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2025 届高考物理一轮复习能力提升专题复习(2)牛顿运动定律
(一)滑块滑板模型
1.(多选)如图所示,小物块A 叠放在长方体物块B 上,B 置于粗糙
水平面上。A、B 质量分别为mA=2kg,mB=1kg,A、B 之间动摩擦因数
1=0.3,B 与地面之间动摩擦因数
2=0.1,现对A 施加水平力F 且F
从0 开始逐渐增大,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小
g=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A.当F 小于6N 时,A、B 都相对地面静止 B.当F 增大到6N 时,A、B 开始发生相对滑动
C.当F 等于9N 时,B 的加速度为2m/s2 D.当F 增大到12N 时,A、B 开始发生相对滑动
2.【例题1】(多选)如图甲所示,在水平地面上
有一长木板B,其上叠放木块A.假定木板与地面之
间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力
相等.用一水平力F 作用于B,A、B 的加速度与F
的关系如图乙所示,重力加速度g 取10m/s2,则下列
说法中正确的是( )
A.A 的质量为0.5kg B.B 的质量为
1.5kg
C.B 与地面间的动摩擦因数为0.2 D.A、B 间的动摩擦因数为0.2
3.【例题2】(多选)如图甲所示,足够长的木板静置于
水平地面上,木板最右端放置一可看成质点的小物块。在
时对木板施加一水平向右的恒定拉力F,在F 的作用下
物块和木板发生相对滑动,
时撤去F,整个过程木板
运动的
图像如图乙所示。物块和木板的质量均为
,
物块与木板间、木板与地面间均有摩擦,最大静摩擦力等于
滑动摩擦力,重力加速度
,下列说法正确的是(
)
A.
内物块的加速度为
B.物块与木板间的动摩擦因数为0.2
C.拉力F 的大小为
D.物块最终停止时的位置与木板右端的距离为3.5625m
4.【例题3】(多选)如图所示,A、B、C 三个物体静止叠放在水
平桌面上,物体A 的质量为2m,B 和C 的质量都是m,A、B 间的动
摩擦因数为μ,B、C 间的动摩擦因数为
,B 和地面间的动摩擦因
数为
。设B 足够长,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度
为g。现对A 施加一水平向右的拉力F,则下列判断正确的是( )
A.若A、B、C 三个物体始终相对静止,则力F 不能超过
B.当力
时,A、B 间的摩擦力为
C.无论力F 为何值,B 的加速度不会超过
D.当力
时,B 相对A 滑动
5.【例题4】(多选)如图所示,倾角
的足够长光滑斜面固
定在水平面上,斜面上放一长
、质量
的薄木板,木
板的最右端叠放一质量
的小物块,物块与木板间的动摩擦因
数
。对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止
开始做匀加速直线运动,设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩
擦力,重力加速度
。则( )
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A.要使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动,需恒力
B.当恒力
时,物块会与木板发生相对滑动
C.当恒力
时,物块会与木板发生相对滑动
D.当恒力
时,物块滑离木板所用的时间为
6.【例题5】如图所示,在粗糙的水平地
面上有一长为
、质量为
的
长木板
,在长木板的中点
放有一质量为
(可视为质点)的小物块A,开始
时A、B 均静止。已知A 与B、B 与地面之
间的动摩擦因数分别为
和
,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长
木板B,重力加速度
。求:
(1)当小物块A 刚好相对长木板开始滑动时,水平拉力
的大小;
(2)若水平拉力
,小物块A 所受到的摩擦力大小;
(3)若水平拉力
,要使小物块刚好不滑离长木板,则
作用多长时间;当A、B 最终都停止运
动时,小物块A 到木板中点
的距离。
7.如图所示,足够长的木板C 放在水平面上,
其左端放一物块A,距离A 足够远处放另一物
块B,物块A、B 均可视为质点。A、B、C 的质
量分别为mA=4kg、mB=2kg、mC=1kg,A、C 间
的动摩擦因数μ1=0.5,B、C 间的动摩擦因数
μ2=0.1,C 与水平面间的动摩擦因数μ3=0.2,各种接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度
g=10m/s2。某时刻给物块A 一个方向向右的初速度v0=9m/s,求:
(1)刚开始运动时,A、B 的加速度大小aA和aB;
(2)A、C 相对静止时,B 的速度大小vB; (3)整个过程B 相对C 滑行的路程。
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(二)传送带模型
8.(多选)如图甲所示,在
时刻,一质量为1kg、可视
为质点的物块冲上一足够长、倾角为
的传送带底端,同时
传送带顺时针匀减速转动直至停止。取平行于传送带向上为正
方向,物块前1.5s 内的速度一时间图像如图乙所示,不计空
气阻力,重力加速度g 取
,
,
。物体在传送带上向上运动到最高点的过程中,下列说法正确
的是( )
A.传送带对物体先做负功后做正功
B.传送带与物块间的动摩擦因数为0.5
C.因摩擦产生的热量为27.5J
D.传送带对物体做的功为
9.【例题6】(多选)如图所示,水平传送带以速度匀速运动,通过定滑轮且
不可伸长的轻绳相连物体P、Q,
时P 在传送带左端具有速度
,P 与定滑
轮间的绳水平,
时P 离开传送带。不计滑轮质量和摩擦,绳足够长。物体P
的速度随时间变化的图像可能是( )
A.
B.
C.
D
(三)连接体含弹簧类模型
10.【例题7】(多选)如图,物块A、B 叠放在一起放在竖直弹簧上,现给物体A 施加
一个竖直向上的逐渐增大的力F,使A 向上做匀加速运动。已知A 的质量为10.5kg,B 的
质量为1.5kg,弹簧的质量忽略不计,弹簧劲度系数为800N/m。若F 作用时间为0.2s 时A
与B 分离。此过程中下列选项正确的是(g 取10m/s2)( )
A.施加力F 的瞬间A、B 间弹力为69N B.分离时F 的值为168N
C.分离时弹簧的压缩量为0.03m D.分离时B 的加速度为6m/s2
11.【例题8】(多选)一轻质弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面的
底端,另一端拴住质量不计的物块P,Q 为质量为4kg 的重物,弹簧的劲
度系数为k=600N/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直线运动,已知在前0.2s
内F 为变力,0.2s 以后F 为恒力(
,
),则有( )
A.P、Q 一起匀加速的加速度为2m/s2
B.F 的最小值为8N,F 的最大值为36N
C.P、Q 分离时弹簧为原长
D.若P 为有质量的物体,P、Q 分离时弹簧为原长
(四)正交分解法在牛顿运动定律中的应用
12.【例题9】(多选)如图所示,水平地面上的物体在与水平
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方向成60°角的拉力
作用下,恰好能匀速移动,在与水平方向成30°角的推力
作用下也恰好能匀速移
动。已知拉力
、推力
大小均为F,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。下列说法正
确的是( )
A.物体的质量为
B.物体与地面间的动摩擦因数为
C.能使物体沿地面匀速移动的最小拉力为
D.力F 能使物体沿地面产生的最大加速度为
13.【例题10】(单选)如图所示,水平地面上有一楔形物块
a,其斜面上有一小物块b,b 与平行于斜面的细绳的一端相连,
细绳的另一端固定在斜面上.a 与b 之间光滑,a 和b 以共同速度
在地面轨道的光滑段向左运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段时
可能正确的是( )
A.绳的张力减小,斜面对b 的支持力不变
B.绳的张力增加,斜面对b 的支持力减小
C.绳的张力减小,地面对a 的支持力不变
D.绳的张力增加,地面对a 的支持力减小
(五)多对象连接体问题
14.【例题11】(多选)如图,四个滑块叠放在倾角为θ 的固定光滑
斜面上,其中B 和C 的质量均为
,A 和D 的质量均为
,B 和C 之
间用一平行于斜面的轻绳连接,现对A 施加平行于斜面向上的拉力F,
使得四个滑块以相同加速度一起沿着斜面向上运动,滑块间的动摩擦因
数均为μ,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则
( )
A.拉力F 的最大值为
B.C 对D 的摩擦力为
时,A 对B 的摩擦力为
C.当拉力F 取得最大值时,轻绳上的弹力大小为
D.当拉力F 取得最大值时,C、D 间的摩擦力为
15.(单选)质量为
的光滑圆柱体
放在质量也为
的光
滑“
型槽
上,
放在光滑桌面上,如图,
,另有
质量为
的物体
通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与
相
连,现将
自由释放,则下列说法正确的是( )
A.若
相对
未发生滑动,则
,
,
三者加速度相同
B.当
时,
和
共同运动的加速度大小为
C.当
时,
和
之间的正压力刚好为零
D.当
时,
相对
刚好发生滑动
16.(多选)如图所示,M 为定滑轮,一根细绳跨过M,一端系着一物体C,另一
端系着一动滑轮N,动滑轮两侧分别悬挂着
,B 两物体.已知 B 物体的质量
,不计滑轮和绳的质量及一切摩擦,若要使C 物体保持平衡,重力加速度
为
, 则C 的质量可能是( )
A.
B.
C.
D.
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(六)巩固练习
17.【例题12】(多选)如图所示,足够长的轻质丝绸置于光滑水平
面上,物块A、B 靠在一起(不粘连)放在丝绸上。已知A、B 的质
量分别为m、2m,与丝绸间的动摩擦因数分别为
、
,最大静摩
擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为
。现用水平力
向左拉丝
绸,则( )
A.若
,A、B 一起加速,且加速度均为1
6 ㎍ B.若
,A 受到的合力比B 的大
C.若
,则A 受到的静摩擦力为5
6
μmg D.若
,则A 的加速度为1.5㎍,B 的加速度为
㎍
18(单选)如图所示,传送带与地面倾角
,从
到
长度为
,
传送带以
的速率逆时针转动,在传送带上端
无初速地放一个质
量
为
的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为
,煤块
在
传送带上经过会留下黑色划痕,已知
,
,
g=10m/s2。则下列正确的是( )
A.煤块刚放上时,加速度大小
B.煤块从A 到B 的时间为1.5s
C.煤块从A 到B 的过程中传送带上形成划痕的长度6m
D.煤块从A 到B 的过程中,系统因摩擦产生的热量为6J
19.(单选)如图所示,竖直的圆环置于水平向左的匀强电场中,三个完全相
同的带正电的绝缘小球(未画出)分别套在固定于AB、AC、AD 的三根光滑
细杆上,其中AB 与竖直方向夹角为60°,AC 经过圆心,AD 竖直。现将小球
无初速度地从A 端释放,小球分别沿AB、AC、AD 下滑到B、C、D 三点。已
知小球所受电场力大小与重力大小之比为
,则小球在三根细杆上运动的时
间关系为( )
A.
B.
C.
D.无法确定
20.(单选)如图所示,劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量均为m
的物体A、B 接触(A 与B 和弹簧均未连接),弹簧水平且无形变.用水平
力F 缓慢推动物体B,在弹性限度内弹簧长度被压缩了
,此时物体A、B
静止。已知物体A 与水平面间的动摩擦因数为
,物体B 与水平面间的摩
擦不计。撤去F 后,物体A、B 开始向左运动,A 运动的最大距离为
,
重力加速度为g。则( )
A.撤去F 后,物体A 和B 先做匀加速运动,再做匀减速运动
B.撤去F 瞬间,物体A、B 的加速度大小为
C.物体A、B 一起向左运动距离
后相互分离D.物体A、B 一起向左运动距离
后相互分离
21.(单选)如图所示,
、
两物块的质量分别为
和
,静止
叠放在水平地面上。
、
间的动摩擦因数为
,
与地面间的动
摩擦因数为
,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为
。
现对
施加一水平拉力
,则( )
A.当
时,
都相对地面静止
B.当
时,
相对
滑动
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C.当
时,
的加速度为
D.无论
为何值,
的加速度不会超过
22.(多选)滑沙运动是一种比较刺激的娱乐活动,深受青少
年的喜爱。如图是滑沙运动的简化图,小孩(可视为质点)坐在
长为
的滑板上端,与滑板一起由静止从倾角为
的斜面上
滑下,已知小孩与滑板间的动摩擦因数为0.5,滑板与斜面间的
动摩擦因数为
,小孩的质量与滑板的质量相等,斜面足够
长,
取
,
,
,则以下判断正确
的是( )
A.小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为
B.小孩在滑板上下滑的加速度大小为
C.经过
的时间,小孩离开滑板
D.小孩刚离开滑板时,滑板下滑的距离是
23.【例题13】(多选)如图甲所示,质量为1kg
可视为质点的物块A 放置在足够长的长木板B 上,
A、B 静止在水平地面上,用水平外力F 作用在长木
板B 上,外力F 随时间变化关系如图乙所示。已知
长木板B 的质量为2kg,A 与B 及B 与地面间的动摩
擦因数均为0.1,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
重力加速度g 取10m/s2,则下列说法正确的是
( )
A. t=0 时刻,A 的加速度大小为1m/s2
B.t=4s 时刻,B 的加速度大小为
m/s2
C.t=4s 时刻,B 的速度为8m/sD.4s 后撤去外力F,又经过
s,木板停止运动
24.(多选)如图所示,质量为M、倾角为30°的斜面体置于水平地面上,一轻绳绕过两个轻质滑轮连接
着固定点P 和物体B,两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行,物体A、B 的
质量分别为m、2m,A 与斜面间的动摩擦因数为
,重力加速度大小为
g,将A、B 由静止释放,在B 下降的过程中(物体A 未碰到滑轮),斜
面体静止不动。下列说法正确的是( )
A.轻绳对P 点的拉力大小为
B.物体A 的加速度大小为
C.地面对斜面体的摩擦力大小为
D.地面对斜面体的支持力大小为
25.(多选)如图所示,一弹簧一端固定在倾角为
的光滑固定
斜面的底端,另一端拴住质量为
的物体P,Q 为一质量为
的物体,弹簧的质量不计,劲度系数
,系统处于
静止状态。现给物体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
时间内,F 为变力,
以
后F 为恒力,
,g 取
。以下选项正确的是(
)
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A.弹簧原长时P、Q 分离
B.P、Q 分离后,P 将立即做减速运动
C.F 的最大值为
D.若将P、Q 换一个位置,其它条件不变,
后,恒力F 比刚才要小
26.(多选)如图所示,质量为
的长木板A 放在光滑水平地面
上,质量为
的物块B 静止在木板上,A、B 之间的动摩擦因数
为
,重力加速度大小为
,假设最大静摩擦力等
于滑动摩擦力。现用水平向右的拉力F 作用在长木板上,下列说法中正确的是( )
A.
时,B 受到A 的摩擦力为
,方向水平向右
B.
时,A、B 之间会发生相对滑动
C.
时,B 的加速度大小为
D.若A 与地面动摩擦因数为
,当
时,A、B 没有相对滑动
27.(单选)如图甲,水平地面上有一长木板,将一
小物块放在长木板上,给小物块施加一水平外力F,通
过传感器分别测出外力F 大小和长木板及小物块的加
速度a 的数值如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩
擦力,重力加速度为g,则以下说法正确的是( )
A..小物块与长木板间的动摩擦因数
B.长木板与地面间的动摩擦因数
C.小物块的质量
D.长木板的质量
28.如图所示,在一水平平台上,有一质量为
、足够长的木
板C,木板C 上放有一质量为
的物块B,木板C 通过一绕过
光滑定滑轮的轻绳与物块A 相连。开始时用手托住物块A,使
绳刚好拉直,绳的拉力为零,木板C 与滑轮间的轻绳处于水平
位置,物块B 与木板C 间的动摩擦因数为
,木板C 与水平台
面间的动摩擦因数为
,木板C 的右端离平台的右端足够远,
物块A 离地面足够高。取重力加速度大小
。
(1)当
时,释放物块A 后物块B 与木板C 未发生相对运
动,求物块A 的最大质量;
(2)若物块A 的质量
、
、
、
、
,求从刚释放物块A
到物块B 相对木板C 运动的距离
时,物块A 运动的时间。
29.如图所示,水平轨道、水平传送带以及倾斜传送
带之间均平滑连接,水平传送带的长度为L1=7m,倾斜
传送带的长度为L2=8m,水平传送带以速率v1=4m/s 顺
时针转动,倾斜传送带以速率v2=2m/s 顺时针转动。质
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量为m=2kg 的滑块(可视为质点)在水平恒力F 的作用下,从O 点由静止开始运动,运动x0=4m 后以动
能Ek0=36J 滑上水平传送带,同时撤去力F,滑块与水平轨道、水平传送带间的动摩擦因数均为μ1=0.2,
滑块与倾斜传送带间的动摩擦因数为μ2=0.25,倾斜传送带与水平面间的夹角θ=37°,重力加速度g 取
10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)水平恒力F 的大小;(2)滑块在水平传送带上运动的时间;
(3)滑块在沿着倾斜传送带向上运动的过程中产生的热量。
30.【例题14】如图所示,一质量为m1=3kg 的长木板A 静止于传送带顶
端,其右端与传送带的顶端M 点相齐。传送带比长木板长15.24m。传送
带倾斜放置,倾角为θ=30°,且没有启动。t=0 时刻,将一质量为m2=2kg
的小物块B(可视为质点)轻放在长木板A 的左端,与此同时,给长木板
A 以v0=5m/s 的速度沿传送带向下运动。同时启动传送带,使其从静止开
始以恒定的加速度
沿逆时针方向转动,已知A 与传送带之间的
动摩擦因数
,A 与B 之间的动摩擦因数
,重力加速度大
小g=10m/s2,则:
(1)要使小物块B 不从长木板上掉下来,长木板至少要多长;
(2)求长木板从初始位置运动到长木板左端到N 点所用的时间。
31.如图所示,物理老师将装有水的纸杯放在物理课本上,课
本长L=0.3m,质量为M=0.4kg,纸杯和水的总质量为物块
m=0.2kg,已知纸杯与课本、课本与地面之间的动摩擦因数分
别为μ1=0.1 和μ2=0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,在
t=0 时刻,给课本一个水平向左的初速度,速度大小
v0=1.2m/s,经过一段时间后课本和纸杯都停止运动,g 取
10m/s2。求:
(1)初始时刻纸杯、课本的加速度大小;
(2)两物体停止运动时,纸杯相对课本滑过的路程。
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32.如图所示,一倾角
的光滑斜面固定在水平地面上,斜面底端
固定一挡板
。长为
的薄木板置于斜面上,其质量
,下端
位于
点,
,薄木板中点处放有一质量
的滑块(可视为
质点)。已知滑块与薄木板之间的动摩擦因数
,设最大静摩擦力
等于滑动摩擦力,斜面上
区间存在特殊力场,当滑块进入此区域时能
对滑块产生一个沿斜面向上、大小为
的恒力作用,对木板无作用
力,
区域沿斜面的宽度为
,重力加速度
,现由静
是释放薄木板和滑块,求:
(1)滑块
在进入
区域之前,薄本板运动的加速度大小
;
(2)滑块第一次进入
区间内受薄木板的摩擦力
的大小和方向;
(3)若薄木板第一次与挡板
碰撞后以原速率反弹,小滑块与挡板碰撞后即粘在挡板上,停止运动。求
薄木板第一次与挡板
碰撞后沿斜面上升到最高点的时间(忽略滑块从薄木板上滑下时,对木板的影
响,结果可保留根号)。
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