第24讲 牛顿运动定律的应用-【鼎力暑假】2023年暑假新高一物理初高中衔接精编导学练

第24讲 牛顿运动定律的应用 1、 从受力确定运动情况 如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。 一般解题步骤及注意事项： 1.确定研究对象 2.对研究对象进行受力分析，画出受力示意图，根据合成法或正交分解法求物体所受到的合力。 一般沿a方向建立x轴，垂直a方向建立y轴。对研究对象进行运动过程分析，画出运动过程图。 3.根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。 4.结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出运动学时间、位移和速度等。 【例1】用30N的水平外力F拉一个静止在光滑水平面上质量为20kg的物体，力F作用3s后撤去，则第5s末物体的速度和加速度分别为（  ） A．， B．， C．， D．， 二、从运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力。 一般解题步骤及注意事项： 1.基本思路 →→→→ 2.求解加速度的常用运动学公式 v＝v0＋at⇒a＝；v2－v＝2ax⇒a＝；Δx＝aT2⇒a＝；x＝v0t＋at2⇒a＝ 三、两类基本问题的解题思路 【例2】无人机空载时，由静止沿着与地面成30°的方向斜向上匀加速直线起飞，刚起飞的第1s内飞行了5m。已知无人机的质量为2kg，g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．无人机在第1s末的速度为5m/s B．无人机在刚起飞的0.5s内飞行了1.5m C．空气对无人机的作用力方向竖直向上 D．空气对无人机的作用力大小为20N 1．如图所示，可视为质点的两物块A、B的质量分别为、，A放在光滑水平桌面上，一不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮，两端分别与A、B相连接，A和滑轮间的轻绳与桌面平行，B与地面的高度为，现将A从静止释放，B下落过程中A未与滑轮碰撞，不计空气阻力，重力加速度取，则物体B落地前瞬间速度的大小为（　　） A． B． C． D． 2．如图是一种升降电梯的示意图，A为载人箱，B为平衡重物，它们的质量均为M，由跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动。若电梯中乘客的质量为，匀速上升的速度为，在电梯即将到顶层前关闭电动机，靠惯性再经时间停止运动卡住电梯，不计空气阻力，则为（　　） A． B． C． D． 3．无人机由于小巧灵活，国内已经逐步尝试通过无人机进行火灾救援。某消防中队接到群众报警，赶至火灾点后，迅速布置无人机消防作业，假设无人机从静止竖直向上起飞，匀减速直线运动后恰好悬停在火灾点，整个过程速度时间图像如下图示，已知无人机的质量（含装备等）为15kg，下列说法正确的是（　　） A．无人机整个上升过程平均速度5m/s B．加速阶段的加速度比减速阶段的加速度要大 C．火灾位置距离消防地面的距离为90m D．加速阶段时，无人机螺旋桨的升力大小为75N 4．如图甲，2022年10月31日15时37分，“梦天”实验舱在长征五号B运载火箭的托举下顺利升空，这是中国航天的又一次壮美腾飞。“梦天”实验舱质量约为23吨，长征五号B运载火箭起飞质量约为837吨，点火后产生1000吨的推力（相当于地面上质量为1000吨的物体的重力)，其简化模型如图乙所示。忽略大气阻力、火箭喷气造成的质量变化和重力加速度的变化，重力加速度大小取g=10m/s2。“梦天”实验舱和长征五号B运载火箭在分离前匀加速直线上升的过程中，下列说法正确的是（　　） A．“梦天”实验舱所搭载的物体处于失重状态 B．离地升空的加速度大小约为11.6m/s2 C．从起飞开始，经过10s上升的高度约为160m D．“梦天”实验舱受到长征五号B运载火箭的推力大小约为2.7×105N 5．如图所示，在质量为的车厢内紧靠右壁，放一质量的小物体（可视为质点），对车厢施加一水平向右的恒力，且，使之从静止开始运动。测得车厢在最初内移动，且这段时间内小物块未与车厢壁发生过碰撞。车厢与地面间的摩擦忽略不计，下列说法不正确的是（    ） A．车厢在内的加速度为 B．在末的速度大小是 C．内在上滑动的距离是 D．的加速度大小为 6．一名消防队员在模拟演习训练中，沿着竖立固定在地面上的钢管往下滑，已知这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，且匀减速阶段平均速度为4m/s，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，取，那么该消防队员（    ） A．下滑的总距离为15m B．加速与减速过程的时间之比为1:3 C．加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1:7 D．加速与减速过程的位移之比为2:1 7．2022年10月10日起，北京全面开放了无人驾驶出租车服务，出租车在市区内行驶时有限速要求。如图所示