(配套教参)高效作业9 牛顿第二定律的应用-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业9　牛顿第二定律的应用 (见学生用书P305) 微考点一　动力学的两类基本问题 1．2023·书生中学模拟冰壶比赛是北京冬奥会的比赛项目之一。运动员把冰壶沿水平冰面投出，冰壶仅在摩擦力作用下自由滑行，比赛过程中可在冰壶运动前方用毛刷来回擦扫冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的滑行距离。某场比赛中，一位运动员以v0的速度投掷冰壶，冰壶和冰面间的动摩擦因数为μ，冰壶能在冰面上滑行s的距离，若在冰壶速度减为时开始持续擦扫冰面，则冰壶能再滑行s的距离。冰壶的运动可视为直线运动，已知重力加速度为g，则擦扫后冰壶与冰面间的动摩擦因数μ′为(　C　) A．μ　　B．μ　　C．　　D． 【解析】 未擦扫时，根据牛顿第二定律μmg＝ma，根据速度位移关系2as＝v，若在冰壶速度减为时开始持续擦扫冰面，减为之后，根据牛顿第二定律μ′mg＝ma′，根据速度位移关系2a′×＝，联立可解得μ′＝μ，μ′＝，故选C。 2．2022年6月17日上午，中国第三艘航空母舰“福建舰”下水。“福建舰”安装电磁弹射装置以缩短飞机的起飞距离。如图所示，航空母舰的水平跑道总长l＝180 m，其中电磁弹射区的长度为l1＝80 m，在该区域安装有直线电机，该电机可从头至尾提供一个恒定的牵引力F牵。一架质量m＝2.0×104 kg的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推＝1.2×105 N。假设飞机在航母上的阻力恒为飞机重力的0.2倍。若飞机可看成质量恒定的质点，离舰起飞速度v＝40 m/s，航空母舰始终处于静止状态(g取10 m/s2)，下列说法正确的是(　C　) A．飞机在电磁弹射区的加速度大小为4.0 m/s2 B．飞机在电磁弹射区后的加速度大小为5.0 m/s2 C．电磁弹射器的牵引力F牵的大小为2×104 N D．飞机在电磁弹射区末的速度大小v1＝20 m/s 【解析】 根据牛顿第二定律，飞机在经过电磁弹射区后：F推－0.2mg＝ma2，解得a2＝4.0 m/s2，B错误；由v2－v＝2a2，解得飞机在电磁弹射区的末速度v1＝20 m/s，D错误；由v＝2a1l1，解得飞机在电磁弹射区的加速度a1＝5 m/s2，A错误；根据牛顿第二定律有F牵＋F推－0.2mg＝ma1，代入数据解得F牵＝2×104 N，C正确。 微考点二　超重与失重问题 3．图甲是小明同学站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，点P是他的重心位置，a是静止站立时的状态。图乙是根据传感器采集到的数据画出的力—时间图线。两图中a～g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。重力加速度g取10 m/s2。根据图乙分析可知(　B　) A．小明所受重力大小为500 N B．c点位置，小明可能处于下蹲阶段 C．c点位置，小明处于减速上升阶段 D．小明在d点的加速度大小比g点的小 【解析】 a是静止站立，由此可知小明所受重力大小为550 N，故A错误；c点位置小明处于超重状态，因此可能处于减速下蹲阶段，故B正确，C错误；根据牛顿第二定律可知d点的加速度大小大于g点的加速度大小，故D错误。故选B。 4．2023·衢州一中质检在某次火灾演练中，小华利用窗帘、床单等拧成绳，从四楼窗户沿绳下滑到地面，运动过程的v——t图像如图所示。已知小华的质量为60 kg，下列说法正确的是(　D　) A．0～4 s内，小华做自由落体运动 B．4～5 s内，绳子对小华的作用力的大小是0～4 s内的4倍 C．小华先处于超重状态，后处于失重状态 D．小华开始下滑的位置距离地面的高度为10 m 【解析】 由题图可知，v——t图像的斜率的绝对值表示加速度的大小，则0～4 s内，小华的加速度a1＝ m/s2＝1 m/s2，则小华在此过程中不是做自由落体运动，故A错误；0～4 s内，对小华由牛顿第二定律可得mg－F1＝ma1，得F1＝mg－ma1＝m(g－1 m/s2)，4～5 s内的加速度大小a2＝4 m/s2，4～5 s对小华由牛顿第二定律可得F2－mg＝ma2，得F2＝mg＋ma2＝m(g＋4 m/s2)，则F2≠4F1，故B错误；小华先加速向下运动，后减速向下运动，则小华先处于失重状态后处于超重状态，故C错误；v——t图像与时间轴所围面积表示位移，则小华开始下滑的位置距离地面的高度h＝ m＝10 m，故D正确。 5．奥运冠军全红婵，在第14届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠。在女子10 m跳台的决赛中(下面研究过程将全红婵视为质点)，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5 m/s，竖直入水后到速度减为0的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为35 kg，重力加速度g取10 m/s2，则(　D　) A．跳离跳台后上升阶段，全红婵处于超重状态 B．入水后全红婵处于失重状态 C．全红婵在空中运