文档文本内容
第08 讲 牛顿运动定律的应用（专项训练）
目 录
研判·考情前瞻.....................................................................................................错误: 引用
未
到
源
找
巩固·知识解构...................................................................................................................................... 2
知识点1 动力学两类基本问题
...........................................................................................
2
知识点2 超重与失重
..........................................................................................................
3
知识点3 等时圆模型
..........................................................................................................
3
模拟·基础演练......................................................................................................................................4
题型01 已知受力情况求运动情况...................................................................................4
题型02 已知运动情况求受力情况...................................................................................6
题型03 生活中的超重与失重..........................................................................................8
题型04 与超重与失重有关的图像问题...........................................................................9
题型05 等时圆模型的应用...........................................................................................12
重难·创新演练................................................................................................................................... 13
真题·实战演练................................................................................................................................... 19
研判·考情前瞻
核心考点
2026 年
2025 年
2024 年
动力学两类问题
河北卷第14 题
超重与失重
云南卷第2 题
安徽卷实验题第11 题
等时圆
考情分析
题型与考向：
高考对这部分多以选择题或计算题的形式进行考查，难度适中.以实际生活
中的例子作为试题背景，考查对牛顿第二定律的理解与应用，有时以创新
实验考查超重与失重相关概念与运算。
情境与立意：
1.生活实践类：骑行、滑沙，日常生活，交通运输，体育运动(如跑步滑
行、体操、跳水、攀岩等)；
2.学习探究类生活的超重与失重（如升降机等）。
复习目标
1.掌握动力学两类基本问题的求解方法。
2.知道生活中的超重与失重、以及会解决相关的图像问题。
3.理解三类“等时圆”模型，并能解决实际问题。
巩固·知识解构
知识点1 两类动力学问题
1．动力学的两类基本问题
(1)已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；
(2)已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。
2．解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图：
知识点2 超重与失重
1．实重与视重
(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关。
(2)视重
当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的
①
示数称为视重。
视重大小等于弹簧测力计所受物体的
②
拉力或台秤所受物体的压力。
2．超重、失重和完全失重的比较
超重现象
失重现象
完全失重现象
概念
物体对支持物的压力(或对悬
挂物的拉力)大于物体所受重
物体对支持物的压力(或对
悬挂物的拉力)小于物体所
物体对支持物(或悬挂物)完全
没有作用力的现象
✨
分
得
速记
：
动力学的两类基本问题的解题步骤
力的现象
受重力的现象
产生条件
物体的加速度方向竖直向上
物体的加速度方向竖直向下
物体的加速度方向竖直向
下，大小等于
g
原理方程
F－mg＝ma
F＝m(g＋a)
mg－F＝ma
F＝m(g－a)
mg－F＝ma
a＝g
F＝0
运动状态
加速上升或减速下降
加速下降或减速上升
以a＝g 加速下降或减速上
升
✨
分
得
速记
：
超重与失重的判断方法：物体具有向上的加速度（或分加速度）则处于超重状态，物体具有向下的加
速度（或分加速度）则处于失重状态，与物体的速度方向无关。
知识点3 等时圆模型
1．“等时圆”模型
所谓“等时圆”就是物体沿着位于同一竖直圆上的所有光滑细杆由静止下滑，到达圆周的最低点(或从最高
点到达同一圆周上各点)的时间相等，都等于物体沿直径做自由落体运动所用的时间。
2．模型的三种情况
(1)物体从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等，如图甲所示。
(2)物体从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所示。
(3)两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，物体沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间
相等，如图丙所示。
模拟·基础演练
考查重点：动力学两类问题，受力分析与运动分析相结合解决具体问题，超重和失重在实际问题中
的应用，等时圆模型。题型以选择、计算为主，夯实受力分析与运动分析，培养解决实际问题的能
力。注重二级结论的理解与应用，提高解题速度。
⏳题型01 已知受力情况求运动情况
1．（2025·安徽滁州·高三期末）如图所示，质量为1kg 的物块静止在光滑水平地面上，在水平向右的恒力
的作用下开始运动，依次通过 A、B、C、D 四个位置。已知
、
，且通过AB 段
和CD 段的时间均为1s，则通过BC 段的时间为（ ）
A．1s
B．2s
C．3s
D．4s
【答案】B
【详解】由题意可知，小物块从静止开始做匀加速直线运动，
设物块经过A 点时的速度为
，由物块由A 到B 过程有：
代入相关数据可得：
故物块到达B 点时的速度
设物块经过C 点时的速度为
，由物块由C 到D 过程有：
代入相关数据可得：
故物块由B 到C 的时间
故选B。
2．（2026·陕西咸阳·一模）图示为索道输运货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，质量
为
的重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.20。当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保
持相对静止状态，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15 倍，重力加速度
取
，那么这时
重物对车厢地板的摩擦力大小以及车厢的加速度大小分别为（ ）
A．0.35mg，2m/s2
B．0.30mg，2m/s2
C．0.25mg，2.5m/s2
D．0.20mg，2.5m/s2
【答案】D
【详解】由于重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15 倍，根据牛顿第三定律可得地板对重物的支
持力为
设重物的加速度为
，在竖直方向的加速度为
，在水平方向的加速度为
，则
根据牛顿第二定律在竖直方向上有
解得
根据牛顿第二定律在水平方向上有
解得
故选D。
3．▶新
情境
◀（2026·安徽合肥·模拟预测）图甲是某种运送货物的特殊直线传送装置。图乙为该装置直线
段部分简化图，由传送带和固定挡板两部分组成。固定挡板与传送带上表面垂直，固定挡板相对地不动。
传送带上表面与水平面的夹角
，传送速度恒为
，长
。工作人员将长方体货物
（计算位移时可视为质点）从图乙传送带的左端由静止释放，到右端后被取走。货物在传送带上运动时的
剖面图如图丙所示。已知货物与传送带间的动摩擦因数为
，其侧面与挡板
间的动摩擦因数为
，货物质量
，重力加速度
，
，
，不计空气阻力。则货物
运动过程中下列说法正确的是（ ）
A．加速运动时的加速度
B．在传送带上运动的时间
C．到达右端的速度为
D．整个过程摩擦生热
【答案】D
【详解】A．如图所示，对货物
，
代入数据解得
，
货物与传送带间的摩擦力
，与运动方向相同
货物与挡板间的摩擦力
，与运动方向相反
对货物有
代入数据解得
,故A 错误；
BC．经
与传送带共速
此时间内货物的位移
后随传送带一起匀速运动的时间
在传送带上运动的时间
，故BC 错误；
D．前2s 内，传送带的位移
传送带与货物的相对位移为
货物与传送带间的摩擦生热
货物与挡板间的摩擦生热
故整个过程摩擦生热
，故D 正确。
故选D。
⏳题型02 已知运动情况求受力情况
4．（2026 山东泰安·三模）如图所示，倾角为
的足够长斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一
初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向下运动的时间是向上运动的
时间的
倍，则它与斜面间的动摩擦因数为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】因上滑与下滑两个单程的位移相等，上滑过程用可逆法看作初速度为零的匀加速直线运动，故上
滑过程由牛顿第二定律
解得
下滑过程由牛顿第二定律
解得
由
解得
故选D。
5．（25-26 高三上·安徽池州·阶段检测）商场甲乙两位工作人员拉着质量为
的相同木箱沿水平地
面运动。若甲用F=50N 的水平力拉木箱A，木箱A 恰好做7m/s 的匀速直线运动；乙开始用F1=150N、与
水平方向成53°斜向上的拉力作用于静止的木箱B 上，此时甲路过乙的身旁，两人同向运动，已知
，
，重力加速度g 取10m/s2，求：
(1)木箱与地面之间的动摩擦因数μ；
(2)木箱B 所受的合外力；
(3)乙落后甲的最大距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）对木箱A，根据平衡条件可得
解得
（2）对木箱B，在水平方向
其中，在水平方向
联立，解得
（3）对木箱B，根据牛顿第二定律
解得，B 的加速度大小为
即A 做速度为
的匀速直线运动，B 做加速度为
从静止开始的匀加速直线运动，当A、
B 共速时甲乙的距离最大，此过程所用时间为
甲和A 运动的距离为
乙和B 运动的距离为
则乙落后甲的最大距离为
⏳题型03 生活中的超重与失重
6．自由式滑雪大跳台比赛中比赛场地可简化为如图所示的助滑区、弧形过渡区、着陆区、减速区等组成。
若将运动员看作质点，且忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员在助滑区加速下滑时处于超重状态
B．运动员在跳离弧形过渡区至着陆区之前的过程中处于完全失重状态
C．运动员在弧形过渡区运动过程中处于失重状态
D．运动员在减速区减速过程中处于失重状态
【答案】B
【详解】运动员在助滑区加速下滑时，加速度沿斜面向下，加速度在竖直方向的分加速度为竖直向下，处
于失重状态，A 错误；忽略空气阻力，运动员在跳离弧形过渡区至着陆区之前，在空中只受到竖直向下的
重力作用，加速度为竖直向下的重力加速度，处于完全失重状态，B 正确；运动员在弧形过渡区做圆周运
动，加速度有竖直向上的分量，处于超重状态，C 错误；运动员在减速区减速过程中，减速下降，竖直方
向的分加速度竖直向上，处于超重状态，D 错误。
7．在竖直方向运动的电梯地板上放置一台秤，将物体放在台秤上。电梯静止时台秤示数为FN，在电梯运
动的某段过程中，台秤示数大于FN。在此过程中（ ）
A．物体受到的重力增大
B．物体处于失重状态
C．电梯可能正在加速下降
D．电梯可能正在加速上升
【答案】D
【详解】物体的视重变大，但是受到的重力没变，A 错误；物体对台秤的压力变大，可知物体处于超重状
态，B 错误；物体处于超重状态，则加速度向上，电梯可能正在加速上升或者减速下降，C 错误，D 正确。
8．如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮
相连，m1＞m2。现剪断Q 下端的细绳，在P 下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断Q 下端
的细绳前的示数相比将（ ）
A．变大
B．变小
C．不变
D．先变小后变大
【答案】B
【详解】剪断Q 下端的细绳后，因m1>m2，P 加速下降，Q 加速上升，但对P、Q 以及滑轮和箱子组成的系
统，整体有向下的加速度，处于失重状态，故台秤的示数与未剪断细绳前的示数相比减小了，B 正确。
⏳题型04 与超重与失重有关的图像问题
9．（25-26 高三上·安徽六安·阶段检测）某同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电
梯升降过程中的情况，如图所示的
图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况（向
上为正方向）。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）
A．
内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态
B．
内，该同学对电梯地板的压力小于他所受的重力
C．
内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态
D．
内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态
【答案】D
【详解】A．
内，观光电梯在加速上升，加速度方向向上，该同学处于超重状态，故A 错误；
B．
内，观光电梯匀速上升，该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力，故B 错误；
C．
内，观光电梯在减速上升，加速度方向向下，该同学处于失重状态，故C 错误；
D．
内，观光电梯在加速下降，加速度方向向下，该同学处于失重状态，故D 正确。
故选D。
10．▶新考法◀（2025·四川南充·二模）phyphox 是一款可以让手机充当一个真实物理实验工具的手机软件，
中文名为手机实验工坊。某同学打开手机中phyphox 的加速度传感器，用手掌托着手机把手机竖直向上抛
出，又迅速在抛出点接住手机，得到手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示（以竖直向上为
正方向），则（ ）
A．
时刻手机离开手掌
B．
手机先超重后失重
C．
手机的机械能一直增大
D．
手掌对手机的支持力始终大于手机对手掌的压力
【答案】C
【详解】A．由题图可知，
时间内手机没有离开手掌，速度向上，加速度向上，手机一直在向上加速，
A 错误；
B．
时间内加速度向上，手机一直处在超重状态，B 错误；
C．
时间内，手机的加速度先向上再向下，
时刻手机加速度刚好向下增大到等于重力加速度，所以
手即将脱离手机，故
时间内，手对手机的支持力一直做正功，手机机械能一直增大，C 正确；
D．手掌对手机的支持力和手机对手掌的压力是一对相互作用力，大小始终相等，D 错误。
故选C。
11．（2025·安徽淮北·二模）如图甲所示，某物理兴趣小组利用低成本实验材料制作了一个便携力学传感
器，能实时显示压力F—时间t 图像，并能够进行数据分析。研究小组使用它在课堂上模拟电梯的上升和
下降过程，把砝码水平放置在传感器上面，拉住细绳使传感器从静止开始，在竖直方向上运动。一段时间
后得到的
图像如下图乙所示，从图像上选取的点的力学数据如下表1 所示，重力加速度g 取
。
表1
点
A
B
C
E
F
G
H
I
力/N
0.50
0.81
0.21
0.03
0.15
0.74
0.08
0.98
请你分析以上图像和表格信息，回答下列问题：
(1)该小组使用的钩码质量为______
A．0.5g
B．5g
C．50g
D．500g
(2)在A 至I 点中，钩码处于失重状态且加速度小于
的点有______
(3)从D 点到E 点，钩码的加速度变化情况是______
A．先向上减小 后向下减小
B．先向上减小 后向下增大
C．先向下增大 后向下增大
D．先向上增大 后向下减小
【答案】(1)C (2)C (3)B
【详解】（1）由图乙可知
得
故选C。
（2）钩码处于失重状态时，
由牛顿第二定律
得
当
时，
故有
在A 至I 点中，钩码处于失重状态且加速度小于
的点只有C 点符合。
故选C。
（3）从D 点到E 点，由
图像可知
先大于重力
逐渐减小过程中
加速度向上减小；
当
小于重力
再继续逐渐减小过程中
加速度向下增大。
故选C。
⏳题型05 等时圆模型的应用
12．如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M 点，与竖直墙相切于A 点。竖直墙
上另一点B 与M 的连线和水平面的夹角为60°，C 是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻a、b 两球分别由
A、B 两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM 运动到M 点；c 球由C 点自由下落到M 点。则（ ）
A．a 球最先到达M 点
B．b 球最先到达M 点
C．c 球最先到达M 点
D．b 球和c 球都可能最先到达M 点
【答案】C
【详解】由等时圆模型知，a 球运动时间小于b 球运动时间，a 球运动时间和沿过CM 的直径的自由下落时
间相等，所以从C 点自由下落到M 点的c 球运动时间最短，故C 正确。
13．(多选)如图所示，MA、MB、NA 是竖直面内三根固定的光滑细杆，M、N、A、B、C 位于同一圆周上，
C、A 两点分别为圆周的最高点和最低点，O 点为圆心。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，3 个滑
环分别从M 点和N 点无初速度释放，t1、t2依次表示滑环从M 点到达B 点和A 点所用的时间，t3表示滑环
从N 点到达A 点所用的时间，则（ ）
A．t1＝t2
B．t1>t2
C．t2＝t3
D．t2<t3
【答案】BC
【详解】如图所示，设MA 与竖直方向的夹角为α，圆周的直径为d，根据牛顿第二定律得mgcos α＝ma，
滑环的加速度为a＝gcos α，滑杆的长度为s＝dcos α，根据s＝at2得t＝＝，可见，时间t 与α 无关，故有
t2＝t3，以M 点为最高点，取合适的竖直直径作圆，从M 点滑到A、D 时间相同，则从M 点滑到B 点时间
大于滑到A 点时间，即t1>t2，故B、C 正确。
14．如图所示，倾角为θ 的斜面固定在水平地面上，在与斜面共面的平面上方A 点伸出三根光滑轻质细杆
至斜面上B、C、D 三点，其中AC 与斜面垂直，且∠BAC＝∠DAC＝θ(θ<45°)，现有三个质量均为m 的小圆
环(看作质点)分别套在三根细杆上，依次从A 点由静止滑下，滑到斜面上B、C、D 三点所用时间分别为
tB、tC、tD，下列说法正确的是（ ）
A．tB>tC>tD
B．tB＝tC<tD
C．tB<tC<tD
D．tB<tC＝tD
【答案】B
【详解】由于∠BAC＝θ，则可以判断出AB 竖直向下，以AB 为直径作圆，则必过C 点，如图所示，圆环
在杆AC 上运动过程，由牛顿第二定律及运动学公式可得mgcos θ＝ma，2Rcos θ＝at，联立解得tC＝，可
见从A 点出发，到达圆周各点所用的时间相等，与细杆的长短、倾角无关，则tB＝tC＝tE<tD，故B 正确。
重难·创新演练
设题创新:航天、车辆、体育运动、无人机等现实素材包装;
学科融合:融合体育、航天、交通素材，结合生活、科技命题，依托跨学科情境考查力与运动关系，
结合图像分析解决实际问题。
1．（2026·吉林·模拟预测）如图所示，冰雪运动训练场水平直道上交替铺设长度
的制动区和长度
的光滑区。滑雪运动员从第一个制动区的左端以
的初速度开始向右滑行。制动区与雪板间动
摩擦因数为0.5，重力加速度g 取
，运动员在第几个减速区停下（ ）
A．4
B．3
C．2
D．1
【答案】B
【详解】运动员在制动区受到滑动摩擦力作用做匀减速运动，根据牛顿第二定律，加速度大小
设运动员在制动区滑行的总路程为
时速度减为零，根据运动学公式
解得
因为每个制动区长度
，且
，说明运动员滑过前两个制动区后，还需要在第三个制动区滑
行
才能停下，光滑区不改变速度大小。
故选B。
2．如甲图，某同学站在电梯内的水平地板上，随电梯下楼过程的速度时间关系如图乙。该同学的质量为
，重力加速度
，该同学在下楼过程中对地板的最大压力为（ ）
A．600N
B．630N
C．636N
D．666N
【答案】B
【详解】由下楼过程的
图可知，15~21s 该同学向下减速处于超重状态，对电梯压力最大
所以
，
解得
由牛顿第三定律，对电梯的最大压力
，故选B。
3．同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小
相同，且乘客相对电梯均静止，如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中，下列说法正确的是（ ）
A．三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用
B．只有在甲种方式中，乘客才受到了摩擦力作用
C．在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大
D．三种方式中的乘客只有丙处于超重状态
【答案】C
【详解】AB．电梯加速上升阶段，在甲种方式中，乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的摩擦力作用；
在乙种方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的摩擦力作用；在丙种方式中，乘客受到支持力、重力，
故在甲、乙两种方式中，乘客受到了摩擦力作用，故AB 错误；
C．如图所示
在甲种方式中，设乘客受到电梯地板的支持力为
，垂直电梯地板方向有
在乙种方式中，设乘客受到电梯地板的支持力为
，垂直电梯地板方向有
在丙种方式中，设乘客受到电梯地板的支持力为
，垂直电梯地板方向有
可得
，故在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大，故C 正确；
D．三种方式中的乘客均有向上的加速度，均处于超重状态，故D 错误。
故选C。
4．小明站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情
况如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．a 点对应时刻，小明向下的速度最大
B．a 点对应时刻，小明向下的加速度最大
C．b 点对应时刻，小明处于超重状态
D．图示时间内，小明完成了两次下蹲和两次起立
【答案】A
【解析】小明在下蹲过程经历先向下加速再向下减速，即先失重后超重；起立过程经历先向上加速再向上
减速，即先超重后失重，所以由题图可知，小明先下蹲后起立，图示时间内小明完成了1 次下蹲和1 次起
立，且a 点对应时刻F＝mg，小明的加速度为0，向下的速度达到最大，故A 正确，B、D 错误；b 点对应
时刻，小明正在起立减速上升的过程，所以小明处于失重状态，故C 错误。
5．如图所示，半球形容器内有三块不同长度的滑板AO′、BO′、CO′，其下端都固定于容器底部O′点，上
端搁在容器侧壁上，已知三块滑板的长度BO′>AO′>CO′。若三个滑块同时从A、B、C 处开始由静止下滑
(忽略阻力)，则（ ）
A．A 处滑块最先到达O′点
B．B 处滑块最先到达O′点
C．C 处滑块最先到达O′点
D．三个滑块同时到达O′点
【答案】D
【解析】设半球形容器的半径为R，滑板的倾角为θ，滑块的质量为m，下滑时的加速度大小为a，则滑板
的长度为L＝2Rsinθ，根据牛顿第二定律有mgsinθ＝ma，根据初速度为零的匀加速直线运动的位移与时间
的关系式，有L＝at2，联立解得t＝2，可知滑块从静止释放到滑到O′点所用的时间t 与滑板的倾角θ 和板
的长度均无关，故三个滑块同时到达O′点，故选D。
6．（2026·安徽高三上·阶段检测）如图甲所示，工地电动物料运输车的左端有一个垂直底板的挡板。工人
将一个质量
的物料放在车上，保持车底板
与水平面间的夹角
向左推车，如图乙所示。已
知车从静止开始做匀加速直线运动，前进
后，车的速度大小为
。物料与车保持相对静止且所受摩
擦力不计。取重力加速度
，
，
，求：
(1)车前进
所用的时间；
(2)上述运动过程中，底板
对物料支持力的大小。
【答案】(1)16s (2)163N
【详解】（1）根据运动学公式有
解得
（2）根据运动学公式有
解得车的加速度
物料受力如图所示。
水平方向由牛顿第二定律有
竖直方向有
联立解得底板
对物料支持力的大小为
7．（2026·安徽高三上·期中检测）无人配送车是搭载传感器、控制器等装置并融合现代通信与网络技术的
末端物流自动驾驶车辆，主要用于快递、商超等物品配送。某无人配送车在平直的水平路面上执行配送任
务，其运动过程的
图像如图所示。已知配送车的总质量
，运动过程中所受的阻力恒为车重
的0.1 倍，重力加速度
取
。求：
(1)配送车在
阶段的加速度和牵引力的大小；
(2)配送车从静止开始运动
所用的时间。
【答案】(1)
，
(2)
【详解】（1）由匀变速直线运动规律得
图像的斜率
所以可得配送车在
阶段的加速度大小为
由牛顿第二定律得
解得
（2）由
图像可得在
阶段和
阶段的末速度为
，
在
阶段，则有
解得
在
阶段，则有
解得
在
阶段，则有
解得
配送车从静止开始运动
所用的时间为
解得
8．（2026·安徽合肥·一模）如图所示，质量为
的一只长方体空铁箱在水平拉力
作用下沿水平
面向右做匀加速直线运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数
。当
时，铁箱内一质量为
的木块（可视为质点）在图示位置静止释放，木块与铁箱内壁间的动摩擦因数
为0.25，设最
大静摩擦力等于滑动摩擦力，
取
，求：
(1)铁箱运动加速度的大小；
(2)木块所受摩擦力的大小；
(3)经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，之后当铁箱的速度为
时撤去拉力，若铁
箱的长度为0.675m，判断在铁箱停止运动前，木块能否与铁箱的右侧壁相撞？若相撞，计算相撞时木块和
铁箱各自的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)相撞，
，
【详解】（1）对木块竖直方向
水平方向
对木块和铁箱整体
解得
，
，
所以铁箱的加速度为
（2）木块所受摩擦力的大小
（3）木块沿铁箱左侧壁落到底部后，对铁箱，根据牛顿第二定律
铁箱的加速度为
对木块，根据牛顿第二定律
木块的加速度为
铁箱停下的时间为
铁箱停下时，铁箱与木块的位移差为
故木块能与铁箱的右侧壁相撞，木块与铁箱的右侧壁相撞时有
解得
相撞时木块和铁箱各自的速度大小为
，
。
真题·实战演练
高频考点：动力学两类问题、超重与失重、等时圆模型
1．（2026·云南）云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静
止开始上升
，用时
，则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为（
）
A．
，超重 B．
，超重
C．
，失重
D．
，失重
【答案】A
【详解】平均速度计算：根据平均速度定义式
，代入位移
、时间
，可得
超重失重判断：电梯向上加速时加速度竖直向上，乘客处于超重状态。
故选A。
2. （2025·浙江1 月）中国运动员以121 公斤的成绩获得2024 年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定
时的状态如图所示。重力加速度
，下列说法正确的是（ ）
A．双臂夹角越大受力越小
B．杠铃对每只手臂作用力大小为
C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
【答案】D
【详解】AB．杠铃的重力为
手臂与水平的杠铃之间有夹角，假设手臂与竖直方向夹角为
，根据平衡条件可知
可知，双臂夹角越大，F 越大；结合
，解得杠铃对手臂的弹力
，而杠铃对手臂的作用力
是弹力和摩擦力的合力，可知杠铃对每只手臂作用力大小大于
，AB 错误；
C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，C 错误；
D．加速举起杠铃，人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持
力大于人与杠铃的总重力，D 正确。
故选D。
3. （2026·浙江1 月）(多选)下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场会产生磁场
B．汽车经过凹形路面最低点时处于超重状态
C．相对论时空观认为运动物体的长度与速度无关
D．秦山核电站通过提取海水中的氘和氚进行核反应获取能量
【答案】AB
【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论可知，变化的电场会产生磁场，故A 正确；
B．汽车经过凹形路面最低点时，根据牛顿第二定律可得
可得
可知此时汽车处于超重状态，故B 正确；
C．相对论时空观认为运动物体的长度与速度有关，物体的长度会随着物体的速度不同而改变，故C 错误；
D．通过提取海水中的氘和氚进行核反应属于轻核聚变，而秦山核电站利用重核裂变获取能量，故D 错误。
故选AB。
4．（2025·安徽）某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车
___________。（选填正确答案标号）
a．能在轨道上保持静止
b．受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
c．不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
(2)利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，
箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力
和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算
机。
图丙是根据某次实验采集的数据生成的
①
和a 随时间t 变化的散点图，以竖直向上为正方向。
时，
物体处于___________（选填“超重”或“失重”）状态；以
为横轴、a 为纵轴，根据实验数据拟合得
到的
图像为图丁中的图线a、
若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其
②
图像为图丁中的图线___________。（选填“b”“c”或
“d”）
【答案】(1) c (2) 失重 d
【详解】（1）平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运
动。
故选c。
（2）[1]根据图像可知
时，加速度方向竖直向下，故处于失重状态；
[2]对物体根据牛顿第二定律
整理得
可知图像的斜率为
，故将物体质量增大一倍，图像斜率变小，纵轴截距不变，其
图像为图丁中的
图线d。
5．（2026·河北）如图所示，质量为
的木板上放有一个质量为
的机器人，木板始终受到水平向右、
大小为
的恒力作用。初始时木板与机器人一起以
的速度沿水平地面向右匀速运动。机器人正上方
有一个沿竖直方向可以伸缩、水平向右速度恒为
的机械夹爪。某时刻夹爪将机器人向上提起，
后
放回木板，同时夹爪缩回，机器人在摩擦力的作用下最终与木板相对静止。
取
，机器人可视为质
点，机器人被提起和放下瞬间竖直方向速度均为零。求
(1)机器人被提起的
内，木板位移的大小。
(2)从机器人被放回木板到与木板相对静止的过程中，摩擦力对机器人所做的功。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）根据题意，设木板与地面间的摩擦因数为
，则有
解得
机器人被提起时，对木板有
解得
机器人被提起的2s 内，木板位移的大小
（2）机器人被放回木板时，木板的速度为
机器人被放回木板后，恒力与地面对木板的摩擦力平衡，机器人和木板组成的系统所受合力为零，则由动
量守恒定律有
解得
对机器人，由动能定理可得，摩擦力对机器人所做的功
