2024届高考物理一轮专题讲义：牛顿运动定律 两类动力学基本问题

两类动力学基本问题 【解题指导】1．做好两个分析： (1) 受力分析，表示出合力与分力的关系； (2) 运动过程分析，表示出加速度与各运动量的关系. 2. 熟悉两种处理方法：合成法和正交分解法. 3.把握一个关键：求解加速度是解决问题的关键． 【必备知识】1.基本思路 2.基本步骤 3.解题关键 (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。 (2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁。 典型例题 考向1：由受力情况求运动情况 【典例1】一个原来静止在光滑平面上的物体，质量是7 kg，在14 N的恒力作用下运动，则5 s末的速度及5 s内通过的路程为(　　) A．8 m/s　25 m　 B．2 m/s　25 m C．10 m/s　25 m D．10 m/s　12.5 m 【典例2】(多选)如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中(　　) A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 C．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大 D．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面 【典例3】（2023·河北·高三学业考试）在某建筑工地，有一工件在电机的牵引下从地面竖直向上送至指定位置进行安装，已知该工件先后经历匀加速、匀速、匀减速直线运动三个阶段。当工件加速运动到总距离的一半时开始计时，测得电机的牵引力随时间变化的图像如图所示，当时工件速度恰好减为0且到达指定位置。整个过程中不计空气阻力，重力加速度，则（　　） A．时间内，工件一直处于失重状态 B．工件做匀速运动的速度大小为 C．工件做匀减速运动加速度大小为 D．地面和指定位置之间的总距离为56m 【典例4】 如图所示，工人用绳索拉铸件，铸件的质量是20 kg，铸件与地面间的动摩擦因数是0.25.工人用80 N的力拉动铸件，从静止开始在水平面上前进，绳与水平方向的夹角为α＝37°并保持不变，经4 s后松手．(g＝10 m/s2)求： (1)松手前铸件的加速度； (2)松手后铸件还能前进的距离． 【典例5】一质量m＝5 kg的滑块在F＝15 N的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速直线运动，若滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10 m/s2，问： (1)滑块在力F作用下经5 s，通过的位移是多大？ (2)5 s末撤去拉力F，滑块还能滑行多远？ 【典例6】（2023·北京房山·统考二模）如图所示，一个质量的物块从光滑的斜面顶端A下滑，斜面高度，斜面长为2.5m。物块与水平面动摩擦因数为0.1，斜面与水平面平滑连接，物块运动到水平面C点静止。g取10m/s2，求： （1）物块在斜面上运动时的加速度大小a； （2）物块到达斜面末端B点时的速度大小v； （3）物块在水平面运动的位移大小x。 【典例7】（2023·北京朝阳·统考二模）如图所示，倾角、高度的斜面与水平面平滑连接。小木块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停止。已知小木块的质量，它与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度。，。求： （1）小木块在斜面上运动时的加速度大小a； （2）小木块滑至斜面底端时的速度大小v； （3）小木块在水平面上运动的距离x。 考向2：由运动情况求受力情况 【典例1】有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处，然后由静止释放．可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．(取g＝10 m/s2)求： (1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？ (2)座椅在匀减速阶段的时间是多少？ (3)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？ 【典例2】在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火．按照设计，某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4 s末到达离地面100 m的最高点时炸开，构成各种美丽的图案．假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0，上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的k倍，那么v0和k分别等于(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A．25 m/s,1.25 B．40 m/s,0.25 C．50 m/s,0.25 D．80 m/s,1.25 【典例3】行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小