资源简介

专题3 运动和力的关系
考点 2025年考情 命题趋势
考点1 牛顿运动定律的理解 2025年河南；2025年北京；2025年湖南；2025年江苏；2025年山东 高频考点：牛顿运动定律的理解与应用是核心，涉及两类动力学问题、连接体问题、动力学图像分析，场景包括无人机运送、传送带运动、斜面滑块等。 关键能力：强调从实际场景提取受力与运动信息，分析加速度与力的关系，处理连接体中力的传递，解读动力学图像的物理意义。 学科素养：注重物理与科技、生活结合，通过无人机、快递传送等情境，培养建模能力与综合分析素养，体现运动和力的辩证关系。 题型预判：单选侧重定律理解，多选聚焦连接体与图像，计算多涉及传送带、斜面等多阶段运动的定量分析。
考点2 牛顿运动定律的应用 2025年陕西；2025年河北；2025年福建
考点1 牛顿运动定律的理解
1．[2025年河南高考真题]野外高空作业时，使用无人机给工人运送零件。如图，某次运送过程中的一段时间内，无人机向左水平飞行，零件用轻绳悬挂于无人机下方，并相对于无人机静止，轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力，则在该段时间内( )
A.无人机做匀速运动 B.零件所受合外力为零
C.零件的惯性逐渐变大 D.零件的重力势能保持不变
2．[2025年北京高考真题]模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中，受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大，f随时间t的变化如图所示（向上为正）。下列说法正确的是( )
A.从到，实验舱处于电磁弹射过程
B.从到，实验舱加速度大小减小
C.从到，实验舱内物体处于失重状态
D.时刻，实验舱达到最高点
3．[2025年湖南高考真题]如图，两带电小球的质量均为m，小球A用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为60°，两球连线与轻绳的夹角为30°，整个系统在同一竖直平面内，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.A球静止时，轻绳上拉力为
B.A球静止时，A球与B球间的库仑力为
C.若将轻绳剪断，则剪断瞬间A球加速度大小为g
D.若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小
4．[2025年江苏高考真题]如图所示，弹簧一端固定，另一端与光滑水平面上的木箱相连，箱内放置一小物块，物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放，释放后物块在木箱上有滑动，滑动过程中不与木箱前后壁发生碰撞，不计空气阻力，则( )
A.释放瞬间，物块加速度为零
B.物块和木箱最终仍有相对运动
C.木箱第一次到达最右端时，物块速度为零
D.物块和木箱的速度第一次相同前，物块受到的摩擦力不变
5．[2025年山东高考真题]工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板，向坡底运送长方体建筑材料。如图所示，坡面与水平面夹角为θ，交线为PN，坡面内QN与PN垂直，挡板平面与坡面的交线为MN，。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
6．[2025届·辽宁鞍山·三模校考]伽利略在研究力和运动的关系时，为了阐明自己的观点，设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是( )
A.该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点
B.伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现
C.“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象
D.这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的研究方法
7．[2025届·浙江·三模联考]2025年4月30日，神舟十九号返回舱在东风着陆场稳稳落地，蔡旭哲、宋令东、王浩泽三名航天员平安归来。直播画面中，1200平方米的主降落伞如一朵巨型红白花朵在空中绽放，与着陆时底部反推发动机点火扬起的烟尘共同构成震撼场景。下列说法正确的是( )
A.以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱是静止的
B.研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，不可以把它看成质点
C.伞绳给伞的拉力大于伞给伞绳的拉力
D.烟尘在空中处于平衡状态
8．[2025届·浙江·二模联考]如图所示，在水平地面上，一位同学单手倒立斜靠在一大木箱上（木箱侧面光滑），已知同学的质量小于木箱质量，同学和木箱均保持静止状态，则下列说法正确的是( )
A.同学受到地面的摩擦力小于木箱受到地面的摩擦力
B.同学受到地面的摩擦力与木箱受到地面的摩擦力是一对平衡力
C.同学受到木箱向右的弹力与地面对人向左的摩擦力是作用力与反作用力
D.同学受到的重力的平衡力是地面对他向上的弹性力
9．[2025届·浙江·二模联考]如图甲所示，“张弦梁”是新型自平衡空间结构体系，被广泛应用于建筑当中。图乙是该结构的简化模型，质量分布均匀的水平横梁架在两根立柱上，两根等长的柔性拉索的一端分别连接横梁的两端，拉索的另一端连接竖直支撑杆的下端，支撑杆的上端顶在横梁的中央处。水平横梁的质量为M，竖直支撑杆的质量为m，两根柔性拉索形成的夹角为，两根拉索的张力均为F（拉索的质量忽略不计），重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.横梁对支撑杆的作用力大于支撑杆对横梁的作用力
B.若保持M、m及两拉索的夹角不变，仅增大F，横梁对两侧立柱的压力增大
C.若保持M、m及两拉索的张力大小F不变，仅减小两拉索的夹角，支撑杆对横梁的作用力减小
D.支撑杆对横梁的作用力大小为
10．[2025届·广东汕头·三模]如图所示，绳梯从天花板垂下来且最下端没有触及地面，某建筑工人正在爬绳梯，他的左脚踏于横木、右脚凌空，处于平衡状态，若建筑工人的重力为，绳梯的重力为，双手施加于横木的作用力大小为F，方向竖直向下，下列说法正确的是( )
A.建筑工人受到两个力的作用
B.天花板对绳梯的作用力大小为
C.左脚施加于横木的作用力大小为
D.左脚对横木的作用力大于横木对左脚的作用力
考点2 牛顿运动定律的应用
一、单选题
1．[2025年陕西高考真题]某智能物流系统中，质量为20 kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受到的合力沿轨道方向，合力F随时间t的变化如图所示，则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2．[2025届·湖北·二模]如图所示，一质量为M、倾角为的斜劈静止在粗糙的水平地面上，斜劈由粗糙程度不同的两种材料拼接而成，段的动摩擦因数为，段的动摩擦因数为。质量为m的滑块以一定的初速度从斜劈上滑下，已知滑块从A滑到C的过程中，斜劈M始终静止。下列说法正确的是( )
A.滑块从A运动到B的过程，斜劈和滑块组成的系统处于失重状态
B.滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左
C.滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的支持力小于
D.滑块从B运动到C的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左
3．[2025届·山东临沂·三模]如图所示，一传送带与水平面间的夹角为θ，在电动机的带动下，传送带以速度v沿顺时针方向稳定运行。现将一物块（视为质点）从传送带的底端以速度冲上传送带，，当物块运动到传送带的顶端时速度刚好为0，物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，物块的质量为m，下列说法正确的是( )
A.μ与θ之间的关系为
B.物块在做减速运动的过程中保持加速度不变
C.物块的速度达到v前后，加速度的大小之差为
D.物块的速度达到v前，在传送带上的划痕长度等于物块位移大小的一半
4．[2025届·福建·一模]如图所示，这是一种能垂直起降的小型遥控无人机，螺旋桨工作时能产生恒定的升力。在一次试飞中，无人机从地面上由静止匀加速竖直向上起飞，它5s上升了25m。已知无人机的质量，它运动过程中所受空气阻力大小恒为，取重力加速度大小。无人机受到的升力大小为( )
A.10N B.20N C.30N D.40N
5．[2025届·北京门头沟区·一模]如图所示，光滑水平轨道上长木板A和滑块B、C都处于静止状态，滑块B置于A的左端。A、B间的动摩擦因数为0.5，A、B、C质量分别为，，。现在使A、B一起以5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后立即一起向右运动。两滑块均可视为质点，取。下列说法正确的是( )
A.C增加的动量为
B.A与C碰撞过程中损失的机械能为15J
C.A与C碰撞后瞬间，A的速度大小为2m/s
D.若长木板A的长度为0.6m，则滑块B不会滑离长木板A
二、多选题
6．[2025年河北高考真题]如图，截面为等腰三角形的光滑斜面体固定在水平地面上，两个相同的小物块通过不可伸长的细绳跨过顶端的轻质定滑轮，静止在斜面体两侧，细绳与斜面平行.此外，两物块分别用相同的轻质弹簧与斜面体底端相连，且弹簧均处于原长.将左侧小物块沿斜面缓慢拉下一小段距离，然后松开.弹簧始终在弹性限度内，斜面倾角为θ，不计摩擦和空气阻力.在两物块运动过程中，下列说法正确的是( )
A.左侧小物块沿斜面做简谐运动
B.细绳的拉力随左侧小物块加速度的增大而增大
C.右侧小物块在最高位置的加速度与其在最低位置的加速度大小相等
D.若θ增大，则右侧小物块从最低位置运动到最高位置所用的时间变长
7．[2025年福建高考真题]如图，水平传送带顺时针转动，速度大小恒为1 m/s，物块由一根轻弹簧相连，A的质量为1 kg，B的质量为2 kg，A与传送带间的动摩擦因数为0.5， B与传送带间的动摩擦因数为0.25。时，A速度大小为，方向水平向右，B的速度为零，弹簧处于原长状态。时，A与传送带第一次共速，此时弹簧弹性势能，传送带足够长，A可留下痕迹，重力加速度g取，弹簧始终处于弹性限度内。则( )
A.在时，B的加速度大小大于A的加速度大小
B.时，B的速度为0.5 m/s
C.时，弹簧的压缩量为0.2 m
D.过程，传送带上的痕迹小于0.05 m
8．[2025届·河北·模拟考试联考]如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，质量为m的滑块在恒力F作用下沿斜面向下运动，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为β，斜面倾角为α，已知此过程中斜面体受到的摩擦力方向水平向左，则下列说法正确的是( )
A.若撤去外力F，物块加速度方向一定沿斜面向下
B.若撤去外力F，物块加速度方向一定沿斜面向上
C.若撤去外力F，在物块仍向下运动的过程中，斜面体受到的摩擦力方向可能向右
D.若给物块再加一个水平向右的外力，在物块仍向下运动的过程中，斜面体受到的摩擦力方向仍向左
三、计算题
9．[2025届·天津·一模联考]近年来，网上购物促使快递行业迅猛发展。如图所示为某快递车间传送装置的简化示意图，传送带右端与水平面相切，且保持的恒定速率顺时针运行，传送带的长。现将一质量为0.4kg的包裹A轻放在传送带左端，包裹A刚离开传送带时恰好与静止的包裹B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞后包裹A向前滑行了0.25m静止，包裹B向前运动了0.9m静止。已知包裹A与传送带和水平面间的动摩擦因数均为0.2，重力加速度g取。
（1）求包裹A在传送带上运动的时间；
（2）若包裹B的质量为0.4kg，求包裹B与水平面间的动摩擦因数。
10．[2025届·青海西宁·二模]如图所示，传送带以速度顺时针传动，P、Q间距离，紧挨传送带右侧放置一质量的木板B。一质量为的滑块（可看作质点）以的速度从传送带的左端滑上传送带，到达右端时，刚好与传送带共速。滑块滑出传送带时与木板B发生弹性碰撞，碰后滑块被反弹回传送带上，继续在传送带上运动，重力加速度取，求：
（1）滑块与传递带间的动摩擦因数；
（2）滑块m第一次从传送带左端滑到右端的过程中，由于摩擦产生的热量；
（3）滑块m被反弹后在传送带上运动过程中相对传送带滑动的距离。
参考答案与解析
考点1 牛顿运动定律的理解
1．答案：D
解析：根据题意可知，零件向左水平运动，零件受到重力和轻绳的拉力作用，轻绳拉力斜向左上，所以零件所受合外力水平向左，B错误；无人机与零件相对静止，所以无人机与零件的加速度相同，A错误；惯性只与物体的质量有关，零件的质量不变，所以零件的惯性不变，C错误；零件的高度不变，所以零件的重力势能保持不变，D正确。
2．答案：B
解析：A.间，f向下，先增大后减小，可知此时速度方向向上，先增大后减小，故实验舱先处于弹射过程后做竖直上抛运动；故A错误；
B.，f向下在减小，可知此时速度方向向上，速度在减小，根据牛顿第二定律有
即
故加速度大小在减小，故B正确；
C.间，f向上，先增大后减小，可知此时速度方向向下，先增大后减小，先向下加速后向下减速，加速度先向下后向上，先失重后超重，故C错误；
D.根据前面分析可知时刻速度方向改变，从向上变成向下运动，故时刻到达最高点，故D错误。
故选B。
3．答案：C
解析：对小球A受力分析，其受重力、轻绳的拉力以及B的库仑引力，如图所示，根据力的平衡条件得，解得，AB错误；剪断轻绳前，小球A所受合力为零，库仑力与重力的合力与轻绳拉力等大反向，即库仑力与重力的合力大小为，剪断轻绳后瞬间，绳子拉力消失，库仑力与重力均不变，则小球A所受合力大小为，由牛顿第二定律得小球A的瞬时加速度大小，C正确；由于剪断轻绳前后瞬间，B球的受力不变，且状态不变，因此剪断轻绳瞬间轻杆对B球的作用力不变，D错误。
4．答案：D
解析：A.根据题意可知，释放时，物块与木箱发生相对滑动，且有摩擦力，根据牛顿第二定律可知释放时物块加速度不为0，故A错误；
B.由于物块与木箱间有摩擦力且发生相对滑动，所以弹簧的弹性势能会减少，直到弹簧的最大弹力满足以下分析的F：设物块与木箱之间的最大静摩擦力为f，物块质量为m，对物块根据牛顿第二定律
设木箱质量为M，对物块与木箱整体，根据牛顿第二定律
可得
即弹簧的最大弹力减小到后，二者一起做简谐运动，故B错误；
C.根据AB选项分析可知只有当二者一起做简谐运动前，有相对滑动，滑块运动到最右端后物块不会停止，当二者一起做简谐运动后，物块与滑块一起做周期性运动，也不会停止，故C错误；
D.开始滑块的加速度向右，物块与滑块第一次共速前，物块相对滑块向左运动，受到向右的摩擦力，共速前二者有相对滑动，摩擦力恒为二者之间的滑动摩擦力，保持不变，故D正确。
故选D。
5．答案：B
解析：对建筑材料受力分析如图所示，由图1可知河堤对建筑材料的支持力，由图2可知挡板对建筑材料的支持力，所以对建筑材料由牛顿第二定律有，解得建筑材料的加速度大小，B正确。
6．答案：D
解析：A.当右侧斜面倾角变为0°时，忽略摩擦力的影响，小球将一直运动下去，伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因”，故A错误；B.没有摩擦，绝对光滑的轨道，无论通过什么工艺都不能实现，故B错误；C.由于没有绝对光滑的轨道，故“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验观察不到的现象，故C错误；D.伽利略理想实验的本质是想象着把实际存在，影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质，这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想，也是揭示现象本质的重要研究方法之一，故D正确。故选D。
7．答案：A
解析：A.以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱相对于他们的位置没有发生改变，故神舟十九号返回舱是静止的，A正确；
B.研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，返回舱的大小和形状对其运动轨迹的影响可以忽略不计，此时可以将返回舱看成质点，B错误；
C.伞绳给伞的拉力与伞给伞绳的拉力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，方向相反，C错误；
D.烟尘在空中受到重力以及空气阻力等作用，其运动状态不断变化，不是处于平衡状态，D错误。
故选A。
8．答案：D
解析：A.对同学和木箱的整体分析，水平方向受合外力为零，则同学受到地面的摩擦力与木箱受到地面的摩擦力大小相等，方向相反，选项A错误；
B.同学受到地面的摩擦力与木箱受到地面的摩擦力因作用在两个物体上，不是一对平衡力，选项B错误；
C.弹力和摩擦力是不同性质的力，则同学受到木箱向右的弹力与地面对人向左的摩擦力不是作用力与反作用力，选项C错误；
D.同学受到的重力的平衡力是地面对他向上的弹性力，选项D正确。
故选D。
9．答案：D
解析：A.横梁对支撑杆的作用力与支撑杆对横梁的作用力是相互作用力，总是等大反向，选项A错误；
B.对横梁拉索支撑杆系统整体分析可知，横梁对两侧立柱的压力不变，选项B错误；
C.对支撑杆分析，减小两拉索的夹角，两拉力的合力增大，水平横梁对支撑杆的作用力增大，选项C错误；
D.两边拉索对支撑杆的作用力为
可知支撑杆对横梁的作用力大小为F-mg，选项D正确。
故选D。
10．答案：B
解析：A.对工人受力分析：工人受到重力以及来自横木对脚和双手的支持力，共至少三个力作用，故A错误；
B.整体处于平衡，对整条绳梯（含工人）整体分析可知，天花板对绳梯的拉力
故B正确；
C.对工人分析可知，左脚施加于横木的作用力大小为
故C错误；
D.根据牛顿第三定律可知，左脚对横木的作用力等于横木对左脚的作用力，故D错误；
故选B。
考点2 牛顿运动定律的应用
1．答案：A
解析：由牛顿第二定律结合题图可知，0~1 s时间内和2~3 s时间内机器人的加速度大小相等、方向相反，由图像的斜率表示加速度可知，0~1 s时间内和2~3 s时间内机器人图像斜率互为相反数，A可能正确。
2．答案：B
解析：A.滑块从A到B受力分析有，沿斜面向上，可知滑块和斜劈处于超重状态，故A错误；
B.对整体分析水平方向有，可知水平向左，故B正确；
C.竖直方向上有，可知，故C错误；
D.滑块从B运动到C过程中，因，可知，地面给斜劈的摩擦力为零，故D错误。
故选B。
3．答案：C
解析：A.根据题意可知，物块与传送带速度相等后继续向上减速，则有
可得
故A错误；
B.因为，物块与传送带速度相等之前，物块受到的滑动摩擦力沿斜面向下，加速度沿斜面向下，大小为
物块与传送带速度相等之后，加速度沿斜面向下，大小为
故B错误；
C.物块与传送带在速度相等前后，加速度的大小之差为
故C正确；
D.设物块从冲上传送带到与传送带速度相等所用时间为t，此过程物块的位移为
传送带的位移为
可知此过程物块在传送带上的划痕长度为
若满足
则有
由于不一定等于，则共速前物块在传送带上的划痕长度不一定等于物块位移大小的一半，故D错误。
故选C。
4．答案：B
解析：无人机5s上升了25m，可知无人机的加速度大小
根据牛顿第二定律有
解得
故选B。
5．答案：D
解析：C.在A与C碰撞中，因碰撞时间极短，动量守恒，设碰撞后瞬间A与C共同速度为，以右为正方向，由动量守恒定律可得
解得
故C错误；
A.C增加的动量为
故A错误；
B.A与C碰撞运动中损失的机械能为
代入数据解得
故B错误；
D.A与B的摩擦力大小为
则有B的加速度大小为
AC的加速度大小为
B做减速运动，AC做加速运动，设速度相等时所用时间为t，则有
解得
B的位移为
A的位移为
B相对A的位移为
因此若长木板A的长度为0.6m，则滑块B不会滑离木板A，故D正确。
故选D。
6．答案：AC
解析：A.对左侧小物块，设沿斜面向下的位移为x，则有，此时，对右侧小物块，有，联立可得，则左侧小物块受到的合外力，方向与位移方向相反，故其做简谐运动，故A正确；B.根据以上分析，可得，绳拉力保持不变，故B错误；C.同理可知，右侧小物块也做简谐运动，根据对称性，其在最高和最低位置的加速度大小相等，故C正确；D.弹簧振子振动周期，与斜面夹角无关，故D错误。故选AC。
7．答案：BD
解析：设时的运动速度分别为，经分析时，组成的系统受力平衡，则其动量守恒，假设时间内，组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有，代入数据解得，假设成立，B正确；由于时间内，组成的系统动量守恒，所以有，等式两边同时关于时间求导，得到，所以时间内，A的加速度大小始终是B的加速度大小的2倍，A错误；时间内，对和弹簧组成的系统由能量守恒定律可知，又时弹簧的压缩量，联立解得，C错误；结合AB项分析可作出的图像如图所示，结合图像可知，A与传送带的相对位移（痕迹长度）小于0.05 m，D正确。
8．答案：AD
解析：ABC.若物块与斜面之间粗糙，设物块与斜面的动摩擦因数为μ，对物块受力分析，如图所示。
则滑动摩擦力为
由题知，此过程斜面体受到的摩擦力方向水平向左，对斜面体受力分析，如图所示。
根据正交分解，在水平方向有
可知
其中，
可得
若撤去外力F，对物块受力分析，如图所示。
根据正交分解，可得垂直斜面方向有
沿斜面方向有
根据
可得
可得
说明加速度方向沿斜面向下；
假设地面对斜面体的摩擦力水平向左，对斜面体受力分析，如图所示。
根据正交分解，在水平方向有
又，
可得
化简得
根据
可得
说明地面对斜面体的摩擦力方向水平向左；
若物块与斜面体之间光滑，对物块受力分析，如图所示。
根据正交分解，则沿斜面方向有
解得
方向沿斜面向下；
假设地面对斜面体的摩擦力水平向左，对斜面体受力分析，如图所示。
根据正交分解，在水平方向有
可知地面对斜面体的摩擦力方向水平向左，与题意相符。综上分析，故A正确，BC错误；
D.由上分析，可知地面对斜面体的摩擦力方向与是否在物块加上一个恒力无关，其方向仍是水平向左，故D正确。
故选AD。
9．答案：（1）2.25s（2）0.5
解析：（1）对A进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
令经历时间，A与传送带达到相等速度，则有
解得
此时A的位移
之后A做匀速直线运动，经历时间
包裹A在传送带上运动的时间
解得
（2）碰撞后包裹A向前滑行了0.25m静止，利用逆向思维，根据速度与位移的关系有
解得
包裹B向前运动了0.9m静止，利用逆向思维，根据速度与位移的关系有
碰撞过程，根据动量守恒定律有
解得
对B进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
10．答案：（1）0.5
（2）25J
（3）6m
解析：（1）由运动学
可知滑块在传送带上的减速的加速度
由牛顿第二定律
解得
（2）运动时间
此过程中，滑块位移
传送带位移
摩擦生热
（3）滑块与木板发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和能量守恒定律有，
解得
则第二次在传送带上滑动的过程中，由动能定理得，减速阶段
解得
时间
传送带传送距离
加速阶段与减速阶段对称，故相对距离

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