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专题03 牛顿运动定律
1.(2024 浙江1 月考题) 1. 下列属于国际单位制基本单位符号的是（ ）
A. s
B. N
C. F
D. T
2.（2024 年山东卷考题）2. 如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角
不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因
数不能小于（ ）
A.
B.
C.
D.
3.（2024 年湖南卷考题）3．如图，质量分别为
、
、
、m 的四个小球A、B、C、D，通过细线
或轻弹簧互相连接，悬挂于O 点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C 间的细线剪断，则剪断瞬间
B 和C 的加速度大小分别为（ ）
A．g，
B．2g，
C．2g，
D．g，
4.（2024 全国甲卷考题）2. 如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P 置于水平桌面上，
与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并
测量P 的加速度大小a，得到
图像。重力加速度大小为g。在下列
图像中，可能正确的是（
）
1
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A.
B.
C.
D.
5.（2024 年安徽卷考题）4. 倾角为
的传送带以恒定速率
顺时针转动。
时在传送带底端无初
速轻放一小物块，如图所示。
时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到
。不计空气阻力，则物块
从传送带底端运动到顶端的过程中，加速度a、速度v 随时间t 变化的关系图线可能正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
6.（2024 年安徽卷考题）6. 如图所示，竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定
于水平线上的M、N 两点，另一端均连接在质量为m 的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静
止于MN 连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球竖直向上。缓慢拉至P 点，并保持静止，此时拉力F 大小
为
。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从P
点运动到O 点的过程中（ ）
A. 速度一直增大 B. 速度先增大后减小 C. 加速度的最大值为
D. 加速度先增大后减小
7.（2024 全国甲卷考题）8. 如图，一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面（纸面）内的光滑定滑轮，绳
2
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的一端连接一矩形金属线框，另一端连接一物块。线框与左侧滑轮之间的虚线区域内有方向垂直纸面的匀
强磁场，磁场上下边界水平，在
时刻线框的上边框以不同的初速度从磁场下方进入磁场。运动过程
中，线框始终在纸面内且上下边框保持水平。以向上为速度的正方向，下列线框的速度v 随时间t 变化的
图像中可能正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
8.（2024 年安徽卷考题）9. 一倾角为
足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立Oxy
直角坐标系，如图（1）所示。从
开始，将一可视为质点的物块从0 点由静止释放，同时对物块施加
沿x 轴正方向的力
和
，其大小与时间t 的关系如图（2）所示。己知物块的质量为1.2kg，重力加速
度g 取
，不计空气阻力。则（ ）
A. 物块始终做匀变速曲线运动 B.
时，物块的y 坐标值为2.5m
C.
时，物块的加速度大小为
D.
时，物块的速度大小为
9.（2024 年广东卷考题）7. 如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。木块从弹簧正上方H 高度处
由静止释放。以木块释放点为原点，取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F，运动时间为
t。忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其
图像或
图像可能正确的是（ ）
3
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A.
B.
C.
D.
10.(2024 年辽宁卷考题) 10. 一足够长木板置于水平地面上，二者间的动摩擦因数为μ。
时，
木板在水平恒力作用下，由静止开始向右运动。某时刻，一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上
木板。已知
到
的时间内，木板速度v 随时间t 变化的图像如图所示，其中g 为重力加速度大
小。
时刻，小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 小物块在
时刻滑上木板
B. 小物块和木板间动摩擦因数
2μ
C. 小物块与木板的质量比为3︰4
D.
之后小物块和木板一起做匀速运动
11.（2024 年广东卷考题） 14. 汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的装置。
（1）安全带能通过感应车的加速度自动锁定，其原理的简化模型如图甲所示。在水平路面上刹车的
过程中，敏感球由于惯性沿底座斜面上滑直到与车达到共同的加速度a，同时顶起敏感臂，使之处于水平
状态，并卡住卷轴外齿轮，锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力大小为
，敏感球的质量为m，重力
加速度为g。忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面倾角的正切值
。
（2）如图乙所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H 处做自由落体
运动。与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F 随时间t
的变化规律，可近似用图丙所示的图像描述。已知头锤质量
，重力加速度大小取
。求：
①碰撞过程中F 的冲量大小和方向；
②碰撞结束后头锤上升的最大高度。
4
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12.（2024 年新课标考题）12. 如图，一长度
的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上，薄板的右
端与平台的边缘O 对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动，当薄板运动的距离
时，物块从薄板右端水平飞出；当物块落到地面时，薄板中心恰好运动到O 点。已知物块与薄板的
质量相等。它们之间的动摩擦因数
，重力加速度大小
。求
（1）物块初速度大小及其在薄板上运动的时间；
（2）平台距地面的高度。
13.(2024 年江苏卷考题) 14. 如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为μ，倾角为θ，斜面长为L。一个
质量为m 的物块，在电动机作用下，从 A 点由静止加速至 B 点时达到最大速度v，之后作匀速运动至C
点，关闭电动机，从 C 点又恰好到达最高点D。求：
5
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（1）CD 段长x；
（2）BC 段电动机的输出功率P；
（3）全过程物块增加的机械能E1和电动机消耗的总电能 E2的比值。
14.（2024 年山东卷考题）17. 如图甲所示，质量为M 的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的
上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P 点平滑连接，Q 为轨道的最高点。质量为m 的小物
块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半
圆形部分的半径R=0.4m，重力加速度大小g=10m/s2.
（1）若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q 点时，受到轨道的弹力大小等于3mg，求小
物块在Q 点的速度大小v；
（2）若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a 与F
对应关系如图乙所示。
（i）求μ 和m；
（ii）初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力F=8N，当小物块到P 点时撤去
F，小物块从Q 点离开轨道时相对地的速度大小为7m/s。求轨道水平部分的长度L。
6
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15.(2024 年湖北考题)14. 如图所示，水平传送带以5m/s 的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的
距离为
。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为
、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg 的小
球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O 点右侧的P 点固定一钉子，P 点与O 点等高。将质量为0.1kg
的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速
度大小为
、方向水平向左。小球碰后绕O 点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P 点向上
运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小
。
（1）求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小；
（2）求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能；
（3）若小球运动到P 点正上方，绳子不松弛，求P 点到O 点的最小距离。
一、单选题
1．（2024·辽宁辽阳·模拟预测）某同学站在力传感器下蹲，力传感器上显示的图线可能是（
）
A．
B．
C．
D．
2．（2024·黑龙江·三模）如图所示为一无人机由地面竖直向上运动的v－t 图像。关于无人机的运
动，下列说法正确的是（ ）
7
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A．0~
段无人机的加速度大于
~
段无人机的加速度
B．0~
段，无人机的平均速度大小为
C．
时刻无人机到达最高点
D．
~
段，无人机处于失重状态
3．（2024 高三下甘肃·学业考试）如图，水平地面上有一汽车做加速运动，车厢内有一个倾角
θ=37°的光滑斜面，斜面上有一个质量为m 的小球，用轻绳系于斜面的顶端，小球的重力大小为mg，绳
对球的拉力大小为FT、斜面对小球的弹力大小为FN，当汽车以大小为a 的加速度向左做匀加速直线运动时
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g 取10m/s2）（ ）
A．若a=14m/s2，小球受mg、FT、FN三个力作用
B．若a=14m/s2，小球受mg、FT两个力作用
C．若a=13m/s2，小球受mg、FT两个力作用
D．不论a 多大，小球均受mg、FT、FN三个力作用
4．（2024·辽宁·三模）一同学乘电梯上楼，从静止开始出发，用手机内置传感器测得某段时间内
电梯的加速度a 随时间t 变化的图线如图所示，以竖直向上为加速度的正方向，则（ ）
8
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A．
时地板对该同学的支持力最小
B．
时电梯对该同学的支持力为零
C．6~8s 内电梯上升的高度约为4m
D．6~8s 内电梯上升的高度约为9m
5．（2024·河北·三模）某游泳运动员在
时间内运动的
图像如图所示。关于该运动员，下
列说法正确的是（ ）
A．在
内所受的合力一直不为0 B．在
内的位移大小为
C．在
内一定处于超重状态 D．在
内的位移大小为
6．（2024·江西鹰潭·二模）如图，C 由质量为M 的物块及右上角光滑轻质定滑轮组成，静置于水平
地面。跨过滑轮用轻绳连接两质量分别为2m 和m 的物块A、B，除地面外的其余各接触处均光滑。开始用
手托住B，使轻绳刚好伸直。由静止释放B，在B 下落而A 又未碰到滑轮的过程中，C 始终保持静止，下列
说法正确的是（ ）
A．地面对C 有向右的摩擦
B．物体C 受到4 个力作用
C．绳中拉力等于mg
D．地面对C 的支持力小于
7．（2024·辽宁丹东·一模）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，劲度系数为
的
弹性轻绳的上端固定在
点，拉长后将下端固定在体验者的身上，人再与固定在地面上的拉力传感器相
连，传感器示数为1000N。打开扣环，人从A 点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B 点上升到
最高位置C 点，在B 点时速度最大。已知
长为
，人与装备总质量
（可视为质点）。忽略空
气阻力，重力加速度
取
。下列说法正确的是（ ）
9
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A．在B 点时，弹性轻绳的拉力为零
B．经过C 点时，人处于超重状态
C．弹性轻绳的劲度系数
为
D．打开扣环瞬间，人在A 点的加速度大小为
8．（2024·甘肃张掖·一模）如图所示，光滑水平面上静置一质量为m 的长木板B，木板上表面各处
粗糙程度相同，一质量也为m 的小物块A（可视为质点）从左端以速度v 冲上木板。当
时，小物块A
历时
恰好运动到木板右端与木板共速，则（ ）
A．若
，A、B 相对运动时间为
B．若
，A、B 相对静止时，A 恰好停在木板B 的中点
C．若
，A 经历
到达木板右端
D．若
，A 从木板B 右端离开时，木板速度等于v
9．（23-24 高三下·海南·期中）如图所示，足够长水平传送带逆时针转动的速度大小为
，一小滑
块从传送带左端以初速度大小
滑上传送带，小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ，小滑块最终又返回
到左端。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小滑块的加速度向右，大小为μg
B．若
，小滑块返回到左端的时间为
C．若
，小滑块返回到左端的时间为
10
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D．若
，小滑块返回到左端的时间为
10．（2024·陕西渭南·二模）如图（a），足够高的水平长桌面上，P 点左边光滑，右边粗糙，物块
A 在砝码B 的拉动下从桌面左端开始运动，其
图像如图（b）所示。已知砝码B 质量为0.20
，重力
加速度g 取10
，用
表示物块A 的质量，
表示物块A 与P 点右边桌面之间的动摩擦因数，则有（
）
A．
，
B．
，
C．
，
D．
，
11．（2024·江西·二模）如图所示，在足够大的水平地面上静置一木板，可视为质点的物块以
v0=3m/s 的速度滑上木板，最终物块恰好到达木板的右端，木板沿地面运动的距离恰好等于木板的长度。
已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.05，取重力加速度大小
g=10m/s2，则木板的长度为（ ）
A．1.0m
B．1.5m
C．2.0m
D．2.5m
12．（23-24 高三下·重庆沙坪坝·阶段练习）如图所示为餐厅暖盘车的储盘装置示意图，三根完全
相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端与托盘连接，托盘上放着6 个质量均为m 的盘子
并处于静止状态（托盘未与暖车底部接触），已知托盘质量为
，重力加速度大小为g，当某顾客快速取
走最上端1 号盘子的瞬间，托盘对最下端6 号盘子作用力的大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
11
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二、多选题
13．（2024·山东潍坊·三模）如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞
行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg 的表演者静卧于出风口，打开气流控制
开关，表演者与风力作用的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v2（采用国际单位制），v 为风速。控制v
可以改变表演者的上升高度h，其v2与h 的变化规律如乙图所示。g 取10m/s2。表演者上升10m 的运动过程
中，下列说法正确的是（ ）
A．打开开关瞬间，表演者的加速度大小为2m/s2
B．表演者一直处于超重状态
C．表演者上升5m 时获得最大速度
D．表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动
14．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）利用智能手机的加速度传感器可测量手机自身的加速度。用手
掌托着智能手机，打开加速度传感器，从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向加速度随时间
变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，重力加速度大小为
。下列说法正确的是（ ）
A．手机有可能离开过手掌
B．
时刻手机运动到最高点
C．
时刻手机开始减速上升
D．
时刻手机速度可能为0
15．（2024·河南·二模）一足够长的粗糙倾斜传送带以恒定的速率逆时针转动，某时刻在传送带上
适当的位置放上具有一定初速度v0的小物块，如图所示，取沿传送带向下的方向为正方向，则下列描述小
物块在传送带上运动的v-t 图像中可能正确是（ ）
12
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A．
B．
C．
D．
16．（2024·湖南怀化·二模）如图甲所示，劲度系数k=500N/m 的轻弹簧，一端固定在倾角为
θ=37°的带有挡板的光滑斜面体的底端，另一端和质量为mA的小物块A 相连，质量为mB的物块B 紧靠A 一
起静止，现用水平推力使斜面体以加速度a 向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力
作用下、稳定时形变量大小x 随加速度a 的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，取
重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（ ）
A．a0=7.5m/s2
B．mA=3kg
C．若a=a0，稳定时A、B 间弹力大小为0
D．若a=a0，稳定时A 对斜面的压力大小为12.5N
17．（2024·内蒙古呼和浩特·二模）如图甲所示，粗糙的水平地面上有一块长木板P，小滑块Q 放
置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的力F 作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段
时间后撤去力F 的作用。滑块、长木板的速度图像如图乙所示，已知物块与长木板的质量相等，滑块Q 始
终没有从长木板P 上滑下。滑块Q 与长木板P 之间的动摩擦因数为
，长木板P 与地面之间的动摩擦因数
为
，重力加速度
。则下列说法正确的是（ ）
A．
13
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B．
C．
时，木板P 停止运动
D．滑块Q 在长木板P 上滑行的相对位移为
三、解答题
18．（2024·福建宁德·三模）人类从事滑雪活动已有数千年历史，滑雪爱好者可在雪场上轻松、愉
快地滑行，饱享滑雪运动的乐趣。一名滑雪爱好者以1m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为
30°。若人与滑板的总质量为60kg，受到的总阻力为60N，重力加速度g 取10m/s2，求：
（1）滑雪者加速度的大小；
（2）3s 内滑雪者下滑位移的大小；
（3）3s 末人与滑板总重力的瞬时功率。
19．（22-23 高一上·四川内江·期末）一足够长的木板P 静置于粗糙水平面上，木板的质量M=4kg，
质量m=1kg 的小滑块Q（可视为质点）从木板的左端以初速度
滑上木板，与此同时在木板右端作用水平
向右的恒定拉力F，如图甲所示，设滑块滑上木板为t=0 时刻，经过t1=2s 撤去拉力F，两物体一起做匀减
速直线运动，再经过t2=4s 两物体停止运动，画出的两物体运动的v-t 图像如图乙所示。（最大静摩擦力
等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2）求：
（1）0~2s 内滑块Q 和木板P 的加速度？
（2）滑块Q 运动的总位移？
（3）拉力F 的大小？
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20．（2024·广西桂林·三模）如图所示水平导轨
和
分别与水平传送带左侧和右侧理想连接，
竖直
圆形轨道与
相切于
。已知传送带长
，且沿顺时针方向以恒定速率
匀速转
动，滑块C 以速度
滑上传送带时，恰好停在
点。滑块C 与传送带及
之间的动摩擦因数均为
，装置其余部分均可视为光滑，滑块大小不计，重力加速度
取
。（结果可带根号）
（1）求C 以速度2.0m/s 刚滑上传送带时的加速度大小；
（2）求
、
的距离；
（3）
圆轨道半径
，若要使C 滑过
点但不脱离
圆轨道，求C 滑上传送带时速度的范
围。
15
