2025高考物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)：自由落體運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用（含答案）

2025高考物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)綜合強(qiáng)化練（一）自由落體運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用

含答案綜合強(qiáng)化練（一）自由落體運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用

（40分鐘80分）

一、選擇題

1.（6分）（2024.蘇州高一檢測(cè)）2023年10月4日，杭州亞運(yùn)會(huì)女子3米跳板決賽在

杭州奧體中心游泳館進(jìn)行,我國(guó)選手陳藝文奪得金牌。從運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)跳板開(kāi)始計(jì)

時(shí)，跳水過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員重心的修圖像如圖所示，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10

m/s2,運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)軌跡視為直線。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.運(yùn)動(dòng)員在入水前做的是自由落體運(yùn)動(dòng)

B.運(yùn)動(dòng)員在入水時(shí)速度大小為鬧m/s

C.運(yùn)動(dòng)員在42s時(shí)已浮出水面

D.運(yùn)動(dòng)員雙腳離開(kāi)跳板到剛?cè)胨畷r(shí)（重心）經(jīng)過(guò)的路程為3.4m

【解析】選Do運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)跳板時(shí)有向上的初速度，在入水前先是豎直上拋，然后

是自由落體運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤;仁1s時(shí)運(yùn)動(dòng)員入水，運(yùn)動(dòng)員在入水時(shí)速度大小為

v=g/=10x（l-0.2）m/s=8m/s,故B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員在仁2s時(shí)速度減為零，此時(shí)人處于

水下的最深處，沒(méi)有浮出水面，故C錯(cuò)誤;在0-0.2s運(yùn)動(dòng)員向上運(yùn)動(dòng)，由加=為〃可

知運(yùn)動(dòng)員雙腳離開(kāi)跳板后上升的高度為/n=|xl0x0.22m=0.2m

運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)下落的高度岳=到號(hào)義10義（1一0.2）2m=3.2m

運(yùn)動(dòng)員雙腳離開(kāi)跳板到剛?cè)胨畷r(shí)（重心）經(jīng)過(guò)的路程為s=也+比=34m,故D正確。

2.（6分）消防員從四樓的一扇窗戶外，沿一條豎直懸掛的繩子由靜止先以。=1.0

m/s2的加速度向下勻加速到w=3m/s,再以a=1.0m/sz的加速度勻減速到0時(shí)恰好

落地;另一名消防員為了更快到達(dá)地面，沿繩子先做自由落體運(yùn)動(dòng)，緊接著抓緊繩

子開(kāi)始緊急減速。已知繩子對(duì)消防員的最大滑動(dòng)摩擦力等于消防員所受重力的

2

1.8倍,消防員安全著地時(shí)的速度不能超過(guò)v=6m/s,取重力加速度大小g=10m/s0

消防員沿繩子滑至地面的最短時(shí)間為（）

A.1.5sB.2.0sC.2.5sD.3.0s

【解析】選A。根據(jù)題意有任m+3m=9m

設(shè)消防員做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為九，加速距離為歷，則有h^gtlv^gh

設(shè)消防員緊急減速時(shí)的加速度大小為優(yōu),減速時(shí)間為力，減速距離為飽則有

1.Smg-mg-ma',v-vi-a伉說(shuō)-v2=2a'hi

又h-hl+h2,tmin-tl+t2

聯(lián)立解得加in=L5s,故選A。

3.（6分）（2024.保定高一檢測(cè)）直桿正下方有一管道4、5和。、D分別為直桿和管

道的上下兩端?，F(xiàn)將直桿由圖中位置靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)B到達(dá)C位置時(shí),

將管道由靜止釋放，已知A&CD以及直桿和管道間的距離均為力,下列說(shuō)法正確

的是（不計(jì)空氣阻力）（）

A.直桿通過(guò)管道的時(shí)間為出

B.直桿通過(guò)管道的時(shí)間為J號(hào)

C.直桿通過(guò)管道的時(shí)間為p

D.直桿通過(guò)管道的時(shí)間為24

【解析】選Bo根據(jù)題意可得，當(dāng)直桿B到達(dá)C位置時(shí)，有若=2g/z

設(shè)直桿通過(guò)管道的時(shí)間為壩有w什甘-裁=2人

聯(lián)立解得右伶，故選B。

79

4.（6分）（2024.深圳高一檢測(cè)）科技館中的一個(gè)展品如圖所示,在較暗處有一個(gè)不斷

均勻滴水的水龍頭,在一種特殊的間歇閃光燈的照射下，若調(diào)節(jié)間歇閃光時(shí)間間

隔正好與水滴從A下落到B的時(shí)間相同，可以看到一種奇特的現(xiàn)象，水滴似乎不再

下落,仿佛是固定在圖中的A、B、。、。四個(gè)位置不動(dòng),不計(jì)水滴受到的空氣阻力,

取重力加速度g=10m/s2,對(duì)出現(xiàn)的這種現(xiàn)象，下列描述正確的有（）

/oTo

/LT

IB

二C

o

-40

IDO

：9°（單位:cm）

A.間歇發(fā)光的時(shí)間間隔是0.2s

B.根據(jù)條件不可以求出水滴在。點(diǎn)的速度

C.水滴在5、。、。點(diǎn)速度之比滿足V8：VC：VD=1：2：3

D.水滴在下落過(guò)程中通過(guò)相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間滿足tAB<tBC<tCD

【解析】選co由調(diào)節(jié)間歇閃光時(shí)間間隔正好與水滴從A下落到B的時(shí)間相同,

看到水滴似乎不再下落知相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔相等;由題圖可知，各點(diǎn)之間的

位移差為-=0.2m

根據(jù)Ax=g（ZV）2

0.2V2

有△陪—s——s

1010

故A、D錯(cuò)誤;利用平均速度等于中間時(shí)刻的速度求解。點(diǎn)的速度即心署=2企

m/s

故B錯(cuò)誤;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知三段距離之比XAB：XBC:：3：5,

已知A點(diǎn)初速度為0,則根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可知水滴在B、C、D點(diǎn)速度之

比滿足VB：VC：VD=1：2:3,故C正確。

5.（6分）（多選）某興趣小組自制了一個(gè)如圖所示的水火箭。在發(fā)射過(guò)程中，水火箭

由靜止從地面以20m/s2的加速度豎直向上運(yùn)動(dòng)了10m,然后失去動(dòng)力做豎直上

拋運(yùn)動(dòng)，取重力加速度g=10m/sz,不考慮空氣阻力。在水火箭上升過(guò)程中，下列說(shuō)

法正確的是（）

I

典

A.水火箭的最大速度為10m/s

B.水火箭上升運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為3s

C.水火箭離地的最大高度為30m

D.水火箭落地速度為30m/s

【解析】選B、Co由題意可知，水火箭上升10m時(shí)速度最大，根據(jù)速度一位移公

式有正=2。〃1,可得最大速度v-y/2ah1-yj2X20X10m/s=20m/s

故A錯(cuò)誤;水火箭加速上升過(guò)程，根據(jù)速度一時(shí)間關(guān)系『助,解得水火箭加速上升

運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為h=-a=ls

水火箭失去動(dòng)力做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，有片夕2,解得水火箭向上減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t2=--2s

9

則水火箭上升運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為七九+色=3s

故B正確;水火箭做豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)速度一位移公式有儼=2g版解得

岳=匕=20m

2g

水火箭離地的最大高度為力=%+后=30m

故C正確;由v、=2g%,解得水火箭落地速度大小為2g/1=10/m/s,故D錯(cuò)誤。

6.（6分）（多選）（2024.商丘高一檢測(cè)）2023年9月30日,全紅嬋與陳芋汐在杭州亞運(yùn)

會(huì)跳水女子雙人10米跳臺(tái)決賽中攜手奪金。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，如圖所示

為某次10米跳水過(guò)程中一跳水運(yùn)動(dòng)員的修圖像，其中仁0時(shí)向上起跳，不計(jì)空氣

阻力，已知運(yùn)動(dòng)員入水后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為25m/s2,取重力加速度

g=10m/s2,則下列判斷正確的是（）

A.運(yùn)動(dòng)員0.5s時(shí)到達(dá)最高處,九時(shí)刻入水/時(shí)刻出水

B.運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)跳臺(tái)后，在空中運(yùn)動(dòng)的總路程為12.5m

C.運(yùn)動(dòng)員1.5s時(shí)入水，入水速度為15m/s

D.運(yùn)動(dòng)員入水后0.6s到達(dá)最深處，入水深度為4.5m

【解析】選B、Do經(jīng)分析，運(yùn)動(dòng)員仁0時(shí)向上起跳。5s時(shí)到達(dá)最高處/時(shí)刻入

水力時(shí)刻到達(dá)最深處，故A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)跳臺(tái)后向上運(yùn)動(dòng)的位移大小為

//o=|^ti=|xlOx（O.5）2m=1.25m

運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)跳板后在空中運(yùn)動(dòng)的總路程5=2/ZO+1Om=12.5m

故B正確;運(yùn)動(dòng)員自由下落的位移大小為H-ho+1011.25m

由自由落體公式可得，運(yùn)動(dòng)員自由落體的時(shí)間力=盧=1.5s

\g

所以運(yùn)動(dòng)員2s時(shí)入水，運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的速度v幻2gH=15m/s

故錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員入水后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，減速到零所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為為=匕=

Ca0.6s

2

運(yùn)動(dòng)員入水后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)位移％=三=4.5m,故D正確。

7.（6分）（多選）如圖所示，小球甲從距離地面高度為例=15m處以速度vo=lOm/s豎

直向上拋出，同時(shí)小球乙從距離地面高度為歷=20m處開(kāi)始自由下落，小球運(yùn)動(dòng)的

過(guò)程中不計(jì)空氣阻力，重力加速度取g=10m/s1則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.小球乙落地前，兩小球的速度差保持恒定

B.小球甲、乙運(yùn)動(dòng)0.5s時(shí)到達(dá)空中的同一高度

C.落地前的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球甲、乙的平均速度之比為1：2

D.至小球乙落地時(shí)，甲、乙兩球相距5m

【解析】選A、B、Co取豎直向上為正方向，甲球跟乙球的速度差為

Av-Vo-gt-（-gt）-Vo

A正確;0.5s時(shí)甲距地面高度為h甲=%+為力-?妤=18.75m

0.5s時(shí)乙距地面高度為h乙=人2**=18.75m

即小球甲、乙運(yùn)動(dòng)0.5s時(shí)到達(dá)空中的同一高度,B正確;落地前的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)

甲、乙有出=期。/甲匕也

解得t甲=3sJ乙=2s

則有官”乙號(hào)

甲乙

角隼得了

甲=5m/s,v乙_=10m/s

則有萬(wàn)田：仁二：正確;根據(jù)上述,乙落地歷時(shí)為此時(shí)間內(nèi)甲的位移為

甲乙12,C2s,

-1

/z=10x2m—xlOx22m=0

2

表明此時(shí)甲恰好回到出發(fā)點(diǎn)，即兩者高度差為15mQ錯(cuò)誤。

二、計(jì)算題

8.（12分）隨著AI人工智能時(shí)代的到來(lái)，越來(lái)越多的工作由機(jī)器取代。在一次無(wú)人

機(jī)配送測(cè)試中，無(wú)人機(jī)下部由機(jī)器手抓住一貨物，以vo=lOm/s的速度保持豎直方

向勻速上升,當(dāng)貨物到達(dá)離地面高175m處時(shí)，機(jī)器手突然失靈，貨物脫落,無(wú)人機(jī)

加速上升,那么貨物再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面?落地前瞬間的速度多大?（空氣阻力

不計(jì),g取10m/s2）

【解析】取初速度方向?yàn)檎较?貨物全程位移〃=w6g?=-175m

解得t=7sgs舍去）

由v-vo-gt

得v=-60m/s

負(fù)號(hào)表示速度方向豎直向下，則落地前瞬間的速度大小為60m/s。

答案:7s60m/s

9.（12分）（2024.中山高一檢測(cè)）假設(shè)某高樓距地面高H=A7m的陽(yáng)臺(tái)上的花盆因受

擾動(dòng)而掉落，掉落過(guò)程可看作自由落體運(yùn)動(dòng)。有一輛長(zhǎng)L=8m、高歷=2m的貨車,

在樓下以w=9m/s的速度勻速直行,要經(jīng)過(guò)陽(yáng)臺(tái)的正下方，花盆剛開(kāi)始下落時(shí)貨車

車頭距花盆的水平距離為必=24m(示意圖如圖所示，花盆可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速

度g取10m/s2)

PT

L2LX

⑴若司機(jī)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)花盆掉落，貨車保持w=9m/s的速度勻速直行,通過(guò)計(jì)算說(shuō)明

貨車是否會(huì)被花盆砸到；

⑵若司機(jī)發(fā)現(xiàn)花盆掉落，采取加速(可視為勻變速,司機(jī)反應(yīng)時(shí)間AU1s)的方式來(lái)

避險(xiǎn),則貨車至少以多大的加速度加速才能避免被花盆砸到。

【解析】⑴花盆從47m高處落下，到達(dá)離地高2m的車頂過(guò)程,位移為力=(47-2)

m=45m

根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間關(guān)系式，有仁行

聯(lián)立得仁3s

3s內(nèi)汽車位移為x-vot-27m

因上2=24m<x<L]+L2-32m

則貨車會(huì)被花盆砸到。

⑵司機(jī)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)貨車的位移為m

此時(shí)車頭屬化盆的水平距曷為d—L2-xi—15m

采取加速方式，要成功避險(xiǎn)，則有△02

聯(lián)立得。=2.5m/s2

即貨車至少以2.5m/sz的加速度加速才能避免被花盆砸到。

答案：(1)會(huì)，計(jì)算見(jiàn)解析(2)2.5m/s2

10.(14分)如圖所示,跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演，他離開(kāi)直升機(jī)從距離地面580m

的高處由靜止自由下落4s后，張開(kāi)降落傘沿豎直方向勻減速下降,恰好到達(dá)地面

靜止。(g取10m/s2)求：

(1)自由落體運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度大??；

⑵減速下降時(shí)運(yùn)動(dòng)員的加速度；

(3)運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)直升機(jī)至到達(dá)地面整個(gè)過(guò)程的平均速度大小。

【解析】(1)運(yùn)動(dòng)員由靜止自由下落4s后時(shí)的速度為w招九=40m/s

(2)自由落體高度為例=?斤=80m

開(kāi)始打開(kāi)降落傘時(shí)離地高度為人2=。-歷=580m-80m=500m

設(shè)減速時(shí)加速度大小為。，則0-說(shuō)=2曲2

解得?—1.6m/s2

即減速時(shí)的加速度大小為1.6m/s2,方向豎直向上。

(3)設(shè)勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為七，由0-vi+at2

解得力=25s

所以運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)直升機(jī)至到達(dá)地面的總時(shí)間仁力+力=29s

則運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)直升機(jī)至到達(dá)地面整個(gè)過(guò)程的平均速度大小為了=臺(tái)20m/s

答案：(l)40m/s(2)大小為1.6m/s2,方向豎直向上(3)20m/s

綜合強(qiáng)化練(三)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用

(40分鐘60分)

一、選擇題

1.(6分)(2024.淮安高一檢測(cè))一載人深潛器從水面開(kāi)始下潛到某深處，最后返回到

水面的速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示，下列時(shí)段中深潛器處于超重狀態(tài)的是

)

3

2

1

0

-1

-2

A.O-lminB.l-3min

C.3-4mmD.8~10min

【解析】選C。vl圖像斜率代表加速度，斜率正負(fù)代表加速度方向,0~1min加速

度方向向下,處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤;1?3min加速度為0,處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)

誤;3~4min加速度方向向上,處于超重狀態(tài)，故C正確;8?10min加速度方向向下,

處于失重狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。

2.（6分）如圖甲所示，小李握著下方靜止懸掛一水瓶子的力傳感器,當(dāng)小李上下移

動(dòng)瓶子時(shí)，得到如圖乙所示的F-t圖像。從圖像可推知力到力過(guò)程中手臂的運(yùn)動(dòng)

可能是（）

A.向下、停頓、向上

B.向上、停頓、向下

C.向下、向上、勻速、向上、向下

D.向上、向下、勻速、向下、向上

【解析】選A。力到力過(guò)程中的第一階段拉力先小于重力后大于重力，水瓶子先

失重后超重，所以手臂先加速向下運(yùn)動(dòng)，后減速向下運(yùn)動(dòng);當(dāng)拉力和重力相等時(shí)水

瓶子處于停頓或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài);九到tl過(guò)程中的第二階段拉力先大于重力后小于

重力，水瓶子先超重后失重,所以水瓶子先向上加速運(yùn)動(dòng)，后向上減速運(yùn)動(dòng)。綜上可

知九到叁過(guò)程中手臂的運(yùn)動(dòng)可能是向下、停頓、向上，故選A。

3.（6分）（2024.滄州高一檢測(cè)）北京時(shí)間2023年7月29日，保定一中女足勇奪世界

中學(xué)生足球錦標(biāo)賽亞軍。賽前隊(duì)員進(jìn)行顛球訓(xùn)練,用腳背將球以2.08m/s的速率

豎直向上顛起，最后球以2.00m/s的速率落回到腳背。設(shè)足球離開(kāi)和落回時(shí)腳背

離地的距離不變，下列關(guān)于足球在空中運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是（）

A.上升和下降過(guò)程中加速度方向與速度方向始終相反

B.上升和下降過(guò)程中加速度方向與速度方向始終相同

C.上升和下降過(guò)程中加速度方向相同

D.上升和下降過(guò)程中加速度大小不變

【解析】選Co上升過(guò)程中，足球做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向與速度方向相反;下降過(guò)

程中，足球做加速運(yùn)動(dòng),加速度方向與速度方向相同，故A、B錯(cuò)誤;上升和下降過(guò)程

中加速度方向都向下，加速度方向相同，故C正確;設(shè)足球上升過(guò)程中上升的最大

高度為人,根據(jù)動(dòng)力學(xué)公式有這=2。仍,諺=2痣/?,可知上升和下降過(guò)程中加速度大小

不相等,D錯(cuò)誤。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】在電梯內(nèi)放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，小花站在體重計(jì)上示數(shù)為50kg,

電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,某段時(shí)間內(nèi)小花發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖所示，在這段時(shí)間內(nèi)下列

說(shuō)法正確的是（）

口—o-

A.電梯一定豎直向上加速運(yùn)動(dòng)

B.電梯一定豎直向下加速運(yùn)動(dòng)

C.小花所受的重力變小了

D.電梯的加速度大小為也方向豎直向下

【解析】選Do電梯靜止時(shí),體重計(jì)示數(shù)為50kg,說(shuō)明小花同學(xué)的質(zhì)量為50kg,

某段時(shí)間內(nèi)小花發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)為40kg,根據(jù)牛頓第二定律可得和解得

即吟上二羋《方向豎直向下;這段時(shí)間電梯可能豎直向上減速或豎直向下加

m505

速，小花處于失重狀態(tài)，但重力保持不變，故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。

4.（6分）（多選）（2024.汕頭高一檢測(cè)）原地縱跳摸高是籃球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練彈跳力的必

備項(xiàng)目。如圖所示，運(yùn)動(dòng)員小王從直立狀態(tài)開(kāi)始屈腿下蹲，使重心下移，調(diào)整好姿勢(shì)

后，由靜止開(kāi)始發(fā)力，蹬地起跳后離開(kāi)地面,豎直向上運(yùn)動(dòng)直到最高點(diǎn)。空氣阻力忽

略不計(jì)，對(duì)以上運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析正確的是（）

A.蹬地起跳時(shí)，地面受到的壓力和小王受到的支持力大小相等

B.蹬地起跳時(shí)，小王對(duì)地面的壓力大于他的重力

C.屈腿下蹲過(guò)程，小王受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力

D.到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，小王受力平衡

【解析】選A、Bo蹬地起跳時(shí),地面受到的壓力和小王受到的支持力是一對(duì)相互

作用力，一定大小相等，故A正確;蹬地起跳時(shí)，小王加速上升,故小王所受的支持力

大于自身的重力，結(jié)合A選項(xiàng)分析可知，小王對(duì)地面的壓力大于他的重力，故B正

確;屈腿下蹲過(guò)程，小王先加速后減速，不是平衡狀態(tài)，即小王受到的重力和支持力

不是一對(duì)平衡力，故C錯(cuò)誤;到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，小王處于完全失重狀態(tài)，受力不平衡，故

D錯(cuò)誤。

5.（6分）（多選）同一乘客分別三次乘坐不同的電梯上樓，過(guò)程中都經(jīng)歷了電梯加速

上升階段。假設(shè)三次的加速度大小相同，且乘客相對(duì)電梯均靜止，如圖甲、乙、丙

所示。在上述加速階段中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.三種方式乘客均受到了電梯地板的摩擦力作用

B.只有在甲種方式中，乘客才受到了摩擦力作用

C.在丙種方式中，乘客受到電梯地板的支持力最大

D.三種方式中的乘客均處于超重狀態(tài)

【解析】選C、Do電梯加速上升階段,在甲種方式中，乘客受到支持力、重力、

沿電梯向上的摩擦力作用;在乙種方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的摩

擦力作用;在丙種方式中，乘客受到支持力、重力，故在甲、乙兩種方式中，乘客受

到了摩擦力作用，故A、B錯(cuò)誤。在甲種方式中，乘客受到電梯地板的支持力為

尸Ni=/wgcos。;在乙種方式中，根據(jù)牛頓第二定律有尸N2-7%g=7%asin仇乘客受到電梯地

板的支持力為/N2=/wg+神asin。;在丙種方式中，根據(jù)牛頓第二定律有Fm-mg-ma,

乘客受到電梯地板的支持力為F^mg+ma0可得下可＜網(wǎng)2＜網(wǎng)3,故在丙種方式中,

乘客受到電梯地板的支持力最大，故C正確。三種方式中的乘客均有向上的加速

度,處于超重狀態(tài)，故D正確。

【總結(jié)提升】利用牛頓第二定律分解加速度的情景:當(dāng)物體所受的力兩兩垂直，加

速度的方向不在力的方向上時(shí)把加速度分解在力的方向上，在兩個(gè)垂直的方向

上分別用牛頓第二定律求解。

6.（6分）（多選）（2024.濰坊高一檢測(cè)）如圖甲，一廂式貨車在平直公路上由靜止開(kāi)始

向左運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的修圖像如圖乙所示,車廂中放置一質(zhì)量為50kg的貨物，其與

車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中貨物一直未與車廂壁碰撞，則下列說(shuō)法

正確的是（設(shè)車廂地板保持水平，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2）

（）

p/(m?s-1)

A.第1s內(nèi)，貨物不受摩擦力

B.第2s內(nèi)，貨物受向左的摩擦力,大小為125N

C.第3s內(nèi)，貨物不受摩擦力

D.第3s內(nèi)，貨物受向左的摩擦力,大小為125N

【解析】選B、Do第1s內(nèi)，貨車從靜止開(kāi)始向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為

2

。1=察=：m/s=2m/s?,貨物與貨車間的最大靜摩擦力為fm=//mg=125N,貨物的最

大加速度為加瞿4g=2.5m/s2>2可知貨物與貨車相對(duì)靜止，一起做勻加速直

線運(yùn)動(dòng)，貨物受到向左的靜摩擦力，故A錯(cuò)誤;第2s內(nèi)，貨車的加速度為勿=等=

§m/s2=5m/s2>2.5可知貨車相對(duì)于貨物向左運(yùn)動(dòng)，貨物相對(duì)于貨車向右運(yùn)

動(dòng)，受到向左的滑動(dòng)摩擦力，大小為句n=125N,故B正確;第3s內(nèi),貨車做勻速直

線運(yùn)動(dòng)，速度為7m/s,2s末貨物的速度為v物=。M+。U4.5m/s<7m/s,3s末貨物的

速度為V，物=?！?4=7m/s,可知貨車相對(duì)于貨物向左運(yùn)動(dòng)，貨物相對(duì)于貨車向右運(yùn)

動(dòng)，受到向左的滑動(dòng)摩擦力，大小為句n=125N,故C錯(cuò)誤,D正確。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】（多選）很多智能手機(jī)都有加速度傳感器，能通過(guò)圖像顯示加速度情況。

用手掌托著智能手機(jī)，打開(kāi)加速度傳感器把手機(jī)向上拋出,然后又在拋出點(diǎn)接住

手機(jī)得到如圖所示的加速度隨時(shí)間變化的圖像，圖中九=0.38S/2=0.55S/3=0.66S,

以=1.26s,取重力加速度g=10m/s2,由此可判斷出（）

AB時(shí)刻手機(jī)處于失重狀態(tài)

B12時(shí)刻手機(jī)的速度最大

CJ4時(shí)刻手機(jī)離開(kāi)手掌

D.手機(jī)離開(kāi)手掌后上升的高度為0.45m

【解析】選B、Do力時(shí)刻手機(jī)向上的加速度最大,處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤;力時(shí)

刻之前，加速度為正，速度為正，做加速運(yùn)動(dòng)/時(shí)刻之后，加速度為負(fù)，開(kāi)始減速，所

以打時(shí)刻手機(jī)的速度最大，故B正確;手機(jī)離開(kāi)手掌時(shí)只受重力，加速度為

-10.0所以t3時(shí)刻手機(jī)離開(kāi)手掌，故C錯(cuò)誤;由題圖知t3時(shí)刻手機(jī)離開(kāi)手掌,以

時(shí)刻手機(jī)回到手掌，手機(jī)離開(kāi)手掌后上升的高度為狂椒苧）2=045m,故D正確。

二、計(jì)算題

7.(12分)(2024.西城高一檢測(cè))物理課學(xué)習(xí)了超重與失重現(xiàn)象后，某同學(xué)回家乘坐

電梯時(shí)用心體會(huì)了一下，發(fā)現(xiàn)從電梯上升到停止的過(guò)程中，他經(jīng)歷了先加速再勻

速，最后減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。每次都是在17層到18層(他住18層)的過(guò)程中,有明顯

減速的感覺(jué)。有一天，該同學(xué)用手機(jī)測(cè)出電梯減速時(shí)的加速度大小為0.5m/s2,設(shè)

該同學(xué)的質(zhì)量為60kg,g取10m/s2,求：

⑴電梯從17層到18層減速過(guò)程中，該同學(xué)處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)。

(2)減速過(guò)程中，該同學(xué)對(duì)電梯底面的壓力大小。

(3)電梯以多大的加速度減速時(shí)，電梯底面對(duì)他的支持力為零。

【解析】⑴電梯從17層到18層減速過(guò)程中，加速度向下，所以該同學(xué)處于失重狀

態(tài)。

⑵減速過(guò)程中，對(duì)該同學(xué),根據(jù)牛頓第二定律有

代入數(shù)據(jù)解得八=Mg-a)=60x(10-0.5)N=570No

(3)電梯底面對(duì)該同學(xué)的支持力為零時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有:mg-ma'

2

解得優(yōu)=10m/s0

答案:⑴失重狀態(tài)(2)570N⑶10m/s2

8.(12分)(2024.中山高一檢測(cè))質(zhì)量為3m的木箱內(nèi)裝有質(zhì)量分別為m和2m的小

球A物塊氏兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的細(xì)線分別連接A和箱頂、A和氏兩根細(xì)線與豎直、

水平方向分別成30。角，如圖甲所示，物塊B位于箱底且與箱底的動(dòng)摩擦因數(shù)為川,

取m=lkg,g=10m/sz,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。

⑴用豎直向上下i=84N的恒力勻加速提起箱子方未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，求A、5間細(xì)

線的拉力大??；

⑵要使(1)問(wèn)中的B不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)網(wǎng)應(yīng)滿足什么條件？

(3)如圖乙所示，若將5固定于箱底，用水平向右的恒力尸2勻加速拖動(dòng)箱子,箱子與

地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)儂=*則為使45間細(xì)線張力剛好為零尸2的最小值為多少?

【解析】⑴對(duì)木箱和A、B整體分析，根據(jù)牛頓第二定律有

Fi-(3m+m+2m)g-(3m+m+2m)a

對(duì)A受力分析，豎直方向有Ticos3Q°-mg-T2sin3Q°-ma

00

水平方向有Tisin30=T2cos30

解得『2=14N。

(2)對(duì)B受力分析，豎直方向有T2sin30°+N-2mg-2ma

若B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則水平方向有72cos30。=〃聲

解得〃尸日

為使B不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，應(yīng)使儀喙

(3)4、5間細(xì)線張力為零，對(duì)A應(yīng)有

mgta.n30°-ma'

對(duì)整體有

F2-/<2(3m+m+2m)^=(3m+m+2m)a'

解得F2=40V3NO

答案:(1)14N(2)〃G季(3)4073N

綜合強(qiáng)化練(二)共點(diǎn)力平衡的綜合應(yīng)用

(40分鐘80分)

一、選擇題

1.（6分）如圖所示，兩根細(xì)繩AO、BO連接于。點(diǎn),0點(diǎn)的下方用細(xì)繩CO懸掛一

重物并處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)繩B0水平。則三根細(xì)繩中拉力最大的是（）

D.無(wú)法確定

【解析】選A。重物處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，對(duì)。點(diǎn)進(jìn)行受力分析

分析幾何關(guān)系知，三根細(xì)繩中拉力最大的是即A0,故選Ao

2.（6分）（2024.重慶高一檢測(cè)）圖甲為家庭常用的燃?xì)庠顚?shí)物圖,灶面上有一個(gè)支架。

共有4個(gè)均勻分布的支撐面，對(duì)放在上面的廚具起到支撐作用?，F(xiàn)把一個(gè)高壓鍋

放在支架上，并抽象成示意圖乙，已知支架的每個(gè)支撐面與水平方向夾角a=37。。

高壓鍋和里面的食物總質(zhì)量為4.8kge則每個(gè)支撐面給高壓鍋的支持力為（忽略

高壓鍋和支撐面之間的摩擦力，取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）（）

A.12NB.15N

C.20ND.48N

【解析】選及設(shè)每個(gè)支撐面給高壓鍋的支持力的豎直分量為尸1=5rg=12N,

4

由平衡條件可得，/N=—解得人=15N,B正確。

cos37°

3.（6分）將某大橋的引橋視為一個(gè)斜面。同一輛汽車（質(zhì)量不變）分別經(jīng)過(guò)斜面傾角

為仇和仇的兩座引橋時(shí)，汽車對(duì)斜面的壓力大小分別為Fl和尸2,已知仇＞夕2則

（）

A.F1＞F2

B.FI＜F2

C.尸尸尸2

D.F,與尸2的大小關(guān)系無(wú)法確定

【解析】選及將汽車的重力沿平行斜面和垂直斜面分解，根據(jù)平衡條件可知，汽

車對(duì)斜面的壓力大小尸=/〃gcos。,由題知，仇〉仇，故cos仇＜cos仇廁尸1＜尸2,故選Bo

4.（6分）小明家閣樓頂有一扇傾斜的天窗，天窗與豎直面的夾角為仇如圖所示。小

明用質(zhì)量為7"的刮擦器擦天窗玻璃，當(dāng)對(duì)刮擦器施加豎直向上大小為下的推力時(shí),

刮擦器恰好沿天窗玻璃向上勻速滑動(dòng)，已知玻璃與刮擦器之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為4,

則刮擦器受到的摩擦力大小是（）

A.（F-mg）cos3B.（mg+F）sin0

C.jU（F-mg）cos。D.ju（mg+F）sin3

【解析】選A。沿天窗方向，由平衡知識(shí)可知戶（尸-作）cos。,或者尸卜iFN=MF-mg）s\nO。

故選A。

5.（6分）（2024.天津和平區(qū)高一檢測(cè)）如圖所示，重為12N的木塊靜止在傾角為

6=30。的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向大小等于8N的力推木塊，木塊仍能

保持靜止，則此時(shí)木塊所受的靜摩擦力的大小等于（）

A.6NB.8N

C.12ND.10N

【解析】選D。對(duì)滑塊受力分析，受推力只重力G、支持力N和靜摩擦力工將

重力按照作用效果分解為沿斜面向下的分力^=Gsin9=6N和垂直斜面向下的分

力Gcos^6V3N;在與斜面平行的平面內(nèi),如圖：

有戶J尸2+1=482+62N=10N,故選D。

6.（6分）（多選）如圖所示，用一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)固定光滑的掛釘O將一個(gè)畫框懸掛

在墻壁上，細(xì)繩的兩端分別拴接在畫框上兩根掛釘1、2上。畫框靜止時(shí),0點(diǎn)兩

、

側(cè)細(xì)繩與豎直方向的夾角分別為反對(duì)應(yīng)細(xì)繩中的張力大小分別為FiF2O懸

掛時(shí)，掛釘1、2不一定等高，下列說(shuō)法正確的是（）

A.若1更高，則a>/3

B.若2更高，則FI>F2

C.無(wú)論1、2是否等高，總有后破成立

D.無(wú)論1、2是否等高，總有Fi成立

【解析】選C、D。因?yàn)獒斪邮枪饣?，可知兩邊繩子的拉力總是相等的，即無(wú)論1、

2是否等iW）,總有尸1=尸2成立;對(duì)結(jié)點(diǎn)。，水平方向Esina=BsinA則打=夕,即選項(xiàng)A、

B錯(cuò)誤,C、D正確。

7.（6分）（多選）如圖所示,在水平面上固定一個(gè)半徑為R的半圓柱體A。可移動(dòng)的

擋板MN一端始終垂直于半圓柱A,初始時(shí)，擋板的延長(zhǎng)線過(guò)半圓柱截面圓心0,

且與水平面成30。角。在A和擋板之間放有一個(gè)質(zhì)量為m的光滑均勻球體

民其半徑也為凡初始時(shí)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將擋板沿順時(shí)針?lè)较?/p>

緩緩向下移動(dòng)直至水平。則從初始到擋板水平的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是

（）

A.初始時(shí)5A對(duì)B的支持力為詈

B.全過(guò)程中擋板對(duì)B的支持力大于A對(duì)5的支持力

C.全過(guò)程中擋板對(duì)B的支持力逐漸變大,A對(duì)B的支持力逐漸變小

D.擋板水平時(shí),A對(duì)B的支持力為智

【解析】選B、Co以5為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析如圖所示，

根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得。=30。/=30。,所以凡=乃,豎直方向根據(jù)平衡條件可得

尸icos3（r+尸2cos30。=加g,解得尸1=/2=今咯選項(xiàng)A錯(cuò)誤;將擋板MN沿順時(shí)針?lè)较?/p>

緩緩向下移動(dòng)直至水平的過(guò)程中,a角從30。減小到0,而a+J3不變，則夕角由