2026年高考物理一轮讲义+练习(黑吉辽蒙专用)第11讲牛顿第二定律的应用(专项训练)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮讲义+练习(黑吉辽蒙专用)第11讲牛顿第二定律的应用(专项训练)(学生版+解析)，共84页。试卷主要包含了一质量为的梅花鹿等内容，欢迎下载使用。
目录
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc17943" 01 课标达标练
\l "_Tc22251" 题型01 两类动力学问题
考向1 已知物体受力情况，分析运动情况
考向2 已知物体运动情况，分析受力情况
\l "_Tc2717" 题型02 牛顿第二定律的基本应用
考向1 瞬时加速度问题
考向2 斜面模型
考向3 等时圆模型
考向4 超重和失重
考向5 动力学中的图像问题
\l "_Tc30632" 题型03 动力学中的连接体问题
考向1 共速连接体
考向2 关联速度连接体
\l "_Tc30632" 题型04 动力学中的临界极值问题
考向1 接触与脱离的临界问题
考向2 摩擦力作用下的临界问题
考向3 动力学中的极值问题
\l "_Tc20184" 02 核心突破练
\l "_Tc5699" 03 真题溯源练
01 两类动力学问题
►考向1 已知物体受力情况，分析运动情况
1．（2025·河南·模拟预测）2025年3月7日，国际雪联单板滑雪坡面障碍技巧亚洲杯在吉林北大湖滑雪场开幕，在女子个人组比赛中，中国队张小楠、甘佳佳、熊诗芮分获金银铜牌。如图所示，若滑雪运动员以初速度沿倾角为、足够长的滑雪轨道匀加速直线下滑，在3s的时间内下滑的路程为30m，已知滑板和运动员的总质量为，g取，，。则（ ）
A．运动员下滑的加速度大小为B．运动员5s末的速度大小为20m/s
C．运动员受到的阻力大小为60ND．运动员受到斜轨道支持力的大小为600N
【答案】A
【解析】A．运动员沿斜轨道向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律有
解得，故A正确；
B．5s末的速度，故B错误；
C．运动员在下滑过程中，受到重力mg、轨道的支持力以及阻力的共同作用。以运动员为研究对象，根据牛顿第二定律，沿斜轨道向下方向有，
解得，故C错误；
D．垂直于斜轨道方向有，
解得，故D错误。
故选A。
2．（2025·湖北武汉·模拟预测）《考工记》中记载：“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动一段距离。若马拉着车以速度在平直路面上匀速行驶，车受到的阻力大小为车重的倍，重力加速度大小为。则马对车不施加拉力后，车运动的位移大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有
联立解得
故选B。
3．（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，k0.01kg/s，g取。则小球从气球落下后大约经过多长时间到达地面（ ）
A．1.7sB．1.9sC．2.6sD．3.5s
【答案】C
【解析】因速度大小对阻力大小影响很小，在估算时可把阻力大小恒定1N进行计算，根据牛顿第二定律推知，小球上升阶段的加速度
上升的时间
上升的高度
根据牛顿第二定律推知，下降阶段的加速度
根据运动学公式
故下降用时间
则共用时间为
与C项最接近。
故选C。
4．（2025·辽宁·一模）以相同的初速度将A、B两物体同时竖直向上抛出，物体A所受空气阻力可忽略，物体B所受空气阻力大小与物体速率成正比，用和分别表示两物体上升至最高点所需要的时间，则和的大小关系为（ ）
A．B．C．D．无法比较
【答案】C
【解析】由题意可知，物体A不受空气阻力只受重力，做竖直上抛运动，则有
物体B受空气阻力，在其上升阶段，根据牛顿第二定律有
解得
由于物体B所受阻力随着速度减小而减小，故物体B的加速度逐渐减小至最小值，由于物体B上升过程中的加速度大于重力加速度即物体A上升过程中的加速度，且二者初速度相同，所以
故选C。
5．（2025·北京丰台·一模）如图所示，冰车静止在冰面上，小孩与冰车的总质量。大人用恒定拉力，使冰车开始沿水平冰面移动，拉力方向与水平面的夹角为。已知冰车与冰面间的动摩擦因数，重力加速度，，。求。
（1）小孩与冰车受到的支持力的大小。
（2）小孩与冰车的加速度的大小。
（3）拉力作用时间，冰车位移的大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）对小孩与冰车，竖直方向有
代入题中数据，解得
（2）对小孩与冰车，由牛顿第二定律有
其中摩擦力
联立以上，解得加速度大小
（3）拉力作用时间，冰车位移
►考向2 已知物体运动情况，分析受力情况
6．如图所示，在同一竖直平面内，水平面的右端固定一倾角为的斜面，在水平面上D点正上方O点处水平向右以的速度抛出一个小球M，同时位于斜面底端C点、质量的滑块，在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动，经过时间恰好在P点被M击中。已知滑块与斜面间动摩擦因数，重力加速度，小球和滑块均可看成质点，不计空气阻力，则拉力F大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】根据题意，水平方向上，由可知，间的水平距离为
则间水平距离为
由几何关系可得
由运动学公式可得，滑块沿斜面向上运动的加速度大小为
对物块，由牛顿第二定律有
代入数据解得
故选D。
7．一质量为的梅花鹿（视为质点）做匀变速直线运动，其运动的位置-时间图像图像）如图中实线所示，其中虚线为时刻图像的切线，已知当时梅花鹿的速度大小不为零，且，则梅花鹿受到的合力大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】根据图像的切线斜率表示速度，由图可知，t1时刻梅花鹿的速度为
设时刻梅花鹿的速度为，根据运动学公式可得
解得
则梅花鹿的加速度为
根据牛顿第二定律可得梅花鹿受到的合力大小为
故选D。
8．如图所示，质量的物体在水平恒力F的作用下由静止开始沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体在内通过的位移大小，所受的滑动摩擦力大小。求：
（1）物体加速度的大小a；
（2）水平恒力的大小F。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）由得
（2）根据牛顿第二定理有，得
9．《天工开物》中描绘了耕牛整理田地的场景，如图1所示，其简化模型如图2所示。人站立的农具视为与水平地面平行的木板，两条轻绳相互平行且垂直于木板上边缘，其拉力方向与水平地面夹角θ均为37°。当人站上木板后，耕牛拉动每条绳子的拉力F均为200N时，人与木板一起由静止开始运动，在2s内前进了1m。若将该过程看成匀加速直线运动，人与木板始终保持相对静止，人的质量，木板的质量，不计空气阻力，，。求此运动过程中：
（1）人与木板加速度的大小；
（2）人受到静摩擦力的大小；
（3）地面对木板阻力的大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）人与木板一起由静止开始运动，在2s内前进了1m，根据位移公式有
解得
（2）对人进行分析，根据牛顿第二定律有
结合上述解得
（3）对人和木板整体进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
02 牛顿第二定律的基本应用
►考向1 瞬时加速度问题
10．（2025·辽宁·模拟预测）如图所示，两个小球、悬挂在水平天花板下，并处于静止状态，其中小球和悬挂点之间的细线与天花板的夹角为，小球和悬挂点之间的轻弹簧与天花板之间的夹角为，小球、之间的细线水平。已知，，则剪断小球、之间的细线瞬间，小球与的加速度大小之比为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】剪断、之间的细线，小球向下摆动，加速度大小为
剪断细线前，对小球受力平衡有、
剪断、之间的细线瞬间，弹簧弹力大小不变，小球向右加速，加速度大小为
所以剪断小球、之间的细线瞬间，小球与的加速度大小之比
故选A。
11．（2024·内蒙古赤峰·一模）如图所示，一根细线一端系在天花板上，另一端系在木箱上，木箱内放有一个质量m=0.1kg的物块，物块与水平轻质弹簧相连，弹簧的另一端与木箱左壁相连，此时弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力为0.5N，物块保持静止状态。取重力加速度。用剪刀把细线剪断的瞬间，物块的加速度大小是（ ）
A．a=0B．C．D．
【答案】D
【解析】用剪刀把绳子剪断的瞬间，物块有竖直方向的加速度
因物块完全失重，物块对木箱压力为零，则水平方向不受摩擦力，只受弹簧的拉力，则
可知物块的加速度大小
故选D。
12．中国的农历新年家家户户会挂上喜庆的大红灯笼，用来增加节日喜庆的气氛。现用一根轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼，如图所示。静止时形成的为等边三角形。若某时刻剪断轻绳，则此瞬间灯笼的加速度大小为（已知重力加速度为g）（ ）
A．B．C．D．g
【答案】B
【解析】对结点O分析，由平衡条件可得
求得
剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不会瞬间突变，所以弹簧弹力与重力合力与轻绳的拉力等大反向，则瞬时加速度为
故选B。
►考向2 斜面模型
13．如图甲所示，滑块以一定的初速度冲上一倾角的足够长的斜面。滑块上滑过程的图像如图乙，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（已知）则（ ）
A．滑块上滑过程中的加速度大小是
B．滑块与斜面间的动摩擦因数
C．滑块经返回出发点
D．滑块回到出发点时的速度大小
【答案】B
【解析】A．由图乙可知木块上滑过程中加速度为
故A错误；
B．木块在向上滑动的过程中，根据牛顿第二定律
解得
故B正确；
C．木块在下滑过程中，根据牛顿第二定律可知
解得
上升位移为
由运动学公式得
解得s
则木块返回出发点时间为s
故C错误；
D．木块回到出发点时的速度大小为
故D错误。
故选B。
14．如图所示，在倾角37°、足够长的斜面上有一个质量为1kg的物体，物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5，现在给物体以沿斜面向上的初速度使其从斜面底端向上滑行，规定沿斜面向上为正方向，已知重力加速度，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则（ ）
A．物体向上滑行的最大距离为6m
B．物体向上滑行的最大距离为8m
C．物体从开始滑行到回到斜面底端过程中的速度改变量为
D．物体从开始滑行到回到斜面底端过程中的速度改变量为
【答案】D
【解析】AB．物体上滑时，沿斜面方向上，由牛顿第二定律有
物体上滑时的加速度大小为
由可得，物体向上滑行的最大距离为
故AB错误；
CD．物体下滑时，沿斜面方向上，由牛顿第二定律有
物体下滑时的加速度大小为
由可得，物体滑到斜面底端的速度大小为
规定沿斜面向上为正方向，则物体从开始滑行到回到斜面底端过程中的速度改变量为
负号表示方向沿斜面向下，故C错误、D正确。
故选D。
15．（2025·山东·模拟预测）随着皑皑白雪覆盖北疆大地，第十一届全国大众冰雪季内蒙古“雪搭子”周末滑雪里程积分赛在万众期待中火热启幕。这场横跨春节假期的冰雪盛宴，通过创新赛制与特色活动，为银装素裹的内蒙古注入了蓬勃的运动活力。在滑雪运动中，滑雪板速度较小时，与雪地接触时间长，滑雪板下陷较多，使得滑雪板与雪地间的动摩擦因数较大，滑雪板速度变大时，与雪地间的动摩擦因数就会变小。如图所示，一运动员使用滑雪板从倾角的雪坡斜面顶端A处由静止滑下，滑至坡底B后又滑上一段水平雪面，最后停在C处。假设滑雪板速度小于6m/s时，与雪地间的动摩擦因数，速度大于等于6m /s时，与雪地间的动摩擦因数变为。不计空气阻力，运动员经过B处前后瞬间速度大小不变，已知坡长AB=16.25m，重力加速度，。求：
（1）运动员到达B点时的速度大小；
（2）运动员在水平雪地上运动的距离。
【答案】（1）12m /s （2）42m
【解析】（1）速度小于6m /s时，有
则有
速度大于等于6m /s时，有
则有
联立，解得v2=12m /s
（2）在水平雪地上运动，速度大于等于6m/s时，有
可得
速度小于6m/s时，有
则有
在水平雪地上运动的距离
解得x=42m
►考向3 等时圆模型
16．（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．B．
C．3:2:1D．1:1:1
【答案】A
【解析】根据等时圆模型，如图所示
只需要求出A′P、B′P、C′P，的时间之比，设最小圆的直径为d，则
故选A。
17．如图，AB、AC为竖直平面上两根光滑细杆（αm乙，μ甲m甲g=μ乙m乙g
则
μ甲