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考点10 牛顿运动定律
（核心考点精讲精练）
1. 5 年真题考点分布
牛顿运动定律
2023·浙江卷6 月·T2
2023·浙江卷1 月·T5
2023·湖南卷·T10
2023·全国乙卷·T1
2023·海南卷·T3
2022·北京卷·T12
2022·江苏卷·T1
2021·北京卷·T13
2021·广东卷·T3
2020·浙江卷1 月·T2
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查：对牛顿运动定律的理解和应用。
【备考策略】
1.理解惯性的本质和牛顿第一定律的内容.
2.掌握牛顿第二定律的内容及公式.
3.理解牛顿第三定律的内容，并能区分作用力和反作用力与一对平衡力.
4.了解单位制，并知道七个基本单位．会用国际单位制检查结果表达式是否正确．
【命题预测】
要熟练掌握牛顿运动的内容，灵活运动牛顿运动定律解决实际问题。
1
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考向
1 牛顿第一定律
1.对牛顿第一定律的理解
（1）牛顿第一定律揭示了力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的
原因。
（2）牛顿第一定律提出了惯性的概念：一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。
（3）牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，不是实验定律，也不是牛顿第二定律的特例。
2．对惯性的理解
(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．
(2)物体的惯性总是以“保持原状”“反抗改变”两种形式表现出来．
(3)物体惯性的大小取决于质量，质量越大，惯性越大．
(4)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关．
3.惯性的两种表现形式
（1）物体不受力或所受合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态（静止或匀速直线运动）。
（2）物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。
（2023·浙江·统考高考真题）在足球运动中，足球入网如图所示，则（ ）
A．踢香蕉球时足球可视为质点
B．足球在飞行和触网时惯性不变
C．足球在飞行时受到脚的作用力和重力
D．触网时足球对网的力大于网对足球的力
【答案】 B
【解析】A．在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不可以把足球看作
质点，故A 错误；
B．惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B 正确；
C．足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽略空气阻力的情况下只受重力，故C 错误；
D．触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D 错误。
故选B。
2
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（2023·海南海口·统考模拟预测）下列有关力和运动，说法正确的是（ ）
A．把手中的铅球静止释放，铅球竖直下落是因为惯性
B．汽车的速度越大，刹车时越难停下来，说明速度越大惯性越大
C．牛顿第一定律也被叫作惯性定律
D．汽车紧急刹车时乘客向前倾，是因为乘客受到向前的惯性力
【答案】 C
【解析】A．把手中的铅球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球受到竖直向下的重力的缘故，故A 错
误；
B．惯性只与质量有关，与速度无关，故B 错误；
C．牛顿第一定律也被叫作惯性定律，故C 正确；
D．公共汽车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，这是由于乘客具有惯性；惯性不是力，不能说受到惯性力的
作用，故D 错误。
故选C。
考向
2 牛顿第二定律
1．对牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律的六个特性
因果性
F 是产生a 的原因
同一性
a、F、m 对应同一物体
a、F、m 统一使用国际单位制单位
独立性
每一个力都可以产生各自的加速度
矢量性
a 与F 方向相同
瞬时性
a 与F 对应同一时刻
局限性
只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子
物体的加速度必须是相对惯性系而言的
2．力和运动之间的关系
(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体就有加速度．
(2)a＝是加速度的定义式，a 与Δv、Δt 无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a .
∝
(3)合力与速度同向时，物体做加速直线运动；合力与速度反向时，物体做减速直线运动．
（多选）（2023·湖南·统考高考真题）如图，光滑水平地面上有一质量为
的小车在水平推力
的作用下
加速运动。车厢内有质量均为
的A、B 两小球，两球用轻杆相连，A 球靠在光滑左壁上，B 球处在车厢
水平底面上，且与底面的动摩擦因数为
，杆与竖直方向的夹角为
，杆与车厢始终保持相对静止假设最
大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
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A．若B 球受到的摩擦力为零，则
B．若推力
向左，且
，则
的最大值为
C．若推力
向左，且
，则
的最大值为
D．若推力
向右，且
，则
的范围为
【答案】 CD
【解析】A．设杆的弹力为
，对小球A：竖直方向受力平衡，则杆水平方向的分力与竖直方向的分力满
足
竖直方向
则
若B 球受到的摩擦力为零，对B 根据牛顿第二定律可得
可得
对小球A、B 和小车整体根据牛顿第二定律
A 错误；
B．若推力
向左，根据牛顿第二定律可知加速度向左，小球A 所受向左的合力的最大值为
对小球B，由于
，小球B 受到向左的合力
则对小球A，根据牛顿第二定律可得
对系统整体根据牛顿第二定律
4
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解得
B 错误；
C．若推力
向左，根据牛顿第二定律可知加速度向左，小球A 向左方向的加速度由杆对小球A 的水平分
力提供，小球A 所受向左的合力的最大值为
小球B 所受向左的合力的最大值
由于
可知
则对小球B，根据牛顿第二定律
对系统根据牛顿第二定律
联立可得
的最大值为
C 正确；
D．若推力
向右，根据牛顿第二定律可知系统整体加速度向右，由于小球A 可以受到左壁向右的支持力，
理论上向右的合力可以无限大，因此只需要讨论小球B 即可，当小球B 所受的摩擦力向左时，小球B 向右
的合力最小，此时
当小球所受摩擦力向右时，小球B 向右的合力最大，此时
对小球B 根据牛顿第二定律
对系统根据牛顿第二定律
代入小球B 所受合力分范围可得
的范围为
D 正确。
故选CD。
（2023·浙江·高考真题）如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小石子从O 点抛出沿轨迹
运动，其
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中P 是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度大小（ ）
A．O 点最大
B．P 点最大
C．Q 点最大
D．整个运动过程保持不变
【答案】 A
【解析】由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，小石子在O 点时速度斜向上方，此时速度最大，空气
阻力斜向下方最大，上升过程与竖直方向夹角最小，故此时空气阻力分解在竖直方向最大，根据牛顿第二
定律可知此时竖直方向分运动的加速度最大。
故选A。
考向
3 牛顿第三定律
1．相互作用力的特点
(1)三同
(2)三异
(3)二无关
2.平衡力与作用力、反作用力的比较
平衡力
作用力与反作用力
相同点
大小相等，方向相反，作用在同一条直线上
不
同
点
作用对象
同一个物体
两个相互作用的不同物体
作用时间
不一定同时产生、同时消失
一定同时产生、同时消失
力的性质
不一定相同
一定相同
作用效果
可相互抵消
不可抵消
3.应用牛顿第三定律转换研究对象
如果不能直接求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力，如求压力时可先求支持力。在许多问题中，
摩擦力的求解亦是如此。利用牛顿第三定律转换研究对象，可以使我们分析问题的思路更灵活、更开阔。
（2023·海南·统考高考真题）如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是（ ）
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A．工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C．重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小
D．重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变
【答案】 B
【解析】AB．对人受力分析有
则有
FN＋FT= mg
其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，A 错误、B 正确；
CD．对滑轮做受力分析有
则有
则随着重物缓慢拉起过程，θ 逐渐增大，则FT逐渐增大，CD 错误。
故选B。
（2020·浙江·高考真题）如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为
，儿子
对父亲的力记为
，则（ ）
A．
B．
和
大小相等
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C．
先于
产生
D．
后于
产生
【答案】 B
【解析】父亲对儿子的力
和儿子对父亲的力
是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两个力等大
反向，同生同灭，故B 正确，ACD 错误。
故选B．
【基础过关】
1 ．（2023 春· 江苏扬州· 高三扬州中学校考阶段练习）已知光速
，引力常量
，普朗克常量
，用这三个物理量表示普朗克长度（量子力学中
最小可测长度），其表达式可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】 B
【解析】根据运算单位
根据量纲，普朗克长度表达式可能是
。
故选B。
2．（2023·浙江金华·统考三模）“倒立”可以利用地球引力对人体进行牵引和拉伸，可以帮助青少年保持
良好体形，有助于增高，促进大脑发育，提高记忆力。照片展示的是义乌某中学一位学生在宿舍中练习
“靠墙倒立”的情景，宿舍的地面水平粗糙，墙面光滑竖直。针对照片下列同学的分析判断中正确的是（
）
A．地面对人的作用力与人对地面的压力是一对相互作用力
B．墙面对人的作用力和人对墙面的作用力是一对平衡力
C．人对地面的压力是因为地面发生形变产生的
D．人体的重心位置可能在身体的外部
【答案】 D
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【解析】A．在竖直方向上，对人研究，人受到重力、地面对人的作用力和墙对人的摩擦力，故地面对人
的作用力与人对地面的压力随作用在两个物体上，但大小不相等，故A 错误；
B．墙面对人的作用力受力物体为人，人对墙面的作用力受力物体为墙，故不符合平衡力的条件，故B 错
误；
C．人对地面的压力是因为人手发生形变产生的，故C 错误；
D．重心为物体各部分所受重力作用的集中点，重心的位置与物体的质量分布和几何形状均有关，故由图
可知，人体的重心位置可能在身体的外部，故D 正确。
故选D。
3．（2023·广东深圳·深圳中学校考三模）舞蹈《只此青绿》表演中，需要舞者两脚前后分开，以胯部为轴，
上半身缓慢后躺，与地面近乎平行，在舞考缓慢后躺的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．舞者对地面的压力就是舞者的重力
B．地面对舞者的支持力和舞者的重力是一对平衡力
C．舞者受到地面的摩擦力向前
D．舞者处于失重状态
【答案】 B
【解析】A．舞者缓慢后躺，始终处于平衡状态，则舞者所受的支持力大小始终等于舞者的重力大小，而
舞者对地面的压力和地面对舞者的支持力是一对作用力与反作用力，故舞者对地面的压力大小等于舞者的
重力大小，故A 错误；
B．地面对舞者的支持力和舞者的重力二者大小相等，方向相反，作用在不同物体上，作用在同一直线上，
故是一对平衡力，故B 正确；
CD．舞者缓慢后躺，始终处于平衡状态，重力大小和支持力大小相等，不是失重状态，且水平方向上不受
摩擦力，故CD 错误。
故选B。
4．（2023·湖南邵阳·统考模拟预测）如图所示，人站在地板水平的电梯内的台秤上， 人与电梯相对静止一
起运动，如果人对台秤的压力大小为F1，台秤对人的支持力大小为F2，人受到的重力大小为G，则下列说
法正确的是（ ）
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A．当电梯加速上升时，F1小于G
B．当电梯减速上升时，F1小于F2
C．F1和F2是一对平衡力
D．F1和F2不能求合力
【答案】 D
【解析】A．当电梯加速上升时，加速度向上，人超重，则F1大于G，选项A 错误；
BCD．因F1与F2是一对相互作用力，则无论电梯如何运动，F1与F2大小总相等，因两者作用在两个物体
上，则F1和F2不能求合力，选项BC 错误，D 正确。
故选D。
5．（2023·湖南衡阳·衡阳市八中校考模拟预测）质量为1kg 的物体在光滑水平面内受到一个大小为4N 的
水平力的作用，则这个物体的加速度大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】 B
【解析】根据牛顿第二定律可得
解得物体的加速度大小为
故选B。
6．（2023·江西·校联考模拟预测）如图，无人机下面吊着一桶水奔赴火场灭火，当无人机和水桶以某一加
速度沿水平方向匀加速向前飞行时，悬吊水桶的绳子与水平方向的夹角为37°，
，
重力加速度为g，不计一切阻力，此时无人机的加速度大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】 C
【解析】设悬吊水桶的绳子拉力为FT，根据平衡条件得
根据牛顿第二定律得
解得
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故选C。
【能力提升】
7．（2023 秋·天津红桥·高三统考期末）下列说法正确的是（ ）
A．运动的越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动的越快，惯性越大
B．小球在做自由落体运动时，惯性就不存在了
C．物体的惯性只和质量有关，质量大惯性大，质量小惯性小
D．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力
【答案】 C
【解析】ABC．物体的惯性只和质量有关，与物体的运动状态无关；质量大惯性大，质量小惯性小，汽车
运动的快慢不会改变汽车的惯性，小球做自由落体运动时，惯性不变，故AB 错误，C 正确；
D．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，不是因为物体仍受到一个向上的推力，而是因为惯性，故
D 错误。
故选C。
8．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）2023 年5 月6 日，哈三中举行春季趣味运动会。趣味
比赛“毛毛虫竞速”锻炼体能的同时，考验班级的团队协作能力。某班级在比赛中六位同学齐心协力，默
契配合，发令后瞬间加速度达到
。已知“毛毛虫”道具重10kg，重力加速度g 的大小取10m/s2。则
在发令后瞬间平均每位同学对道具的作用力约为（ ）
A．17N
B．20N
C．24N
D．33N
【答案】 C
【解析】对“毛毛虫”道具受力分析，受到向下的重力，左斜上的拉力，两个力的合力为水平向左，所以
根据力的矢量叠加可得
所以平均每位同学对道具的作用力约为
故选C。
9．（2023 秋·湖南长沙·高三湖南师大附中校考开学考试）如图甲竖直弹簧固定在水平地面上，一质量为m
可视为质点的铁球从距弹簧上端h 的O 点静止释放，以O 点（即坐标原点）开始计时，铁球所受的弹力F
的大小随铁球下落的位置坐标x 的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度取g。下列结论正确
的是（ ）
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A．弹簧弹性势能最大值为mg(h＋2x0)
B．铁球运动过程中最大动能
C．当x = h 时小球重力势能与弹簧弹性势能之和最小
D．铁球压缩弹簧过程中重力做功功率逐渐增大
【答案】 B
【解析】C．根据图乙可知，当x = h＋x0时，小球的重力跟弹簧弹力平衡，此时小球速度最大，动能最多，
所以系统的势能最少，故C 错误；
D．小球刚接触弹簧的一段时间内，重力大于弹簧弹力，小球加速下降，重力做功功率逐渐增大，重力与
弹簧弹力平衡后，由于惯性小球继续向下运动，由于弹簧弹力大于重力，则小球减速下降，重力做功功率
逐渐减小，故D 错误；
A．由图像可知，h＋x0为平衡位置，此时弹簧的压缩量为x0。假如小球刚接触弹簧时没有速度，根据简谐
运动的对称性可知，弹簧的最大压缩量为2x0，而实际上小球刚接触弹簧时有向下的速度，可知，弹簧的最
大压缩量大于2x0，小球到达最低点的坐标大于h＋2x0，所以弹簧弹性势能的最大值大于mg(h＋2x0)，故A
错误；
B．根据动能定理
可得
故B 正确。
故选D。
10．（2023·浙江·模拟预测）航天员在舱外机械臂上，一手拿小钢球，一手拿羽毛，双手用同样的力作用
相同的一小段时间后，向同一方向扔出，预定目标为扔出正前方的两米处，谁先抵达？对此，你的理解是
（ ）
A．小钢球先到达，因为小钢球的惯性比羽毛大
B．羽毛先到达，因为离开手之后羽毛的速度大
C．不能到达，因为在舱外小钢球和羽毛没有惯性
D．同时到达，因为没有阻力影响，轻、重物体运动一样快
【答案】 B
【解析】ABD．由于用相同的力作用相同的一段时间，人对物体的冲量相同，由动量定理
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可知质量与速度成反比，故质量小的羽毛获得的速度大，舱外没有空气，离开手以后，在飞行过程中小钢
球和羽毛的运动都可看作匀速直线运动，故羽毛先到达正前方两米处，AD 错误，B 正确；
C．惯性是物体本身固有的属性，在任何状态下都具有惯性，C 错误。
故选B。
11．（2023 秋·江苏南京·高三南京师范大学附属中学江宁分校校联考期末）如图所示，质量均为m 的木块
A 和B 用一劲度系数为k 的轻弹簧相连，竖直放置在光滑的水平面上，木块A 上放有质量为2m 的木块C，
三者均处于静止状态，现将木块C 迅速移开，若重力加速度为g。则下列说法中正确的是（ ）
A．木块B 一定能离开地面向上运动
B．木块C 移开的瞬间，地面对木块B 的支持力为3mg
C．木块A 向上运动的距离为
时，A 的动量最大
D．木块C 移开的瞬间，木块A 的加速度大小为2g
【答案】 D
【解析】B．在木块C 被移开前，以ABC 整体为对象，进行受力分析可知，地面对B 的支持力为4mg，木
块C 移开的瞬间，弹簧的弹力不变，地面对B 的支持力保持不变，所以木块C 移开的瞬间，地面对木块B
的支持力为4mg，故B 错误；
C．当A 所受合力为0 时，A 的速度最大，动量最大。当木块C 被移开前，弹簧的形变量为
当A 所受合力为0 时，弹簧的形变量为
木块A 向上运动的距离为
所以木块A 向上运动的距离为
时，A 的动量最大，故C 错误；
D．在木块C 被移开前，对A 进行受力分析，可知A 受到C 的压力、弹簧的支持力和重力，弹簧的支持力
和重力的合力大小等于C 的重力大小，当木块C 移开的瞬间，弹簧的支持力和重力的合力保持不变，所以
A 受到的合力大小等于C 的重力大小，根据牛顿第二定律可知
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故D 正确；
A．由C 项分析和对称性可知，木块A 可以继续上升的高度为Δx，此时弹簧的伸长量为
此时弹簧的弹力为
可知木块B 刚好与地面的弹力刚好为0，但不可能离开地面向上运动，故A 错误。
故选D。
12．（多选）（2023·宁夏银川·银川一中校考模拟预测）滑梯如图1 所示，为了研究方便，可将其简化为
图2。已知滑梯和裤料之间的动摩擦因数为
，某学生质量为m，重力加速度为g，滑梯与水平地面之间的
夹角为
。下列说法中正确的是（ ）
A．学生对滑梯的压力和滑梯对学生的支持力是一对作用力与反作用力
B．学生沿滑梯加速下滑时受力平衡
C．下滑过程中，学生受到的合力大小为
D．下滑过程中，学生受到的摩擦力大小为
【答案】 AD
【解析】A．学生对滑梯的压力和滑梯对学生的支持力是一对作用力与反作用力，故A 正确；
B．学生沿滑梯加速下滑时具有沿滑梯向下的加速度，受力不平衡，故B 错误；
CD．下滑过程中，学生受到的摩擦力大小为
学生受到的合力大小为
故C 错误，D 正确。
故选AD。
13．（多选）（2023·广东·模拟预测）如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力，当手拉木
板从木块下加速抽出时，弹簧测力计的示数为f，由此可知（ ）
A．木板与桌面间的滑动摩擦力等于f
B．木块与木板间的滑动摩擦力等于f
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C．绳子对木板的拉力大于f
D．人手对绳子的拉力大于绳子对人手拉力
【答案】 BC
【解析】AB．由于木块静止，根据平衡条件可知，木块水平方向所受木板对它的滑动摩擦力等于弹簧的弹
力f，故B 正确，A 错误；
D．人手对绳子的拉力与绳子对人手拉力是一对相互作用力，大小相等，故D 错误；
C．手拉木板从木块下加速抽出，由牛顿第二定律可知，绳子对木板的拉力大于木块对木板的滑动摩擦力，
根据牛顿第三定律知木块对木板的摩擦力等于木板对木块的摩擦力，木块所受滑动摩擦力又等于弹簧的弹
力f，所以可推知绳子的拉力一定大于弹簧测力计的示数f，故C 正确。
故选BC。
14．（多选）（2023 春·河南·高三统考期末）如图甲所示，蹦床是一项有趣且具有挑战性的竞技体育运动，
深受广大青少年喜爱。图乙是运动员到达最高点O 后，竖直下落到A 点接触蹦床，接着运动到最低点C 点
的情景，其中B 点为运动员静止在蹦床上时的位置，不计空气阻力，运动员可看成质点。下列说法正确的
是（ ）
A．由于运动员在最高点时处于失重状态，所以其惯性减小
B．运动员在B 点静止时，他的重力与他对蹦床的压力是一对平衡力
C．运动员从接触蹦床到最低点的过程中，运动员的加速度先减小后增大
D．在C 点时，运动员的加速度最大，且一定大于重力加速度
【答案】 CD
【解析】A．运动员在最高点时处于失重状态，但质量不变，故惯性保持不变，故A 错误；
B．运动员静止在蹦床上时，他的重力与他对蹦床的压力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故B 错
误；
C．运动员从接触蹦床到最低点的过程中，蹦床的弹力随着压缩量的增大而增大，以运动员为研究对象，
开始阶段弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，运动员做加速运动，合力减小；当弹力大于重
力后，合力竖直向上，运动员做减速运动，合力增大，由牛顿第二定律可知，运动员的加速度先减小后增
大，故C 正确；
D．由对称性可知，假设运动员从A 点由静止下落，则此时加速度为g 方向向下，则到达最低点C＇时速
度为零，此时加速度为g 方向向上；而当运动员从O 点下落时，到达A 点的速度不为零，则此时运动员下
降到C 点时位置比C＇偏下，则此时加速度一定大于重力加速度，故D 正确。
故选CD。
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15．（2023·北京·高三专题练习）滑雪是人们喜爱的一项冬季户外运动．如图所示，一位滑雪者，人与装
备的总质量为
，沿着倾角
的平直山坡直线滑下，当速度达到
时他收起雪杖自由下滑，在
此后
的时间内滑下的路程为
。将这
内滑雪者的运动看作匀加速直线运动，g 取
．求这
内
（1）滑雪者的加速度大小a；
（2）滑雪者受到的阻力大小F；
（3）滑雪者损失的机械能
。
【答案】 （1）
；（2）
；（3）
【解析】（1）滑雪者做匀加速直线运动，则由位移与时间的关系式可得
解得
（2）根据牛顿第二定律，有
解得
（3）滑雪者损失的机械能
16．（2023·甘肃甘南·校考二模）如图，用AB、BC 两根细绳把质量为m=1kg 的小球悬挂于车内，当小车
向右做水平匀速直线运动时，AB 绳与竖直方向的夹角为α=37°，BC 绳与竖直方向的夹角为β=53°，求：
（重力加速度g 取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin53°=0.8，cos53°=0.6）
（1）AB、BC 中的张力大小。
（2）当小车以a=8 m/s2的加速度向右水平行驶时，AB、BC 中的张力大小。
【答案】 （1）
，
；（2）
，
【解析】（1）根据牛顿第二定律有
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解得
（2）根据牛顿第二定律有
解得
由
可知小车以a=8 m/s2的加速度向右水平行驶时，小球飘起，
，设小球飘起时AB 绳与竖直
方向的夹角为
，根据牛顿第二定律有
解得
【真题感知】
17．（2021·广东·高考真题）唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大
小相等的拉力F 通过耕索分别拉两种犁，F 与竖直方向的夹角分别为
和
，
，如图所示，忽略耕
索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（ ）
A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
【答案】 B
【解析】A．将拉力F 正交分解如下图所示
则在x 方向可得出
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Fx 曲 = Fsinα
Fx 直 = Fsinβ
在y 方向可得出
Fy 曲 = Fcosα
Fy 直 = Fcosβ
由题知α < β 则
sinα < sinβ
cosα > cosβ
则可得到
Fx 曲 < Fx 直
Fy 曲 > Fy 直
A 错误、B 正确；
CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀
速，则CD 错误。
故选B。
18．（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
【解析】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。
19．（2023·全国·统考高考真题）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
【解析】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，
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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。
20．（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
【答案】 A
【解析】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
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a =
(x > 0.2)或a =
(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。
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