专题三 牛顿运动定律.pdf

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1、专题三牛顿运动定律真题多维细目表真题涉分考点对牛顿运动定律的理解牛顿运动定律的综合应用题型难度设题情境思想方法试题结构素养要素 课标，综合应用选择难连接体与图像图像法选项并列科学推理 课标，牛顿第二定律选择中弹簧连物体数图转换选项互斥科学推理 课标，牛顿第二定律选择中竖直轨道公式法计算型科学论证 课标，牛顿第二定律选择中双星运动公式法选项并列科学推理、科学论证 课标，牛顿第二定律计算难复合场函数论证问题独立科学推理、科学论证 课标，牛顿第二定律选择中天体运动估算法计算型科学推理 课标，牛顿第二定律计算难复合场函数论证问题独立科学论证 课标，牛顿第二定律选择易地球卫星函数法计算型科学论证 课标，

2、牛顿第二定律计算难电场油滴临界条件 问递进科学推理、科学论证 课标，力与运动关系选择中直线运动运动建模选项并列运动与相互作用观念 课标，牛顿第二定律选择易点电荷电场运动建模计算型运动与相互作用观念 课标，牛顿第二定律选择易物块滑上斜面图像法选项并列科学推理 课标，牛顿第二定律计算难滑板模型运动建模 问递进科学推理 课标，牛顿第二定律选择难车厢运动数学推理计算型科学推理 课标，牛顿第二定律计算难山体滑坡函数论证 问递进运动与相互作用观念、科学论证、科学推理总计卷均分 题 卷 题 卷选择中占比考频常见考法命题规律与趋势考查内容两类运动与图像问题。单一物体多运动过程与斜面问题。超重、失重与运动极值问

3、题。滑块、传送带与连接体问题。命题趋势牛顿定律作为动力学规律可单独命题，更多地是与其他部分知识相结合考查。注重理论联系实际，关注生产、生活、实验中牛顿运动定律的应用。备考建议坚持前几年命题规律、命题方法的稳定性，同时关注具体细节、具体考向，具体环境的细小变化。牢记基础知识，熟练基本方法，积累消化基础模型，努力拓展新情境下的应用。解题方法本专题的常用方法有：数图转换、函数论证、估算法、临界极值法、整体法、隔离法、运动独立性原理的应用等。核心素养本专题主要考查的核心素养有物理观念、科学思维。资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资

4、料群：761889459，年高考年模拟 版（教师用书）对应学生用书起始页码 考点一对牛顿运动定律的理解 对牛顿第一定律和惯性的理解（）惯性的表现形式物体在不受外力或所受的合外力为零时，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）不变。物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大，物体运动状态难以改变；惯性小，物体运动状态容易改变。（）惯性定律（牛顿第一定律）与惯性的实质是不同的惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关。惯性定律（牛顿第一定律）则反映物体在一定条件下的运动规律。对牛顿第二定律的理解（）牛顿第二定律的特性六性矢量性 与 方向相

5、同瞬时性 与 对应同一时刻因果性 是产生 的原因同一性、对应同一个物体、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（相对于地面静止或匀速直线运动的参考系）而言的 （）应用牛顿第二定律的解题步骤明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体。进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程。选取正方向或建立坐标系，通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向。求合外力 合。根据牛顿第二定律 合 或列方程求解，必要时还要对结果进行讨论。牛

6、顿第三定律（）作用力与反作用力的关系作用力与反作用力的关系可总结为“三同、三异、三无关”。三同同大小同时产生、变化、消失同性质三异反向异体不同效果三无关与物体的种类无关与相互作用的两物体的运动状态无关与是否与另外物体相互作用无关 （）一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别一对作用力和反作用力一对平衡力相同点等大、反向，作用在同一条直线上不同点受力物体作用在两个不同的物体上作用在同一个物体上依赖关系相互 依 存，不 可 单 独存在无依赖关系，解除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡力的效果两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零力的性质一定相同

7、不一定相同 国际单位制的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度米质量千克（公斤）时间秒电流安培热力学温度开尔文物质的量，（）摩尔发光强度，（）坎德拉 如图所示，一质量 的小物块，以 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经 的时间物块由 点运动到 点，、之间的距离 。已知斜面倾角，物块与斜面之间的动摩擦因数。重力加速度 取 。（）求物块加速度的大小及到达 点时速度的大小。（）拉力 与斜面夹角多大时，拉力 最小？拉力 的最小值是多少？思路分析 连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，应先弄清楚每个过程中的运动性

8、质，根据牛顿第二定律求加速度，然后根据加速度用运动学公式解题；或者根据运动学公式求解加速度，然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力。解析（）设物块加速度的大小为，到达 点时速度的大小为，由运动学公式得联立式，代入数据得 资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，专题三 牛顿运动定律 （）设物块所受支持力为，所受摩擦力为，拉力与斜面间的夹角为，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得 又 联立式得（）由数学知识得 （）由式可知对应 最小时 与斜面间的夹角联立式，代入数据得 的最小值为 答案（）（）远在春秋战国时代

9、（公元前 前 年），我国杰出学者墨子认为：“力，刑之所以奋也。”“刑”同“形”，即物体；“奋”，即开始运动或运动加快，对墨子这句关于力和运动观点的理解，下列说法不正确的是（）墨子认为力是改变物体运动状态的原因墨子认为力是使物体产生加速度的原因此观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同答案 “力，刑之所以奋也。”是说力是使物体运动的原因或力是改变物体运动状态的原因，使物体产生加速度的原因，此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同。而亚里士多德认为有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止。故 错误，、正确。如图所示，质量为 的小球用一水平轻弹

10、簧系住，并用倾角为的光滑木板 托住，小球恰好处于静止状态，在木板 突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为（）大小为，方向竖直向下大小为，方向垂直木板向下大小为，方向垂直木板向下答案 对于小球，开始时受三个力作用（重力、支持力和弹簧的弹力）而处于平衡状态，支持力 ，撤离木板 瞬间，支持力消失，重力和弹力不变，且二者的合力与原支持力等大反向，由牛顿第二定律可得，小球的加速度，方向垂直木板向下，选。如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是（）甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力甲对绳的拉力与乙对绳的拉

11、力是作用力与反作用力若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利答案 项中两力是一对作用力与反作用力，错；项中两力是一对平衡力，错；若 甲乙，由 知 甲乙，由得乙甲，项正确；由 知 与收绳的速度无关，项错。“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力 的大小随时间 变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为（）答案 “蹦极”运动的最终结果是人悬在空中处于静止状态，此时绳的拉力等于人的重力，由图可知，绳子拉力最

12、终趋于恒定时等于重力，即，则。当绳子拉力最大时，人处于最低点，此时 最大，方向竖直向上，由牛顿第二定律有 最大 ，得最大加速度，故 正确。在国际单位制（简称）中，力学和电学的基本单位有：（米）、（千克）、（秒）、（安培）。导出单位（伏特）用上述基本单位可表示为（）答案 物理公式与方程的意义是：等式两边单位统一，数值相等。由电势差定义式 可知 ，所以 正确。考点二牛顿运动定律的综合应用 利用图像解答牛顿运动定律问题（）处理图像问题的关键是搞清图像所揭示的物理规律或物理量间的函数关系，全面系统地看懂图像中的“轴”“线”“点”资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：

13、491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，年高考年模拟 版（教师用书）“斜率”“面积”“截距”等所表示的物理意义。在运用图像求解问题时，还需要具有将物理现象转化为图像问题的能力。运用图像解题包括两个方面：用给定的图像解答问题，根据题意去作图，运用图像去解答问题。（）图像语言、函数语言及文字语言构成表达物理过程与物理参数关系的三种语言。要求能够在任意两种语言间相互转换，以便用相对简单的方法解决物理问题。（）文字语言、函数语言、图像语言与物理情景之间的相互转换，是确立解题方向、迅速明确解题方法的前提。（）动力学图像问题求解思路一看清看清坐标轴所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否

14、从零开始二明确明确因变量与自变量间的制约关系，明确物理量的变化趋势三分析分析图线，弄清物理过程，写出相应的函数关系式四提升进而明确“图像与公式”、“图像与物体”间的关系，以便对有关物理问题做出准确判断 如图甲所示，质量 的物块在平行斜面向上的拉力 作用下从静止开始沿斜面向上运动，时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图像（图像）如图乙所示，取 ，求：（）内物块的位移大小 和通过的路程；（）沿斜面向上运动的两个阶段加速度大小、和拉力大小。解析（）在 内，由图乙知：物块沿斜面向上运动的最大距离：物块下滑的距离：所以位移大小 路程 （）由图乙知，沿斜面向上运动的两个阶段加速度的大小 设

15、斜面倾角为，斜面对物块的摩擦力大小为，根据牛顿第二定律有 内：内：解得 答案（）（）连接体问题的处理（）加速度相同的连接体问题若求解整体的加速度，可用整体法。整个系统看作一个研究对象，分析整体受外力情况，再由牛顿第二定律求出加速度。若求解系统内力，可先用整体法求出整体的加速度，再用隔离法将内力转化成外力，由牛顿第二定律求解。（）加速度不同的连接体问题若系统内各个物体的加速度不同，一般采用隔离法。以各个物体分别作为研究对象，对每个研究对象进行受力和运动情况分析，分别应用牛顿第二定律建立方程，并注意各个物体的相互作用关系，联立求解。对某些加速度不同的连接体问题，也可以运用“类整体法”列方程求解设系

16、统内有几个物体，这几个物体的质量分别为、，加速度分别为、，这个系统所受的合外力为合，则这个系统的牛顿第二定律的表达式为 合，其正交分解表达式为合合 如图所示，足够长的倾角的斜面与水平地面在 点平滑连接，通过轻绳连接的、两物体静置于水平地面上，质量分别为 ，此时轻绳处于水平状态且无拉力，物体 与接触面之间的动摩擦因数均为 ，物体 与接触面之间的动摩擦因数均为 。对物体 施加水平恒力 ，使两物体一起向右加速运动，经过时间 物体 到达斜面底端 点，此时撤去恒力。若两物体均可视为质点，重力加速度 ，。（）求两物体加速时轻绳上的张力；（）物体 进入斜面后，两物体恰好不相撞，求轻绳的长度。解析（）两物体加

17、速时对整体研究有（）对 物体有 解得 ，（）当 物体到达 点时二者速度 之后 物体沿斜面向上滑行，有 物体上滑距离 物体先在水平面上减速滑行，有 滑行到 点时速度设为，有 物体滑上斜面后，有 因在斜面上 物体的加速度小于 物体的加速度，所以与物体 刚好不相撞，其上滑的最大距离与 的相同，则有解得 答案（）（）运用牛顿运动定律解决的两类基本问题（）已知物体的受力情况，求解物体的运动情况。（）已知物体的运动情况，求解物体的受力情况。解决这两类动力学基本问题的思路资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，专题

18、三 牛顿运动定律 如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空。为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆顶部装有一拉力传感器，可显示杆顶端所受拉力的大小。现有一学生（可视为质点）从上端由静止开始滑下，末滑到杆底时速度恰好为零。以学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示，取 。求：（）该学生下滑过程中的最大速率。（）滑杆的长度。（）末到 末传感器显示的拉力。思路分析（）滑杆处于静止状态，重力不计，杆顶端所受拉力的大小等于该学生对它的摩擦力大小。分析学生的运动情况，根据牛顿第二定律求出 内学生的加速度，再由速度公式求出最大速度。（）由位移速度公式求出学生匀

19、加速直线运动和匀减速直线运动的位移，滑杆的长度等于两段位移大小之和。（）结合牛顿第二、第三定律求拉力。解析（）根据图像可知 内，人向下做匀加速运动，人对滑杆的作用力为 ，方向竖直向下，所以滑杆对人的作用力 的大小为 ，方向竖直向上。以人为研究对象，根据牛顿第二定律有：后静止，末人的速度为 根据图像可知 末到 末，人做匀减速运动，末速度为零，所以人 末速度达到最大值，由以上各式代入数据解得 ，所以最大速率 。（）滑杆的长度等于人在滑杆上加速运动和减速运动通过的位移之和加速运动的位移 减速运动的位移 滑杆的长度 （）减 速 运 动 时 的 加 速 度 大 小 为 ，方向竖直向上以人为研究对象，根据

20、牛顿第二定律有：得 由牛顿第三定律知，传感器显示的拉力为 答案（）（）（）（多选）如图所示，一质量 、倾角为 的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为 的各面光滑的楔形物体。用一水平向左的恒力 作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为 ，下列判断正确的是（）系统做匀速直线运动 斜面体对楔形物体的作用力为 增大力 到某一值，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动答案 对整体受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律有（），对楔形物体受力分析如图乙所示，由牛顿第二定律有 ，可得 ，错，对。斜面体对楔形物体的作用力 ，错。外力 增大，则斜面体加速度增加，当达到某一值后楔形物体不能获得那

21、么大的加速度，将会沿斜面上滑，对。质量不等的两木块、，用跨过一轻质定滑轮的轻绳相连，在图示情况下，木块、一起做匀速运动。若木块、的位置互相交换，则木块 运动的加速度为（木块、与桌面间的动摩擦因数均为，且，重力加速度为，空气阻力、滑轮摩擦均不计）（）（）（）与木块、的质量有关答案 、匀速运动过程，有、互相交换后，有（）解得（）故选。（山东菏泽一模）（多选）质量为 的足够长的木板 放在光滑水平地面上，一个质量为 的滑块（可视为质点）放在木板上，设滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，如图甲所示。木板 受到随时间 变化的水平拉力 作用时，用传感器测出木板 的加速度，得到如图乙所示的 图像，取 ，则（

22、）资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，年高考年模拟 版（教师用书）滑块 的质量 木板 的质量 当 时，木板 的加速度 滑块 与木板 间的动摩擦因数为 答案 由图乙知，当 时、相对静止，加速度为 ，对整体分析：（），解得 ，当 时，、发生相对滑动，对 有：，由图像可知，图线的斜率：，解得 ，则滑块 的质量为：，故 正确，错误；将 所对图线反向延长线与 轴交点坐标代入 ，解得，故 错误；根据 时，滑块与木板相对滑动，的加速度为 ，故 正确。如图所示，质量为 的木板可沿倾角为 的光滑斜面下滑，木板上站着

23、一个质量为 的人，则（）为了保持木板与斜面相对静止，人运动的加速度是多少？（）为了保持人与斜面相对静止，木板运动的加速度是多少？答案 见解析解析（）为了使木板与斜面保持相对静止，必须满足木板在斜面上的合力为零，所以人施于木板的摩擦力 应沿斜面向上，故人应加速向下跑。对木板进行受力分析，如图甲所示沿斜面方向有：对人进行受力分析，如图乙所示 人（人为人相对斜面的加速度）又 解得 人 ，方向沿斜面向下。（）为了使人与斜面保持相对静止，必须满足人在木板上所受合力为零，所以木板施于人的摩擦力应沿斜面向上，故人相对木板向上跑，木板相对斜面向下滑，但人相对斜面静止不动。设木板相对斜面的加速度为 木，现分别对

24、木板和人进行受力分析，如图丙、丁，则：对木板：木对人：又 解得 木 ，方向沿斜面向下。对应学生用书起始页码 题型一 牛顿运动定律中的多过程问题 多过程问题很多动力学问题中涉及的物体有两个或多个连续的运动过程，在物体不同的运动阶段，物体的运动情况和受力情况都发生了变化，这类问题称为牛顿运动定律中的多过程问题。类型多过程问题可根据涉及物体的多少分为单体多过程问题和多体多过程问题。解题策略（）任何多过程的复杂物理问题都是由很多简单的小过程构成，有些是承上启下，上一过程的结果是下一过程的已知，这种情况需一步一步完成。（）有些是树枝形，告诉的只是旁支，要求的是主干（或另一旁支），这就要求仔细审题，找出各

25、过程的关联，按顺序逐个分析；对于每一个研究过程，选择什么规律，应用哪一个运动学公式要明确。（）注意两个过程的连接处，通常加速度可能突变，但速度不会突变，速度是联系前后两个过程的桥梁。（课标，分）下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为 （）的山坡，上面有一质量为 的石板，其上下表面与斜坡平行；上有一碎石堆（含有大量泥土），和 均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，浸透雨水后总质量也为（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，、间的动摩擦因数减小为，、间的动摩擦因数 减小为，、开始运动，此时刻为计时起点；在第 末，的上表面突然变为光滑，保持不变。已知 开始运动时，离 下边

26、缘的距离，足够长。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小 。求：（）在 时间内 和 加速度的大小；（）在 上总的运动时间。资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，专题三 牛顿运动定律 温馨提示 对、受力分析，根据牛顿第二定律求加速度。应该关注到 的上表面变为光滑以后，、之间的摩擦力消失，注意对、的加速度的分析。最终 会从 上滑落，意味着 和 的相对运动位移大小为 。最好能画出 和 运动的 草图以方便理解。解析（）在 时间内，和 的受力如图所示，其中、是 与 之间的摩擦力和正压力的大小，、是 与

27、 之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示。由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得 规定沿斜面向下为正方向。设 和 的加速度分别为 和，由牛顿第二定律得 联立式，并代入题给条件得 （）在 时，设 和 的速度分别为 和，则 时，设 和 的加速度分别为 和。此时 与 之间的摩擦力为零，同理可得 即 做减速运动。设经过时间，的速度减为零，则有联立式得 在 时间内，相对于 运动的距离为()()此后 静止不动，继续在 上滑动。设再经过时间 后 离开，则有（）可得（另一解不合题意，舍去）设 在 上总的运动时间为 总，有总（利用下面的速度图线求解，正确的，参照上述答案及评分参考给分）答案（）（）如图甲所示，为一倾

28、角 的足够长斜面，将一质量为 的物体无初速度地在斜面上释放，同时施加一沿斜面向上的拉力，拉力随时间变化的关系图像如图乙所示，物体与斜面间的动摩擦因数 ，取 ，求：（）末物体的速度；（）前 内物体发生的位移。答案（），方向沿斜面向下（），方向沿斜面向下解析（）对物体分析可知，其在前 内沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得 代入数据可得 ，方向沿斜面向下 ，方向沿斜面向下（）物体在前 内发生的位移为，则，方向沿斜面向下当拉力为 时，由牛顿第二定律可得 代入数据可得 ，方向沿斜面向上物体经过 时间速度减为，则得 时间内发生的位移为，则，方向沿斜面向下由于 ，则物体在剩下 时间内

29、处于静止状态。故物体在前 内发生的位移 ，方向沿斜面向下。有一个冰上木箱的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推箱一段时间后，放手让箱向前滑动，若箱最后停在冰上有效区域内，视为成功；若箱最后未停在冰上有效区域内就视为失败。其简化模型如图所示，是长度为 的水平冰面，选手们可将木箱放在 点，从 点开始用一恒定不变的水平资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，年高考年模拟 版（教师用书）推力推箱，为有效区域。已知 长度 ，木箱的质量，木箱与冰面间的动摩擦因数。某选手作用在木箱上的水平推力 ，木箱沿 做直线

30、运动，若木箱可视为质点，取 。那么该选手要想游戏获得成功，试求：（）推力作用在木箱上时的加速度大小；（）推力作用在木箱上的时间满足什么条件？答案（）（）解析（）设推力作用在木箱上时的加速度大小为，根据牛顿第二定律得解得 （）撤去推力后，木箱的加速度大小为，根据牛顿第二定律得解得 推力作用在木箱上时间 内的位移为撤去力 后木箱继续滑行的距离为（）木箱停在有效区域内，要满足条件解得 题型二 传送带问题 水平传送带问题设传送带的速度为 带，物体与传送带之间的动摩擦因数为，两轮之间的距离为，物体置于传送带一端时的初速度为。（），如图甲所示，物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用，将做 的匀加速运动。假定

31、物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为 。显然，若 带，则物体在传送带上将先加速，后匀速运动；若 带，则物体在传送带上将一直加速运动。甲（），且 与 带同向，如图乙所示。乙带时，由（）可知，物体刚放到传送带上时将做 的匀加速运动。假定物体一直加速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为。显然，若 带，则物体在传送带上将先加速，后匀速运动；若 带，则物体在传送带上将一直加速运动。带，物体刚放到传送带上时将做加速度大小为 的匀减速运动。假定物体一直减速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为。显然，若 带，则物体在传送带上将一直减速运动；若 带，则物体在传送带上将先减速，

32、后匀速运动。（），且 与 带反向，如图丙所示。丙此种情形下，物体刚放到传送带上时将做加速度大小为 的匀减速运动，假定物体一直减速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为。显然，若，则物体将一直做匀减速运动直到从传送带的另一端离开传送带；若，则物体将不会从传送带的另一端离开，而是从进入端离开，其可能的运动情形有：先沿 方向减速，再沿 的反方向加速运动直至从进入端离开传送带。先沿 方向减速，再沿 的反方向加速，最后匀速运动直至从进入端离开传送带。倾斜传送带问题（）物体和传送带一起匀速运动匀速运动说明物体处于平衡状态，则物体受到的静摩擦力和重力沿传送带方向的分力等大反向，即物体受到的静摩擦力的方向沿传

33、送带向上，大小为 （为传送带的倾角）。（）物体和传送带一起加速运动若物体和传送带一起向上加速运动，传送带的倾角为，则对物体有 ，即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上，大小为 。若物体和传送带一起向下加速运动，传送带的倾角为，则静摩擦力的大小和方向决定于加速度 的大小。当 时，无静摩擦力；当 时，有 ，即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向下，大小为 ，在这种情况下，重力资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，专题三 牛顿运动定律 沿传送带向下的分力不足以提供物体的加速度，物体相对于传送带有向上的运动趋势，

34、受到的静摩擦力沿传送带向下以弥补重力分力的不足；当 时，有 ，即物体受到的静摩擦力的方向沿传送带向上，大小为 。此时重力沿传送带向下的分力提供物体沿传送带向下的加速度过剩，物体有相对于传送带向下的运动趋势，必受到沿传送带向上的摩擦力。如图所示，传送带与地面夹角 ，从 长度为 ，传送带以 的速率逆时针转动。在传送带上端 无初速度地放一个质量为 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为 。求物体从 运动到 所需时间是多少？（，）解析 物体放在传送带上后，开始阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一个沿传送带向下的滑动摩擦力，物体受力情况如图甲所示。物体由静止加速，由牛顿第二定律有 ，得 。

35、物体加速至与传送带速度相等需要的时间，时间内物体的位移 。甲 乙由于 ，物体与传送带共速后在重力作用下将继续加速运动，物体速度大于传送带速度后，传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力。此时物体受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律有 ，得 。设后一阶段物体滑至底端所用的时间为，由 ，解得 ，（舍去）。所以物体由 的时间 。答案 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图。紧绷的传送带 始终保持恒定的速率 运行，一质量为 的行李无初速度地放在 处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带之间的动摩擦因

36、数 ，、间的距离 ，取 。（）求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；（）求行李做匀加速直线运动的时间；（）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到 处，求行李从 处传送到 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。答案（）（）（）解析（）行李所受滑动摩擦力大小 ，加速度大小 。（）行李达到与传送带相同速率后不再加速，则，得 。（）行李始终匀加速运行时，所需时间最短，加速度大小仍为 ，当行李到达右端时，有，得 ，所以传送带对应的最小运行速率为 。由 得行李最短运行时间 。题型三 滑块滑板模型问题 模型特点涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动。两种位移关系滑块由滑板的一端运动

37、到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移大小之差等于板长；反向运动时，位移大小之和等于板长。设板长为，滑块位移大小为，滑板位移大小为 同向运动时：反向运动时：资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，年高考年模拟 版（教师用书）解题步骤审题建模弄清题目情景，分析清楚每个物体的受力情况、运动情况，清楚题给条件和所求建立方程根据牛顿运动定律准确求出各运动过程的加速度（两过程接连处的加速度可能突变）明确关系找出物体之间的位移（路程）关系或速度关系是解题的突破口，上一过程的末速度是下一过程的初速度，这是两过

38、程的联系纽带（课标，分）如图，两个滑块 和 的质量分别为 和 ，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为；木板的质量为，与地面间的动摩擦因数为。某时刻、两滑块开始相向滑动，初速度大小均为 。、相遇时，与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 。求（）与木板相对静止时，木板的速度；（）、开始运动时，两者之间的距离。审题指导 如何建立物理情景，构建解题路径首先分别计算出 与板、与板、板与地面间的滑动摩擦力大小，判断出、及木板的运动情况。把握好几个运动节点。由各自加速度大小可以判断出 与木板首先达到共速，此后 与木板共同运动。与木板存在相对运动，且 运

39、动过程中加速度始终不变。木板先加速后减速，存在两个过程。解析（）滑块 和 在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设、和木板所受的摩擦力大小分别为、和，和 相对于地面的加速度大小分别为 和，木板相对于地面的加速度大小为。在滑块 与木板达到共同速度前有（）由牛顿第二定律得 设在 时刻，与木板达到共同速度，其大小为。由运动学公式有联立式，代入已知数据得 （）在 时间间隔内，相对于地面移动的距离为设在 与木板达到共同速度 后，木板的加速度大小为。对于 与木板组成的体系，由牛顿第二定律有（）由式知，；再由式知，与木板达到共同速度时，的速度大小也为，但运动方向与木板相反。由题意知，和 相遇时，与木板的速度相

40、同，设其大小为。设 的速度大小从 变到 所用的时间为，则由运动学公式，对木板有对 有在 时间间隔内，（以及木板）相对地面移动的距离为在（）时间间隔内，相对地面移动的距离为（）（）和 相遇时，与木板的速度也恰好相同。因此 和 开始运动时，两者之间的距离为联立以上各式，并代入数据得（也可用如图的速度时间图线求解）答案（）（）（四川理综，分）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为 的斜面。一辆长 的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为 时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了 时

41、，车头距制动坡床顶端，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的 倍，货物与车厢间的动摩擦因数为；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的 倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取 ，。求：资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，专题三 牛顿运动定律 （）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；（）制动坡床的长度。答案（）方向沿制动坡床向下（）解析（）设货物的质量为，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢间的动摩擦因数，受摩擦力大小为，加速度大小为，则 联立式并代入数据得 的方向沿制动坡

42、床向下。（）设货车的质量为，车尾位于制动坡床底端时的车速为 。货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端 的过程中，用时为，货物相对制动坡床的运动距离为，在车厢内滑动的距离 ，货车的加速度大小为，货车相对制动坡床的运动距离为。货车受到制动坡床的阻力大小为，是货车和货物总重的 倍，货车长度 ，制动坡床的长度为，则 （）联立并代入数据得 题型四 超重与失重问题 超重与失重是一种典型的运动形式所表现出的物理现象，与干涉现象、衍射现象、共振现象等同为物理规律、物理概念考查的重要载体，是高考的考查重点。实重和视重（）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。（）视重：当物体在竖直方向上有加速度时，

43、物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即视重。超重、失重和完全失重的比较（）超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。物体具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量。（）失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。物体具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量。（）完全失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。物体具有竖直向下的加速度，且。超重与失重现象主要题型：竖直方向的变速运动、斜面及倾斜传送带的运动、电梯运动、空间站的运动等。研究对象有：单体运动、系统运动等。题型通解（）确定研究对象：明确

44、研究对象，并将研究对象与系统区分开来。明确研究对象与周围物体的关系。（）判断运动性质：明确研究对象的运动性质，特别是运动方向、加速还是减速、加速度的方向。明确加速度在竖直方向上的分量及方向。（）正确受力分析：明确研究对象与周围接触物体的关系，根据各力的产生条件，判断受力情况。（）综合分析得出结论：由牛顿第一、第二、第三定律及超重与失重现象得出相应结论。如图所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长量为 ，运动时弹簧伸长量为 ，则升降机的运动状态可能是（）（）以 的加速度加速上升以 的加速度加速下降以 的加速度减速上升以 的加速度减速下降思路分析 物体处于超重状态时，具有向上的

45、加速度，可能做向上的加速运动或向下的减速运动；物体处于失重状态时，具有向下的加速度，可能做向下的加速运动或向上的减速运动。以物体为研究对象，分析受力情况：受重力和弹簧的弹力。静止时，两力平衡。当弹簧伸长量减小时，弹力减小，物体所受合力方向向下，根据牛顿第二定律求解加速度，分析运动情况。解析 设物体的质量为，弹簧的劲度系数为 静止时，当弹簧伸长量减小时，弹力减小，物体所受合力方向竖直向下，物体的加速度竖直向下资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，年高考年模拟 版（教师用书）根据牛顿第二定律得：，代入计

46、算得出 ，方向竖直向下，则升降机可能以 的加速度减速上升，也可能以 的加速度加速下降所以 选项是正确的。答案 为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是（）顾客始终受到三个力的作用顾客始终处于超重状态顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下答案 解析 扶梯匀速运动过程中，顾客受到重力和电梯对其向上的支持力，故 项错误。缓慢加速上升过程中，顾客处于超重状态，匀速上升过程中，重力和支持力大小相等，方向相

47、反，处于平衡状态，故 项错误。在慢慢加速过程中，顾客的加速度指向右上方，顾客受到的摩擦力水平向右，扶梯对其支持力和摩擦力的合力方向指向右上方，由牛顿第三定律可知，顾客对扶梯的作用力方向指向左下方，在匀速运动过程中，顾客与扶梯间的摩擦力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向竖直向下，故 项正确，项错误。质量为 的小孩子站在电梯内的体重计上，电梯从 时刻由静止开始上升，在 到 内体重计示数 的变化如图所示，试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？（取重力加速度 ）答案 解析 由图可以知道，在 的时间内，体重计的示数大于，故电梯应向上做匀加速直线运动。设在这段时间内体重计对小孩子的支持力为，电梯的加速度为，根据牛顿第二定律得：可得 在这段时间内电梯上升的高度 末电梯的速度 在 的时间内，体重计的示数等于，故电梯匀速上升，在这段时间内电梯上升的高度 在 的时间内，体重计的示数小于，故电梯应减速上升，设这段时间内体重计作用于小孩子的作用力大小为，电梯的加速度大小为，由牛顿第二定律得：可得 在这段时间内电梯上升高度 电梯上升的总高度 资料下载来源：高中各科学霸资料群：680662798，衡水中学内部资料群：491679660，黄冈中学内部资料群：761889459，