3.2 牛顿运动定律的应用-【十年高考】备战2022年高考物理真题分类解析与应试策略（Word版）

第2节　牛顿运动定律的应用 考点 动力学的两类基本问题　 　　该考点属于热点内容,从命题频次上看,10年来,全国卷单独命题7次,地方卷单独命题8次;选择题6分,计算题一般12分,或与其他知识综合命题。所考查的生活情境有安全行车、交通运输、生活娱乐、航天飞行等,这类问题的解决加速度是桥梁。考查点为受力分析、运动过程分析,根据牛顿第二定律列方程,根据匀变速直线运动公式列方程,解题时做好以下几点: (1)做好受力分析,分析出物体受到的各个力,判断合力的方向,表示出合力与各分力的关系; (2)做好运动过程分析,分析物体的运动性质,判断加速度的方向,并表示出加速度与运动各量的关系; (3)求解加速度是解决问题的关键; (4)力的处理方法一般用合成法或正交分解法。 1. (2021·全国甲,14,6分,难度★★)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将 (　D　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 解析水平底座长设为l,物块下滑的位移x=,加速度a=gsin θ,由位移公式x=at2可得t=,θ=45°时,时间最短,所以从30°到60°时,物块下滑时间先减小后增大,故选D。 2.(2017·海南,3,4分,难度★★)汽车紧急刹车后,停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止,在地面上留下的痕迹称为刹车线。由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度。已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80,测得刹车线长25 m。汽车在刹车前瞬间的速度大小为(重力加速度g取10 m/s2) (　D　) A.40 m/s B.30 m/s C.10 m/s D.20 m/s 解析刹车后汽车的合外力为摩擦力f=μmg,加速度a==μg=8 m/s2;又刹车线长25 m,故可由匀变速直线运动规律得到汽车在刹车前的瞬间的速度大小v== m/s=20 m/s。故ABC错误,D正确。故选D。 3.(2016·全国2,19,6分,难度★★)(多选)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关。若它们下落相同的距离,则 (　BD　) A.甲球用的时间比乙球长 B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 解析设所受阻力为Ff,根据题意Ff=kr。根据牛顿第二定律,mg-Ff=ma,a=g-=g-=g-,r越大,a越大,两小球密度相同,m甲>m乙,所以r甲>r乙,故a甲>a乙,C选项错误;物体在空中的运动时间t=,h相同,所以t甲<t乙,A选项错误;物体落地速度v=,可得v甲>v乙,B选项正确;物体下落过程中克服阻力做功Wf=Ff·h=kr·h,所以Wf甲>Wf乙,D选项正确。 4.(2014·全国大纲,19,6分,难度★★★) 一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时,上升的最大高度为H,如图所示。当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为 (　D　) A.tan θ和 B.(-1)tan θ和 C.tan θ和 D.(-1)tan θ和 解析对物块上滑过程由牛顿第二定律得-mgsin θ-μmgcos θ=ma,根据运动规律可得v2=2a·,()2=2a·,联立可得μ=(-1)tan θ,h=。故D项正确。 5.(2013·浙江,19,6分,难度★★★) (多选)如图所示,总质量为460 kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g取10 m/s2。关于热气球,下列说法正确的是 (　AD　) A.所受浮力大小为4 830 N B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变 C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s D.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N 解析热气球刚开始加速上升时,速度为零,热气球所受阻力也为零,根据牛顿第二定律可得F-mg=ma,解得F=4 830 N,选项A正确;由于热气球加速上升过程中,速度逐渐增大,所受阻力也逐渐增大,加速度逐渐减小,当速度为5 m/s时,加速度为零,选项B错误;若热气球不受空气阻力,则根据v=at,可求得t=10 s,但空气阻力