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易错03 牛顿运动定律与动力学应用
易错点1 牛顿定律概念类易错点
易错典题
【例1】(2025·辽宁沈阳·一模)下列说法中与物理学史实不符的是( )
A.亚里士多德认为力是维持物体运动的原因
B.牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因
C.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性
D.牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的,属于理想实验,是不能直接用实验来验证
的
避错攻略
【方法总结】
目录
第一部分 易错点剖析
易错典题
避错攻略
举一反三
易错点1 牛顿定律概念类易错点
易错点2 运动力学公式类易错点(计算丢分重灾区)
易错点3 综合分析类易错点
易错点4 模型类易错点
第二部分 易错题闯关
1. 牛顿第一定律理解偏差:误认“力是维持运动的原因”,忽略“惯性是物体固有属性,仅由质量决
定”,易被“受力就运动、不受力就静止”的表述误导。
黑吉辽蒙考情:常以概念辨析题考查,如结合传送带、光滑平面场景判断运动状态。
避错:核心记住力是改变运动状态的原因,惯性大小与速度、受力无关,只看质量。
2. 牛顿第二定律三大核心混淆:① 忽略矢量性,列方程时未规定正方向,加速度与力的方向矛盾;②
混淆瞬时性,轻绳/弹簧模型中,误将弹簧弹力突变(实际不可突变)、轻绳弹力不变(实际可突变)
代入瞬时受力分析;
忘记同体性,
③
F 合、m、a 对应同一个研究对象,连接体问题中易跨物体套用公
式。
黑吉辽蒙考情:瞬时性分析是特色考点,常考“轻绳断/弹簧撤去”瞬间的加速度计算。
避错:瞬时分析先判断弹力是否突变(绳/杆突变、弹簧不变),再对研究对象重新受力分析,严格按
“同一对象”列F 合=ma。
3. 牛顿第三定律应用误区:仅会概念辨析,实际解题中忽略“相互作用力等大反向”,如连接体中求
桌面对整体的支持力,误算两个物体的重力相互抵消。
避错:凡涉及“相互作用”(如物体对地面的压力、绳的相互拉力),必用第三定律转换研究对象,
简化计算。
4. 定律适用条件遗忘:将牛顿运动定律套用于高速、微观场景(定律仅适用于宏观、低速、惯性系),
黑吉辽蒙考题虽不直接考,但易在综合题中设置惯性系陷阱(如加速运动的电梯内)。
避错:解题默认地面为惯性系,非惯性系(加速参考系)不直接用牛顿定律,无需额外分析。
举一反三
【变式1-1】(2025·辽宁鞍山·三模)伽利略在研究力和运动的关系时,为了阐明自己的观点,设计了如图
所示的实验:让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦,小球
将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小,小球仍将到达原来的高度,但是运动的距离更长。由此可
以推断,当斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是( )
A.该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点
B.伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现
C.“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验现象
D.这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化,从而揭示现象本质的研究方法
【变式1-2】(2025·辽宁·三模)在物理学发展过程中,许多科学家做出了杰出贡献,下列说法正确的是(
)
A.楞次运用了归纳法总结出了判断感应电流方向的规律
B.库仑通过扭称实验,采用了极限的思想测出了引力常量
C.第谷通过对天体运动的长期观察,采用类比法发现了行星运动三定律
D.亚里士多德通过斜面实验,得出了力不是维持物体运动的原因,采用了控制变量法
易错点2 运动力学公式类易错点(计算丢分重灾区)
易错典题
【例2】(2026·黑龙江辽宁·一模)无风的情况下,在离地面高为
处,将质量为
的球以速度
水平抛
出,球在空气中运动时所受的阻力大小
,是球的速度,
是已知的常数,阻力的方向与速度方向
相反,并且球在着地前已经竖直向下做匀速运动。已知重力加速度为
,则下列说法中正确的是( )
A.球刚抛出时加速大小为
B.球着地前瞬间的速度大小为
C.球从抛出到着地过程中克服空气阻力做的功
D.其他条件不变,若将球从同一地点由静止释放,则两种情况下球在空中运动时间不同
避错攻略
【方法总结】
1. 匀变速公式盲目套用:忽略公式适用条件匀变速直线运动,将自由落体、竖直上抛公式套用于曲线
运动、变加速运动(如刹车后反向运动、传送带变加速阶段)。
黑吉辽蒙考情:常考“汽车刹车”“滑块滑上传送带”的多阶段运动,易因忽略“刹车后速度为0 不
再运动”导致公式误用。
避错:用匀变速公式前,先判断运动性质(是否匀变速) 和运动阶段(是否有速度为0 的临界点),
刹车问题先算“停车时间”,再判断所求时间是否在停车前。
2. 运动学矢量符号混乱:速度、加速度、位移的正负号未统一规定正方向,如竖直上抛中,向上为正,
下落阶段的位移、加速度仍用正号表示,导致计算错误。
黑吉辽蒙考情:竖直上抛、平抛、匀减速直线运动是必考,符号错误是基础丢分点。
避错:解题第一步规定正方向(优先沿初速度/加速度方向),所有矢量按方向标正负,公式中直接代
入符号计算。
3. 平抛/类平抛运动分解失误:① 平抛运动误将“竖直方向加速度”算成g 的分力;② 类平抛(如电
场中)未按“初速度方向匀速+垂直方向匀加速”分解,或混淆两个方向的运动学公式。
黑吉辽蒙考情:平抛运动常与斜面、圆周运动结合,类平抛多在电磁学综合题中考查,分解错误直接
导致整题丢分。
避错:平抛/类平抛核心是正交分解,初速度方向:x=v0t;垂直方向:y=1/2at2,两方向时间相同,是解
题关键。
举一反三
【变式2-1】(2025·辽宁丹东·模拟预测)如图所示,粗糙地面上有一质量
的物块,左侧用一轻弹
簧连接,右侧用细绳固定在墙上,物块与地面之间的动摩擦因数
。初始时,细绳有大小为6N 的拉
力,物块静止且不受摩擦力。重力加速度
,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现将右侧细
绳剪断瞬间,物块的加速度大小为( )
A.0
B.
C.
D.
【变式2-2】(2025·辽宁丹东·模拟预测)如图所示,足够长的粗糙斜杆固定在水平地面上,斜杆与地面之
间的夹角为60°。斜杆上套有一金属环,一小球用轻绳与金属环连接。已知小球与金属环在下滑过程中始
终保持相对静止,且轻绳与竖直方向的夹角为30°。斜杆上某处有一挡板,金属环与挡板发生碰撞前速度
大小为10m/s,碰后金属环立刻停止运动,小球由于惯性继续运动。重力加速度
,则下列说法中
正确的是( )
A.斜杆与金属环的动摩擦因数为
B.斜杆与金属环的动摩擦因数为
C.当小球摆动至与斜杆碰撞前瞬间,小球速度大小为
D.当小球摆动至与斜杆碰撞前瞬间,小球速度大小为
易错点3 综合分析类易错点
易错典题
【例3】(2025·辽宁丹东·模拟预测)如图所示,粗糙地面上有一长木板C,滑块A、B 位于C 上表面,滑
块A 位于C 的最右端,滑块A、B 相距3m,三者的质量分别为
,
,C 与A、B、地
面之间的动摩擦因数分别为0.1、0.35、0.1。初始时,三者均处于静止状态。现给C 一个水平向右、大小
等于16N 的力F,作用了一段时间之后,A 和B 发生碰撞且碰撞时间极短,碰撞之后滑块A、B 粘连在一
起。从此刻开始,力F 方向不变,大小变为5N,在接下来的运动过程中,A、B 始终没有离开C。(滑块
A、B 可以视为质点,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,重力加速度
)则下列说法中正确
的是( )
A.在滑块A、B 碰撞之前,滑块B 与木板C 保持相对静止
B.从初始时刻到滑块A、B 发生碰撞的过程所用时间是
C.在滑块A、B 碰撞瞬间,滑块A 的动量变为
D.长木板C 的长度至少为3.075m
避错攻略
【方法总结】
1. 连接体/叠放体分析失误:① 整体法与隔离法使用时机错误,加速度不同时仍用整体法直接列方程;②
叠放体中未判断相对滑动临界点,盲目认为两物体加速度相同。
黑吉辽蒙考情:连接体(轻绳/弹簧连接)、叠放体(物块+木板)是计算题高频题型,2023-2025 年连续考
查相对滑动问题。
避错:先判共速/共加速,再选方法:加速度相同→整体法求F 合,隔离法求内力;加速度不同→单独隔离
每个物体分析;叠放体先算“刚好不滑动”的临界加速度(a_临=μg),再与实际加速度比较,判断是否
相对滑动。
2. 多过程运动分析疏漏:忽略运动的阶段性,如“滑块滑上斜面→离开斜面→平抛”“汽车加速→匀速→
刹车”,未分阶段受力分析和列运动学公式,或遗漏阶段间的衔接条件(如速度、位移连续)。
黑吉辽蒙考情:多过程运动是压轴题必考形式,2025 年高考压轴题为“滑块+木板+斜面”三过程综合。
避错:用流程图梳理运动过程(如:初速度→受力变化→加速度变化→运动状态变化),标注每个过程的
“已知量、未知量、衔接条件(末速度=下一过程初速度)”,分阶段列方程,逐一求解。
3. 临界与极值问题判断不清:不会找临界条件,如“物块刚好不滑下木板”“小球刚好脱离斜面”“绳刚
好被拉断”,易遗漏临界状态的受力特点(如弹力为0、摩擦力达最大静摩擦)。
黑吉辽蒙考情:临界问题常隐藏在选择题最后一题和计算题第二问,是拉分关键。
避错:熟记高考高频临界条件:① 刚好不滑动→f=f_静max=μFN;② 刚好脱离→接触弹力FN=0;
绳
③
刚好拉断→拉力=最大承受力;
斜面类临界→物体与斜面无挤压,加速度沿斜面分量由重力提供。
④
【变式3-1】(2025·辽宁·二模)如图甲所示,一木板静止在粗糙水平面上,可视为质点的物块放在木板右
端。
时,给木板一初速度
,木板和物块运动的
图像如图乙所示,整个过程物块未离开木板,图
乙中所标物理量均已知,长木板和物块的质量均为m。下列说法正确的是( )
A.物块在
前后瞬间加速度大小不相同
B.木板长度至少为
C.全过程,物块与木板间摩擦产生的热量为
D.木板与地面间的动摩擦因数为
【变式3-2】(2025·辽宁·模拟预测)如图所示,质量为
的物块
在一个纵剖面为矩形的静止木箱内,
通过水平轻弹簧将
的右边与木箱连接,使之处于静止状态,此时弹簧弹力大小为1.2N。已知
和木箱水
平底面之间的动摩擦因数为
,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
取
。
(1)求木箱底部受到物块
的摩擦力;
(2)若木箱可在竖直方向运动,要使物块
在弹簧弹力作用下相对木箱底面移动,则木箱的加速度应满足什
么条件?
易错点4 模型类易错点
易错典题
【例4】(2025·辽宁鞍山·一模)如图1 所示,一质量为M 的足够长木板静止在地面上,其左端放置一个
质量为m 的小物块,
时刻起在物块上加一个水平向右的力F,大小与时间满足关系
,其中
,从此时起,木板和物块的加速度大小随时间变化的关系如图2 所示,重力加速度g 取
。
根据题干及图2 中所给出的数据可知( )
A.长木板的质量为
B.
时小物块的速度大小为
C.物块和长木板之间的动摩擦因数为0.5
D.物块和长木板之间的动摩擦因数为0.4
避错攻略
【知识链接】
1. 传送带模型两大陷阱:① 忽略传送带的运动方向,误判物块的相对运动趋势,从而错判摩擦力方向;
② 物块与传送带共速后,未判断摩擦力是否消失(水平传送带共速后f=0,倾斜传送带共速后需判断
是否受静摩擦)。
避错:先画物块与传送带的速度示意图,判断相对运动/趋势方向定摩擦力,共速后重新受力分析,确
定后续运动状态。
2. 斜面+平抛复合模型:① 平抛物体垂直打在斜面上,误将“速度垂直斜面”当作“位移垂直斜面” ;
② 物块从斜面滑下后平抛,忽略斜面底端的初速度方向(沿斜面向下,非水平)。
避错:速度垂直斜面→v⊥/v0=tanθ(θ 为斜面倾角);位移垂直斜面→y/x=tanθ,严格区分两个条件的
公式。
3. “等时圆”模型滥用:忽略等时圆的适用条件从圆周上各点由静止滑下、光滑斜面、圆心在竖直方
向,盲目套用等时结论。
避错:先验证模型条件,再用结论;未满足条件时,直接用匀变速直线运动公式计算,不强行套用结
论。
4. 超重与失重判断偏差:① 混淆“超重/失重的条件”(加速度向上→超重,向下→失重)与“运动
方向”(向上减速是失重,向下加速也是失重);② 忽略完全失重的特点(所有接触弹力为0,如完
全失重的水杯中水不流出)。
黑吉辽蒙考情:常以电梯、过山车、自由落体场景考查,概念辨析和小计算均有涉及。
避错:只看加速度方向,不看运动方向,核心公式:超重时FN=m(g+a),失重时FN=m(g-a),完全失重
时a=g,FN=0。
举一反三
【变式4-1】(2025·吉林长春·二模)如图所示,水平地面上固定一倾角为
的斜面,其底端垂直斜面固
定一挡板P。斜面顶端固定一光滑圆弧轨道,轨道所对应的圆心角为
,轨道下端与斜面相切。长木板A
放置在斜面上,其上端与斜面上端对齐,下端到挡板P 的距离为,物块B 放在A 上表面的中点。初始时
A、B 均静止,物块C 从圆弧最高点由静止释放,沿圆弧轨道滑到斜面顶端时与A 相碰。已知木板A 足够
长,物块B、C 均可视为质点,碰撞均为弹性碰撞,圆弧轨道的半径
,
,
,
A 和C 与斜面间的动摩擦因数均为
,B 与A 间的动摩擦因数
,
,
,
。
(1)求C 在圆弧轨道最低点与A 碰前瞬间,轨道对小球C 的压力大小;
(2)若足够长,A、B 在接触挡板P 前已达到共同运动,求A 刚接触挡板P 时B 在A 上表面的划痕长度;
(3)若
,A 与挡板P 碰撞后,速度大小不变,方向反向,在A 与挡板P 第一次碰撞到第二次碰撞期
间内,试推理说明A 与C 能否发生碰撞?
【变式4-2】(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)一光滑圆弧轨道与粗糙水平面相切,一质量为
的物块
静止在圆弧轨道底端,另一质量为
的物块
从圆弧轨道上距水平地面高为处由静止释放,
与
发生
非弹性碰撞后,两者均向前运动最终均停在水平面上,且
在水平面上的运动时间是
在水平面上运动时
间的2 倍,
、
与水平面间的动摩擦因数相同,重力加速度为
,碰撞时间不计,求:
(1)
、
在水平面上运动的加速度大小之比;
(2)碰撞结束瞬间
、
的速率之比;
(3)碰撞结束瞬间物块
的速率。
1.(2025·内蒙古·模拟预测)物理课上,老师演示惯性实验,如图所示:将质量为9m、长度为L 的课本
放在水平桌面上,质量为m 的橡皮(可视为质点)放在课本的中央,课本与橡皮的滑动摩擦因数为
,
课本与桌面的滑动摩擦因数为
,若作用于课本的水平力为F,重力加速度为g 则:
(1)要使橡皮和课本有相对运动,F 至少多大?
(2)若施加力
时,橡皮和课本能相对滑动,求橡皮从课本脱落的时间t(结果用
、L、g 表示)。
2.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)如图甲所示,质量M=0.8kg;的足够长的木板静止在光滑的水平面上,
质量m=0.2kg 的滑块静止在木板的左端,在长木板右侧还依次放着质量均为
无穷多个木块(m0
可视为质点),相邻木块间的距离为2m。开始时长木板、滑块木块均静止。t=0 时刻在滑块上施加方向水
平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F。4s 后撤去力F,5s 时木板与右侧第一个木块碰撞。若滑块
与木板间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取
,(所有碰撞均为
弹性碰撞)求:
(1)t1=1s 时滑块的加速度大小;
(2)t2=4s 时滑块的速度大小;
(3)撤去F 后物块与木板因摩擦产生的热量。
3.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)引体向上是中考体育考试选择项目之一、如图所示,①到② 、②到③、
到
为引体向上上升过程中所经历的加速、匀速、减速三个阶段,
为悬停阶段示意图,不计空气阻力
③
④
④
,
下列说法正确的是( )
A.①到②过程中杠对两手的支持力合力小于重力
B.②到
过程中杠对两手的支持力合力等于重力
③
C.
到
过程中杠对两手的支持力合力大于重力
③
④
D.
悬停阶段杠对两手的支持力合力小于重力
④
4.(2025·内蒙古赤峰·三模)逆风使帆的原理如图所示,把帆面张在航向(船头指向)和风向之间,因风
对帆的压力
垂直帆面,可分解成两个分力
、
,其中
垂直船轴即航向(“龙骨”),会被很大的
横向阻力平衡,
沿着航向,已知帆面与航向之间的夹帆面航向角为
,船的总质量为
,下列说法正确
的是( )
A.
提供船前进的动力
B.船受到的合力大小一定与
值相等
C.若船垂直航向的阻力为
,则
D.若船沿着航向的阻力为
,则船的加速度为
5.(2025·内蒙古通辽·三模)如图所示,质量为m 的方形箱子放置在光滑的水平面上,在水平向左的力
的作用下,箱子沿水平面向左做匀加速直线运动,箱内一个质量为m 的物块紧贴后壁随箱子一起
做匀加速直线运动且恰好不下滑,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,则物块与箱壁间
的动摩擦因数为( )
A.
B.
C.
D.
6.(2025·内蒙古乌兰察布·二模)如图甲所示,质量为M=0.5kg 的木板静止在光滑水平面上,质量为
m=1kg 的物块以初速度
滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2。在物块滑上木
板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F,当恒力F 取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路
程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到
的关系如图乙所示。其中AB 与横轴平行,且AB 段的纵
坐标为
。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度
。下列说法正确的
是( )
A.DE 段表示滑块最终与滑板共速
B.F=0 时,滑块离开滑板的速度v=2m/s
C.B 点的坐标为(
,)
D.C 点的坐标为(,
)
7.(2025·辽宁·二模)质量相等的A、B 两物体运动的速度同时向右,如图所示。整个运动过程中,A、B
两物体的位移大小分别为
、
,合外力的功均分别为
、
,合外力的冲量大小分别为
、
,加
速度大小分别为
、
,下列关系式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
8.(2025·辽宁盘锦·三模)水平面内四根相同的轻质弹簧按如图所示(俯视图)连接,此时弹簧均处于原
长。质量为m 的人形模具从O 点正上方下落,接触O 点后继续向下运动至最低点,此时弹簧与水平方向的
夹角θ=37°。已知弹簧的原长为l,劲度系数
,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则模具
在最低点处的加速度大小为( )
A.0.2g
B.0.4g
C.0.6g
D.0.8g
9.(2025·辽宁大连·三模)如图所示,质量均为
的物块A 和B 叠放在水平地面上,左边缘对齐。
A 与B、B 与地面间的动摩擦因数均为
。先敲击A,A 立即获得水平向右的初速度,在B 上滑动距
离
后停下。接着敲击B,B 立即获得水平向右的初速度,A、B 都向右运动,左边缘再次对齐时恰
好相对静止,此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块A 长度可忽略不计,重力加
速度
。求:
(1)A 被敲击后获得的初速度大小
;
(2)在左边缘再次对齐的前、后,B 运动加速度的大小
、
;
(3)B 被敲击后获得的初速度大小
及整个过程中B 与地面之间的摩擦生热。
10.(2025·辽宁大连·三模)为了测量汽车行驶的加速度,可取一长方形木板,画上横纵坐标,O 为坐标
原点,在坐标轴上均匀画上相同的刻度线,将O 点右侧第5 条刻度线标度为1,左侧第5 条刻度线标度
为-1。在O 点上方第5 条刻度线处钉一小钉子,用红色细线拴一重物挂在钉子上,把细线作为指针。再在
板上画上向左的箭头表示行进方向,这样就做成一个简单的加速度测量计。将此测量计保持在竖直面内,
底边水平放在沿平直公路行进的车中固定好,其中箭头指向与车的行进方向一致,已知重力加速度为g。
(1)当细线能稳定在O 点右侧第2 条刻度线处,表示车的加速度为 ,车正在做 运动。
(2)当细线能稳定在O 点,表示车处于 状态。
(3)此装置能不能用来测量电梯在竖直方向上的加速度 (选填"能"或"不能")。
11.(2025·黑龙江·模拟预测)如图甲所示,滑块A 放在静止于水平地面上的木板B 右端,已知滑块A 与
木板B 的质量均为
时刻滑块A 以
的初速度向左运动,同时在木板右端加一个水平
向右的外力
,作用
后撤去外力
,前
内滑块和木板的
关系图像如图乙所示。设最大静摩
擦力等于滑动摩擦力,滑块始终没有离开木板,取重力加速度
。则( )
A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.1
B.木板与地面间的动摩擦因数为0.4
C.木板长度至少
滑块才能不掉
D.整个过程中系统摩擦生热共
12.(2025·吉林·一模)下雨时,雨滴在均匀分布的空气中下落过程中受到的阻力可以表示为
,
其中
表示空气密度,
表示雨滴直径,表示雨滴下落的速率,
被称之为雷诺数,其经验公式为
,
为流体的黏滞系数,根据以上信息判断下列说法正确的是( )
A.雨滴下落过程中做加速度减小的加速运动
B.雨滴下落过程中受到的阻力与雨滴速率的平方成正比
C.雷诺数的单位为
D.黏滞系数的单位为