2022届高考物理人教版一轮复习课件：第三章第2讲牛顿第二定律的应用（第二课时）

2022届物理一轮复习 第三章第2讲　牛顿第二定律的应用 第一课时 高三物理组 考点二　动力学两类基本问题 多维探究 题型1|从受力确定运动情况 例2 滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一．如图所示为小明妈妈正与小明在冰上做游戏，小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05.在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行．(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)．求： (1)冰车的最大速率． (2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小． 解析：(1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1① vm＝a1t② 由①②得vm＝5 m/s. (2)冰车匀加速运动过程中有 x1＝a1t2③ 冰车自由滑行时有μmg＝ma2④ ＝2a2x2⑤ 又x＝x1＋x2⑥ 由③④⑤⑥得x＝50 m 答案：(1)5 m/s　(2)50 m [教你解决问题] 【考法拓展1】　请根据【例2】中的情境，试求冰车一共滑行了多长时间？ 解析：撤去推力后，冰车在摩擦力作用下做匀减速直线运动，最终速度为0 由运动学公式：0＝vm－a2t′ 解得t′＝10 s 所以t总＝t＋t′＝20 s 答案：20 s 【考法拓展2】　请根据【例2】中的情境，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动5 s后，停止施加力的作用，则冰车之后自由滑行的时间是多少？ 解析：由运动学公式得v′m＝a1t1 解得v′m＝2.5 m/s 停止施加力，冰车做匀减速直线运动由牛顿第二定律得μmg＝ma2. 自由滑行时间t＝ 代入数据解得t＝5 s. 答案：5 s 题型2|从运动情况确定受力情况 例3 如图所示，在地面上固定的两根竖直杆a、b之间搭建两个斜面1、2，已知斜面1与a杆的夹角为60°，斜面2与a杆的夹角为30°.现将一小物块(可视为质点)先后从斜面1、2的顶端(a杆处)由静止释放，两次到达斜面底端(b杆处)所用时间相等，若小物块与斜面1、2之间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，重力加速度g取10 m/s2，则μ1：μ2等于(　　) A.　　　　B. 　　　　C. 　　　　D. 答案：D 解析：设a、b之间的水平距离为L，到达斜面底端所用的时间为t，当物块在斜面1上运动时，有x＝at2得：＝a1t2① 物块在斜面2上运动时，有x＝at2得： ＝a2t2② 由牛顿第二定律得： mgsin 30°－μ1mgcos 30°＝ma1③ mgsin 60°－μ2mgcos 60°＝ma2④ 联立①②③④得＝， 故选项D正确． 练3　[2020·浙江模拟]绰号“威龙”的第五代制空战机歼—20具备高隐身性、高机动性能力，为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥，歼—20新型的抗荷服能帮助飞行员承受的最大加速度为重力加速度的9倍．假设某次垂直飞行测试实验中，歼—20加速达到50 m/s后离地，而后开始竖直向上做飞行试验．该飞机在10 s内匀加速到3 060 km/h，匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5 km.假设加速阶段所受阻力恒定，约为重力的.已有该歼—20质量为20吨，g取10 m/s2，忽略战机因油耗等导致的质量变化．则下列说法正确的是(　　) A．本次飞行测试的匀速阶段飞行时间为26.5 s B．加速阶段系统的推力为1.84×106 N C．加速阶段时飞行员有晕厥可能 D．飞机在匀速阶段时爬升高度为14.25 km 答案：B 解析：战机竖直向上加速阶段初速度v0＝50 m/s，末速度v＝3 060 km/h＝850 m/s，根据v＝v0＋at得，加速度a＝80 m/s2＝8g，飞行员不会昏厥；根据牛顿第二定律，F－mg－f＝ma，推力F＝mg＋f＋ma＝1.84×106 N，战机加速阶段上升的高度x＝v0t＋at2＝4 500 m，即匀速上升距离为14 km，匀速飞行时间t＝＝ s≈16.5 s，故B正确． 练4　如图所示，一条小鱼在水面处来了个“鲤鱼打挺”，弹起的高度为H＝2h，以不同的姿态落入水中其入水深度不同．若鱼身水平，落入水中的深度为h1＝h；若鱼身竖直，落入水中的深度为h2＝1.5h.假定鱼的运动始终在竖直方向上，在水中保持姿态不变，受到水的作用力也不变，空气中的阻力不计，鱼身的尺寸远小于鱼入水深度．重力加速度为g，求： (1)鱼入水时的速度v； (2)鱼两次在水中运动的时间之比t1：t2； (3)鱼两次受到水的作用力之比F1：F2. 解析：(1)由v2＝2gH，得v＝2 (2)因h1＝t1，h2＝t2，得＝ (3)v2＝2a1h1，F1－mg＝ma1 得F1＝3mg，同理得F2＝mg，所以＝ 答案：(1)2　(2)2