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3.2 牛顿运动定律与图像结合的问题
2027 届高考物理一轮复习
一、单选题
1．运动员在进行力量训练时，腰间捆绑一绳拉着物体跑动起来。设一个质量为
的物体静止在粗糙的水
平面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小为
，某时刻开始物体受到大小如图所示的水平拉力的作
用，则（ ）
A．
时刻，物体的速度大小为
B．
时刻，合力做功的功率为
C．0 到
时间内，物体的位移大小为
D．0 到
时间内，水平拉力做功为
2．踢毽子是一项全民健身运动。在无风的天气，假设毽子被竖直踢上去又落下，其所受空气阻力大小不
变，取竖直向上为正方向，下列关于毽子离开脚面后的位移x 随时间t 变化的图线可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
3．如图，一物体静置在轻质弹簧上，物体与弹簧间不连接，弹簧下端固定在水平面上。不计空气阻力，
给物体施加一竖直向上的恒定拉力F，直到物体与弹簧分离后继续上升一段距离，物体运动的速度v、位移
x、加速度a 与时间t 四者之间的关系图像可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4．如图，光滑水平面上放置有紧靠在一起但并不黏合的A、B 两个物体，A、B 的质量分别为mA＝6 kg，mB
＝4 kg，从t＝0 开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B 上，FA、FB大小随时间变化的规律分别如图甲、
乙所示，则（ ）
A．t＝0 时，A 物体的加速度为2 m/s2
B．t＝2 s 时，A、B 开始分离
C．t＝0 时，A、B 之间的相互作用力为3 N
D．A、B 开始分离时的速度为1 m/s
5．静止在水平面上的两个完全相同的物块通过伸直但无张力的水平细线相连，物块2 右侧固定力传感器
（质量不计），如图甲所示。
时，在物块1 上施加水平拉力
，读出传感器的示数F，记录一段时间
t 内，物块的位移为x，改变
的大小，经多次测量，画出“
”图像如图乙所示，重力加速度
。下列说法正确的是（ ）
A．每个物块的质量
B．物块与水平面的动摩擦因数为0.25
C．当
时，加速度大小为
D．F 和
是线性关系但不成正比
6．如图所示，长为
且不可伸长的轻绳一端固定在
点，另一端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运
动。由于阻力的影响，小球每次通过最高点时速度大小不同。测量小球经过最高点时速度的大小、绳子
拉力的大小
，作出
与
的关系图线如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．根据图线可得重力加速度
B．根据图线可得小球的质量
C．小球质量不变，用更长的绳做实验，得到的图线斜率更大
D．用更长的绳做实验，得到的图线与纵轴交点的位置不变
7．如图所示，劲度系数为
的弹簧左端固定，右端与光滑水平面上的足够长、质量为
的木板A 连接，
木板上有一质量为
的物块B。将弹簧拉伸至某一位置，让木板及物块由静止释放，释放后两物体相对滑
动，
内两物体的v-t 图像如图所示，
时刻曲线的斜率恰好为零，已知弹簧振子的周期公式
，k 为弹簧的劲度系数，m 为振子的质量，A、B 间的摩擦因数为
，则（ ）
A．
时刻弹簧处于原长
B．
C．
时刻弹簧的伸长量
D．
时刻物块B 速度
二、多选题
8．如图甲所示，一质量为M 的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m 的小滑块。木板受到随时
间t 变化的水平拉力F 作用时，用传感器测出长木板的加速度a 与水平拉力F 的关系如图乙所示，取g＝10
，则（ ）
A．滑块的质量m＝2kg，木板的质量M＝4kg
B．当F＝8N 时，滑块的加速度为1
C．滑块与木板之间的动摩擦因数为0.2
D．当0＜F＜6N 时，滑块与木板之间的摩擦力随F 变化的函数关系
9．如图1 所示，
和
叠放在一起置于光滑的水平地面上，现用水平外力
作用在
上，
运动的
图像如图2 所示。已知
,外力
的大小为2.5N，7s 时
滑离
，
和
之间的动摩擦因数为
，重力加速度
取
，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．
的质量为2kg
B．
的质量为5kg
C．4s 后
只需要大于2N 即可
D．
内
的位移大小为13m
10．如图甲所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，上端叠放着两个物体A、B，系统处于静止状态。现用竖
直向上的拉力F 作用在物体A 上，使A 向上做匀加速直线运动，以系统静止时的位置为坐标原点，竖直向
上为位移x 的正方向，得到F 随x 的变化图像如图乙所示。已知物体A 的质量
，重力加速度
，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B 两物体分离时弹簧刚好恢复原长
B．物体A 做匀加速直线运动的加速度大小为
C．物体B 的质量
D．F 作用瞬间，A、B 之间的弹力大小为8N
三、填空题
11．如图甲所示，一人站在电梯上随电梯斜向上运动，倾角
，人站在水平台阶上，电梯运动的
图像如图乙所示，人的质量为60kg，重力加速度
，则在0 到1s 内，人受到的支持力大小为
______N；在3s 到4s 内，人受到的摩擦力大小为______N，方向为______。
12．如图甲所示，A、B 两个物体靠在一起，静止在光滑的水平面上，它们的质量分别为
、
，现用水平力
推A，用水平力
拉B，
和
随时间变化关系如图乙所示，则
时刻，
A、B 间的弹力大小为__________N，A、B 将脱离时，运动的位移大小为__________m。
四、解答题
13．一个质量
的物块静止在粗糙水平面上，
时给物块施加一个水平向右的恒力F（大小未
知），
时撤去这个力，物块继续滑行一段距离后静止，以向右为正方向，绘制出物块的速度时间图
像如图所示，求：
(1)运动全过程的位移大小；
(2)求出水平面的动摩擦因数
和水平恒力F 的大小；
(3)假如
时不撤去F，使F 方向变成水平向左，大小不变，求物块从
开始到再次回到出发点所需
的总时间。
14．如图甲所示，板B 静止在光滑水平地面上，物块A 从板B 左端以v0=5m/s 的速度滑上板B，A、B 的速度
随时间变化的图像如图乙所示。已知物块A 的质量为m=0.6kg，取重力加速度g=10m/s2，求：
(1)A、B 之间的动摩擦因数μ；
(2)板B 的质量M。
(3)要使A 不从B 上掉落，板B 的长度至少是多少？
15．如图甲所示，长
、质量
的木板A 放在水平地面上，质量为
的小物块B 放在木
板的左端，开始时两者静止。现用一水平向左的力F 作用在木板A 上，A 与地面之间的动摩擦因数为
，A
与B 之间的动摩擦因数为
。通过传感器测得两物体的加速度a 与力F 的变化关系如图乙所示。最大静摩
擦力看作等于滑动摩擦力，
。求：
(1)A 与地面间的动摩擦因数
；
(2)若图中
，求
的数值；
(3)若水平恒力
，且始终作用在木板A 上，求小物块B 从木板上滑落的时间t。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
B
D
A
D
D
BD
AD
BC
11． 672 96 水平向左
12． 6 3
13．(1)
(2)
，
(3)
【详解】（1）根据速度时间图像的面积表示位移，可知全过程的位移大小为
（2）撤去这个力之前，根据速度时间图像的斜率表示加速度，可得前
的加速度为
根据牛顿第二定律可得
撤去这个力之后，根据速度时间图像的斜率表示加速度，可得
之后的加速度大小为
根据牛顿第二定律有
可得水平面的动摩擦因数
联立可得水平恒力
（3）前
的位移为
之后，有
可得加速度大小为
设
，
，物块速度减到零的时间为
这段时间的位移为
物块向左运动，有
物块再次回到出发点，有
解得
可得所需的总时间
14．(1)0.2
(2)2.4kg
(3)5m
【详解】（1）A 做减速运动的加速度大小为
则由
可得
（2）B 的加速度
对B 由牛顿第二定律
解得M=2.4kg
（3）由图像可知，AB 的相对位移为
则要使A 不从B 上掉落，板B 的长度至少是5m。
15．(1)0.16
(2)0.4
(3)3s
【详解】（1）由乙图
图像可知：当
时，整体相对于地面刚好运动，
代入数据得
（2）当
时，A，B 刚好相对滑动
对整体
对B 可得
代入数据联立得
（3）当
时，A，B 相对滑动。
对物块B 则
对于木板A 则
B 从木板上滑落时间t，则由位移关系
代入数据联立得
