2025年高考物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)：牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用（四大題型）原卷版

秘籍03牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用

禺型概覽

【解密高考】

【題型一】瞬時加速度問題

【題型二】超重與失重問題

【題型三】兩類動力學(xué)問題（含動力學(xué)圖像）

【題型四】連接體問題

【誤區(qū)點(diǎn)撥】易錯點(diǎn)：動力學(xué)中的臨界、極值問題

解密高考

考情分析：牛頓運(yùn)動定律為高中物理的基礎(chǔ)，也是高考必考內(nèi)容，經(jīng)常通過實(shí)際生產(chǎn)和生活中的實(shí)際

情景設(shè)計問題考查學(xué)生的建模能力和對物體的受力與運(yùn)動過程的分析，并通過物體的加速度將物體的運(yùn)動

和物體的受力緊密結(jié)合在一起；通常以選擇題的形式進(jìn)行考查，有時也會綜合電磁場中的力學(xué)問題進(jìn)行考

查。

備考策略：研究對象和運(yùn)動過程的選取是通過牛頓運(yùn)動定律解決動力學(xué)問題的兩大基礎(chǔ)知識，研究對

象選取時可采用整體法和隔離法的綜合應(yīng)用，運(yùn)動過程應(yīng)對研究對象整個過程運(yùn)動的受力分析出物體在每

一小過程的運(yùn)動性質(zhì)，結(jié)合相應(yīng)的運(yùn)動學(xué)規(guī)律進(jìn)行列方程求解。

題型特訓(xùn)提分

【題型一】瞬時加速度問題

【例1】如圖所示，四只猴子將一樹枝（可視為彈性桿）壓彎倒掛在樹梢上，從下到上依次為1、2、3、4

號猴子。正當(dāng)1號猴子打算伸手撈水中的"月亮"時，2號猴子突然兩手一滑沒抓穩(wěn)，1號猴子撲通一聲掉進(jìn)

了水里。假設(shè)2號猴子手滑前四只猴子都處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中1號猴子的質(zhì)量為加，其余3只猴子的質(zhì)量

均為2根，重力加速度為g,則在1號猴子掉落的瞬間（）

4

__7

A.2、3和4號猴子的速度和加速度都為零B.3號猴子對2號猴子的作用力大小為§加g

C.4號猴子對3號猴子的作用力大小為丁加gD.4號猴子對樹枝的作用力大小為6加g

兩種模型

【例2】如圖所示，四個質(zhì)量分別為加、m、3加、3加的小球A、B、C、D通過細(xì)線或輕彈簧相互連接，懸

掛在。點(diǎn)和尸點(diǎn)，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知細(xì)線CM與豎直方向的夾角0=45。，細(xì)線尸。水平，重力加

速度為go若此時將連接B和C的細(xì)線剪斷，則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為（）

O

A.9g,3gB.3g,g

10

C.6g,2gD.10g,—g

【變式1】如圖所示，物塊P、Q由豎直輕質(zhì)彈簧拴接，被細(xì)繩懸掛在天花板上的。點(diǎn)，Q靜止在。點(diǎn)正

下方的水平地面上，兩物塊的質(zhì)量均為〃?，重力加速度為g,初始時系統(tǒng)靜止，彈簧對物塊P的支持力大小

為:加g。某時刻燒斷細(xì)繩，在物塊P向下運(yùn)動直至將彈簧壓縮至最短的過程中（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）,

下列說法正確的是（）

//////////

\o

4

A.細(xì)繩燒斷瞬間物塊P的加速度大小為］gB.物塊P先失重后超重

C.物塊Q對地面的壓力先減小后增大D.物塊Q對地面壓力的最小值為加g

【變式2】如圖所示，質(zhì)量為2加的木箱用細(xì)繩豎直懸掛，質(zhì)量均為加的物塊A、B分別通過輕質(zhì)彈簧連接

木箱的底部和頂部。初始時，A、B和木箱均靜止，已知重力加速度為g。某時刻剪斷細(xì)繩，此瞬間，A、B

和木箱的加速度大小分別為（）

/////////

B

A

B

.

A.0、0、2gB.g、g、gC.0、g、gD.0、0、g

【變式3】如圖所示，三個質(zhì)量均為力的小球豎直懸掛。B與C小球、A小球與天花板之間均通過輕繩連

接，A與B小球之間通過輕彈簧連接，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。剪斷A球上方輕繩瞬間,

A、B、C三球的加速度大小分別為（）

“

A

B

c

-3B%-g%-g

A.?A

U?A

o

-g-g-g-%-g

^BD.ZA

【題型二】超重與失重問題

1.超重和失重的理解

(1)不論超重、失重或完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”改變。

(2)物體超重或失重多少由物體的質(zhì)量加和豎直加速度a共同決定，其大小等于機(jī)a。

(3)在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失。

(4)盡管物體的加速度不是豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài)。

(5)盡管整體沒有豎直方向的加速度，但只要整體的一部分具有豎直方向的分加速度，整體也會出現(xiàn)超重或

失重現(xiàn)象。

2.判斷超重和失重的方法

(1)從受力的角度判斷

當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完

全失重狀態(tài)。

(2)從加速度的角度判斷

當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速

度時處于完全失重狀態(tài)。

(3)從運(yùn)動狀態(tài)的角度判斷

①物體向上加速或向下減速時，超重；

②物體向下加速或向上減速時，失重。

【例1】加速度計是無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中不可或缺的傳感器之一。如圖所示為加速度計測量豎直軸向加速

度的部件示意圖，質(zhì)量塊上下兩側(cè)與兩根豎直的輕彈簧連接，兩根彈簧的另一端分別固定在外殼上。固定

在質(zhì)量塊上的指針可指示彈簧的形變情況，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，通過信號系統(tǒng)顯示出質(zhì)量塊受到除

重力外的力產(chǎn)生的加速度加速度。的方向豎直向上時為正值。下列說法正確的是()

A.當(dāng)無人機(jī)懸停在空中時，a=0

B.當(dāng)無人機(jī)自由下落時，a=g

C.當(dāng)a=0.5g時，無人機(jī)處于失重狀態(tài)

D.當(dāng)a=L5g時，無人機(jī)處于失重狀態(tài)

甘3圓&巧

、基本方法:

向上加速運(yùn)動

超重.有豎直向上

的加速度向下減速運(yùn)動

超重

與失重

失重：有豎直向下向上減速運(yùn)動

的加速度

向下加速運(yùn)動

二、實(shí)質(zhì):

（1）超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時,

物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生變化。

（2）在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不

再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等。

【例2】某同學(xué)打開手機(jī)的某款傳感器APP,手握手機(jī)迅速下蹲，手機(jī)記錄的圖像如圖所示，。、b分別為

圖像的峰值，下列說法正確的是（）

A.該款A(yù)PP為位移傳感器APP

B.該款A(yù)叩為速度傳感器APP

C.峰值。對應(yīng)時刻，人對地面的壓力最大

D.峰值b對應(yīng)時刻，人對地面的壓力最大

【變式1】某同學(xué)站在力傳感器下蹲，力傳感器上顯示的圖線可能是（）

0oo

轅8oo

廿

)6oo

4ooB

A.-R

2OO

46

時間（秒）

1010oo

00

8008oo

((

濠

00瘴

6

廿0046oo

)00)

K4M4oo

D.

22OO

4646

時間（秒）時間（秒）

【變式2】（多選）某舉重運(yùn)動員在力傳感器上訓(xùn)練做"下蹲""站起"動作，某段時間內(nèi)力傳感器的示數(shù)隨時

間變化的圖像如圖所示。由穩(wěn)定的站姿到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程，由穩(wěn)定的蹲姿到穩(wěn)定的站姿稱為“站

起"過程，重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是（）

A."下蹲”過程始終處于失重狀態(tài)，"站起”過程始終處于超重狀態(tài)

B."下蹲”過程中，該運(yùn)動員先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)

C.運(yùn)動員在6s內(nèi)完成了兩次“下蹲"和兩次"站起"動作

D.這段時間內(nèi)，該運(yùn)動員加速度的最大值為6m/s2

【變式3】如圖所示，水平桌面上放置一沙漏，A玻璃罐中的沙子穿過狹窄的管道流入B玻璃罐。假設(shè)沙

粒完全相同且流量恒定，已知沙漏總重力為G,對桌面壓力為幾下列說法正確是（）

A.第一粒沙子還在下落過程中，F(xiàn)<G

B.如圖所示的沙子下落過程中，F(xiàn)<G

C.最后一粒沙子下落過程中，F(xiàn)<G

D.任何時刻，F(xiàn)=G

【題型三】兩類動力學(xué)問題（含動力學(xué)圖像）

一、解決動力學(xué)兩類基本問題的思路

確

定

研

究

對

象

二、動力學(xué)圖像問題

I.常見的動力學(xué)圖像

圖像、a-f圖像、R7圖像、尸-a圖像等。

2.圖像問題的類型

（1）已知物體受的力隨時間變化的圖像，分析物體的運(yùn)動情況。

(2)已知物體的速度、加速度隨時間變化的圖像，分析物體的受力情況。

(3)由已知條件確定某物理量的變化圖像。

【例1】如圖甲所示，一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊在r=0時刻以某一初速度滑上靜置在水平地面上的斜面體M,

0?0.4s內(nèi)滑塊沿斜面運(yùn)動的位移s隨時間f變化的圖像如圖乙所示，其中。?0.2s內(nèi)的圖線為拋物線。整個

過程中，斜面體M始終保持靜止，下列說法正確的是()

B.0?0.4s內(nèi)斜面體M一直受到地面的摩擦力

C.0~0.4s內(nèi)斜面體M受到的支持力始終不變

D.0?0.2s內(nèi)滑塊處于失重狀態(tài)

【例2】如圖甲所示，一算盤靜置在水平桌面上，中間帶孔的算珠可穿在固定的桿上滑動，使用時發(fā)現(xiàn)有

一顆算珠位于桿的一端處于未歸零狀態(tài)，在1=0時刻對算珠施加沿桿方向的力。尸=O.1N使其由靜止開始運(yùn)

動，經(jīng)0.15s撤去R此后再經(jīng)0.15s恰好能到達(dá)另一端處于歸零狀態(tài)。算珠在整個運(yùn)動過程中的v-f圖像

如圖乙所示，算珠可視為質(zhì)點(diǎn)，與桿間的動摩擦因數(shù)恒定，重力加速度g=10m/s2。下列說法正確的是()

A.算珠與桿間的動摩擦因數(shù)為0.1B.算珠的質(zhì)量為25g

C.若不撤去尸，則算珠在0.2s時已處于歸零狀態(tài)D.桿長9cm

【變式1】如圖，一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的直桿上，直桿與水平面夾角。為30。，現(xiàn)小球在尸=10N

的沿桿向上的拉力作用下，從/點(diǎn)靜止出發(fā)沿桿向上運(yùn)動。已知桿與球間的動摩擦因數(shù)為且。求：

5

30°

(1)小球運(yùn)動的加速度田;

(2)若尸作用2s后撤去，小球上滑過程中距/點(diǎn)最大距離Sm。

【變式2】在游樂場內(nèi)有這樣一個大型滑梯，可看成一個傾角為6=37。的斜面，如圖甲所示，在斜面上某

處固定一個與斜面垂直的充氣護(hù)板，護(hù)板與斜面底端邊緣間的夾角也為6=37。。質(zhì)量機(jī)=50kg的游客從滑

梯頂端的某一位置/點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)2.5s后抵達(dá)護(hù)板，并與護(hù)板反生碰撞，撞擊護(hù)板前后沿護(hù)板方向的

分速度不變、垂直護(hù)板方向的分速度減為零，撞擊結(jié)束后游客緊貼護(hù)板運(yùn)動1.35m后滑離斜面，運(yùn)動過程中

可將游客視為質(zhì)點(diǎn)，垂直斜面的視圖如圖乙所示。已知游客與斜面和護(hù)板間的動摩擦因數(shù)均為〃=0.5,g取

10m/s2o求下滑過程中：

甲乙

⑴游客撞擊護(hù)板時的速度大小匕；

(2)游客緊貼護(hù)板運(yùn)動時，游客與斜面和護(hù)板間的滑動摩擦力力、力分別多大;

⑶游客滑離斜面時速度大小匕。

【題型四】連接體問題

處理連接體問題的方法

整體法的

若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力

選取原則

隔離法的

若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力

選取原則

整體法、隔離若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求出物體之間的作用力，可以"先

法的交替運(yùn)用整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”

[例1]一根一端粗、一端細(xì)的木材，當(dāng)用水平恒力拉較粗的一端在光滑的水平面上運(yùn)動時，其中點(diǎn)所在截

面受到的總彈力大小為4；若換成用同樣大小的水平恒力推木材較粗的一端運(yùn)動時，木材中點(diǎn)所在截面受

到的總彈力大小為小。則下列說法正確的是()

A.

B.T2<T]

C.T2=TJ

D.7八A的大小關(guān)系與質(zhì)量的分布有關(guān)

應(yīng)用整體法和隔離法的解題技巧

(1)如圖所示，一起加速運(yùn)動的物體系統(tǒng)，若力作用于"刀上，則加1和機(jī)2間的相互作用力為尸12=―：—o

機(jī)1十加2

此結(jié)論與有無摩擦無關(guān)(有摩擦，兩物體與接觸面的動摩擦因數(shù)必須相同)，物體系統(tǒng)沿水平面、斜面、豎

直方向運(yùn)動時，此結(jié)論都成立。兩物體的連接物為輕彈簧、輕桿時，此結(jié)論不變。

(2)通過跨過滑輪的繩連接的連接體問題：若要求繩的拉力，一般都必須采用隔離法。繩跨過定滑輪連接的

兩物體的加速度雖然大小相同但方向不同，故采用隔離法。

【例2】如圖所示，底端帶有擋板的光滑斜面固定在水平面上，一輕彈簧一端與擋板連接，軸線與斜面平行,

質(zhì)量為M的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)，與彈簧不連接)緊靠彈簧靜止在斜面上?，F(xiàn)施加沿斜面向下的力進(jìn)一步壓

縮彈簧，然后由靜止釋放物塊，物塊沿斜面開始運(yùn)動，忽略空氣阻力，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。以釋放點(diǎn)

為坐標(biāo)原點(diǎn)O,沿斜面向上為x軸正方向建立坐標(biāo)系，從物塊釋放到第一次回到坐標(biāo)原點(diǎn)的過程中，物塊的

【變式1】如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量均為〃，的兩塊木板，其上分別有質(zhì)量均為2加的機(jī)器人，兩機(jī)

器人間用一不可伸長的輕繩相連?，F(xiàn)用水平拉力尸拉其中一塊木板，使兩機(jī)器人和兩木板以相同加速度一

起運(yùn)動，機(jī)器人與木板間的動摩擦因數(shù)為〃，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g,則輕繩對機(jī)

器人的最大拉力大小為（）

B61Mg

A.31Mg

-5

C3〃加gD

-4-5

【變式2】小車上固定一根彈性直桿A,桿頂固定一個小球B（如圖所示），現(xiàn)讓小車從光滑斜面上自由下

滑，在下圖的情況中桿發(fā)生了不同的形變，其中正確的是（）

【變式3】如圖所示，質(zhì)量分別為2〃?和加的滑塊A和B置于光滑水平桌面上，連接兩滑塊的細(xì)線通過桌

子邊緣拉著一個動滑輪，動滑輪下面掛質(zhì)量為4加的物塊C。已知左右兩側(cè)細(xì)線互相平行，重力加速度g取

10m/s2,不計一切摩擦和動滑輪的質(zhì)量。現(xiàn)將A、B、C三者同時由靜止釋放，在A、B滑出桌面之前，（）

A.滑塊A和B的速度始終相等

B.物塊A的速度始終等于滑塊B的速度

C.滑塊A的加速度大小為3.0m/s2

D.物塊C的加速度大小為6Qm/s2

誤區(qū)點(diǎn)撥

易錯點(diǎn)一：動力學(xué)中的臨界、極值問題

1.臨界、極值問題分析

當(dāng)某個物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，

臨界從而使物體的平衡“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，即處

問題于臨界狀態(tài)，在問題的描述中常用“剛好”“恰能”“恰

好”等字眼

極值平衡問題的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和

問題最小值

2.臨界問題模型

分類圖例結(jié)論提醒

靜摩擦兩物體剛要發(fā)

造成的A生相對滑動時

接觸或脫離的

臨界問，，，/，，物體間達(dá)到最

臨界條件為彈

題大靜摩擦力

力歹N—。；速度

彈力

分離時相互作達(dá)到最值的臨

（分離）

用力為零，但界條件是加速

造成的

此時兩物體的度為零

臨界問

加速度仍相同

題

【例1】如圖所示，足夠長的木板置于光滑水平面上，傾角6=53。的斜面放在木板上，一平行于斜面的細(xì)

繩一端系在斜面頂端，另一端拴接一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球。已知木板，斜面，小球質(zhì)量均為1kg,斜面與木板

之間的動摩擦因數(shù)為〃=0.8,重力加速度g=lOm/sz,現(xiàn)對木板施加一水平向右的拉力尸=22.5N,則小球

對斜面的壓力大小為（）

A.0B.IN

【變式1］：（如圖質(zhì)量分別為加A、g的兩滑塊緊貼但不粘連地放在粗糙的水平地面上，滑塊B與滑塊A

接觸的那一面固定一個力傳感器。兩滑塊與地面的動摩擦因數(shù)均為〃，從，=0時起，對/施加一個水平向

右的外力R且尸=公仔＞0）,滑塊與地面間的最大靜摩擦因數(shù)等于動摩擦因數(shù)。下列選項(xiàng)中力傳感器測得

A、B之間的彈力綜與時間的函數(shù)關(guān)系正確的是（）

AB

【變式2］（多選）如圖所示，繞過定滑輪的不可伸長特殊輕繩左右兩端分別懸掛質(zhì)量為加和2