专题03 牛顿运动定律 高考物理经典问题妙解通解（解析版）

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1、考点分类：考点分类见下表考点内容考点分析与常见题型惯性的“相对性”选择题等时圆模型及其应用选择题连接体中的动力分配原理选择题、计算题 “滑块木板模型”问题选择题、计算题考点一惯性的“相对性”(1)质量是物体惯性大小的唯一量度,物体的质量越大,惯性越大,状态越难改变.(2)悬挂在空气中的实心铁球和木球的惯性都比对应的“空气球”的惯性大,但悬挂在水中的实心木球的惯性不如对应的“水球”的惯性大.考点二 等时圆模型及其应用1质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等，如图甲所示2质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所示3两个竖直圆环相切

2、且两环的竖直直径均过切点，质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等，如图丙所示思维模式：考点三 连接体中的动力分配原理如图所示的情景中,无论地面或斜面是否光滑,系统沿水平或竖直方向运动,只要力F拉着物体m1,m2一起加速,由整体及隔离法可证明:总有F内= F,即动力的效果按与质量成正比的规律分配.这个常见的结论叫动力分配原理.考点四 “滑块木板模型”问题1模型特点涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动2两种位移关系滑块由木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板同向运动，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L，滑块位移大小为x1，木板位移大小为x2同向运动

3、时：如图所示，Lx1x2反向运动时：如图所示，Lx1x23解题步骤典例精析考点一：惯性的“相对性”典例一：如图所示，一盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A铁球向左，乒乓球向右 B铁球向右，乒乓球向左C铁球和乒乓球都向左 D铁球和乒乓球都向右【答案】A总结：1)质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的质量越大，惯性越大，状态越难改变.2)悬挂在空气中的铁球和乒乓球的惯性都比对应的“空气球”的惯性大，但悬挂在水中的乒乓球的惯性没有对应的“水球”的惯性大.考点二：等

4、时圆模型及其应用典例一：(2018东北三省三校一模)如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道，其中A、C两点处于同一个圆上，C是圆上任意一点，A、M分别为此圆与y轴、x轴的切点B点在y轴上且BMO60，O为圆心现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放，它们将沿轨道运动到M点，如所用时间分别为tA、tB、tC，则tA、tB、tC大小关系是()AtAtCtBBtAtC，现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端，则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为()AtABtCDtEF BtABtCDtEFCtABtCDtEF DtA

5、BtCDtCDtEF，B项正确考点三：连接体中的动力分配原理典例一： 同种材料的a,b两物体的质量分别为m1,m2,由轻质弹簧相连.当用大小为F的恒力竖直向上拉着a,使a,b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1,如图(甲)所示;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a,b一起沿水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,如图(乙)所示,则( )A.x1一定等于x2 B.x1一定大于x2C.若m1m2,则x1x2 D.若m1m2,则x1m2，则v1v2、s1s2B若F1F2、m1v2、s1s2C若F1v2、s1s2D若F1F2、m1m2，则v1s2【答案】C1.(多选)如图所示,Oa

6、,Ob和ad是竖直平面内三根固定的光滑细杆,O,a,b,c,d位于同一圆周上,c为圆周的最高点,a为最低点,O为圆心.每根杆上都套着一个小滑环(未画出),两个滑环从O点无初速度释放,一个滑环从d点无初速度释放,用t1,t2,t3分别表示滑环沿Oa,Ob,da到达a,b所用的时间,则下列关系正确的是( )A.t1=t2 B.t2t3 C.t1aOb,由x=at2可知,t2tca,故选项A错误,B,C,D均正确.2.（福建省厦门市2016届高三第二次质量检查理科综合试题）放在足够长的木板上的物体A和B由同种材料制成，且表面粗糙程度一样，现随长木板以速度v向右做匀速直线运动，如图所示。某时刻木板突然

7、停止运动，已知mAmB，下列说法正确的是A若木板光滑，由于A的惯性较大，所以A、B一定会相撞B若木板粗糙，由于A的动能较大，所以A、B一定会相撞C若木板粗糙，由于A的所受的摩擦力较大，所以A比B先停下来。D不论木板是否光滑，A、B间的相对距离保持不变【参考答案】D考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【名师点睛】分木板光滑和粗糙两种情况进行讨论，若光滑，则AB两个木块将以原来的速度做匀速运动；若粗糙，根据牛顿第二定律求出加速度，比较两物块速度之间的关系即可求解。3.（2016福建名校联考）如图3所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状

8、态若长木板ab与地面间的动摩擦因数为1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为 ( )A1Mg B1(mM)g C2mg D1Mg2mg【参照答案】C4如图所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m用一手指以竖直向下的力压第1 张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1 张牌之间有相对滑动设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第l 张牌之间的动摩擦因数为，牌间的动摩擦因数均为，第54 张牌与桌面间的动摩擦因数为，且有则下列说法正确的是( )A第l 张和第2张牌一定保持相对静止B第54 张牌受到水平桌面的摩擦力向右C第2 张牌到第53 张

9、牌之间不可能发生相对滑动D第2 张牌到第53 张牌之间可能发生相对滑动【参考答案】C【名师解析】试题分析：A、若手指与第1张牌的摩擦力大于1与2间的摩擦力，则二者发生相对滑动故A错误B、对53张牌（除第1张牌外）研究，处于静止状态，水平方向受到第1张牌的滑动摩擦力，方向与手指的运动方向相同，则根据平衡条件可知：第54张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反故B错误C、设每张的质量为m，动摩擦因数为对第2张分析，它对第3张牌的压力等于上面两张牌的重力，最大静摩擦力，而受到的第1张牌的滑动摩擦力为，则第2张牌与第3张牌之间不发生相对滑动同理，第3张到第54张牌也不发生相对滑动故C正确，D错误故

10、选C.考点：本题考查了受力分析、力的平衡、静摩擦力与最大静摩擦力.5如图所示，木板静止于水平地面上，在其最右端放一可视为质点的木块。已知木块的质量m1 kg，木板的质量M4 kg，长L2.5 m，上表面光滑，下表面与地面之间的动摩擦因数0.2。现用水平恒力F20 N拉木板，g取10 m/s2。 (1)求木板加速度的大小；(2)要使木块能滑离木板，求水平恒力F作用的最短时间；(3)如果其他条件不变，假设木板的上表面也粗糙，其上表面与木块之间的动摩擦因数为10.3，欲使木板能从木块的下方抽出，对木板施加的拉力应满足什么条件？(4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地

11、面间的动摩擦因数都不变，只将水平恒力增加为30 N，则木块滑离木板需要多长时间？【参考答案】(1)2.5 m/s2(2)1 s(3)F25 N(4)2 s (3)设木块的最大加速度为a木块，木板的最大加速度为a木板，则1mgma木块解得：a木块1g3 m/s2对木板：F11mg(Mm)gMa木板木板能从木块的下方抽出的条件：a木板a木块解得：F125 N。(4)木块的加速度a木块1g3 m/s2木板的加速度a木板4.25 m/s2木块滑离木板时，两者的位移关系为x木板x木块L，即a木板t2a木块t2L代入数据解得：t2 s。6.（2018云南省玉溪联考）如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、

12、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是A质量为2m的木块受到四个力的作用B当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C当F逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断D轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为【参考答案】C7.如图所示，一容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂一只铁球和一只乒乓球，容器中铁球和乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动情况是(以小车为参考系)()A铁球向左，乒乓球向右B铁球向右，乒乓球向左C铁球和乒乓球都向左D铁球和乒乓球都向右【答案】C【解析】由于惯性，当容器随小车突然向右运动时，铁球和乒乓球都相对容器向左运动，C正确 11