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第10 讲 牛顿运动定律的综合运用
目录
01 课标达标练
题型01 动力学的两类基本问题
题型02 超重与失重
题型03 斜面、连接体模型
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 动力学的两类基本问题
1.（2025·全国·高三练习）如图所示，质量为60kg的某同学在做引体向上运动，他双臂伸直后从静
止开始竖直向上做匀变速运动到肩部与单杠同高度所用时间为0.8s，肩部上升的距离为0.4m，取
g=10m/s
2，则该同学在运动过程中双手竖直向上的力大小为（ ）
A．675N
B．600N
C．525N
D．875N
2.如图所示，一质量为m 的物体，在竖直向上的恒力F 作用下从地面由静止开始向上运动，经过t0
时间后撤去F，又经2t0时间刚好回到出发点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是
（ ）
A．撤去恒力时物体离地面的高度为2
3
gt0
2
B．物体上升的最大高度为18
25
gt0
2
C．F 的大小为5
3
mg
D．物体回到出发点的速度大小为9
5
gt0
3.某飞行器兴趣小组设计了一个质量为m 的火箭，可提供恒定的推动力，大小为F=1.5mg，推动力
持续时间为t。并且该火箭采用二级推进的方式，即当火箭飞行经过t
2
时，火箭丢弃掉m
4
的质量，
剩余t
2
时间，火箭推动剩余的3m
4
继续飞行。若不考虑燃料消耗引起的质量变化，重力加速度取
g，则该火箭竖直点火起飞后最高可上升的高度为（ ）
A．19
32 gt
2
B．3
8 gt
2
C．5
16 gt
2
D．7
16 gt
2
4.（2025·全国·高三月考）两物块的质量之比为3:2，初速度之比为2:3，它们在同一粗糙水平面上
沿直线滑行，直至停止，它们与水平面之间的动摩擦因数相同。则它们（ ）
A．滑行中各自所受合力之比为2:3
B．滑行中的加速度之比为3:2
C．滑行的时间之比为1:1
D．滑行的距离之比为4:9
5.（多选）（2025·全国·高三月考）如图所示，一个质量为m=5kg 的物块放在水平地面上，在
F1=20 N和F2=8 N以及摩擦力作用下，物块以v =12m /s的速度向右匀速直线运动，某时刻撤去
F1并从此时开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．t =5s时地面对物块的摩擦力f =8 N
B．前4s 的平均速度为4.5 m /s
C．t = 4s时，物块的加速度为4.5 m /s
2
D．t =5s时，物块距离t =0时的位置有10m 远
6.（多选）某人在静止的湖面上竖直向上抛出一个铁球，铁球升到最高点后自由下落，穿过湖水并
陷入湖底的淤泥中一定深度，铁球所受阻力随时间变化的图象如图所示，以v、a、F、x 分别表示
小球的速度、加速度、所受合外力和位移四个物理量．下列图中能正确反映运动过程各量随时间变
化的是（ ）
A．
B．
C．
D．
02 超重与失重
7.小明拿着一个由轻质弹性细绳和一质量为0.5kg的小球组成的玩具乘坐电梯，如图所示。某时刻
他发现轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的1.2 倍，则该时刻（ ）
A．小明处于超重状态
B．小明处于失重状态
C．电梯可能加速下降
D．电梯可能减速上升
8.小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重计上，小明质量为55 kg，电梯由启动
到停止的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知电梯此时一定处于静止状态
B．由图乙可知小明此时一定向下加速运动
C．由图乙可知电梯此时一定处于加速上升状态
D．由图乙可知电梯此时的加速度约为0.7 m/s2
9.课外活动期间，引体向上是学生喜欢的运动项目之一。如图所示，初始时人处于悬垂状态，两手
用力将身体竖直向上拉起，当下巴超过单杠时称为完成一个引体向上动作。不计空气阻力，下列说
法正确的是（ ）
A．初始悬垂时两手间的距离增大，单臂的拉力减小
B．上升过程中人一直处于超重状态
C．上升过程中人的机械能一直增大
D．单杠对人的支持力与人对单杠的压力是一对平衡力
10.（多选）（2025·全国·高三月考）如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧测力计，其下端挂了一个
重物，电梯匀速直线运动时测力计的示数为10N。在某时刻测力计的示数变为8N，关于电梯的运
动，下列说法正确的是（g 取10m/s
2）（ ）
A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为4m/s
2
B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s
2
C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/s
2
D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/s
2
11.（多选）（2025·四川凉山·高三月考）某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯
的升降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供
的信息，下列说法正确的是（ ）
A．在0~5s 内，电梯加速上升，该同学处于超重状态
B．在5s~10s 内，该同学对电梯地板的压力大于其重力
C．在10s~20s 内，电梯减速上升，该同学处于超重状态
D．在20s~25s 内，电梯加速下降，该同学处于失重状态
03 斜面、连接体模型
12.如图所示，一足够长的木板上表面与木块之间的动摩擦因数μ=0.75，木板与水平面成θ 角，让木
块从木板的底端以初速度v0=2m/s 沿木板向上滑行，隨着θ 的改变，木块沿木板向上滑行的距离x
将发生变化，重力加速度g=10m/s2，x 的最小值为（ ）
A．0.12m
B．0.14m
C．0.16m
D．0.2m
13.（2025·四川绵阳·三模）如图所示，足够长的光滑斜面固定，轻质弹簧下端连接在斜面底端的固
定挡板上，上端有一个与弹簧不相连的物块压缩弹簧后静止。现用沿斜面的外力缓慢向下推动物块
到某一位置（弹簧弹性限度内），撤去外力后，在物块沿斜面向上运动到最高点的过程中，其速度
v 随时间t 变化关系图像可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
14.（2024·四川遂宁·三模）如图所示为某工地上的自动卸货车作业过程。卸货车始终静止在水平地
面上，车厢在液压机的作用下，倾角θ 先缓慢增大，当货物开始加速下滑时倾角θ 保持不变。在卸
货的全过程中（ ）
A．货物受到车厢的摩擦力一直增大
B．货物受到车厢的支持力一直减小
C．地面对货车的支持力一直大于总重力
D．地面对货车的摩擦力先为零、后水平向左
15.（2025·四川绵阳·高三月考）如图所示一辆运输集装箱的卡车开上倾角为β的斜面，箱子的顶部
用细线挂了一个小球。某段时间内，汽车与小球一起运动，悬挂小球的细线与虚线的夹角为α（虚
线垂直于车厢底面 ）。若α > β，则关于汽车的运动，下列说法正确的是（ ）
A．卡车可能匀速上斜坡
B．卡车可能匀加速上斜坡
C．卡车可能匀减速上斜坡
D．无法判断
16.如图所示，质量均为 m 的两个木块 P、Q 叠放在光滑的水平地面上，P、Q 接触面的倾角为
θ。现在 Q 上加一水平推力 F，使 P、Q 保持相对静止一起向左做匀加速直线运动，下列说法正
确的有（ ）
A．木块Q 对地面的压力可能小于 2mg
B．当F 增大时，P、Q 间的摩擦力一定增大
C．若加速度a=gtanθ，则P 受到摩擦力为零
D．若加速度a<gtanθ，则P 受到摩擦力方向沿斜面向下
17.如图所示，AB、AC、AD 是竖直平面内固定的三块木板（用相同材料制作，粗糙程度相同），
A、B、C、D 四点位于同一圆周上，A 点位于圆周的最高点。现有一小物块（可看作质点）从A 点
沿木板由静止开始滑下，不计空气阻力，沿 AB、AC、AD 下滑的时间分别为t1、t2、t3。则
（ ）
A．t1>t2>t3
B．t3>t1>t2
C．t1<t2<t3
D．t1=t2=t3
18.（多选）如图所示，物体A 和B 的质量均为m，分别与跨过定滑轮的轻绳连接（不计绳与轮、滑
轮与轴之间的摩擦），用水平变力F 拉物体A 沿水平方向向右做匀速直线运动。则（ ）
A．物体B 做匀加速直线运动
B．物体B 处于超重状态
C．物体B 的加速度逐渐增大
D．物体B 的加速度逐渐减小
19.（多选）如图甲所示，对静止在光滑水平面上的木箱施加一水平向左的拉力F，木箱加速度a 随
时间t 变化的图像如图乙所示，2.5s 后加速度保持不变；箱内有一光滑斜面，斜面倾角θ =37°，可
视为质点的滑块刚开始在斜面底部。已知木箱质量M =2kg，滑块的质量m=1kg，斜面高
H =9.6cm。下列说法正确的是（ ）（sin37° =0.6、cos37° =0.8，g=10 m/s
2）
A．1s 末，水平拉力F 的大小为4N
B．2s 末，木箱的速度为6m/s
C．2.5s 后滑块开始相对于斜面向上运动
D．2.8s 末滑块到达斜面顶部
20.（2025·浙江·二模）以6m/s 的速度匀速上升的气球，当升到离地面14.5m 高时，从气球上落下
一小球，小球的质量为0.5kg，假设小球在运动过程所受阻力大小满足f=(1+kv）N，k=0.01kg/s，g
取10 m/s
2。则小球从气球落下后大约经过多长时间到达地面（ ）
A．1.7s
B．1.9s
C．2.6s
D．3.5s
21.（多选）图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑
点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度g=10 m/s
2。根据图像分
析可知（ ）
A．b到c的过程中，人先处于失重状态再处于超重状态
B．人的重力可由b点读出，约为500 N
C．f 点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D．人上升的最大高度约为0.3125 m
22.小红和小明用体重计研究人在观光升降电梯中的超重和失重现象。在升降电梯内的地板上放一
体重计，电梯静止时小红站在体重计上。在升降电梯运动过程中，小明观察到体重计的示数F随时
间t变化的图像如图所示。已知升降电梯从t =0时经历了三个阶段：由静止开始匀加速运动、匀速
运动和匀减速运动，在t =13s时停止，g=10 m/s
2。下列说法正确的是（ ）
A．小红在0~2s内重力增加了，小红处于超重状态
B．升降电梯在小明观察的这段时间内向下运动
C．小红在2~12s内匀速运动的速度为2m /s
D．小红在0~13s内位移为22m
23.（多选）（2024·四川凉山·高三月考）如图所示，一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间
的动摩擦因数为μ1
，沙子与车厢底板间的动摩擦因数为μ2(μ2> μ1)，车厢的倾角用θ表示，下列说
法正确的是（ ）
A．要顺利地卸干净全部沙子，应满足μ2<tanθ
B．要顺利地卸干净全部沙子，应满足μ2>tanθ
C．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ1>tanθ
D．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>tanθ> μ1
24.（2025·安徽安庆·二模）如图所示，竖直平面内三个圆的半径之比为3:2:1，它们的最低点相切于
P 点，有三根光滑细杆AP、BP、CP，杆的最高点分别处于三个圆的圆周上的某一点，杆的最低点
都处于圆的最低点P。现各有一小环分别套在细杆上，都从杆的最高点由静止开始沿杆自由下滑至
P 点，空气阻力不计，则小环在细杆AP、BP、CP 上运动的时间之比为（ ）
A．❑√3:❑√2:1
B．(❑√3−❑√2):(❑√2−1):1
C．3:2:1
D．1:1:1
25.（多选）（2025·四川眉山·高三月考）如图所示，带支架的平板小车沿水平面做直线运动，质量
为m的小球A 用轻质细线悬挂于支架一端，右端质量为M的物块B 始终相对于小车静止。B 与小车
平板间的动摩擦因数为μ。若某段时间内观察到轻质细线偏离竖直方向θ角，且保持不变，则在这
段时间内（ ）
A．平板小车可能正在向左做减速运动
B．小球A 的加速度大小为g tanθ，方向水平向左
C．物块B 所受摩擦力大小为μMg，方向水平向右
D．小车对物块B 的作用力大小为Mg
❑√1+ tan
2θ
，方向为斜向右上方
26.如图所示，套在竖直细杆上的轻环A 由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B 相连，施
加外力让A 沿杆以速度v 匀速上升，从图中M 位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N 位置，已知
AO 与竖直杆成θ角，则（ ）
A．刚开始时重物B 的速度为v cosθ
B．A 匀速上升时，重物B 加速下降
C．重物B 下降过程，处于失重状态
D．A 运动到N 位置时，重物B 的速度不为0
27.（多选）在倾角为θ 的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A 和B，它们的质量分别为3m 和
2m，弹簧的劲度系数为k，C 为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面向上的恒力F 拉物
块A 使之沿斜面向上运动，当B 刚要离开C 时，A 的加速度方向沿斜面向上，大小为a，则
（ ）
A．物体A 始终做匀加速运动
B．从静止到B 刚离开C 的过程中，弹簧的弹力先减小后增大
C．从静止到B 刚离开C 的过程中，A 运动的距离为5mgsinθ
k
D．恒力F 的大小为5mgsinθ+3ma
28.（多选）质量为m 的斜面体放置在光滑的水平面上，斜面体上固定一根轻质的竖直硬杆，一轻
质细线上端系在硬杆上，下端悬挂一质量为m 的小球，质量为m 的物块放置在斜面上。现用水平
向左的推力F（为未知量）作用在斜面体上，使整体一起向左做匀加速直线运动，各物体保持相对
静止时，细线与竖直杆之间的夹角为β，已知斜面的倾角为θ，重力加速度大小为g，下列说法正确
的是（ ）
A．当β =30°时，水平推力大小一定为❑√3mg
B．当θ =30°时，水平推力大小一定为❑√3mg
C．当β =30°时，物块与斜面间的摩擦力不一定为0
D．当斜面光滑时，细线与斜面一定垂直
29.（2025·浙江·高考真题）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g=10 m/s
2，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605N
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
30.（上海·高考真题）如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B 叠放后一起冲上斜面，且始终保持
相对静止，A 上表面水平．则在斜面上运动时，B 受力的示意图为 （ ）
A．
B．
C．
D．
31.（2024·北京·高考真题）如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F 作用下一起向前运动。飞船
和空间站的质量分别为m 和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（ ）
A．
M
M +m F
B．
m
M +m F
C．M
m F
D．m
M F
32.（2024·全国甲卷·高考真题）如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P 置于水平桌
面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码
总质量m，并测量P 的加速度大小a，得到a−m图像。重力加速度大小为g。在下列a−m图像中，
可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
