答题

15.如图甲所示，在水平面上固定一倾角。=37。、底端带有弹性挡板的足够长的斜面，斜面底端挡板上静

置一个质量m=1kg的物块（可视为质点）。从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力尸作用，拉力尸