牛顿运动定律典型例题与跟踪训练（有解析）-2025年高考物理一轮复习

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牛顿运动定律典型例题与跟踪训练-2025年高考物理一轮复习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，水平传送带匀速运行，一可视为质点的物块无初速度放到传送带的左端，到达右端前已经与传送带无相对运动，在传送带上留下一段划痕。重力加速度大小为g，物块与传送带间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。再利用下列哪组数据就可以计算物块与传送带间的动摩擦因数（　　）
A．传送带的速度和传送带PQ间的长度
B．传送带的速度和划痕的长度
C．划痕的长度和物块从P到Q的运动时间
D．传送带PQ间的长度和物块从P到Q的运动时间
2．如图所示，竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端连接质量为m的小球，小球由不可伸长的细线吊在天花板上。小球保持静止时细线中拉力大小为，为重力加速度。则剪断细线瞬间，小球的加速度（　　）
A．大小为，方向竖直向下 B．大小为，方向竖直向上
C．大小为g，方向竖直向上 D．大小为g，方向竖直向下
3．利用智能手机中的加速度传感器可以测量手机的加速度a。用手掌托着手机，手掌从静止开始上下运动，软件显示竖直方向上的a-t图像如图，以竖直向上为正方向，若重力加速度大小为g=10m/s2，则手机（ ）
A．始终与手掌存在作用力
B．在t2时刻运动到最高点
C．在t3时刻改变运动方向
D．在t2~t4内，受到的支持力减小
4．倾角分别为、的两个光滑直角三角形斜面体固定在水平地面上，斜面体等高，顶端均固定相同的轻质光滑滑轮。两根轻绳绕过滑轮，其中一端分别与放在斜面上的物块A、B相连，A、B质量均为m，另一端都与质量为4m的物块C连接。现用外力托住物块A、B、C，使细线均处于伸直状态且平行于斜面体表面，A、B、C、滑轮在同一竖直面内，侧视图如图所示。撤去外力后，物块C开始向下运动。在整个运动过程中，细线始终不会脱离滑轮，物块A、B不会与滑轮相碰。不计一切摩擦，重力加速度大小取，，则在下落过程中物块C的加速度大小为（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示为跳伞者在竖直下降过程中速度随时间变化的图像，则跳伞者（　　）
A．时间内，处于超重状态 B．时间内，所受阻力变大
C．时间内，加速度变大 D．时刻，开始打开降落伞
6．美国NBA比赛惊险刺激，深受广大球迷的喜爱。图为比赛中一运动员三分远投经历了下蹲、蹬地、离地上升、抛投过程，一气呵成，不计空气阻力，关于运动员的一系列动作，下列说法正确的是（　　）
A．运动员下蹲过程处于失重状态
B．运动员蹬地上升到离地过程中，运动员蹬地的力大于地面对运动员的支持力
C．运动员蹬地上升到离地过程中，先超重后失重
D．运动员离地后上升过程中，处于完全失重状态，不受重力作用
7．利用智能手机的加速度传感器可直观显示手机的加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器后，手掌从静止开始上下运动。以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（　　）
A．在时刻速度最大 B．在时刻开始减速上升
C．在时间内处于失重状态 D．在时间内受到的支持力逐渐增大
8．如图所示，某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器。两质量均为2kg的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器。当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器显示示数。重力加速度g取。不计空气阻力，则（ ）
A．箱子静止时，底部压力传感器显示示数
B．当时，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子下蹲
C．当时，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子向上站起
D．若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为20N
9．某快递公司的传送带设备部分结构如图所示，倾角为的传送带由电动机带动，始终保持速率顺时针匀速转动，传送带两端点之间的长为，现将质量为的物体（可视为质点）轻放在传送带底端，传送带与物体之间的动摩擦因数为，重力加速度取，物体从传送带底端运动到顶端过程中，（其中，）下列说法正确的是（ ）
A．物体一直做加速运动
B．系统因摩擦产生热量为34.56J
C．传送带对物体的冲量大小为
D．电动机多做的功为63.36J
10．如图所示，一足够长的传送带倾角为，以恒定速率顺时针方向转动，皮带始终处于绷紧状态。时刻物块从顶端以初速度向下冲上传送带，且，物块与传送带之间的动摩擦因数。从放上物块开始计时，物块的动能与位移的关系图像、电动机由于传送物块多消粍的电能与时间的关系图像可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
二、实验题
11．某同学利用如图（a）所示的装置进行探究物体之间拉力的关系。质量为m1、m2的物块A、B放在左端固定有光滑定滑轮的长木板上，两物块左端分别固定有拉力传感器1、2，拉力传感器质量不计。物块A与拉力传感器2通过轻绳连接，拉力传感器1通过绕过定滑轮的轻绳与装有砝码的砝码盘连接。现将纸带穿过打点计时器与物块B连接。实验过程中轻绳、纸带均与长木板平行，拉力传感器1、2对应的示数分别为F1、F2。
(1)以物块A和B作为研究对象，探究加速度a和拉力F1之间的关系。关于实验过程，下列说法正确的是_____。
A．实验过程中需要补偿阻力
B．实验过程中应先释放物块、后接通打点计时器的电源
C．实验过程中需要保证砝码和砝码盘的质量远小于两物块的总质量
(2)打出的纸带及数据如图（b）所示，A、B、C、D、E为连续相邻计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则系统的加速度大小为 m/s2，（结果保留2位有效数字）。
(3)为探究拉力F1和F2的关系，根据数据绘制了F1-F2的图像如图（c）。已知物块A的质量为2.0kg，则物块B的质量为 kg（结果保留2位有效数字）。
三、解答题
12．如图所示，质量为1kg的小物块A放在长木板B的左端，B放在水平地面上，B的质量为2kg。A、B间的动摩擦因数为0.5，B与地面间的动摩擦因数为0.1。某时刻给A施加一大小为10N的水平向右的恒力F，作用0.6s后撤去该力，A最终未滑离B。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求：
(1)力F的最大功率；
(2)力F做的功；
(3)撤去力F时B的动能。
13．路面状况是影响汽车安全驾驶的重要因素。一辆质量为 的汽车，以 m/s的速度在平直公路上行驶，因故刹车。当路面干燥时，汽车减速至停止的滑行距离 m；当路面湿滑时，该汽车刹车时受到的阻力为路面干燥时的 把汽车在平直公路上的刹车过程视为仅受阻力的匀减速直线运动。
(1)求该汽车在路面干燥时刹车的加速度a 的大小；
(2)求该汽车以相同速度在路面湿滑时刹车，减速至停止的滑行距离x 。
14．如图所示，一长度为10L的长木板锁定在倾角θ=37°的光滑斜面上，在距长木板下端L处有一弹性挡板垂直于斜面固定。现将一小滑块（可看作质点）轻放在长木板的上端并同时解除长木板的锁定，则以后长木板每次与挡板碰撞均以原速率反弹，且碰撞时间极短。已知长木板的质量为小滑块质量的两倍，小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，不计空气阻力，（答案用字母和根号表示）求：
(1)长木板与挡板第一次碰撞后，小滑块和长木板的加速度；
(2)长木板与挡板第三次碰撞时，小滑块离挡板的距离；
(3)从开始释放到小滑块滑离长木板所用时间。
15．如图所示，质量为m的小物块用长为L的细线悬挂于O点，给物块一个水平初速度使其在竖直面内做圆周运动，物块运动到最低点时，细线的拉力大小等于7mg，斜面体ABCD固定在水平地面上，斜面AB长为L，倾角为30°，BC竖直且长也为L，若物块做圆周运动到最低点时细线突然断开，此后物块恰好从A点无碰撞地滑上斜面AB，最终落在地面上，物块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，空气阻力不计，（答案用字母和根号表示）求：
(1)小物块做圆周运动在最低点时速度大小；
(2)小物块在斜面上运动的时间；
(3)求小物块从细绳断开到落在地上的水平距离。
16．如图甲所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，为轨道的最低点，点右侧的光滑水平面上紧挨点有一静止的小平板车，平板车质量，长度，小车的上表面与点等高，距地面高度，物块与平板车上表面间的动摩擦因数。现质量的物块（可视为质点）从圆弧最高点由静止释放，取，试求：
甲
(1)物块滑到轨道上的点时对轨道的压力大小；
(2)已知物块从小平板车右端滑离，求物块滑离平板车右端速度大小；
(3)求物块落地时距平板车右端的水平距离。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A D A B C B A D D
1．B
【详解】依题意，物块在传送带上先做匀加速直线运动，与传送带共速后随传送带做匀速直线运动，可得
又
联立，解得
可知利用传送带的速度和划痕的长度就可以计算物块与传送带间的动摩擦因数。
故选B。
2．A
【详解】小球保持静止时细线中拉力大小为，以小球为对象，根据受力平衡可得
解得弹簧弹力大小为
方向竖直向上；剪断细线瞬间，弹簧弹力保持不变，根据牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向下。
故选A。
3．D
【详解】A．手机的加速度在t4之后一段时间内等于重力加速度，则该段时间手机与手掌没有力的作用。故A错误；
BC．由图可知，手机在0~t1加速度约为0，t1~t2时间内，向上做加速度增大的加速运动，t2~t3时间内，向上做加速度减小的加速运动，t3~t4向上做加速度增大的减速运动，则在t2时刻没有运动到最高点，在t3时刻也没有改变运动方向。故BC错误；
D．由牛顿第二定律，t1~t3时间内有
解得
t3~t4时间内有
解得
结合图像可知，t2~t3时间内支持力减小。故D正确。
故选D。
4．A
【详解】A、B、C通过细绳链接，则加速度大小相等，设为a，绳的拉力分别为T1和T2，根据牛顿第二定律，对A
对B
对C
联立解得
故选A。
5．B
【详解】A．时间内，跳伞者加速运动，加速度向下，处于失重状态，A错误；
B．图线的斜率表示加速度，由图像可知，时间内，跳伞者加速度在减小，根据
分析可知，所受阻力变大，B正确；
C．图线的斜率表示加速度，时间内，加速度变小，C错误；
D．时刻，跳伞者速度开始减小，所以能分析出时刻开始打开降落伞，D错误。
故选B。
6．C
【详解】A．运动员下蹲过程，先向下加速后向下减速，因此先处于失重后处于超重状态。故A错误；
B．运动员蹬地上升到离地过程中，根据牛顿第三定律可知，运动员蹬地的力等于地面对运动员的支持力。故B错误；
C．运动员蹬地上升到离地过程，加速度先向上后向下，因此先超重后失重。故C正确；
D．运动员离地后上升过程中，处于完全失重状态，但所受重力不变。故D错误。
故选C。
7．B
【详解】A．由图像可知时间内，加速度向上逐渐变大，速度逐渐增大，时刻加速度最大，而速度还在继续增大，故A错误；
B．由图可知，时刻后加速度方向向下，为失重状态，速度方向向上，所以向上做减速运动，故B正确；
C．时间内，加速度的方向依然向上，应处于超重状态，故C错误；
D．对手机进行受力分析可知，时间内，有
该段时间内，a逐渐减小，因此支持力逐渐减小，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】A．当箱子静止时，对两物块和弹簧组成的系统受力分析可知
得下面压力传感器显示示数
对上面物体
得
故A正确；
B．当时，对上面物体
所以加速度方向向上，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子向上加速站起或下蹲后的减速过程，故B错误；
C．当时
加速度方向向下，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子加速下蹲或向上站起后的减速过程，故C错误；
D．当箱子自由下落时处于完全失重状态，两个物体所受合力均为，则应有
弹簧长度没变，所以两个压力传感器的示数均为30N，故D错误。
故选A。
9．D
【详解】A．对物体受力分析，由牛顿第二定律有
解得
物体加速到与传送带速度相等时的位移
所以物体先加速运动后匀速运动，故A错误；
B．匀加速时间
匀速时间
物体从传送带底端运动到顶端时间
物体加速运动过程中，物体与传送带的相对位移
系统因摩擦产生热量为
故B错误；
C．沿传送带方向，传送带对物体的冲量大小为
垂直传送带方向，传送带对物体也有冲量，所以传送带对物体的冲量大小不可能为，故C错误；
D．电动机多做的功为
63.36J
故D正确。
故选D。
10．D
【详解】AB．由于，物块向下做匀减速直线运动时的加速度大小为
当物块向下减速为0后，物块反向做加速度也为的匀加速直线运动，由于，则物块加速到速度与初速度共速后，与传送带保持相对静止运动运动到顶端；根据对称性可知，图像中动能减小过程和动能增加过程，图像的斜率绝对值相等，最后物块的动能小于初动能，故AB错误；
CD．电动机由于传送物块多消粍的电能等于传送带克服摩擦力做的功，在物块与传送带共速前，有
物块与传送带共速后，有
可得
可知图像中，共速前图像的斜率大于共速后图像的斜率，故C错误，D正确。
故选D。
11．(1)A
(2)2.0
(3)3.0
【详解】（1）A．为了排除摩擦力对实验的影响，需补偿阻力，A正确；
B．在使用打点计时器时，应先接通电源再释放物体，B错误；
C．实验过程中，拉力F1直接通过传感器1测出，实验过程中不需要保证砝码和砝码盘的质量远小于两物块的总质量，C错误。
故选A。
（2）根据逐差法得
（3）根据牛顿第二定律得
解得
根据图像得
解得
12．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）给A施加恒力F，设A、B发生相对滑动；以A为对象，根据牛顿第二定律可得
解得A的加速度大小为
以B为对象，根据牛顿第二定律可得
解得B的加速度大小为
假设成立；作用0.6s后撤去该力，此时A的速度为
力F的最大功率为
（2）撤去力F前，A通过的位移大小为
力F做的功为
（3）撤去力F时，B的速度大小为
B的动能为
13．(1)
(2)
【详解】（1）取初速度方向为正方向，根据
该汽车在路面干燥时刹车的加速度
即加速度a 的大小为，负号表示方向与初速度方向相反。
（2）在路面湿滑时刹车，加速度
根据
减速至停止的滑行距离
14．(1)；方向沿斜面向下；；方向沿斜面向下
(2)L
(3)
【详解】（1）设小滑块的质量为m，则长木板的质量为2m，由牛顿第二定律，对滑块有
解得
方向沿斜面向下。对木板，有
解得
方向沿斜面向下。
（2）第一次与挡板碰撞前，整体先一起匀加速下滑
碰前瞬间速度
第一次碰撞后，小滑块以为初速度，为加速度始终向下做匀加速直线运动，长木板以为初速度向上匀减速到0，再向下以为加速度匀加速到发生第二次碰撞，在滑块滑离木板之前重复以上运动，设第一次碰后到第三次碰前用时为，则
小滑块在时间内的位移
长木板与挡板第三次碰撞时，小滑块离挡板的距离
（3）从释放到木板第一次与挡板相碰所用时间
令第四次长木板与挡板碰撞前，小滑块未滑离，则长木板第一次到第四次碰撞所用时间
小滑块位移
故小滑块在长木板第四次与挡板碰撞前滑离木板。第三次碰撞后瞬间小滑块速度
设第三次碰撞到滑块脱离木板历时，当滑块到达木板下端时，有
即
解得
从开始释放到小滑块滑离长木板所用时间
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设物块运动到最低点时速度为，根据牛顿第二定律有
解得
（2）设物块运动到A点时速度大小为，根据几何关系有
由于
因此物块在斜面上做匀速直线运动，在斜面上运动的时间
（3）物块运动到A点时竖直方向的分速度
圆周运动的最低点与A点的高度差
A点离水平地面的高度
物块做平抛运动下降2L高度的水平位移
物块落地点离圆周运动最低点间的距离
16．(1)30N
(2)2m/s
(3)0.2m
【详解】（1）物块从A点到B点的过程中，其机械能守恒，则有
代入数据解得
在B点，由牛顿第二定律得
解得轨道对物块的支持力为
根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力为
（2）对物块，根据牛顿第二定律
解得
则物块的位移为
对平板车，根据牛顿第二定律
解得
则物块的位移为
其中
联立，解得
或（舍去）
则此时物块的速度大小为
（3）物块滑离平板车右端时，平板车的速度大小为
物块在竖直方向上自由落体，则
解得
则物块落地时距平板车右端的水平距离为
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