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专题02 力与直线运动
…………………………………………………………………………………………
........................................1
........................................1
........................................2
考点01 运动的图像.....................................................2
考向一 x-t 图像与v-t 图像.....................................2
考向二非常规图像..................................................6
考点02 直线运动的规律.............................................8
考向一匀变速运动规律的应用..............................8
考向二多过程问题..................................................9
考点03 牛顿运动定律的应用....................................10
考向一两类基本动力学问题................................10
考向二连接体问题................................................19
考向三瞬时类问题................................................20
考向四板块、传送带问题....................................21
…………………………………………………………………………………………
考点要求
考题统计
运动的图像
考向一 x-t 图像与v-t 图像：2023•全国•高考真题、2023•江苏•高考真题、2022•
河北•高考真题、2021•辽宁•高考真题、2021•海南•高考真题、2021•广东•高考
真题、
考向二非常规图像：2023•全国•高考真题、2023•广东•高考真题、2021•全国•高
考真题
1
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直线运动的规律
考向一匀变速运动规律的应用：2023•山东•高考真题、2021•湖北•高考真题、
考向二多过程问题：2022•全国•高考真题、2022•湖北•高考真题
牛顿运动定律的应用
考向一两类基本动力学问题：2023•全国•高考真题、2022•浙江•高考真题、
2022•江苏•高考真题、2022•辽宁•高考真题、2022•北京•高考真题、2022•湖南•
高考真题、2021•北京•高考真题、2021•北京•高考真题、2022•天津•高考真题、
2022•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•河北•高考真题、
考向二连接体问题：2023•北京•高考真题、2022•全国•高考真题、2021•海南•高
考真题
考向三瞬时类问题：2022•全国•高考真题
考向四板块、传送带问题：2021•辽宁•高考真题
1.考频：本专题属于基础热点内容；
2.考向：①匀变速直线运动公式的灵活运用;②根据图像分析物体的运动情况,根据题目画出或选择图像;③
自由落体运动和竖直上抛运动;④匀变速直线运动的两个推论和初速度为零的匀加速直线运动的比例关系;
⑤综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题;⑥常考的模型如板块模型、连接体模型、弹簧模型、传
送带模型等；
3.应试策略
在高考物理的备考过程中，力和直线运动是重点内容之一，它们不仅本身承载着基础理论和实际应用
的桥梁角色，而且在很多其他物理领域如机械能守恒、波动等也有广泛的应用。因此，对于这部分内容的
测量，考生应从以下几个方面进行系统整合与准备：
①公式理解与运用：首先必须对力和直线运动的基本公式有深刻理解，包括牛顿第二定律、匀速直线
运动和匀加速直线运动的公式。要能够根据不同的物理情景灵活选用合适的公式，并对其进行变换以适应
解题需要。
②受力分析：任何物体的运动都离不开力的作用，因此受力分析是解决直线运动问题的前提。考生应
训练自己快速准确地作出受力分析，区分外力和内力，重力和支持力，以及判断力的方向和作用效果。
③图像分析能力：物理图像是表达物理量变化关系的有效工具。考生应掌握速度-时间图、加速度-时
间图、位移-时间图等直线运动相关的图像分析技能，并能通过图像直观地了解物体的运动状态或动态变
化。
④运动分析：除了受力分析之外，运动分析同样重要。考生需要掌握如何通过已知条件分析物体的运
动状态，如判断物体是处于匀速运动还是变速运动，以及加速度是否恒定等。
⑤综合题型训练：在备考中，将力与直线运动的知识与其他物理规律结合起来，解决一些综合性题目。
例如，将力的作用与能量转换相结合，分析物体在不同力的作用下的能量变化情况。
⑥历年真题练习：通过历年高考题的训练，不仅可以加深对力与直线运动知识的理解和应用，还能熟
2
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悉高考题型和出题风格，提高应试技巧。
综上所述，力与直线运动的备考不是孤立的，而是需要将理论知识、公式运用、图像分析、实验技能
以及综合解决问题的能力紧密联结起来，形成一个完整的知识体系。通过不断练习和总结，培养出快速准
确分析和解决问题的能力，才能在高考中取得理想的成绩。
考点01 运动的图像
考向一x-t 图像与v-t 图像
1．（2023·全国·高考真题）一小车沿直线运动，从t= 0 开始由静止匀加速至t=t1时刻，此后做匀减速运动，
到t=t2时刻速度降为零。在下列小车位移x 与时间t 的关系曲线中，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】x—t 图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动，因此速度变大即0—t1 图像斜率变大，t1—t2 做
匀减速运动则图像的斜率变小，在t2 时刻停止图像的斜率变为零。
故选D。
2．（2023·江苏·高考真题）电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图
所示。电梯加速上升的时段是（ ）
3
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A．从20.0s 到30.0s
B．从30.0s 到40.0s
C．从40.0s 到50.0s
D．从50.0s 到60.0s
【答案】A
【详解】因电梯上升，由速度图像可知，电梯加速上升的时间段为20.0s 到30.0s。
故选A。
3．（2022·河北·高考真题）科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速
度v 与时间t 的关系图像如图所示。由图像可知（ ）
A．
时间内，训练后运动员的平均加速度大
B．
时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等
C．
时间内，训练后运动员的平均速度小
D．
时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动
【答案】D
【详解】A．根据
图像的斜率表示加速度，由题图可知
时间内，训练后运动员的平均加速度比训
练前的小，故A 错误；B．根据
图像围成的面积表示位移，由题图可知
时间内，训练前运动员跑
过的距离比训练后的大，故B 错误；C．根据
图像围成的面积表示位移，由题图可知
时间内，训
练后运动员的位移比训练前的位移大，根据平均速度等于位移与时间的比值，可知训练后运动员的平均速
度大，故C 错误；D．根据
图像可直接判断知，
时刻后，运动员训练前速度减小，做减速运动；
时刻后，运动员训练后速度增加，做加速运动，故D 正确。
故选D。
4
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4．（2021·辽宁·高考真题）某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置x 与时间t
的关系如图所示，则汽车行驶速度v 与时间t 的关系图像可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】
图象斜率的物理意义是速度，在
时间内，
图象斜率增大，汽车的速度增大；在
时间内，
图象斜率不变，汽车的速度不变；在
时间内，
图象的斜率减小，汽车做减速
运动，综上所述可知A 中
图象可能正确。
故选A。
5．（2021·海南·高考真题）甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动，
时经过路边的同一路标，下列位
移-时间
图像和速度-时间
图像对应的运动中，甲、乙两人在
时刻之前能再次相遇的是
（ ）
A．
B．
5
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C．
D．
【答案】BC
【详解】A．该图中，甲乙在t0 时刻之前位移没有相等的时刻，即两人在t0时刻之前不能相遇，选项A 错
误；B．该图中，甲乙在t0 时刻之前图像有交点，即此时位移相等，即两人在t0时刻之前能再次相遇，选
项B 正确；C．因v-t 图像的面积等于位移，则甲乙在t0时刻之前位移有相等的时刻，即两人能再次相遇，
选项C 正确；D．因v-t 图像的面积等于位移，由图像可知甲乙在t0时刻之前，甲的位移始终大于乙的位移，
则两人不能相遇，选项D 错误。
故选BC。
6．（2021·广东·高考真题）赛龙舟是端午节的传统活动。下列
和
图像描述了五条相同的龙舟从同
一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现
船头并齐的有（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】BD
【详解】A．此图是速度图像，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲乙船头并
齐，故A 错误；B．此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与
横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐，故B 正
确；C．此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故C
错误；D．此图是位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故D 正确。
6
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故选BD。
考向二非常规图像
7．（2023·全国·高考真题）用水平拉力使质量分别为
、
的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿
直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为
和
。甲、乙两物体运动后，所受拉力F 与其加速度
a 的关系图线如图所示。由图可知（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】BC
【详解】根据牛顿第二定律有F－μmg=ma，整理后有F=ma＋μmg，则可知F—a 图像的斜率为m，纵截距
为μmg，则由题图可看出m 甲>m 乙，μ 甲m 甲g=μ 乙m 乙g，则μ 甲<μ 乙。
故选BC。
8．（2023·广东·高考真题）铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯
原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，
到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度或
加速度
随时间变化的图像是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
7
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【详解】AB．铯原子团仅在重力的作用，加速度g 竖直向下，大小恒定，在
图像中，斜率为加速度，
故斜率不变，所以图像应该是一条倾斜的直线，故选项AB 错误；
CD．因为加速度恒定，且方向竖直向下，故为负值，故选项C 错误，选项D 正确。
故选D。
9．（2021·全国·高考真题）水平地面上有一质量为
的长木板，木板的左端上有一质量为
的物块，如
图（a）所示。用水平向右的拉力F 作用在物块上，F 随时间t 的变化关系如图（b）所示，其中
、
分
别为
、
时刻F 的大小。木板的加速度
随时间t 的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩
擦因数为
，物块与木板间的动摩擦因数为
，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速
度大小为g。则（ ）
A．
B．
C．
D．在
时间段物块与木板加速度相等
【答案】BCD
【详解】A．图（c）可知，t1时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，
此时以整体为对象有
，A 错误；BC．图（c）可知，t2滑块与木板刚要发生相对滑动，以
整体为对象，根据牛顿第二定律，有
，以木板为对象，根据牛顿第二定律，
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有
，解得
，
，BC 正确；D．图
（c）可知，0~t2这段时间滑块与木板相对静止，所以有相同的加速度，D 正确。
故选BCD。
考点02 直线运动的规律
考向一匀变速运动规律的应用
1．（2023·山东·高考真题）如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T 三点，已知
ST 间的距离是RS 的两倍，RS 段的平均速度是10m/s，ST 段的平均速度是5m/s，则公交车经过T 点时的瞬
时速度为（ ）
A．3m/s
B．2m/s
C．1m/s
D．0.5m/s
【答案】C
【详解】由题知，电动公交车做匀减速直线运动，且设RS 间的距离为x，则根据题意有
，
，联立解得t2= 4t1，vT = vR－10，再根据匀变速直线运动速度与时间的关系有，vT = vR－
a∙5t1，则at1= 2m/s，其中还有
，解得vR = 11m/s，联立解得vT = 1m/s
故选C。
2．（2021·湖北·高考真题）2019 年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10 米跳台冠军。某
轮比赛中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m 完成技术动作，随后5 m 完成姿态调整。假设整
个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2，则她用于姿态调整的时间约为（ ）
A．0.2 s
B．0.4s
C．1.0 s
D．1.4s
【答案】B
【详解】陈芋汐下落的整个过程所用的时间为
1.4s，下落前5 m 的过程所用的时间为
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，则陈芋汐用于姿态调整的时间约为
，故B 正确，ACD 错误。
故选B。
考向二多过程问题
3．（2022·全国·高考真题）长为l 的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为v0，要通过前方一长为L 的
隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v<v0）。已知列车加速和减速时加速度
的大小分别为a 和2a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】由题知当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v< v0），则列车进隧道前必
须减速到v，则有v = v0 - 2at1，解得
。在隧道内匀速有
，列车尾部出隧道后立即加速到
v0，有v0 = v + at3，解得
则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0 所用时间至少为
故选C。
4．（2022·湖北·高考真题）我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W 和G
间的铁路里程为1080 km，W 和G 之间还均匀分布了4 个车站。列车从W 站始发，经停4 站后到达终点站
G。设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站
和出站过程中，加速度大小均为0.5 m/s2，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个
车站停车时间相同，则从W 到G 乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为（ ）
A．6 小时25 分钟
B．6 小时30 分钟
C．6 小时35 分钟
D．6 小时40 分钟
【答案】B
【详解】108 km/h=30m/s，324 km/h=90m/s。由于中间4 个站均匀分布，因此节省的时间相当于在任意相
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邻两站间节省的时间的5 倍为总的节省时间，相邻两站间的距离
，普通列车
加速时间
，加速过程的位移
，根据对称性可知加速与减
速位移相等，可得匀速运动的时间
。同理高铁列车加速时间
，加速过程的位移
，根据对称性可知加速与减速位
移相等，可得匀速运动的时间
，相邻两站间节省的时
，因此总的节省时间
故选B。
考点03 牛顿运动定律的应用
考向一两类基本动力学问题
1．（2023·全国·高考真题）一同学将排球自O 点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O 点。设排球在
运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（ ）
A．上升时间等于下落时间
B．被垫起后瞬间的速度最大
C．达到最高点时加速度为零
D．下落过程中做匀加速运动
【答案】B
【详解】A．上升过程和下降过程的位移大小相同，上升过程的末状态和下降过程的初状态速度均为零。
对排球受力分析，上升过程的重力和阻力方向相同，下降过程中重力和阻力方向相反，根据牛顿第二定律
可知，上升过程中任意位置的加速度比下降过程中对应位置的加速度大，则上升过程的平均加速度较大。
由位移与时间关系可知，上升时间比下落时间短，A 错误；B．上升过程排球做减速运动，下降过程排球
做加速运动。在整个过程中空气阻力一直做负功，小球机械能一直在减小，下降过程中的最低点的速度小
于上升过程的最低点的速度，故排球被垫起时的速度最大，B 正确；C．达到最高点速度为零，空气阻力
为零，此刻排球重力提供加速度不为零，C 错误；D．下落过程中，排球速度在变，所受空气阻力在变，
故排球所受的合外力在变化，排球在下落过程中做变加速运动，D 错误。
故选B。
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2．（2022·江苏·高考真题）高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大
静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度
。若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】书放在水平桌面上，若书相对于桌面不滑动，则最大静摩擦力提供加速度
，解得
，书相对高铁静止，故若书不动，高铁的最大加速度
。
故选B。
3．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，一小物块从长1m 的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，
经过1s 从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g 取10m/s2。下列v0、μ 值可能正确的是（ ）
A．v0= 2.5m/s
B．v0= 1.5m/s
C．μ= 0.28
D．μ= 0.25
【答案】B
【详解】AB．物块水平沿中线做匀减速直线运动，则
，由题干知x = 1m，t = 1s，v > 0，代
入数据有v0< 2m/s，故A 不可能，B 可能；CD．对物块做受力分析有a = - μg，v2 - v0
2= 2ax，整理有v0
2 -
2ax > 0，由于v0< 2m/s 可得μ < 0.2，故CD 不可能。
故选B。
4．（2022·北京·高考真题）如图所示，质量为m 的物块在倾角为
的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动
摩擦因数为
。下列说法正确的是（ ）
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A．斜面对物块的支持力大小为
B．斜面对物块的摩擦力大小为
C．斜面对物块作用力的合力大小为
D．物块所受的合力大小为
【答案】B
【详解】A．对物块受力分析可知，沿垂直斜面方向根据平衡条件，可得支持力为
，故A 错
误；B．斜面对物块的摩擦力大小为
，故B 正确；CD．因物块沿斜面加速下滑，根据
牛顿第二定律得
，
可知
，则斜面对物块的作用力为
，故CD 错误。
故选B。
5．（2022·湖南·高考真题）球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为
。飞行器
飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即
，
为常量）。当发动机关闭时，飞行器竖
直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为
；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，
经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为
。重力加速度大小为
，不考虑空气相对于地面的流动
及飞行器质量的变化，下列说法正确的是（ ）
A．发动机的最大推力为
B．当飞行器以
匀速水平飞行时，发动机推力的大小为
C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为
D．当飞行器以
的速率飞行时，其加速度大小可以达到
【答案】BC
【详解】A．飞行器关闭发动机，以v1=
匀速下落时，有
，飞行器以v2=
向
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上匀速时，设最大推力为
，联立可得
，
，A 错误；B．飞
行器以v3=
匀速水平飞行时
，B 正确；C．发动机以最大推力推动飞行
器匀速水平飞行时
，解得
，C 正确；D．当飞行器最大推力向
下，以v5=
的速率向上减速飞行时，其加速度向下达到最大值
，解得am=2.5g，
D 错误。
故选BC。
6．（2022·全国·高考真题）如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球，初始时整个系统静置于
光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F 的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线
垂直。当两球运动至二者相距
时，它们加速度的大小均为（ ）
A．
B．
C．
D．
【考向】连接体问题
【答案】A
【详解】当两球运动至二者相距
时，,如图所示
由几何关系可知
，设绳子拉力为
，水平方向有
，解得
，对任意小球由
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牛顿第二定律可得
，解得
，故A 正确，BCD 错误。
故选A。
7．（2021·全国·高考真题）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P 处，上部架在横杆
上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ 可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q
处静止释放，物块沿平板从Q 点滑至P 点所用的时间t 与夹角θ 的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物
块的下滑时间t 将（ ）
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
【答案】D
【详解】设PQ 的水平距离为L，由运动学公式可知
，可得
，可知
时，
t 有最小值，故当
从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t 先减小后增大。
故选D。
8．（2021·北京·高考真题）某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，
弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm 刻度处；
下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm 刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此
装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．30cm 刻度对应的加速度为 - 0.5g
B．40cm 刻度对应的加速度为g
C．50cm 刻度对应的加速度为2g
D．各刻度对应加速度的值是不均匀的
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【答案】A
【详解】A．由分析可知，在30cm 刻度时，有F 弹 - mg = ma（取竖直向上为正方向）代入数据有a = -
0.5g，A 正确；B．由分析可知，在40cm 刻度时，有mg = F 弹，则40cm 刻度对应的加速度为0，B 错误；
C．由分析可知，在50cm 刻度时，有F 弹 - mg = ma（取竖直向上为正方向），代入数据有a = 0.5g，C 错
误；D．设刻度对应值为x，结合分析可知
，x =
（取竖直向上为正方向）经过计
算有
(x > 0.2)或
(x < 0.2)，根据以上分析，加速度a 与刻度对应值为x 成线性关系，
则各刻度对应加速度的值是均匀的，D 错误。
故选A。
9．（2022·浙江·高考真题）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成
24°角，长度
，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，
其与滑轨间的动摩擦因数均为
，货物可视为质点（取
，
，重力加速度
）。
（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度
的大小；
（2）求货物在倾斜滑轨末端时速度
的大小；
（3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s，求水平滑轨的最短长度
。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
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【详解】（1）根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
（2）根据运动学公式
解得
（3）根据牛顿第二定律
根据运动学公式
代入数据联立解得
10．（2022·天津·高考真题）冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示，运动员在水平冰面
上将冰壶A 推到M 点放手，此时A 的速度
，匀减速滑行
到达N 点时，队友用毛刷开
始擦A 运动前方的冰面，使A 与
间冰面的动摩擦因数减小，A 继续匀减速滑行
，与静止在P
点的冰壶B 发生正碰，碰后瞬间A、B 的速度分别为
和
。已知A、B 质量相同，
A 与
间冰面的动摩擦因数
，重力加速度
取
，运动过程中两冰壶均视为质点，A、B
碰撞时间极短。求冰壶A
（1）在N 点的速度
的大小；
（2）与
间冰面的动摩擦因数
。
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【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）设冰壶质量为
，A 受到冰面的支持力为
，由竖直方向受力平衡，有
设A 在
间受到的滑动摩擦力为
，则有
设A 在
间的加速度大小为
，由牛顿第二定律可得
联立解得
由速度与位移的关系式，有
代入数据解得
（2）设碰撞前瞬间A 的速度为
，由动量守恒定律可得
解得
设A 在
间受到的滑动摩擦力为
，则有
由动能定理可得
联立解得
11．（2022·浙江·高考真题）第24 届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1 所示，长12m
水平直道AB 与长20m 的倾斜直道BC 在B 点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A 点由静止
出发，推着雪车匀加速到B 点时速度大小为8m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC 匀加速下滑（图2 所示），
到C 点共用时5.0s。若雪车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，
sin15°=0.26，求雪车（包括运动员）
（1）在直道AB 上的加速度大小；
（2）过C 点的速度大小；
（3）在斜道BC 上运动时受到的阻力大小。
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【答案】（1）
；（2）12m/s；（3）66N
【详解】（1）AB 段
解得
（2）AB 段
解得
BC 段
，
过C 点的速度大小
（3）在BC 段有牛顿第二定律
解得
12．（2021·浙江·高考真题）机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量
的汽车以
的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线
处，驾驶员发现小朋友排着长
的
队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，
且忽略驾驶员反应时间。
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；
（2）若路面宽
，小朋友行走的速度
，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时
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间；
（3）假设驾驶员以
超速行驶，在距离斑马线
处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。
【答案】（1）
，
；（2）20s；（3）
【详解】（1）根据平均速度
解得刹车时间
刹车加速度
根据牛顿第二定律
解得
（2）小朋友过时间
等待时间
（3）根据
解得
13．（2021·河北·高考真题）如图，一滑雪道由
和
两段滑道组成，其中
段倾角为
，
段水平，
段和
段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为
的背包在滑道顶端A 处由静止滑下，若
后质量为
的滑雪者从顶端以
的初速度、
的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上
背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为
，重力加速度取
，
，
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，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：
（1）滑道
段的长度；
（2）滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）设斜面长度为
，背包质量为
，在斜面上滑行的加速度为
，由牛顿第二定律有
解得
滑雪者质量为
，初速度为
，加速度为
，在斜面上滑行时间为，落后时间
，则背包的滑行时间为
，由运动学公式得
联立解得
或
故可得
（2）背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为
、
，有
滑雪者拎起背包的过程，系统在光滑水平面上外力为零，动量守恒，设共同速度为，有
解得
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考向二连接体问题
14．（2023·北京·高考真题）如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为
1kg，细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F 作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F 的
最大值为（ ）
A．1N
B．2N
C．4N
D．5N
【答案】C
【详解】对两物块整体做受力分析有F = 2ma，再对于后面的物块有FTmax= ma，FTmax= 2N，联立解得F =
4N
故选C。
15．（2021·海南·高考真题）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．
【答案】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。
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考向三瞬时类问题
16．（2022·全国·高考真题）如图，质量相等的两滑块P、Q 置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，
两滑块与桌面间的动摩擦因数均为
。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F 拉动P，使两滑块均做
匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（ ）
A．P 的加速度大小的最大值为
B．Q 的加速度大小的最大值为
C．P 的位移大小一定大于Q 的位移大小
D．P 的速度大小均不大于同一时刻Q 的速度大小
【答案】AD
【详解】设两物块的质量均为m，撤去拉力前，两滑块均做匀速直线运动，则拉力大小为
，撤
去拉力前对Q 受力分析可知，弹簧的弹力为
，AB．从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前的过
程中，以向右为正方向，撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为
，两滑块与地面间仍然保持相对滑动，此时滑
块P 的加速度为
，解得
，此刻滑块Q 所受的外力不变，加速度仍为零，过后滑
块P 做减速运动，故PQ 间距离减小，弹簧的伸长量变小，弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知P 减速
的加速度减小，滑块Q 的合外力增大，合力向左，做加速度增大的减速运动。故P 加速度大小的最大值是
刚撤去拉力瞬间的加速度为
。Q 加速度大小最大值为弹簧恢复原长时
，解得
，
故滑块Q 加速度大小最大值为
，A 正确，B 错误；C．滑块PQ 水平向右运动，PQ 间的距离在减小，故
P 的位移一定小于Q 的位移，C 错误；D．滑块P 在弹簧恢复到原长时的加速度为
，解得
，撤去拉力时，PQ 的初速度相等，滑块P 由开始的加速度大小为
做加速度减小的减速运动，
最后弹簧原长时加速度大小为
；滑块Q 由开始的加速度为0 做加速度增大的减速运动，最后弹簧原长
时加速度大小也为
。分析可知P 的速度大小均不大于同一时刻Q 的速度大小，D 正确。
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故选AD。
考向四板块、传送带问题
17．（2021·辽宁·高考真题）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率
v1=0.6m/s 运行的传送带与水平面间的夹角
，转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度
v2=1.6m/s 从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力
加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：
（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；
（2）小包裹通过传送带所需的时间t。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）小包裹的速度
大于传动带的速度
，所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传动带向上，根
据牛顿第二定律可知
解得
（2）根据（1）可知小包裹开始阶段在传动带上做匀减速直线运动，用时
在传动带上滑动的距离为
因为小包裹所受滑动摩擦力大于重力沿传动带方向上的分力，即
，所以小包裹与传动
带共速后做匀速直线运动至传送带底端，匀速运动的时间为
所以小包裹通过传送带的时间为
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