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命題分析
2024年高考各卷區(qū)物理試題均考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律。預(yù)測2025年高考牛頓運(yùn)動(dòng)定律依然是必考內(nèi)容。
試題精講
考向一 單位制
1．（2024年1月浙江卷第1題）下列屬于國際單位制基本單位符號的是（ ）
A. S B. NC. F D. T
【答案】A
【解析】國際單位制中的基本單位分別是：長度的單位是米，符號m；質(zhì)量的單位是千克，符號kg；時(shí)間的單位是秒，符號s；電流的單位是安培，符號是A；熱力學(xué)溫度的單位是開爾文，符號K；物質(zhì)的量單位是摩爾，符號ml；發(fā)光強(qiáng)度的單位是坎德拉，符號cd。
故選A。
考向二 瞬態(tài)問題
2．（2024年湖南卷第3題）如圖，質(zhì)量分別為、、、m的四個(gè)小球A、B、C、D，通過細(xì)線或輕彈簧互相連接，懸掛于O點(diǎn)，處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。若將B、C間的細(xì)線剪斷，則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為（ ）
A. g，B. 2g，C. 2g，D. g，
【答案】A
【解析】剪斷前，對BCD分析
對D
剪斷后，對B
解得
方向豎直向上；對C
解得
方向豎直向下。
故選A。
考向三 圖像問題
3．（2024年全國甲卷第2題）如圖，一輕繩跨過光滑定滑輪，繩的一端系物塊P，P置于水平桌面上，與桌面間存在摩擦；繩的另一端懸掛一輕盤（質(zhì)量可忽略），盤中放置砝碼。改變盤中砝碼總質(zhì)量m，并測量P的加速度大小a，得到圖像。重力加速度大小為g。在下列圖像中，可能正確的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】設(shè)P的質(zhì)量為，P與桌面的動(dòng)摩擦力為；以P為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得
以盤和砝碼為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得
聯(lián)立可得
可知當(dāng)砝碼的重力大于時(shí)，才有一定的加速度，當(dāng)趨于無窮大時(shí)，加速度趨近等于。
故選D。
考向四 連接體問題
4．（2024年新課標(biāo)卷第12題第（1）問） 如圖，一長度的均勻薄板初始時(shí)靜止在一光滑平臺上，薄板的右端與平臺的邊緣O對齊。薄板上的一小物塊從薄板的左端以某一初速度向右滑動(dòng)，當(dāng)薄板運(yùn)動(dòng)的距離時(shí)，物塊從薄板右端水平飛出；當(dāng)物塊落到地面時(shí)，薄板中心恰好運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)。已知物塊與薄板的質(zhì)量相等。它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度大小。求
（1）物塊初速度大小及其在薄板上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
【答案】（1）4m/s；
【解析】（1）物塊在薄板上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
薄板做加速運(yùn)動(dòng)的加速度
對物塊
對薄板
解得
考向五 超失重問題
5．（2024年全國甲卷第9題）學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象，將彈簧測力計(jì)掛在電梯內(nèi)，測力計(jì)下端掛一物體。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮椤?br>（1）電梯靜止時(shí)測力計(jì)示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_____N（結(jié)果保留1位小數(shù)）；
（2）電梯上行時(shí)，一段時(shí)間內(nèi)測力計(jì)的示數(shù)為，則此段時(shí)間內(nèi)物體處于_____（填“超重”或“失重”）狀態(tài)，電梯加速度大小為_____ （結(jié)果保留1位小數(shù)）。
【答案】（1）5.0 （2） ①. 失重 ②. 1.0
【解析】【小問1詳解】
由圖可知彈簧測力計(jì)的分度值為0.5N，則讀數(shù)為5.0N。
【小問2詳解】
[1]電梯上行時(shí)，一段時(shí)間內(nèi)測力計(jì)的示數(shù)為，小于物體的重力可知此段時(shí)間內(nèi)物體處于失重狀態(tài)；
[2]根據(jù)
根據(jù)牛頓第二定律
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得電梯加速度大小
考向一 單位制
1．（2022年浙江6月卷第1題）下列屬于力的單位是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根據(jù)牛頓第二定律有
F = ma
則力的單位為
故選A。
考向二 瞬態(tài)問題
2. （2022年全國甲卷第6題）（多選）如圖，質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上，二者用一輕彈簧水平連接，兩滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力F拉動(dòng)P，使兩滑塊均做勻速運(yùn)動(dòng)；某時(shí)刻突然撤去該拉力，則從此刻開始到彈簧第一次恢復(fù)原長之前（ ）
A. P的加速度大小的最大值為
B. Q的加速度大小的最大值為
C. P的位移大小一定大于Q的位移大小
D. P的速度大小均不大于同一時(shí)刻Q的速度大小
【答案】AD
【解析】設(shè)兩物塊的質(zhì)量均為m，撤去拉力前，兩滑塊均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力大小為
撤去拉力前對Q受力分析可知，彈簧的彈力為
AB．以向右為正方向，撤去拉力瞬間彈簧彈力不變?yōu)?，兩滑塊與地面間仍然保持相對滑動(dòng)，此時(shí)滑塊P的加速度為
解得
此刻滑塊Q所受外力不變，加速度仍為零，滑塊P做減速運(yùn)動(dòng)，故PQ間距離減小，彈簧的伸長量變小，彈簧彈力變小。根據(jù)牛頓第二定律可知P減速的加速度減小，滑塊Q的合外力增大，合力向左，做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)。
故P加速度大小的最大值是剛撤去拉力瞬間的加速度為。
Q加速度大小最大值為彈簧恢復(fù)原長時(shí)
解得
故滑塊Q加速度大小最大值為，A正確，B錯(cuò)誤；
C．滑塊PQ水平向右運(yùn)動(dòng)，PQ間的距離在減小，故P的位移一定小于Q的位移，C錯(cuò)誤；
D．滑塊P在彈簧恢復(fù)到原長時(shí)的加速度為
解得
撤去拉力時(shí)，PQ的初速度相等，滑塊P由開始的加速度大小為做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后彈簧原長時(shí)加速度大小為；滑塊Q由開始的加速度為0做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，最后彈簧原長時(shí)加速度大小也為。分析可知P的速度大小均不大于同一時(shí)刻Q的速度大小，D正確。
故選AD。
考向三 圖像問題
3．（2023年全國甲卷第6題）（多選）用水平拉力使質(zhì)量分別為、的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)，兩物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為和。甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)后，所受拉力F與其加速度a的關(guān)系圖線如圖所示。由圖可知（ ）

A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】根據(jù)牛頓第二定律有
F－μmg=ma
整理后有
F=ma＋μmg
則可知F—a圖像的斜率為m，縱截距為μmg，則由題圖可看出
m甲>m乙，μ甲m甲g=μ乙m乙g
則
μ甲eq \f(m1＋m2,m2)μ1
D．在0～t2時(shí)間段物塊與木板加速度相等
答案 BCD
解析 由題圖(c)可知，t1時(shí)刻物塊、木板一起剛要在水平地面滑動(dòng)，物塊與木板相對靜止，此時(shí)以整體為研究對象有F1＝μ1(m1＋m2)g，故A錯(cuò)誤；
由題圖(c)可知，t2時(shí)刻物塊與木板剛要發(fā)生相對滑動(dòng)，以整體為研究對象， 根據(jù)牛頓第二定律，
有F2－μ1(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a，
以木板為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律，
有μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＝m1a>0，
解得F2＝eq \f(m2?m1＋m2?,m1)(μ2－μ1)g，由F2>F1知
μ2>eq \f(m1＋m2,m2)μ1，故B、C正確；
由題圖(c)可知，0～t2時(shí)間段物塊與木板相對靜止，所以有相同的加速度，故D正確．
考向四 連接體問題
6．（2023年湖南卷第10題）（多選）如圖，光滑水平地面上有一質(zhì)量為的小車在水平推力的作用下加速運(yùn)動(dòng)。車廂內(nèi)有質(zhì)量均為的A、B兩小球，兩球用輕桿相連，A球靠在光滑左壁上，B球處在車廂水平底面上，且與底面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，桿與豎直方向的夾角為，桿與車廂始終保持相對靜止假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。下列說法正確的是（ ）

A. 若B球受到的摩擦力為零，則
B. 若推力向左，且，則的最大值為
C. 若推力向左，且，則的最大值為
D. 若推力向右，且，則的范圍為
【答案】CD
【解析】A．設(shè)桿的彈力為，對小球A：豎直方向受力平衡，則桿水平方向的分力與豎直方向的分力滿足
豎直方向
則
若B球受到的摩擦力為零，對B根據(jù)牛頓第二定律可得
可得
對小球A、B和小車整體根據(jù)牛頓第二定律
A錯(cuò)誤；
B．若推力向左，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度向左，小球A所受向左的合力的最大值為
對小球B，由于，小球B受到向左的合力
則對小球A，根據(jù)牛頓第二定律可得
對系統(tǒng)整體根據(jù)牛頓第二定律
解得
B錯(cuò)誤；
C．若推力向左，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度向左，小球A向左方向的加速度由桿對小球A的水平分力提供，小球A所受向左的合力的最大值為
小球B所受向左的合力的最大值
由于可知
則對小球B，根據(jù)牛頓第二定律
對系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律
聯(lián)立可得的最大值為
C正確；
D．若推力向右，根據(jù)牛頓第二定律可知系統(tǒng)整體加速度向右，由于小球A可以受到左壁向右的支持力，理論上向右的合力可以無限大，因此只需要討論小球B即可，當(dāng)小球B所受的摩擦力向左時(shí)，小球B向右的合力最小，此時(shí)
當(dāng)小球所受摩擦力向右時(shí)，小球B向右的合力最大，此時(shí)
對小球B根據(jù)牛頓第二定律
對系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律
代入小球B所受合力分范圍可得的范圍為
D正確。
故選CD。
7．（2023年福建卷第5題）（多選）如圖所示，一廣場小火車是由車頭和車廂編組而成。假設(shè)各車廂質(zhì)量均相等（含乘客），在水平地面上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比。一廣場小火車共有3節(jié)車廂，車頭對第一節(jié)車廂的拉力為，第一節(jié)車廂對第二節(jié)車廂的拉力為，第二節(jié)車廂對第三節(jié)車廂的拉力為，則（ ）
A. 當(dāng)火車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，
B. 當(dāng)火車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，
C. 當(dāng)火車勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，
D. 當(dāng)火車勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，
【答案】BD
【解析】AB．設(shè)每節(jié)車廂重G，當(dāng)火車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)
得
故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．當(dāng)火車勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)
得
T1∶T2∶T3=3∶2∶1
故C錯(cuò)誤，D正確。
故選BD。
8．（2023年北京卷第6題）如圖所示，在光滑水平地面上，兩相同物塊用細(xì)線相連，兩物塊質(zhì)量均為1kg，細(xì)線能承受最大拉力為2N。若在水平拉力F作用下，兩物塊一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。則F的最大值為（ ）

A. 1NB. 2NC. 4ND. 5N
【答案】C
【解析】對兩物塊整體做受力分析有
F = 2ma
再對于后面的物塊有
FTmax= ma
FTmax= 2N
聯(lián)立解得
F = 4N
故選C。
9. （2022年全國乙卷第2題）如圖，一不可伸長輕繩兩端各連接一質(zhì)量為m的小球，初始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)靜置于光滑水平桌面上，兩球間的距離等于繩長L。一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點(diǎn)，方向與兩球連線垂直。當(dāng)兩球運(yùn)動(dòng)至二者相距時(shí)，它們加速度的大小均為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】當(dāng)兩球運(yùn)動(dòng)至二者相距時(shí)，,如圖所示
由幾何關(guān)系可知
設(shè)繩子拉力為，水平方向有
解得
對任意小球由牛頓第二定律可得
解得
故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選A。
10. （2021年湖南卷第7題）如圖，兩物塊P、Q用跨過光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩相連，開始時(shí)P靜止在水平桌面上。將一個(gè)水平向右的推力F作用在P上后，輕繩的張力變?yōu)樵瓉淼囊话?。已知P、Q兩物塊的質(zhì)量分別為、，P與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度。則推力F的大小為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】P靜止在水平桌面上時(shí)，由平衡條件有
推力F作用在P上后，輕繩的張力變?yōu)樵瓉淼囊话耄?br>故Q物體加速下降，有
可得
而P物體將有相同的加速度向右加速而受滑動(dòng)摩擦力，對P由牛頓第二定律
解得
故選A。
考向五 超失重問題
11. （2022年浙江6月卷第3題）如圖所示，魚兒擺尾擊水躍出水面，吞食荷花花瓣過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 魚兒吞食花瓣時(shí)魚兒受力平衡
B. 魚兒擺尾出水時(shí)浮力大于重力
C. 魚兒擺尾擊水時(shí)受到水的作用力
D. 研究魚兒擺尾擊水躍出水面的動(dòng)作可把魚兒視為質(zhì)點(diǎn)
【答案】C
【解析】A．魚兒吞食花瓣時(shí)處于失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；
BC．魚兒擺尾出水時(shí)排開水的體積變小，浮力變小，魚兒能夠出水的主要原因是魚兒擺尾時(shí)水對魚向上的作用力大于重力，B錯(cuò)誤、C正確；
D．研究魚兒擺尾擊水躍出水面的動(dòng)作不可以把魚兒視為質(zhì)點(diǎn)，否則就無動(dòng)作可言，D錯(cuò)誤。
故選C。
12.(2019·浙江4月選考·12)如圖所示，A、B、C為三個(gè)實(shí)心小球，A為鐵球，B、C為木球．A、B兩球分別連接在兩根彈簧上，C球連接在細(xì)線一端，彈簧和細(xì)線的下端固定在裝水的杯子底部，該水杯置于用繩子懸掛的靜止吊籃內(nèi)．若將掛吊籃的繩子剪斷，則剪斷的瞬間相對于杯底(不計(jì)空氣阻力，ρ木

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