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2026 高考物理一轮总复习07：牛顿第二定律及其应用（共14 页）
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【链接高考】...............................................................................................................................................................1
【知识梳理】...............................................................................................................................................................4
【考纲要求】.......................................................................................................................................................4
【知识网络】.......................................................................................................................................................4
【考点梳理】.......................................................................................................................................................4
要点二、力学单位制..................................................................................................................................4
【考向分析】...............................................................................................................................................................5
考向一、力、加速度、速度的关系..................................................................................................................5
考向二、牛顿运动定律分析瞬时加速度问题..................................................................................................5
考向三、解决动力学的两大基本问题..............................................................................................................5
考向四、解决皮带传动问题..............................................................................................................................6
考向五、“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验..........................................................................6
【高考解题速通】.......................................................................................................................................................7
【链接高考】
1．（2024·湖南·高考真题）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，
2．（2022·全国甲卷·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
3．（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，重力加速度
取
，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。
4．（2024·河南·二模）如图1 所示，倾角为30°的浅色传送带以恒定速率逆时针运行，将一质量为 m 的
可视为质点的深色物块轻放在传送带的顶端P 点，2s 末物块恰好到达传送带底端Q 点。物块的速度v 随
时间t 的变化图像如图2 所示，重力加速度大小
。下列说法正确的是（ ）
A．物块与传送带之间的动摩擦因数为
B．物体滑到Q 点的速度大小为9 m/s
C．P、Q 两点之间的距离为12 m
D．传送带划痕的长度为3m
5．（2024·甘肃·高考真题）用图1 所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。
(1)以下操作正确的是______（单选，填正确答案标号）。
A．使小车质量远小于槽码质量
B．调整垫块位置以补偿阻力
C．补偿阻力时移去打点计时器和纸带
D．释放小车后立即打开打点计时器
(2)保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图2 所
示，相邻两点之间的距离分别为
，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是______（单
选，填正确答案标号）。
A．
B．
C．
D．
(3)以小车和砝码的总质量M 为横坐标，加速度的倒数
为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的
图
像如图3 所示。
由图可知，在所受外力一定的条件下，a 与M 成 （填“正比”或“反比”）；甲组所用的
（填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。
【知识梳理】
【考纲要求】
1、理解牛顿第二定律，掌握解决动力学两大基本问题的基本方法；
2、了解力学单位制；
3、掌握验证牛顿第二定律的基本方法，掌握实验中图像法的处理方法。
【知识网络】
牛顿第二定律内容：物体运动的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方
向与合外力相同。
解决动力学两大基本问题
（1）已知受力情况求运动情况。
（2）已知物体的运动情况，求物体的受力情况。
运动
力 加速度是运动和力之间联系的纽带和桥梁
【考点梳理】
要点一、牛顿第二定律
1、牛顿第二定律
牛顿第二定律内容：物体运动的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方
向与合外力相同。
要点诠释：牛顿第二定律的比例式为
；表达式为
。1 N 力的物理意义是使质量为
m=1kg 的物体产生
的加速度的力。
几点特性：（1）瞬时性：牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，力是加速度产生的根本原因，加速度与力
同时存在、同时变化、同时消失。
（2）矢量性：
是一个矢量方程，加速度
与力F 方向相同。
（3）独立性：物体受到几个力的作用，一个力产生的加速度只与此力有关，与其他力无关。
（4）同体性：指作用于物体上的力使该物体产生加速度。
要点二、力学单位制
1、基本物理量与基本单位
力学中的基本物理量共有三个，分别是质量、时间、长度；其单位分别是千克、秒、米；其表示的
符号分别是kg、s、m。
在物理学中，以质量、长度、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量共七个物理量
作为基本物理量。以它们的单位千克（kg）、米（m）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、坎
德拉（cd）、摩尔（mol）为基本单位。
2、 基本单位的选定原则
（1）基本单位必须具有较高的精确度，并且具有长期的稳定性与重复性。
（2）必须满足由最少的基本单位构成最多的导出单位。
（3）必须具备相互的独立性。
在力学单位制中选取米、千克、秒作为基本单位，其原因在于“米”是一个空间概念；“千克”是
一个表述质量的单位；而“秒”是一个时间概念。三者各自独立，不可替代。
【考向分析】
考向一、力、加速度、速度的关系
1、用平行于斜面的力F 拉着质量为m 的物体以速度
在光滑斜面上做匀速直线运动。若拉力逐渐减
小，则在此过程中，物体的运动可能是（ ）
A．加速度和速度都逐渐减小
B．加速度越来越大，速度先变小后变大
C．加速度越来越大，速度越来越小
D．加速度和速度都越来越大
考向二、牛顿运动定律分析瞬时加速度问题
1．（2017·上海·高考真题）如图，在匀强电场中，悬线一端固定于地面，另一端拉住一个带电小球，使
之处于静止状态．忽略空气阻力，当悬线断裂后，小球将做（ ）
A．曲线运动
B．匀速直线运动
C．匀加速直线运动
D．变加速直线运动
考向三、解决动力学的两大基本问题
1．（2020·浙江·高考真题）一个无风晴朗的冬日，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道匀变速下
滑，滑行54m 后进入水平雪道，继续滑行40.5m 后匀减速到零。已知小明和滑雪车的总质量为60kg，整
个滑行过程用时10.5s，斜直雪道倾角为37°
。求小明和滑雪车：
（1）滑行过程中的最大速度
的大小；
（2）在斜直雪道上滑行的时间
；
（3）在斜直雪道上受到的平均阻力
的大小。
考向四、解决皮带传动问题
1．（2011·福建·高考真题）如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率
运行。初速度大小为
的小
物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在
传送带上运动的
图像（以地面为参考系）如图乙所示。已知
＞
，则（ ）
A．
时刻，小物块离A 处的距离达到最大
B．
时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C．0~
时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D．0~
时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
考向五、“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验
1．（2020·浙江·高考真题）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图
乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：
（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M 的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到
的关系。
①实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f 间均有四个点未画出，则在打d 点时小车的速度
大小
（保留两位有效数字）；
②需要满足条件
的方案是 （选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作
图象时，把
作为F 值的是 （选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
【高考解题速通】
1．（2012·江苏·高考真题）将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成
正比。下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．（2013·浙江·高考真题）如图所示，水平板上有质量m=1.0kg 的物块，受到随时间t 变化的水平拉力F
作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小．取重力加速度g=10m/s2．下列判断正确的是
（ ）
A．5s 内拉力对物块做功为零
B．4s 末物块所受合力大小为4.0N
C．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4
D．6s～9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s2
3．（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（ ）
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
4．（2012·安徽·高考真题）如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a 沿斜面匀加速下滑，若在物块
上再施加一个竖直向下的恒力F，则（ ）
A．物块可能匀速下滑
B．物块仍以加速度a 匀加速下滑
C．物块将以大于a 的加速度匀加速下滑
D．物块将以小于a 的加速度匀加速下滑
5．（2010·海南·高考真题）如右图，水平地面上有一楔形物块a，其斜面上有一小物体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
A．绳的张力减小，b 对a 的正压力减小
B．绳的张力增加，斜面对b 的支持力增加
C．绳的张力减小，地面对a 的支持力增加
D．绳的张力增加，地面对a 的支持力减小
6．（2015·海南·高考真题）（多选）如图所示，物块a、b 和c 的质量相同，a 和b、b 和c 之间用完全相
同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a 上的细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，
将物块a 的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为△l1和△l2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间
A．a1=3g
B．a1=0
C．△l1=2
l
△2
D．△l1=
l
△2
7．（2020·海南·高考真题）（多选）如图，在倾角为
的光滑斜面上，有两个物块P 和Q，质量分别为
和
，用与斜面平行的轻质弹簧相连接，在沿斜面向上的恒力F 作用下，两物块一起向上做匀加速直
线运动，则（ ）
A．两物块一起运动的加速度大小为
B．弹簧的弹力大小为
C．若只增大
，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大
D．若只增大
，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大
8．（2014·四川·高考真题）（多选）如图所示，水平传送带以速度
匀速运动，小物体P、Q 由通过定滑
轮且不可伸长的轻绳相连，
时刻P 在传送带左端具有速度
，P 与定滑轮间的绳水平，
时刻P
离开传送带，不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长，正确描述小物体P 速度随时间变化的图象可能是（
）
A．
B．
C．
D．
9．（2024·云南·模拟预测）（多选）应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示
的模型，传送带始终保持
的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数
，A、B 间
的距离为2m，g 取
。旅客把行李（可视为质点）无初速度地放在A 处，则下列说法正确的是（
）
A．开始时行李的加速度大小为4
B．行李经过5.1s 到达B 处
C．行李到达B 处时速度大小为0.4
D．行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m
10．（2020·北京·高考真题）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：
（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1 所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过
钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，
一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条
件，下列正确的是： (选填选项前的字母)。
A．小车质量相同，钩码质量不同
B．小车质量不同，钩码质量相同
C． 小车质量不同，钩码质量不同
（2）某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度
与质量
的7 组实验数据，
如下表所示。在图2 所示的坐标纸上已经描好了6 组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出
图像 。
次数
1
2
3
4
5
6
7
0.62
0.56
0.48
0.40
0.32
0.24
0.15
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图3 中画出小车受力的示意图。
为了简化“力”的测量，下列说法正确的是： （选填选项前的字母）。
A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力
B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力
C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力
D．让小车的运动趋近与匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
11．（2014·新课标Ⅰ·高考真题）某同学利用图（a）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度
与钩码的质量
的对应关系图，如图（b）所示，实验中小车（含发射器）的质量为
，实验时选择
了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问
题：
（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 （填“线性”或“非线性”）的关系。
（2）由图（b）可知，
图线不经过远点，可能的原因是 。
（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并
直接以钩码所受重力
作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是 ，钩码的质量应满
足的条件是 。
12．（2021·湖南·高考真题）某实验小组利用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主
要实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量垫块厚度，示数如图（b）所示，
；
（2）接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；
（3）在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；
（4）在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数
和滑块对应的加速度
；
（5）在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表：
1
2
3
4
5
6
0.087
0.180
0.260
0.425
0.519
根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线 。
如果表中缺少的第4 组数据是正确的，其应该是
（保留三位有效数字）。
13．（2019·浙江·高考真题）（1）在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是( )
A．在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行
B．每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可
C． 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
D．描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些
（2）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条
细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物．小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的
细线和抬起来控制，如图1 所示．实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的
力．
请指出图2 中错误之处： ．
调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是x1和x2，则两车的加速度之比为 ．
14．（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
。
15．（2017·浙江·高考真题）在某段平直的铁路上，一列以324km/h 的速度高速行驶的列车某时刻开始匀
减速行驶，5min 后恰好停在某车站，并在该站停留4min，随后匀加速驶离车站，经8.1km 后恢复到原速
度324km/h.
（1）求列车减速时的加速度大小；
（2）若该列车总质量为8.0×105kg，所受阻力恒为车重的0.1，求列车驶离车站加速过程中牵引力的大小；
（3）求列车从开始减速到恢复原速度这段时间内的平均速度大小。
16．（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。
17．（2022·重庆·模拟预测）题图为地铁入口安检装置简易图，水平传送带AB 长度为l，传送带右端B 与
水平平台等高且平滑连接，物品探测区域长度为d，其右端与传送带右端B 重合。已知：传送带匀速运动
的速度大小为v，方向如图，物品（可视为质点）由A 端无初速度释放，加速到传送带速度一半时恰好进
入探测区域，最后匀速通过B 端进入平台并减速至0，各处的动摩擦因数均相同，空气阻力忽略不计，重
力加速度为g。求：
（1）物品与传送带间的动摩擦因数μ：
（2）物品运动的总时间t。
