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专题14 牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题-【热重难点】最新高考物理一轮复习讲义
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1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;
2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。
3、听要结合写和思考。
4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。
其次，要学会记忆：
1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。
2、合理用脑。
3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：
一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。
1.摸透主干知识 2.能力驾驭高考 3.科技领跑生活
2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题14 牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题
【特训典例】
牛顿第一定律
1．甲瓶子盛满水，在密封塞上用细绳悬挂一个铁球，乙瓶子盛满水，在密封塞上用等长细绳悬挂与小铁球体积相同的小泡沫塑料球，且将乙瓶子倒置，如图所示，甲、乙两个瓶子均固定在小车上。当小车突然向前运动时，则两球的存在状态为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】对A选项所示情况，可设想一个与金属小球等体积的水球。金属球位置的变化，必然代替这个水球的位置。而同体积的水球和金属球，金属球的质量大，惯性大，运动状态不容易改变，故相对水球来说滞后。同理，由于同体积水球的质量大于泡沫塑料球的质量，水球惯性大，相对泡沫塑料球来说水球滞后，泡沫塑料球相对水球在前，故A正确，BCD错误。故选A。
2．如图所示，滑冰运动员用力将冰刀后蹬，可以向前滑行；停止用力，会逐渐停下，且滑行的速度越大，停下所需时间越长，滑的越远。有四位同学对此过程发表了自己的看法，你认为正确的是（ ）
A．运动员的运动需要力来维持
B．停止用力，运动员停下来是具有惯性的表现
C．停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用
D．速度越大，停下所需时间越长，说明惯性的大小和速度有关
【答案】C
【详解】A．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的，故A错误；
BC．停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用，而继续运动是因为惯性，故B错误，C正确；
D．摩擦力一定时，根据运动学公式可知，速度越大，停下所需时间越长，但惯性与自身的质量有关，与速度无关，故D错误。故选C。
3．墨子是春秋战国时期著名的思想家，他的著作《墨经》中写道：“力，刑之所以奋也。”“刑”同“形”，即物体：“奋”，意思是“（物体）动也”，即开始运动或者运动加快。这句话的意思就是“力能使物体由静止开始运动，或者使运动的物体运动得越来越快”。对墨子这句关于力和运动的理解，下列说法正确的是（ ）
A．墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同
B．力是维持物体运动的原因
C．力是改变物体运动状态的原因
D．当物体不受力时，物体将停止运动
【答案】C
【详解】A．墨子的观点表达出力是改变物体运动状态的原因，与亚里士多德的观点不同，A错误；
BC．力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动的原因，B错误，C正确；
D．当物体所受合力为零或不受力时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态，D错误。故选C。
4．为研究力和运动之间的关系，伽利略设想了著名的理想斜面实验（图为现代人所做斜面实验的频闪照片）：忽略摩擦时，小球将在右侧斜面上升到同样的高度，减小右侧斜面倾角至水平，小球因无法上升到同样的高度而将持续的运动下去。但考虑到水平面不可能无限长，伽利略设计了一个水平面内的圆形轨道，据此得出：匀速圆周运动也是一种惯性运动，月球也是因为惯性而绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．伽利略根据能量守恒定律得出，小球在右侧斜面会上升到与左侧释放位置一样高
B．实际摩擦不可忽略，斜面倾角越小，小球在右侧斜面上上升的高度越低
C．笛卡尔修正了伽利略的观点，认为只有匀速直线运动才是惯性运动
D．牛顿认为月球绕地球运动，是因为受到了地球引力而并非惯性运动
【答案】BD
【详解】A．小球在右侧斜面会上升到与左侧释放位置一样高，是伽利略通过理想斜面实验发现的，并不是根据能量守恒定律得出的，A错误；
B．若实际摩擦不可忽略，斜面倾角越小，小球受到的摩擦力越大，小球机械能损失的越多，可得上升的高度越低，B正确；
C．牛顿在笛卡尔、伽利略等人理论的基础上，提出了惯性定律，即只有匀速直线运动才是惯性运动，C错误；
D．牛顿认为月球绕地球运动，是因为受到了地球引力而并非惯性运动，D正确。故选BD。
牛顿第三定律
5．中国天眼（FAST）是目前世界上最大的单口径射电望远镜，其反射面板由11万余块厚约1毫米的金属薄板组成，因此面板的巡检维护工作需采用“微重力蜘蛛人”系统，如图甲所示，所谓的“微重力”是通过氦气球的浮力“减轻人的重量”实现的。如图乙所示是某次作业过程中处于静止状态的工作人员的示意图，其与氦气球连接的线保持竖直，下列说法正确的是（ ）
A．人对面板的压力和面板对人的支持力是一对平衡力
B．人对面板的作用力大小等于面板对人的作用力大小
C．氦气球对人的作用力大小等于人的重力大小
D．面板对人的作用力大小等于人的重力大小
【答案】B
【详解】A．人对面板的压力和面板对人的支持力是一对相互作用力，故A错误；
B．人对面板的作用力与面板对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B正确；
CD．由于工作人员需要在面板上巡检，所以与面板间一定存在作用力，根据平衡条件可知氦气球和面板对人的作用力的合力与重力平衡，且易知氦气球和面板对人的作用力都为竖直向上，所以二者都小于人的重力大小，故CD错误。故选B。
6．“电动平衡车”深受小朋友的喜欢。如图所示，小朋友站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线匀速前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．人对平衡车压力和人受到的重力是同一个力
B．人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力是一对平衡力
C．人对平衡车的压力是因为人形变产生的
D．人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力作用效果相互抵消
【答案】C
【详解】A．人对平衡车的压力施力物体是人，受力物体是平衡车，而人受到的重力施力物体是地球，受力物体是人，这两个力的施力物体和受力物体完全不同，因此不是同一个力，A错误；
BD．人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力作用在两个不同物体上，是一对作用力和反作用力，作用效果不能抵消，BD错误；
C．人对平衡车的压力是因为人与平衡车发生挤压，产生形变，人想恢复原来的状态，因此对平衡车产生压力，C正确。故选C。
7．如图所示为2020央视春晚《绽放》中的精彩瞬间，男演员双手撑地，男、女演员均处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．男演员对女演员的作用力斜向右上方
B．女演员对男演员的作用力竖直向下
C．男演员受到地面对他向右的摩擦力作用
D．地面对男演员的支持力与演员对地面的压力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A．根据平衡条件可知，男演员对女演员的作用力竖直向上，故A错误；
B．由A分析可知，女演员对男演员的作用力竖直向下，故B正确；
C．根据平衡条件可知，男演员与地面之间没有摩擦力作用，故C错误；
D．根据牛顿第三定律可知，地面对男演员的支持力与演员对地面的压力是一对相互作用力，故D错误。
故选B。
8．2022年3月10日从中车电力机车有限公司获悉，由该公驾驶的磁浮列车（图甲）完成了相关动态试验和系统联调联试，设计时速200公里，图乙是某磁悬浮列车的原理图，轨道P的磁场与车体Q的磁场之间产生排斥力使车体悬浮。已知P对Q的排斥力为F1，Q对P的排斥力为F2，则（ ）
A．F1大于F2
B．F1小于F2
C．F1和F2是一对平衡力
D．F1和F2是一对作用力与反作用力
【答案】D
【详解】由题意可知，P对Q的排斥力和Q对P的排斥力为一对相互作用力，大小相等，方向相反。故选D。
牛顿第二定律
9．如图所示为加速度测量仪示意图，与两根完全相同的轻质弹簧连接的小球穿在光滑的细铁丝上，系统静止时小球上的指针指在0刻度线处，当测量仪以大小为的加速度运动时，指针偏离0刻度线的距离为4cm，若指针指在0刻度线左侧6cm处，测量仪运动的加速度为（ ）
A．，方向向左B．，方向向右
C．，方向向左D．，方向向右
【答案】D
【详解】当测量仪以大小为的加速度运动时，设弹簧的进度系数为k，由牛顿第二定律有
若指针指在0刻度线左侧6cm处，由牛顿第二定律有联立两式可得由于受力方向向右，加速度方向向右。故选D。
10．如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿与竖直方向夹角为的虚线方向做加速度大小为g的匀加速直线运动，若摩擦力与重力大小相等，重力加速度为g，则拉力的大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】将拉力分解为沿水平方向的分量和竖直方向的分量，根据题意和牛顿第二定律可得
竖直方向可得水平方向
解得因此拉力的大小为故选D。
11．车厢顶部固定一滑轮，在跨过定滑轮绳子的两端各系一个物体，质量分别为m1、m2，且m2>m1，m2静止在车厢底板上，当车厢向右运动时，m1、m2与车厢保持相对静止，系m1的那段绳子与竖直方向夹角为θ，系m2的那段绳子保持竖直，如图所示。绳子的质量、滑轮与绳子的摩擦忽略不计，下列说法正确的是 （ ）
A．车厢的加速度为gsinθ
B．车厢底板对m2的支持力为（m1+m2）g
C．绳子中的张力大小为m1gcsθ
D．车厢底板对m2的摩擦力为m2gtanθ
【答案】D
【详解】AC．对物体m1受力分析如图甲所示
竖直方向水平方向解得，车厢与m1的加速度相同为，方向水平向右，绳子的张力大小为，故AC错误；
BD．对物体m2受力分析如图乙所示
竖直方向水平方向解得，故B错误，D正确。故选D。
12．一重为100N的物体静止在水平桌面上，物体与水平桌面间的动摩擦因数为0.4，现对物体同时施加如图所示的水平力F1和F2，使物体做匀加速直线运动。已知F2=50N，取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则F1的大小可能为（ ）
A．8NB．30NC．50ND．98N
【答案】AD
【详解】A．若物体向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得解得F1<10N
故A正确；
BCD．若物体向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得解得F1>90N故D正确，BC错误。故选AD。
牛顿第二定律瞬时性的问题
13．如图所示，弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上，下端用小钩勾住质量为m的小球C，弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计。静止时p、q与竖直方向的夹角均为60°。下列判断正确的有（ ）
A．若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为0.6mg
B．若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为
C．若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为2mg
D．若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为g
【答案】D
【详解】AB．原来p、q对球的拉力大小均为mg。p和球脱钩后，球将开始沿圆弧运动，将q受的力沿法向和切线正交分解，如图1
得即合力为，则加速度大小为故AB错误；
CD．若q球突然脱钩后瞬间，p的拉力未来得及改变，仍为mg，因此合力为mg，如图2
球的加速度为大小为g。故C错误，D正确。故选D。
14．如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量均为m，B和C分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间（ ）
A．物体B的加速度大小为g
B．物体C与吊篮A间的弹力大小为0
C．物体C的加速度大小为2g
D．吊篮A的加速度大小为1.5g
【答案】D
【详解】A．在轻绳刚断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，则物体B受力情况不变，故物体B的加速度大小为零，选项A错误；
BCD．假设A、C间的弹力为零，C的加速度为2g，A的加速度为g，可见C超前运动，即C和A实际为一个整体，根据牛顿第二定律得其中解得对A受力分析，由牛顿第二定律可得，物体C与吊篮A间的弹力大小为，BC错误，D正确。故选D。
15．如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有（ ）
A．乙图中A球加速度为gsinθ
B．两图中A球的加速度均为零
C．图乙中轻杆的作用力一定不为零
D．图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍
【答案】AD
【详解】对甲图，弹簧弹力F＝mgsinθ突然撤去挡板的瞬间，弹簧来不及伸开，弹力不变。对A球进行受力分析，仍处于平衡状态，加速度为零；对B进行受力分析，根据牛顿第二定律F+mgsinθ＝maB
解得aB＝2gsinθ对乙图，轻杆为刚性杆，突然撤去挡板的瞬间，轻杆作用力为零，以AB为整体，根据牛顿第二定律2mgsinθ＝2ma得a＝gsinθ即A、B的加速度都为gsinθ，综上分析可知：AD正确，BC错误；
故选AD。
16．如图所示，质量分别为5kg和3kg的物块AB放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，今用大小为F=24N的水平力作用在A上使A、B相对静止一起做匀加速直线运动，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹力大小等于15N
B．弹簧的弹力大小等于9N
C．突然撤去F瞬间，A的加速度大小为
D．突然撤去F瞬间，B的加速度大小为
【答案】BD
【详解】AB.对整体分析，根据牛顿第二定律得：a=隔离对B分析，根据牛顿第二定律得：故A不符合题意，B符合题意．
CD.突然撤去F瞬间，弹簧弹力不变，A的加速度为：，B的加速度为：
故C不符合题意，D符合题意．
应用牛顿第二定律分析动态过程
17．长直杆与水平面成角固定放置，如图所示。杆上O点以上的部分是粗糙的，而O点以下的部分是光滑的。轻弹簧穿过长杆，下端与挡板固定连接。弹簧原长时上端恰好在O点，质量为m的带孔小球（可视为质点）穿过长杆，与弹簧上端连接。现将小球拉到图示a位置由静止释放，一段时间后观察到小球运动稳定时弹簧上端的最低位置始终在b点，。则下列结论正确的是（ ）
A．小球在b位置受到的弹簧弹力大小为
B．在段运动过程中小球所受摩擦力小于
C．小球第一次过O点时速度一定最大
D．若初始在a位置给小球一个沿杆向下的速度，则小球最终运动的最高点一定在O点
【答案】D
【详解】AC．对小球受力分析，根据牛顿第二定律可知，小球从a位置由静止释放，先做加速运动，当达到之间的某位置时，弹簧的弹力、小球重力沿杆向下的分力平衡时，此时速度最大，因此，小球在b位置受到弹簧弹力大于，AC错误；
B．在段运动过程中小球受重力沿杆向下的分力、弹簧弹力、摩擦力，因此不能判断摩擦力与的大小关系，B错误；
D．将小球拉到图示a位置由静止释放，小球沿杆做往返运动，由于摩擦力的作用，往返运动的幅度会越来越小，最终稳定后小球只在之间往返运动。若初始在a位置给小球一个向下的速度，只是小球沿杆刚开始往返运动的幅度大，随着往返次数增多，幅度越来越小，小球最终运动的范围还是在之间，即小球最终运动的最高点一定还是在O点，D正确。故选D。
18．“反向蹦极”如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为1400N。打开扣环，从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备的总质量为70kg（可视为质点）。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．在C点，人处于静止状态
B．在B点，人处于超重状态
C．打开扣环瞬间，人的加速度大小为10m/s2
D．从A点到B点上升过程中，人的加速度不断减小
【答案】D
【详解】A．在C点速度为零，有向下的加速度，合力不为零，受力不平衡，人处于失重状态，不是静止状态，故A错误；
B．在B点时人的速度最大，此时人所受合力为零，加速度为零，故B错误；
C．固定在地面时传感器示数为T=1400N，设此时弹性绳的弹力为F，由平衡条件得F=T+mg打开扣环瞬间，对人，由牛顿第二定律得F-mg=ma代入数据解得a=20m/s2故C错误；
D．人从A点到B点过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳的弹力F减小，人所受合力F-mg减小，加速度减小，故D正确。故选D。
19．如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到点并系住物体。现推动物体将弹簧压缩到点，然后释放，物体一直运动到点速度减为零。如果物体受到地面的摩擦阻力恒定，则（ ）
A．物体从到的过程加速度先变小后变大
B．物体从到的过程加速度逐渐变大
C．物体运动到点时速度最大
D．物体在点速度减为零后一定保持静止
【答案】AB
【详解】A．在A点合力水平向右，在O点合力水平向左，因此从A到O存在一个点加速度为零，从A到O加速度先变小后变大，故A正确；
B．物体从O到B的过程，滑动摩擦力方向向左，弹簧弹力也向左且逐渐增大，所以加速度逐渐变大，故B正确；
C．当物体加速度为零时速度最大，物体运动到O点时合力是滑动摩擦力，加速度不为零，速度最大的点在从A到O之间某个位置，故C错误；
D．物体在B点速度减到为零后，如果此时弹簧弹力大于最大静摩擦力，则物体将继续运动，故D错误。
故选AB。
20．如图甲所示，水平面上竖直固定一个轻弹簧，一质量为的小球，从弹簧上端某高度自由下落，从它接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间能量损失不计。取，下列说法正确的是（ ）
A．小球刚接触弹簧时速度最大
B．该弹簧的劲度系数为
C．当时，小球处于超重状态
D．从接触弹簧到最低点的过程中，小球的加速度逐浙增大
【答案】BC
【详解】A．小球刚接触弹簧时，重力大于弹力，合力向下，小球会继续向下加速，直到弹力等于重力，此时速度最大，故A错误；
BC．由图可知最高点对应弹簧压缩量为0.1m，此时速度最大，加速度为零，弹力等于重力，则有
解得则可知当时，弹力大于重力，合力向上，小球处于超重状态，故BC正确；
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，当速度达到最大值之前有重力大于弹力，弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，当速度达到最大值后，小球开始减速，有重力不变，弹力大于重力且逐渐增大，则加速度增大，综合可得加速度先减小后增大，故D错误。故选BC。
特训目标
特训内容
目标1
牛顿第一定律（1T—4T）
目标2
牛顿第三定律（5T—8T）
目标3
牛顿第二定律（9T—12T）
目标4
牛顿第二定律瞬时性的问题（13T—16T）
目标5
应用牛顿第二定律分析动态过程（17T—20T）
1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;
2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。
3、听要结合写和思考。
4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。
其次，要学会记忆：
1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。
2、合理用脑。
3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：
一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。
1.摸透主干知识 2.能力驾驭高考 3.科技领跑生活
2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题14 牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题
【特训典例】
牛顿第一定律
1．甲瓶子盛满水，在密封塞上用细绳悬挂一个铁球，乙瓶子盛满水，在密封塞上用等长细绳悬挂与小铁球体积相同的小泡沫塑料球，且将乙瓶子倒置，如图所示，甲、乙两个瓶子均固定在小车上。当小车突然向前运动时，则两球的存在状态为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】对A选项所示情况，可设想一个与金属小球等体积的水球。金属球位置的变化，必然代替这个水球的位置。而同体积的水球和金属球，金属球的质量大，惯性大，运动状态不容易改变，故相对水球来说滞后。同理，由于同体积水球的质量大于泡沫塑料球的质量，水球惯性大，相对泡沫塑料球来说水球滞后，泡沫塑料球相对水球在前，故A正确，BCD错误。故选A。
2．如图所示，滑冰运动员用力将冰刀后蹬，可以向前滑行；停止用力，会逐渐停下，且滑行的速度越大，停下所需时间越长，滑的越远。有四位同学对此过程发表了自己的看法，你认为正确的是（ ）
A．运动员的运动需要力来维持
B．停止用力，运动员停下来是具有惯性的表现
C．停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用
D．速度越大，停下所需时间越长，说明惯性的大小和速度有关
【答案】C
【详解】A．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的，故A错误；
BC．停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用，而继续运动是因为惯性，故B错误，C正确；
D．摩擦力一定时，根据运动学公式可知，速度越大，停下所需时间越长，但惯性与自身的质量有关，与速度无关，故D错误。故选C。
3．墨子是春秋战国时期著名的思想家，他的著作《墨经》中写道：“力，刑之所以奋也。”“刑”同“形”，即物体：“奋”，意思是“（物体）动也”，即开始运动或者运动加快。这句话的意思就是“力能使物体由静止开始运动，或者使运动的物体运动得越来越快”。对墨子这句关于力和运动的理解，下列说法正确的是（ ）
A．墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同
B．力是维持物体运动的原因
C．力是改变物体运动状态的原因
D．当物体不受力时，物体将停止运动
【答案】C
【详解】A．墨子的观点表达出力是改变物体运动状态的原因，与亚里士多德的观点不同，A错误；
BC．力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动的原因，B错误，C正确；
D．当物体所受合力为零或不受力时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态，D错误。故选C。
4．为研究力和运动之间的关系，伽利略设想了著名的理想斜面实验（图为现代人所做斜面实验的频闪照片）：忽略摩擦时，小球将在右侧斜面上升到同样的高度，减小右侧斜面倾角至水平，小球因无法上升到同样的高度而将持续的运动下去。但考虑到水平面不可能无限长，伽利略设计了一个水平面内的圆形轨道，据此得出：匀速圆周运动也是一种惯性运动，月球也是因为惯性而绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．伽利略根据能量守恒定律得出，小球在右侧斜面会上升到与左侧释放位置一样高
B．实际摩擦不可忽略，斜面倾角越小，小球在右侧斜面上上升的高度越低
C．笛卡尔修正了伽利略的观点，认为只有匀速直线运动才是惯性运动
D．牛顿认为月球绕地球运动，是因为受到了地球引力而并非惯性运动
【答案】BD
【详解】A．小球在右侧斜面会上升到与左侧释放位置一样高，是伽利略通过理想斜面实验发现的，并不是根据能量守恒定律得出的，A错误；
B．若实际摩擦不可忽略，斜面倾角越小，小球受到的摩擦力越大，小球机械能损失的越多，可得上升的高度越低，B正确；
C．牛顿在笛卡尔、伽利略等人理论的基础上，提出了惯性定律，即只有匀速直线运动才是惯性运动，C错误；
D．牛顿认为月球绕地球运动，是因为受到了地球引力而并非惯性运动，D正确。故选BD。
牛顿第三定律
5．中国天眼（FAST）是目前世界上最大的单口径射电望远镜，其反射面板由11万余块厚约1毫米的金属薄板组成，因此面板的巡检维护工作需采用“微重力蜘蛛人”系统，如图甲所示，所谓的“微重力”是通过氦气球的浮力“减轻人的重量”实现的。如图乙所示是某次作业过程中处于静止状态的工作人员的示意图，其与氦气球连接的线保持竖直，下列说法正确的是（ ）
A．人对面板的压力和面板对人的支持力是一对平衡力
B．人对面板的作用力大小等于面板对人的作用力大小
C．氦气球对人的作用力大小等于人的重力大小
D．面板对人的作用力大小等于人的重力大小
【答案】B
【详解】A．人对面板的压力和面板对人的支持力是一对相互作用力，故A错误；
B．人对面板的作用力与面板对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B正确；
CD．由于工作人员需要在面板上巡检，所以与面板间一定存在作用力，根据平衡条件可知氦气球和面板对人的作用力的合力与重力平衡，且易知氦气球和面板对人的作用力都为竖直向上，所以二者都小于人的重力大小，故CD错误。故选B。
6．“电动平衡车”深受小朋友的喜欢。如图所示，小朋友站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线匀速前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．人对平衡车压力和人受到的重力是同一个力
B．人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力是一对平衡力
C．人对平衡车的压力是因为人形变产生的
D．人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力作用效果相互抵消
【答案】C
【详解】A．人对平衡车的压力施力物体是人，受力物体是平衡车，而人受到的重力施力物体是地球，受力物体是人，这两个力的施力物体和受力物体完全不同，因此不是同一个力，A错误；
BD．人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力作用在两个不同物体上，是一对作用力和反作用力，作用效果不能抵消，BD错误；
C．人对平衡车的压力是因为人与平衡车发生挤压，产生形变，人想恢复原来的状态，因此对平衡车产生压力，C正确。故选C。
7．如图所示为2020央视春晚《绽放》中的精彩瞬间，男演员双手撑地，男、女演员均处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．男演员对女演员的作用力斜向右上方
B．女演员对男演员的作用力竖直向下
C．男演员受到地面对他向右的摩擦力作用
D．地面对男演员的支持力与演员对地面的压力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A．根据平衡条件可知，男演员对女演员的作用力竖直向上，故A错误；
B．由A分析可知，女演员对男演员的作用力竖直向下，故B正确；
C．根据平衡条件可知，男演员与地面之间没有摩擦力作用，故C错误；
D．根据牛顿第三定律可知，地面对男演员的支持力与演员对地面的压力是一对相互作用力，故D错误。
故选B。
8．2022年3月10日从中车电力机车有限公司获悉，由该公驾驶的磁浮列车（图甲）完成了相关动态试验和系统联调联试，设计时速200公里，图乙是某磁悬浮列车的原理图，轨道P的磁场与车体Q的磁场之间产生排斥力使车体悬浮。已知P对Q的排斥力为F1，Q对P的排斥力为F2，则（ ）
A．F1大于F2
B．F1小于F2
C．F1和F2是一对平衡力
D．F1和F2是一对作用力与反作用力
【答案】D
【详解】由题意可知，P对Q的排斥力和Q对P的排斥力为一对相互作用力，大小相等，方向相反。故选D。
牛顿第二定律
9．如图所示为加速度测量仪示意图，与两根完全相同的轻质弹簧连接的小球穿在光滑的细铁丝上，系统静止时小球上的指针指在0刻度线处，当测量仪以大小为的加速度运动时，指针偏离0刻度线的距离为4cm，若指针指在0刻度线左侧6cm处，测量仪运动的加速度为（ ）
A．，方向向左B．，方向向右
C．，方向向左D．，方向向右
【答案】D
【详解】当测量仪以大小为的加速度运动时，设弹簧的进度系数为k，由牛顿第二定律有
若指针指在0刻度线左侧6cm处，由牛顿第二定律有联立两式可得由于受力方向向右，加速度方向向右。故选D。
10．如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿与竖直方向夹角为的虚线方向做加速度大小为g的匀加速直线运动，若摩擦力与重力大小相等，重力加速度为g，则拉力的大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】将拉力分解为沿水平方向的分量和竖直方向的分量，根据题意和牛顿第二定律可得
竖直方向可得水平方向
解得因此拉力的大小为故选D。
11．车厢顶部固定一滑轮，在跨过定滑轮绳子的两端各系一个物体，质量分别为m1、m2，且m2>m1，m2静止在车厢底板上，当车厢向右运动时，m1、m2与车厢保持相对静止，系m1的那段绳子与竖直方向夹角为θ，系m2的那段绳子保持竖直，如图所示。绳子的质量、滑轮与绳子的摩擦忽略不计，下列说法正确的是 （ ）
A．车厢的加速度为gsinθ
B．车厢底板对m2的支持力为（m1+m2）g
C．绳子中的张力大小为m1gcsθ
D．车厢底板对m2的摩擦力为m2gtanθ
【答案】D
【详解】AC．对物体m1受力分析如图甲所示
竖直方向水平方向解得，车厢与m1的加速度相同为，方向水平向右，绳子的张力大小为，故AC错误；
BD．对物体m2受力分析如图乙所示
竖直方向水平方向解得，故B错误，D正确。故选D。
12．一重为100N的物体静止在水平桌面上，物体与水平桌面间的动摩擦因数为0.4，现对物体同时施加如图所示的水平力F1和F2，使物体做匀加速直线运动。已知F2=50N，取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则F1的大小可能为（ ）
A．8NB．30NC．50ND．98N
【答案】AD
【详解】A．若物体向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得解得F1<10N
故A正确；
BCD．若物体向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得解得F1>90N故D正确，BC错误。故选AD。
牛顿第二定律瞬时性的问题
13．如图所示，弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上，下端用小钩勾住质量为m的小球C，弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计。静止时p、q与竖直方向的夹角均为60°。下列判断正确的有（ ）
A．若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为0.6mg
B．若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为
C．若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为2mg
D．若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为g
【答案】D
【详解】AB．原来p、q对球的拉力大小均为mg。p和球脱钩后，球将开始沿圆弧运动，将q受的力沿法向和切线正交分解，如图1
得即合力为，则加速度大小为故AB错误；
CD．若q球突然脱钩后瞬间，p的拉力未来得及改变，仍为mg，因此合力为mg，如图2
球的加速度为大小为g。故C错误，D正确。故选D。
14．如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量均为m，B和C分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间（ ）
A．物体B的加速度大小为g
B．物体C与吊篮A间的弹力大小为0
C．物体C的加速度大小为2g
D．吊篮A的加速度大小为1.5g
【答案】D
【详解】A．在轻绳刚断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，则物体B受力情况不变，故物体B的加速度大小为零，选项A错误；
BCD．假设A、C间的弹力为零，C的加速度为2g，A的加速度为g，可见C超前运动，即C和A实际为一个整体，根据牛顿第二定律得其中解得对A受力分析，由牛顿第二定律可得，物体C与吊篮A间的弹力大小为，BC错误，D正确。故选D。
15．如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有（ ）
A．乙图中A球加速度为gsinθ
B．两图中A球的加速度均为零
C．图乙中轻杆的作用力一定不为零
D．图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍
【答案】AD
【详解】对甲图，弹簧弹力F＝mgsinθ突然撤去挡板的瞬间，弹簧来不及伸开，弹力不变。对A球进行受力分析，仍处于平衡状态，加速度为零；对B进行受力分析，根据牛顿第二定律F+mgsinθ＝maB
解得aB＝2gsinθ对乙图，轻杆为刚性杆，突然撤去挡板的瞬间，轻杆作用力为零，以AB为整体，根据牛顿第二定律2mgsinθ＝2ma得a＝gsinθ即A、B的加速度都为gsinθ，综上分析可知：AD正确，BC错误；
故选AD。
16．如图所示，质量分别为5kg和3kg的物块AB放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，今用大小为F=24N的水平力作用在A上使A、B相对静止一起做匀加速直线运动，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹力大小等于15N
B．弹簧的弹力大小等于9N
C．突然撤去F瞬间，A的加速度大小为
D．突然撤去F瞬间，B的加速度大小为
【答案】BD
【详解】AB.对整体分析，根据牛顿第二定律得：a=隔离对B分析，根据牛顿第二定律得：故A不符合题意，B符合题意．
CD.突然撤去F瞬间，弹簧弹力不变，A的加速度为：，B的加速度为：
故C不符合题意，D符合题意．
应用牛顿第二定律分析动态过程
17．长直杆与水平面成角固定放置，如图所示。杆上O点以上的部分是粗糙的，而O点以下的部分是光滑的。轻弹簧穿过长杆，下端与挡板固定连接。弹簧原长时上端恰好在O点，质量为m的带孔小球（可视为质点）穿过长杆，与弹簧上端连接。现将小球拉到图示a位置由静止释放，一段时间后观察到小球运动稳定时弹簧上端的最低位置始终在b点，。则下列结论正确的是（ ）
A．小球在b位置受到的弹簧弹力大小为
B．在段运动过程中小球所受摩擦力小于
C．小球第一次过O点时速度一定最大
D．若初始在a位置给小球一个沿杆向下的速度，则小球最终运动的最高点一定在O点
【答案】D
【详解】AC．对小球受力分析，根据牛顿第二定律可知，小球从a位置由静止释放，先做加速运动，当达到之间的某位置时，弹簧的弹力、小球重力沿杆向下的分力平衡时，此时速度最大，因此，小球在b位置受到弹簧弹力大于，AC错误；
B．在段运动过程中小球受重力沿杆向下的分力、弹簧弹力、摩擦力，因此不能判断摩擦力与的大小关系，B错误；
D．将小球拉到图示a位置由静止释放，小球沿杆做往返运动，由于摩擦力的作用，往返运动的幅度会越来越小，最终稳定后小球只在之间往返运动。若初始在a位置给小球一个向下的速度，只是小球沿杆刚开始往返运动的幅度大，随着往返次数增多，幅度越来越小，小球最终运动的范围还是在之间，即小球最终运动的最高点一定还是在O点，D正确。故选D。
18．“反向蹦极”如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为1400N。打开扣环，从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备的总质量为70kg（可视为质点）。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．在C点，人处于静止状态
B．在B点，人处于超重状态
C．打开扣环瞬间，人的加速度大小为10m/s2
D．从A点到B点上升过程中，人的加速度不断减小
【答案】D
【详解】A．在C点速度为零，有向下的加速度，合力不为零，受力不平衡，人处于失重状态，不是静止状态，故A错误；
B．在B点时人的速度最大，此时人所受合力为零，加速度为零，故B错误；
C．固定在地面时传感器示数为T=1400N，设此时弹性绳的弹力为F，由平衡条件得F=T+mg打开扣环瞬间，对人，由牛顿第二定律得F-mg=ma代入数据解得a=20m/s2故C错误；
D．人从A点到B点过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳的弹力F减小，人所受合力F-mg减小，加速度减小，故D正确。故选D。
19．如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到点并系住物体。现推动物体将弹簧压缩到点，然后释放，物体一直运动到点速度减为零。如果物体受到地面的摩擦阻力恒定，则（ ）
A．物体从到的过程加速度先变小后变大
B．物体从到的过程加速度逐渐变大
C．物体运动到点时速度最大
D．物体在点速度减为零后一定保持静止
【答案】AB
【详解】A．在A点合力水平向右，在O点合力水平向左，因此从A到O存在一个点加速度为零，从A到O加速度先变小后变大，故A正确；
B．物体从O到B的过程，滑动摩擦力方向向左，弹簧弹力也向左且逐渐增大，所以加速度逐渐变大，故B正确；
C．当物体加速度为零时速度最大，物体运动到O点时合力是滑动摩擦力，加速度不为零，速度最大的点在从A到O之间某个位置，故C错误；
D．物体在B点速度减到为零后，如果此时弹簧弹力大于最大静摩擦力，则物体将继续运动，故D错误。
故选AB。
20．如图甲所示，水平面上竖直固定一个轻弹簧，一质量为的小球，从弹簧上端某高度自由下落，从它接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间能量损失不计。取，下列说法正确的是（ ）
A．小球刚接触弹簧时速度最大
B．该弹簧的劲度系数为
C．当时，小球处于超重状态
D．从接触弹簧到最低点的过程中，小球的加速度逐浙增大
【答案】BC
【详解】A．小球刚接触弹簧时，重力大于弹力，合力向下，小球会继续向下加速，直到弹力等于重力，此时速度最大，故A错误；
BC．由图可知最高点对应弹簧压缩量为0.1m，此时速度最大，加速度为零，弹力等于重力，则有
解得则可知当时，弹力大于重力，合力向上，小球处于超重状态，故BC正确；
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，当速度达到最大值之前有重力大于弹力，弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，当速度达到最大值后，小球开始减速，有重力不变，弹力大于重力且逐渐增大，则加速度增大，综合可得加速度先减小后增大，故D错误。故选BC。
特训目标
特训内容
目标1
牛顿第一定律（1T—4T）
目标2
牛顿第三定律（5T—8T）
目标3
牛顿第二定律（9T—12T）
目标4
牛顿第二定律瞬时性的问题（13T—16T）
目标5
应用牛顿第二定律分析动态过程（17T—20T）
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