牛顿第二定律的综合应用 高频考点 专题专项练 2026年高考物理一轮复习备考

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牛顿第二定律的综合应用 高频考点 专题专项练
2026年高考物理一轮复习备考
一、单选题
1．如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，重力加速度。则推力F的大小为（　　）
A． B． C． D．
2．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示（g=10 m/s2），则正确的结论是 （　　）
A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态 B．弹簧的劲度系数为7.5N/cm
C．物体的质量为3 kg D．物体的加速度大小为5 m/s2
3．如图所示，足够长的倾角θ＝37°的光滑斜面体固定在水平地面上，一根轻绳跨过定滑轮，一端与质量为m1＝1 kg的物块A连接，另一端与质量为m2＝3 kg的物块B连接，绳与斜面保持平行。开始时，用手按住A，使B悬于空中，释放后，在B落地之前，下列说法正确的是（所有摩擦均忽略不计，不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2）（　　）
A．绳的拉力大小为30 N
B．绳的拉力大小为6 N
C．物块B的加速度大小为6 m/s2
D．如果将B物块换成一个竖直向下大小为30 N的力，对物块A的运动没有影响
4．如图所示，质量为M、中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑凹槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角。重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A．小铁球受到的合外力方向水平向左
B．凹槽对小铁球的支持力为
C．系统的加速度为a=gtan α
D．推力F=Mgtan α
5．橡皮筋弹弓夜光飞箭是一种常见的小玩具，它利用橡皮筋将飞箭弹射升空，再徐徐下落，如图（a）所示，其运动可简化为如下过程：飞箭以初速度竖直向上射出，在时刻恰好回到发射点，其速度随时间的变化关系如图（b）所示。则下列关于飞箭运动的描述中正确的是（　　）
A．上升和下落过程运动时间相等 B．上升和下落过程中平均速度大小相等
C．过程中加速度先减小后增大 D．过程中所受阻力先减小后增大
6．中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（　　）
A．F B． C． D．
7．1845年英国物理学家和数学家斯托马斯（S.G.Stokes）研究球体在液体中下落时，发现了液体对球的粘滞阻力与球的半径、速度及液体的种类有关，有，其中物理量为液体的粘滞系数，它还与液体的种类及温度有关，如图所示，现将一颗小钢珠由静止释放到盛有蓖麻油的足够深量筒中，下列描绘小钢珠在下沉过程中加速度大小与时间关系的图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．足够长的光滑斜面上的三个质量相同的物块通过与斜面平行的细线相连，在沿斜面方向的拉力F0的作用下保持静止，如图甲所示，物块2的上侧固定有不计质量的力传感器。改变拉力F0的大小，使三个物块沿斜面以相同加速度向上做初速度为零的匀加速直线运动，测得多组传感器的示数F和物块通过的位移x与时间t的平方的比值，画出图像如图乙所示，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．斜面的倾角θ=60°
B．每个物块的质量m=2.5kg
C．当F=10N时，F0=15N
D．当F=10N时，物块的加速度大小为a=2.5m/s2
二、多选题
9．如图，P、Q两物体叠放在水平面上，已知两物体质量均为，P与Q间动摩擦因数为，Q与水平面间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，当水平向右的外力作用在Q物体上时。下列说法正确的是（　　）
A．Q对P的摩擦力方向水平向右 B．水平面对Q的摩擦力大小为2N
C．P与Q之间的摩擦力大小为4N D．P与Q发生相对滑动
10．如图（），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略，重力加速度取。由题给数据可以得出
A．木板的质量为1kg
B．2s~4s内，力F的大小为0.4N
C．0~2s内，力F的大小保持不变
D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
11．如图所示，细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，静止时细线与斜面平行，（已知重力加速度为）。则（　　）
A．当滑块向左做匀速运动时，细线的拉力为0.5mg
B．若滑块以加速度a=g向左加速运动时，线中拉力为mg
C．当滑块以加速度a=g向左加速运动时，小球对滑块压力不为零
D．当滑块以加速度a=2g向左加速运动时，线中拉力为2mg
12．我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，每节动车提供的动力均为F，动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力均为f。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、3、6节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（　　）
A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B．做匀加速运动时，第5、6节车厢间的作用力为1.125F
C．做匀加速运动时，第5、6节车厢间的作用力为0.125F
D．做匀加速运动时，第6、7节车厢间的作用力为0.75F
13．光滑水平面上放有相互接触且不粘连的两个物体A、B，物体A质量m1= 1kg，物体B质量m2= 2kg。如图所示，作用在两物体A、B上的力随时间变化的规律分别为：FA= 3＋2t（N）、FB= 8－3t（N）。下列说法正确的是（ ）
A．t = 0时，物体A的加速度为3m/s2
B．t = 1s时，物体B的加速度为2.5m/s2
C．t = 1s时，两物体A、B恰好分离
D．时，两物体A、B恰好分离
三、解答题
14．一个质量的小物块（可看为质点），以的初速度在平行斜面向上的拉力作用下沿斜面向上做匀加速运动，经的时间物块由点运动到点，之间的距离，已知斜面倾角，重力加速度取，。求：
(1)物块加速度的大小；
(2)物块与斜面之间的动摩擦因数；
(3)若拉力的大小和方向可调节，如图所示，为保持原加速度不变，的最小值是多少？
15．如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ＝37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1＝4 kg的物体P，Q为一质量为m2＝8 kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k＝600 N/m，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后F为恒力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2.，求力F的最大值与最小值。
16．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示。时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的图线如图（b）所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求：
（1）木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数；
（2）木板的最小长度；
（3）木板右端离墙壁的最终距离。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D C C D C D C AC AB
题号 11 12 13
答案 AC CD BD
1．A
【详解】P静止在水平桌面上时，由平衡条件有
推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半，即
故Q物体加速下降，有
可得
而P物体将有相同的加速度向右加速而受滑动摩擦力，对P由牛顿第二定律
解得
故选A。
2．D
【详解】A．物体与弹簧分离时，二者没有相互作用力，所以弹簧处于原长。A错误；
B．物体连着弹簧向上匀加速时，根据牛顿第二定律得
根据图像，斜率为劲度系数，即
B错误；
CD．根据牛顿第二定律有
，
解得
，
C错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】ABC．将AB整体受力分析，结合牛顿第二定律可得
解得
单独对B受力分析可得作用在绳子上的拉力
代入数据解得绳子上的拉力大小为
AB错误，C正确；
D．若用一个向下的30N的力，则物体A的加速度为
解得
A的运动情况发生改变，D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．小铁球水平向右做匀加速直线运动，受到的合外力方向水平向右，故A错误；
B．对铁球竖直方向根据平衡条件得
解得，凹槽对小铁球的支持力为
故B错误；
C．对铁球水平方向根据牛顿第二定律得
解得，系统的加速度为
a=gtan α
故C正确；
D．对系统根据牛顿第二定律得
解得
故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．时间为上升过程，时间为下落过程，由图可知
上升和下落过程运动时间不相等，A错误；
B．上升和下落过程中，位移大小相等，但所用时间不等，故平均速度的大小不相等，B错误；
C． 图像的斜率表示加速度，根据图像可知，过程中加速度一直减小，C错误；
D．根据牛顿第二定理，结合图像可知，过程中
物体向上运动加速度减小，故阻力减小；
过程中
物体向下运动加速度减小，故阻力增大，综上所述：过程中所受阻力先减小后增大，D正确。
故选D。
6．C
【详解】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有
设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律有
联立解得。
故选C。
7．D
【详解】试题分析：根据牛顿第二定律得，小钢珠的加速度，在下降的过程中，速度增大，阻力增大，则加速度减小，当重力和阻力相等时，做匀速运动，加速度为零，故选项D正确．
【点睛】解决本题的关键知道加速度的方向与合力的方向相同，加速度随着合力的变化而变化，根据牛顿第二定律，得出小钢珠最终的运动规律，确定正确的图线．
8．C
【详解】AB．对物块2、3，根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有
联立可解得
由题图乙可知，图像斜率
解得m=0.5kg
图像纵轴截距的绝对值
解得θ=30°，故AB错误；
CD．当F=10N时，由
可求得三个物块的加速度大小为a=5m/s2
对三个物块有F0 3mgsinθ=3ma
解得F0=15N，故C正确，D错误。
故选C。
9．AC
【详解】CD．假设当水平向右的外力作用在Q物体上时，P与Q相对静止一起向右做匀加速直线运动，以P与Q为整体，根据牛顿第二定律可得
解得
以P为研究对象，根据牛顿第二定律可得
由于
说明假设成立，C正确，D错误；
A．P的加速度水平向右，可知Q对P的摩擦力方向水平向右，A正确；
B．水平面对Q的摩擦力大小为
B错误；
故选AC。
10．AB
【详解】AB．由图（c）可以看出，在2-5s内木板与物块发生相对滑动，此时物块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，结合图（b）可知滑动摩擦力的大小为
设2-4s内木板的加速度为，4-5s内木板的加速度为，结合图像由
可得2-4s内木板的加速度为
同理可得4-5s内木板的加速度为
木板在4-5s内的牛顿第二定律方程为
代入数据解得木板的质量为
木板在2-4s内的牛顿第二定律方程为
解得在2-4s内力F的大小为，故AB正确；
C．结合图（b）、图（c）两图像可判断出0-2s内物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力F的大小等于细线对物块的拉力f的大小，观察图象可知，这段时间内是变化的，所以F在此过程中是变力，故C错误；
D．根据动摩擦因数的计算公式
可知物块与木板之间的动摩擦因数为
由于不知道物块的质量，所以无法计算它们之间的动摩擦因数，故D错误。
故选AB。
11．AC
【详解】A．当滑块向左做匀速运动时，根据平衡条件可得绳的拉力大小为
故A正确；
BC．设当小球贴着滑块一起向左运动且支持力为零时加速度为，小球受到重力、拉力作用， 根据牛顿第二定律可得加速度
即此时小球没有脱离斜面，则水平方向
竖直方向
联立可得：
故选项B错误，C正确；
D．当滑块以加速度向左加速运动时，此时小球已经飘离斜面，则此时线中拉力为
故D错误。
故选AC。
12．CD
【详解】A．启动时乘客的加速度方向与车厢的运动方向相同，乘客受重力和车厢的作用力，由平行四边形定则可知，车厢对乘客的作用力方向与车运动的方向不是相反关系，故A错误；
BC．做匀加速运动时，加速度为
对后三节车厢，有
解得第5、6节车厢间的作用力为
故B错误，C正确；
D．对最后两节车厢，有
解得第6、7节车厢间的作用力为
故D正确。
故选CD。
13．BD
【详解】A．t = 0时，FA0 = 3N，FB0 = 8N，设A和B的共同加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
FA0＋FB0 = (m1＋m2)a
代入数据解得
A错误；
BCD．A和B开始分离时，A和B速度相等，无相互作用力，且加速度相等，根据牛顿第二定律有
、
解得
t = 1时，FB1 = 5N，对B由牛顿第二定律有
C错误，BD正确。
故选BD。
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由运动学表达式知
解得
（2）对物块受力并由牛顿运动定律可得
代值解得
（3）设拉力F方向与斜面夹角为，并对物块进行受力可得
联立可得
代值并由数学知识得到
15．最大值为72N，最小值为36N
【详解】设开始时弹簧的压缩量为x0，由平衡条件得
代入数据解得
因前0.2 s时间内F为变力，之后为恒力，则0.2 s时刻两物体分离，此时P、Q之间的弹力为零，设此时弹簧的压缩量为x1，对物体P，由牛顿第二定律得
前0.2 s时间内两物体的位移为
联立解得
对两物体受力分析知，开始运动时拉力最小，分离时拉力最大，对于最开始的状态有
解得
对分离时有
解得
故F的最大值为72N，最小值为36N。
16．（1），；（2）；（3）
【详解】（1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为
碰撞后木板速度水平向左，大小也是
木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有
解得
木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间t=1s，位移，末速度，其逆运动则为匀加速直线运动可得
解得
木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即
可得
（2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有
可得
对滑块，则有加速度
滑块速度先减小到0，此时碰后时间为
此时，木板向左的位移为
末速度
滑块向右位移
此后，木块开始向左加速，加速度仍为
木块继续减速，加速度仍为
假设又经历二者速度相等，则有
解得
此过程，木板位移
末速度
滑块位移
此后木块和木板一起匀减速，二者的相对位移最大为
滑块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6m
（3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度
位移
所以木板右端离墙壁最远的距离为
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