高中物理牛顿运动相关九大题型整理及专项练习(带答案)

牛顿运动

题型分类：

1、力与运动的关系

2、牛顿第二定律的瞬时性

3、超重和失重

4、已知物体的受力情况确定物体的运动情况

5、已知物体的运动情况确定物体的受力情况

6、连接体问题

7、传送带问题

8、牛顿运动定律的图象问题

9、动力学中的临界极值问题

一、力与运动的关系

【例题1】如图所示，在水平向右做匀加速直线运动的平板车上有一圆柱体，其质量为m 且与竖直挡板及斜面间均无摩擦。当车的加速度a 突然增大时，斜面对圆柱体的弹力F 1和挡板对圆柱体的弹力F 2的变化情况是（斜面倾角为θ）

A ．F 1增大，F 2不变

B ．F 1增大，F 2增大

C ．F 1不变，F 2增大

D ．F 1不变，F 2减小

参考答案：C

二、牛顿第二定律的瞬时性

【例题2】（2017江西省赣州市南康市第三中学高三第三次大考）如图所示，在动摩擦因数0.2μ=的水平面上有一个质量1kg m =的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成45θ=角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。在剪断轻绳的瞬间（g 取2

10m/s ），下列说法中正确的是

A ．小球受力个数不变

B ．小球开始向左运动，且20.8/a m s =

C ．小球开始向左运动，且210/a m s =

D ．若剪断的是弹簧，则剪断瞬间小球加速度为零

参考答案：D

【例题3】(多选)如图所示，物体A 和B 通过弹簧连接在一起组成一个弹簧连接体，A 、B 的质量分别为m 、2m ，连接体放置在水平的木板C 上，弹簧的劲度系数为k ，所有接触面均光滑。若突然抽去木板C ，则下列关于物体A 、B 的加速度aA 、aB 的描述正确的是( )

A ．aA ＝0

B ．aA ＝0.5g ，方向竖直向下

C ．aB ＝0

D ．aB ＝1.5g ，方向竖直向下

AD [木板C 被突然抽去时，C 沿水平方向运动，由于接触面均光滑，因此A 、B 在水平方向上均无运动，也无加速度，竖直方向上，在C 与B 离开的瞬间，A 、B 均在原位置，弹簧在这一瞬间形变量不变，仍保持原来的弹力大小F ＝mg ，对物体A 进行受力分析可知，其受力情况不变，所受合力为0，即加速度aA ＝0，故选项A 正确，B 错误；抽走C 的瞬间，木板C 对物体B 的支持力变为0，对物体B 进行受力分析，根据牛顿第二定律，有F ＋2mg ＝2maB ，又F ＝mg ，则加速度aB ＝1.5g ，方向竖直向下，故选项C 错误，D 正确。]

【例题4】(多选)(2019·济南模拟)如图所示，原长为l0、劲度系数为k 的轻质弹簧一端与质量为m 的小球相连，另一端固定在竖直墙壁上，小球用倾角为30°的光滑木板AB 托住，当弹簧水平时小球恰好处于静止状态。重力加速度为g 。则( )

A ．弹簧的长度为l0＋3mg 3k

B ．木板AB 对小球的支持力为32mg

C ．若弹簧突然断开，断开后小球的加速度大小为12g

D ．若突然把木板AB 撤去，撤去瞬间小球的加速度大小为g

AC [小球处于静止状态，设此时弹簧长为l ，由平衡条件有：k(l －l0)＝mgtan 30°，代

入数据可得此时弹簧的长度为l ＝l0＋3mg 3k ，A 项正确；对小球受力分析，小球受到重力、

木板对小球的支持力、弹簧的拉力，由小球受力平衡可知木板对小球的支持力为FN ＝mg cos 30°

＝233mg ，B 项错误；弹簧断开后，小球受重力和支持力作用，由牛顿第二定律有mgsin 30°

＝ma ，得a ＝12g ，C 项正确；若突然把木板撤去，小球受重力和弹簧弹力作用，由于弹簧弹

力不会发生突变，则此时小球所受合外力为233mg ，小球的加速度大小为233g ，D 项错误。]

巩固题：

1．（2014安徽卷）如图，滑块以初速度v 0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，

直至速度为零。对于该运动过程，若用h 、s 、v 、a 分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t 表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律的是

1．B 【解析】由题意知，在下滑的过程中，根据牛顿第二定律可得：

ma mg mg =+-θμθcos sin ，故加速度保持不变，物块做匀减速运动，所以CD 错误；根据匀变速运动的规律2012

s v t at =-，可得B 正确；下降的高度sin h s θ= ，所

以A 错误。

2．（2014重庆卷）以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受

空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v –t 图象可能正确的是

2.D

3．（2015全国新课标Ⅱ卷）在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车

厢。当机车在东边拉着这列车厢一大小为a 的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着这列车厢一大小为23a 的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小仍为F 。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为

A ．8

B ．10

C ．15

D ．18

3．BC 【解析】设这列车厢的节数为n ，P 、Q 挂钩东边有k 节车厢，每节车厢的质量为m ，

由牛顿第二定律可知：m k n F km F )(32-=，解得：n k 5

2=，k 是正整数，n 只能是5的倍数，故BC 正确，AD 错误。

4．（2015海南卷）如图所示，物块a 、b 和c 的质量相同，a 和b 、b 和c 之间用完全相同的

轻弹簧S 1和S 2相连，通过系在a 上的细线悬挂于固定点O ；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a 的加速度记为a 1，S 1和S 2相对原长的伸长分别为△l 1和△l 2，重力加速度大小为g ，在剪断瞬间