文档内容
第三章 牛顿运动定律
近5年考情分析
考题统计
等级
考点要求 2022 2021 2020 2019 2018
要求
浙江6月卷·T2
对牛顿运动定律的 全国甲卷·T14 山东卷·T1
Ⅰ 全国乙卷·T15
理解 浙江6月卷·T4 浙江1月
湖南卷·T9
浙江1月卷
·T19 江苏卷·T5
牛顿运动定律的综 全国乙卷·T21 Ⅱ卷·T19
Ⅱ 浙江6月卷 浙江1月 卷Ⅰ·T15
合应用 浙江6月卷·T19 Ⅲ卷·T20
·T19
全国甲卷·T19
实验四：验证牛顿 全国甲卷·T22 Ⅱ卷·T22 Ⅱ卷·T23
Ⅱ 山东卷·T13
运动定律 湖南卷·T11 浙江7月
物理观念:对惯性，超、失重和牛顿运动定律的理解。
科学思维:1.“轻绳”模型与“轻杆模型”.2.传送带、板块模型以及整体法隔离法解
核心素养 连接体问题。
科学态度与责任:用牛顿运动定律研究生产、科技、体育中的问题。
科学探究:探究加速度与力的关系。
高考命题中对本章内容的考查有惯性、力与运动的关系、加速度与力的关系、超重与
失重，题型有选择题、计算题.方法有整体法、隔离法、数图转换、函数论证、临界极
值法，控制变量法.能力有理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问
命题规律
题的能力、实验能力。试题难度中等偏易。高考试题会综合牛顿运动定律和运动学规
律，注重与电场、磁场的渗透，注重与生产、生活、当今热点、现代科技的联系，注
意社会责任、科学态度等要素的渗透。
1.牢记基础知识，熟练掌握基本方法，积累消化基础模型，努力拓展新情景下的应用.
2.准确把握物理考向:牛顿运动定律的理解、动力学的两类基本问题、超重与失
重、连接体问题、动力学中的图象问题、板块模型与多过程问题、传送带问题、实验
备考策略
的理解创新与改进.
3.每一个考向都要针对训练.
4.多关注当今与物理学有关的热点与现代科技。
【网络构建】专题 3.2 牛顿运动定律的综合应用
【网络构建】
考点一 超重和失重
1．超重
(1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现
象．
(2)产生条件：物体具有向上的加速度．
2．失重
(1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现
象．
(2)产生条件：物体具有向下的加速度．
3．完全失重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零的情况称为完全失重现象．
(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下．4.判断超重和失重的方法
当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重
从受力的角度
状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于
判断
完全失重状态
当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的
从加速度的角
加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度
度判断
时，物体处于完全失重状态
从速度变化的 ①物体向上加速或向下减速时，超重
角度判断 ②物体向下加速或向上减速时，失重
考点二 动力学中的连接体问题
1．连接体的类型
(1)轻绳连接体
(2)接触连接体
(3)弹簧连接体
2．连接体的运动特点
轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等．
轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与
转动半径成正比．
轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变量最大时，两端连接体
的速率相等．
3．解决方法(1)分析方法：整体法和隔离法．
(2)选用整体法和隔离法的策略
①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法．
②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解．
考点三 临界极值问题
1．临界或极值条件的标志
(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，表明题述的过程存在临界点．
(2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程存在“起止点”，而这些
起止点往往就对应临界状态．
(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在极值，这个极值点往往是
临界点．
(4)若题目要求“最终加速度”“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度．
2．几种临界状态和其对应的临界条件
临界状态 临界条件
速度达到最大 物体所受的合外力为零
两物体刚好分离 两物体间的弹力F ＝0
N
绳刚好被拉直 绳中张力为零
绳刚好被拉断 绳中张力等于绳能承受的最大拉力
考点 四 传送带模型
项目 图示 滑块可能的运动情况
(1)可能一直加速
情景1
(2)可能先加速后匀速
(1)v＞v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速
0
情景2
(2)v＜v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速
0
(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端
情景3 (2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端．若v
0
＞v，返回时速度为v；若v＜v，返回时速度为v
0 0
项目 图示 滑块可能的运动情况(1)可能一直加速
情景1
(2)可能先加速后匀速
(1)可能一直加速
情景2 (2)可能先加速后匀速
(3)可能先以a 加速后以a 加速
1 2
(1)可能一直加速
(2)可能一直匀速
(3)可能先加速后匀速
情景3
(4)可能先减速后匀速
(5)可能先以a 加速后以a 加速
1 2
(6)可能一直减速
(1)可能一直加速
(2)可能一直匀速
情景4
(3)可能先减速后反向加速
(4)可能一直减速
考点 五 滑块—木板模型
1．模型特征
滑块——滑板模型(如图a)，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次相互作用，属于多物体、多过程
问题，知识综合性较强，对能力要求较高，故频现于高考试卷中．另外，常见的子弹射击滑板(如图b)、圆
环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题，处理方法与滑块——滑板模型类似．
2．两种类型
类型图示 规律分析
木板B带动物块A，物块恰好不从木板上掉下的临界条件是
物块恰好滑到木板左端时二者速度相等，则位移关系为x ＝
B
x ＋L
A
物块A带动木板B，物块恰好不从木板上掉下的临界条件是
物块恰好滑到木板右端时二者速度相等，则位移关系为x ＋
B
L＝x
A
3.分析“板块”模型时要抓住一个转折和两个关联高频考点一 超重和失重
例1、电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在
某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6 N, 关于电梯的运动(如图所示)，以下说法正确的是(g取10
m/s2( )
A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为4 m/s2 B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2
C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s2 D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为4 m/s2
5．【变式训练】为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡
度的变化而自动
调整，使座椅始终保持水平，如图所示．当此车减速上坡时，则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)(
)
A．处于超重状态 B．不受摩擦力的作用
C．受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D．所受合力方向竖直向上高频考点二 动力学中的连接体问题
例2、如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和
3m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为
F .现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则( )
T
A．此过程中物体C受五个力作用 B．当F逐渐增大到F 时，轻绳刚好被拉断
T
C．当F逐渐增大到1.5F 时，轻绳刚好被拉断
T
D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为
【变式训练】如图所示，质量分别为m 、m 的A、B两物块用轻线连接，放在倾角为θ的斜面上，用始
A B
终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ.为了增加
轻线上的张力，可行的办法是 ( )
A．减小A物块的质量 B．增大B物块的质量
C．增大倾角θ D．增大动摩擦因数μ
例3、在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机
车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为
F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨
间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为( )
A．8 B．10 C．15 D．18
【变式训练】如图所示，在倾角为θ的固定斜面上有两个靠在一起的物体A、B，两物体与斜面间的动摩擦
因数μ相同，用平行于斜面的恒力F向上推物体A使两物体沿斜面向上做匀加速运动，且B对A的压力平
行于斜面，则下列说法中正确的是 ( )A．只减小A的质量，B对A的压力大小不变
B．只减小B的质量，B对A的压力大小会增大
C．只减小斜面间的倾角，B对A的压力大小不变
D．只减小两物体与斜面间的动摩擦因数μ，B对A的压力会增大
例4、如图所示，光滑水平面上，质量分别为m、M的木块A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右
做匀加速运动，木块间的轻质弹簧劲度系数为k，原长为L，则此时木块A、B间的距离为 ( )
0
A．L＋ B．L＋
0 0
C．L＋ D．L＋
0 0
【变式训练】物体A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧做成的弹簧秤
相连，如图所示，今对物体A、B分别施以方向相反的水平力F 、F ，且F 大于F ，则弹簧秤的示数(
1 2 1 2
)
A．一定等于F－F B．一定大于F 小于F
1 2 2 1
C．一定等于F＋F D．条件不足，无法确定
1 2
高频考点三 临界极值问题
例5、如图所示，质量m＝2 kg的小球用细绳拴在倾角θ＝37°的光滑斜面上，此时，细绳平行于斜面．G
取10 m/s2.下列说法正确的是 ( )
A．当斜面以5 m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力为20 N
B．当斜面以5 m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力为30 N
C．当斜面以20 m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力为40 N
D．当斜面以20 m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力为60 N【变式训练】如图所示，水平地面上有一车厢，车厢内固定的平台通过相同的弹簧把
相同的物块A、B压在竖直侧壁和水平的顶板上，已知A、B与接触面间的动摩擦因数均为μ，车厢静止时，
两弹簧长度相同，A恰好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现使车厢沿水平方向加
速
运动，为保证A、B仍相对车厢静止，则( )
A．速度可能向左，加速度可大于(1＋μ)g B．加速度一定向右，不能超过(1－μ)g
C．加速度一定向左，不能超过μg D．加速度一定向左，不能超过(1－μ)g
高频考点 四 传送带模型
例6、如图所示，水平传送带A、B两端相距s＝3.5 m，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1.工件滑上A
端瞬时速度v ＝4 m/s，到达B端的瞬时速度设为v ，则(g取10 m/s2)( )
A B
A．若传送带不动，则v ＝3 m/s
B
B．若传送带以速度v＝4 m/s逆时针匀速转动，v ＝3 m/s
B
C．若传送带以速度v＝2 m/s顺时针匀速转动，v ＝3 m/s
B
D．若传递带以速度v＝2 m/s顺时针匀速转动，v ＝2 m/s
B
【变式训练】如图所示，水平长传送带始终以v匀速运动，现将一质量为m的物体轻放于A端，物体与传
送带
之间的动摩擦因数为μ，AB长为L，L足够长．问：
(1)物体从A到B做什么运动？(2)当物体的速度达到传送带速度v时，物体的位移多大？传送带的位移多大？
(3)物体从A到B运动的时间为多少？
(4)什么条件下物体从A到B所用时间最短？
例7、如图所示，倾斜的传送带顺时针匀速转动，一物块从传送带上端 A滑上传送带，滑上时速率为v ，
1
传送带的速率为v ，且v>v ，不计空气阻力，动摩擦因数一定，关于物块离开传送带的速率v和位置，下
2 2 1
面可能的是( )
A．从下端B离开，v>v B．从下端B离开，v
