文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
2024 年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题14 牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题
特训目标
特训内容
目标1
牛顿第一定律（1T—4T）
目标2
牛顿第三定律（5T—8T）
目标3
牛顿第二定律（9T—12T）
目标4
牛顿第二定律瞬时性的问题（13T—16T）
目标5
应用牛顿第二定律分析动态过程（17T—20T）
【特训典例】
一、牛顿第一定律
1．甲瓶子盛满水，在密封塞上用细绳悬挂一个铁球，乙瓶子盛满水，在密封塞上用等长细绳悬挂与小铁
球体积相同的小泡沫塑料球，且将乙瓶子倒置，如图所示，甲、乙两个瓶子均固定在小车上。当小车突然
向前运动时，则两球的存在状态为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】对A 选项所示情况，可设想一个与金属小球等体积的水球。金属球位置的变化，必然代替这个水
球的位置。而同体积的水球和金属球，金属球的质量大，惯性大，运动状态不容易改变，故相对水球来说
滞后。同理，由于同体积水球的质量大于泡沫塑料球的质量，水球惯性大，相对泡沫塑料球来说水球滞后，
泡沫塑料球相对水球在前，故A 正确，BCD 错误。故选A。
2．如图所示，滑冰运动员用力将冰刀后蹬，可以向前滑行；停止用力，会逐渐停下，且滑行的速度越大，
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
停下所需时间越长，滑的越远。有四位同学对此过程发表了自己的看法，你认为正确的是（ ）
A．运动员的运动需要力来维持
B．停止用力，运动员停下来是具有惯性的表现
C．停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用
D．速度越大，停下所需时间越长，说明惯性的大小和速度有关
【答案】C
【详解】A．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的，故A 错误；
BC．停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用，而继续运动是因为惯性，故B 错误，C 正确；
D．摩擦力一定时，根据运动学公式可知，速度越大，停下所需时间越长，但惯性与自身的质量有关，与
速度无关，故D 错误。故选C。
3．墨子是春秋战国时期著名的思想家，他的著作《墨经》中写道：“力，刑之所以奋也。”“刑”同
“形”，即物体：“奋”，意思是“（物体）动也”，即开始运动或者运动加快。这句话的意思就是“力
能使物体由静止开始运动，或者使运动的物体运动得越来越快”。对墨子这句关于力和运动的理解，下列
说法正确的是（ ）
A．墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同
B．力是维持物体运动的原因
C．力是改变物体运动状态的原因
D．当物体不受力时，物体将停止运动
【答案】C
【详解】A．墨子的观点表达出力是改变物体运动状态的原因，与亚里士多德的观点不同，A 错误；
BC．力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动的原因，B 错误，C 正确；
D．当物体所受合力为零或不受力时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态，D 错误。故选C。
4．为研究力和运动之间的关系，伽利略设想了著名的理想斜面实验（图为现代人所做斜面实验的频闪照
片）：忽略摩擦时，小球将在右侧斜面上升到同样的高度，减小右侧斜面倾角至水平，小球因无法上升到
同样的高度而将持续的运动下去。但考虑到水平面不可能无限长，伽利略设计了一个水平面内的圆形轨道，
据此得出：匀速圆周运动也是一种惯性运动，月球也是因为惯性而绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
的是（ ）
A．伽利略根据能量守恒定律得出，小球在右侧斜面会上升到与左侧释放位置一样高
B．实际摩擦不可忽略，斜面倾角越小，小球在右侧斜面上上升的高度越低
C．笛卡尔修正了伽利略的观点，认为只有匀速直线运动才是惯性运动
D．牛顿认为月球绕地球运动，是因为受到了地球引力而并非惯性运动
【答案】BD
【详解】A．小球在右侧斜面会上升到与左侧释放位置一样高，是伽利略通过理想斜面实验发现的，并不
是根据能量守恒定律得出的，A 错误；
B．若实际摩擦不可忽略，斜面倾角越小，小球受到的摩擦力越大，小球机械能损失的越多，可得上升的
高度越低，B 正确；
C．牛顿在笛卡尔、伽利略等人理论的基础上，提出了惯性定律，即只有匀速直线运动才是惯性运动，C 错
误；
D．牛顿认为月球绕地球运动，是因为受到了地球引力而并非惯性运动，D 正确。故选BD。
二、牛顿第三定律
5．中国天眼（FAST）是目前世界上最大的单口径射电望远镜，其反射面板由11 万余块厚约1 毫米的金属
薄板组成，因此面板的巡检维护工作需采用“微重力蜘蛛人”系统，如图甲所示，所谓的“微重力”是通
过氦气球的浮力“减轻人的重量”实现的。如图乙所示是某次作业过程中处于静止状态的工作人员的示意
图，其与氦气球连接的线保持竖直，下列说法正确的是（ ）
A．人对面板的压力和面板对人的支持力是一对平衡力
B．人对面板的作用力大小等于面板对人的作用力大小
C．氦气球对人的作用力大小等于人的重力大小
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．面板对人的作用力大小等于人的重力大小
【答案】B
【详解】A．人对面板的压力和面板对人的支持力是一对相互作用力，故A 错误；
B．人对面板的作用力与面板对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B 正确；
CD．由于工作人员需要在面板上巡检，所以与面板间一定存在作用力，根据平衡条件可知氦气球和面板对
人的作用力的合力与重力平衡，且易知氦气球和面板对人的作用力都为竖直向上，所以二者都小于人的重
力大小，故CD 错误。故选B。
6．“电动平衡车”深受小朋友的喜欢。如图所示，小朋友站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线
匀速前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．人对平衡车压力和人受到的重力是同一个力
B．人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力是一对平衡力
C．人对平衡车的压力是因为人形变产生的
D．人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力作用效果相互抵消
【答案】C
【详解】A．人对平衡车的压力施力物体是人，受力物体是平衡车，而人受到的重力施力物体是地球，受
力物体是人，这两个力的施力物体和受力物体完全不同，因此不是同一个力，A 错误；
BD．人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力作用在两个不同物体上，是一对作用力和反作用力，作用效
果不能抵消，BD 错误；
C．人对平衡车的压力是因为人与平衡车发生挤压，产生形变，人想恢复原来的状态，因此对平衡车产生
压力，C 正确。故选C。
7．如图所示为2020 央视春晚《绽放》中的精彩瞬间，男演员双手撑地，男、女演员均处于静止状态。下
列说法正确的是（ ）
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．男演员对女演员的作用力斜向右上方
B．女演员对男演员的作用力竖直向下
C．男演员受到地面对他向右的摩擦力作用
D．地面对男演员的支持力与演员对地面的压力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A．根据平衡条件可知，男演员对女演员的作用力竖直向上，故A 错误；
B．由A 分析可知，女演员对男演员的作用力竖直向下，故B 正确；
C．根据平衡条件可知，男演员与地面之间没有摩擦力作用，故C 错误；
D．根据牛顿第三定律可知，地面对男演员的支持力与演员对地面的压力是一对相互作用力，故D 错误。
故选B。
8．2022 年3 月10 日从中车电力机车有限公司获悉，由该公驾驶的磁浮列车（图甲）完成了相关动态试验
和系统联调联试，设计时速200 公里，图乙是某磁悬浮列车的原理图，轨道P 的磁场与车体Q 的磁场之间
产生排斥力使车体悬浮。已知P 对Q 的排斥力为F1，Q 对P 的排斥力为F2，则（ ）
A．F1大于F2
B．F1小于F2
C．F1和F2是一对平衡力
D．F1和F2是一对作用力与反作用力
【答案】D
【详解】由题意可知，P 对Q 的排斥力和Q 对P 的排斥力为一对相互作用力，大小相等，方向相反。故选
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D。
三、牛顿第二定律
9．如图所示为加速度测量仪示意图，与两根完全相同的轻质弹簧连接的小球穿在光滑的细铁丝上，系统
静止时小球上的指针指在0 刻度线处，当测量仪以大小为
的加速度运动时，指针偏离0 刻度线的距离
为4cm，若指针指在0 刻度线左侧6cm 处，测量仪运动的加速度为（ ）
A．
，方向向左
B．
，方向向右
C．
，方向向左
D．
，方向向右
【答案】D
【详解】当测量仪以大小为
的加速度运动时，设弹簧的进度系数为k，由牛顿第二定律有
若指针指在0 刻度线左侧6cm 处，由牛顿第二定律有
联立两式可得
由于受力方向向右，
加速度方向向右。故选D。
10．如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m 的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿与竖直方向夹角
为
的虚线方向做加速度大小为g 的匀加速直线运动，若摩擦力与重力大小相等，重力加速度为g，则拉
力的大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】将拉力分解为沿水平方向的分量
和竖直方向的分量
，根据题意和牛顿第二定律可得
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
竖直方向
可得
水平方向
解得
因此拉力
的大小为
故选D。
11．车厢顶部固定一滑轮，在跨过定滑轮绳子的两端各系一个物体，质量分别为m1、m2，且m2>m1，m2静
止在车厢底板上，当车厢向右运动时，m1、m2与车厢保持相对静止，系m1的那段绳子与竖直方向夹角为
θ，系m2的那段绳子保持竖直，如图所示。绳子的质量、滑轮与绳子的摩擦忽略不计，下列说法正确的是
（ ）
A．车厢的加速度为gsinθ
B．车厢底板对m2的支持力为（m1+m2）g
C．绳子中的张力大小为m1gcosθ
D．车厢底板对m2的摩擦力为m2gtanθ
【答案】D
【详解】AC．对物体m1受力分析如图甲所示
竖直方向
水平方向
解得
，
车厢与m1的加速度相同为
，
方向水平向右，绳子的张力大小为
，故AC 错误；
BD．对物体m2受力分析如图乙所示
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
竖直方向
水平方向
解得
，
故B 错误，D 正确。故选D。
12．一重为100N 的物体静止在水平桌面上，物体与水平桌面间的动摩擦因数为0.4，现对物体同时施加如
图所示的水平力F1和F2，使物体做匀加速直线运动。已知F2=50N，取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦
力等于滑动摩擦力，则F1的大小可能为（ ）
A．8N
B．30N
C．50N
D．98N
【答案】AD
【详解】A．若物体向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得
解得F1<10N
故A 正确；
BCD．若物体向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得
解得F1>90N 故D 正确，
BC 错误。故选AD。
四、牛顿第二定律瞬时性的问题
13．如图所示，弹簧p 和细绳q 的上端固定在天花板上，下端用小钩勾住质量为m 的小球C，弹簧、细绳
和小钩的质量均忽略不计。静止时p、q 与竖直方向的夹角均为60°。下列判断正确的有（ ）
A．若p 和球突然脱钩，则脱钩后瞬间q 对球的拉力大小为0.6mg
B．若p 和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为
C．若q 和球突然脱钩，则脱钩后瞬间p 对球的拉力大小为2mg
D．若q 和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为g
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】D
【详解】AB．原来p、q 对球的拉力大小均为mg。p 和球脱钩后，球将开始沿圆弧运动，将q 受的力沿法
向和切线正交分解，如图1
得
即
合力为
，则加速度大小为
故AB 错误；
CD．若q 球突然脱钩后瞬间，p 的拉力未来得及改变，仍为mg，因此合力为mg，如图2
球的加速度为大小为g。故C 错误，D 正确。故选D。
14．如图所示，吊篮A、物体B、物体C 的质量均为m，B 和C 分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计。
整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间（ ）
A．物体B 的加速度大小为g
B．物体C 与吊篮A 间的弹力大小为0
C．物体C 的加速度大小为2g
D．吊篮A 的加速度大小为1.5g
【答案】D
【详解】A．在轻绳刚断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，则物体B 受力情况不变，故物体B 的加速度大小
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
为零，选项A 错误；
BCD．假设A、C 间的弹力为零，C 的加速度为2g，A 的加速度为g，可见C 超前运动，即C 和A 实际为一个
整体，根据牛顿第二定律得
其中
解得
对A 受力分析，由牛顿第
二定律
可得，物体C 与吊篮A 间的弹力大小为
，BC 错误，D 正确。故选D。
15．如图所示，A、B 两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B 两球用轻弹簧相连，图乙中A、
B 两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C 与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板
的瞬间有（ ）
A．乙图中A 球加速度为gsinθ
B．两图中A 球的加速度均为零
C．图乙中轻杆的作用力一定不为零
D．图甲中B 球的加速度是图乙中B 球加速度的2 倍
【答案】AD
【详解】对甲图，弹簧弹力F＝mgsinθ 突然撤去挡板的瞬间，弹簧来不及伸开，弹力不变。对A 球进行受
力分析，仍处于平衡状态，加速度为零；对B 进行受力分析，根据牛顿第二定律F+mgsinθ＝maB
解得aB＝2gsinθ 对乙图，轻杆为刚性杆，突然撤去挡板的瞬间，轻杆作用力为零，以AB 为整体，根据牛顿
第二定律2mgsinθ＝2ma 得a＝gsinθ 即A、B 的加速度都为gsinθ，综上分析可知：AD 正确，BC 错误；
故选AD。
16．如图所示，质量分别为5kg 和3kg 的物块AB 放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，今用大小为F=24N
的水平力作用在A 上使A、B 相对静止一起做匀加速直线运动，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹力大小等于15N
B．弹簧的弹力大小等于9N
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C．突然撤去F 瞬间，A 的加速度大小为
D．突然撤去F 瞬间，B 的加速度大小为
【答案】BD
【详解】AB.对整体分析，根据牛顿第二定律得：a=
隔离对B 分析，根据牛顿
第二定律得：
故A 不符合题意，B 符合题意．
CD.突然撤去F 瞬间，弹簧弹力不变，A 的加速度为：
，B 的加速度为：
故C 不符合题意，D 符合题意．
五、应用牛顿第二定律分析动态过程
17．长直杆与水平面成
角固定放置，如图所示。杆上O 点以上的部分是粗糙的，而O 点以下的部分是光
滑的。轻弹簧穿过长杆，下端与挡板固定连接。弹簧原长时上端恰好在O 点，质量为m 的带孔小球（可视
为质点）穿过长杆，与弹簧上端连接。现将小球拉到图示a 位置由静止释放，一段时间后观察到小球运动
稳定时弹簧上端的最低位置始终在b 点，
。则下列结论正确的是（ ）
A．小球在b 位置受到的弹簧弹力大小为
B．在
段运动过程中小球所受摩擦力小于
C．小球第一次过O 点时速度一定最大
D．若初始在a 位置给小球一个沿杆向下的速度，则小球最终运动的最高点一定在O 点
【答案】D
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【详解】AC．对小球受力分析，根据牛顿第二定律可知，小球从a 位置由静止释放，先做加速运动，当达
到
之间的某位置时，弹簧的弹力、小球重力沿杆向下的分力平衡时，此时速度最大，因此，小球在b 位
置受到弹簧弹力大于
，AC 错误；
B．在
段运动过程中小球受重力沿杆向下的分力、弹簧弹力、摩擦力，因此不能判断摩擦力与
的大小关系，B 错误；
D．将小球拉到图示a 位置由静止释放，小球沿杆做往返运动，由于摩擦力的作用，往返运动的幅度会越
来越小，最终稳定后小球只在
之间往返运动。若初始在a 位置给小球一个向下的速度，只是小球沿杆刚
开始往返运动的幅度大，随着往返次数增多，幅度越来越小，小球最终运动的范围还是在
之间，即小
球最终运动的最高点一定还是在O 点，D 正确。故选D。
18．“反向蹦极”如图所示，弹性轻绳的上端固定在O 点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定
在地面上的力传感器相连，传感器示数为1400N。打开扣环，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。人与装备的总质量为70kg（可视为质点）。不计
空气阻力，重力加速度g 取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．在C 点，人处于静止状态
B．在B 点，人处于超重状态
C．打开扣环瞬间，人的加速度大小为10m/s2
D．从A 点到B 点上升过程中，人的加速度不断减小
【答案】D
【详解】A．在C 点速度为零，有向下的加速度，合力不为零，受力不平衡，人处于失重状态，不是静止
状态，故A 错误；
B．在B 点时人的速度最大，此时人所受合力为零，加速度为零，故B 错误；
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C．固定在地面时传感器示数为T=1400N，设此时弹性绳的弹力为F，由平衡条件得F=T+mg 打开扣环瞬间，
对人，由牛顿第二定律得F-mg=ma 代入数据解得a=20m/s2故C 错误；
D．人从A 点到B 点过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳
的弹力F 减小，人所受合力F-mg 减小，加速度减小，故D 正确。故选D。
19．如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到
点并系住物体
。现推动物体将弹簧压缩到
点，然后
释放，物体一直运动到
点速度减为零。如果物体受到地面的摩擦阻力恒定，则（ ）
A．物体从
到
的过程加速度先变小后变大
B．物体从
到
的过程加速度逐渐变大
C．物体运动到
点时速度最大
D．物体在
点速度减为零后一定保持静止
【答案】AB
【详解】A．在A 点合力水平向右，在O 点合力水平向左，因此从A 到O 存在一个点加速度为零，从A 到
O 加速度先变小后变大，故A 正确；
B．物体从O 到B 的过程，滑动摩擦力方向向左，弹簧弹力也向左且逐渐增大，所以加速度逐渐变大，故B
正确；
C．当物体加速度为零时速度最大，物体运动到O 点时合力是滑动摩擦力，加速度不为零，速度最大的点
在从A 到O 之间某个位置，故C 错误；
D．物体在B 点速度减到为零后，如果此时弹簧弹力大于最大静摩擦力，则物体将继续运动，故D 错误。
故选AB。
20．如图甲所示，水平面上竖直固定一个轻弹簧，一质量为
的小球，从弹簧上端某高度自由下
落，从它接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量
之
间的函数图像如图乙所示，其中
为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间能量损失不计。
取
，下
列说法正确的是（ ）
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．小球刚接触弹簧时速度最大
B．该弹簧的劲度系数为
C．当
时，小球处于超重状态
D．从接触弹簧到最低点的过程中，小球的加速度逐浙增大
【答案】BC
【详解】A．小球刚接触弹簧时，重力大于弹力，合力向下，小球会继续向下加速，直到弹力等于重力，
此时速度最大，故A 错误；
BC．由图可知最高点对应弹簧压缩量为0.1m，此时速度最大，加速度为零，弹力等于重力，则有
解得
则可知当
时，弹力大于重力，合力向上，小球处于超重状态，故BC 正确；
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，当速度达到最大值之前有
重力大于弹力，弹力逐渐
增大，加速度逐渐减小，当速度达到最大值后，小球开始减速，有
重力不变，弹力大于重力
且逐渐增大，则加速度增大，综合可得加速度先减小后增大，故D 错误。故选BC。
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
15
