第3章 应用拓展·素养提升3 高考热考的牛顿运动定律三类情境命题-【创新教程】2025年高考物理总复习大一轮教师用书word（人教版）

牛顿运动定律是力学中的核心问题，在科学、社会、生活、体育中有极其重要的作用，牛顿运动定 律解决实际问题比比皆是，随处可见． 　　 体育赛事类 [典例1]　(2024·泰安高三期中)2022年10月12日，神舟十四号乘组的三位航天员给全国的中小学生进行了第三次太空授课，展示了在完全失重状态下神奇的实验现象．如图为航天员在空间站内进行毛细现象演示的实验．航天员将3根粗细不同的玻璃管插入到水中，水在液体表面张力的作用下，会快慢不同地充满整根玻璃管，已知水在不同玻璃管内的表面张力大小与玻璃管的半径成正比，即F＝kr，关于水在玻璃管中的运动，下列说法正确的是(　　) A．水沿玻璃管做匀加速运动 B．水沿玻璃管先做匀加速运动后做匀速运动 C．在粗细不同的玻璃管中的相同高度处，粗管中水的加速度小于细管中水的加速度 D．在粗细不同的玻璃管中的相同高度处，粗管中水的加速度大于细管中水的加速度 解析：C　[设管中水的高度为h，则水的质量m＝ρV＝ρ·S·h＝ρπr2h，由于表面张力为F＝kr，且水处于完全失重，故a＝＝＝，故随着水的上升，h增大，那么a减小，A错误；由A分析可得，水沿玻璃管做加速度减小的加速运动，B错误；由a＝可知，当h相同时，r越小a越大，r越大a越小，故在粗细不同的玻璃管中的相同高度处，粗管中水的加速度小于细管中水的加速度，C正确，D错误．] 　　 交通安全类 [典例2]　(2024·青岛三模)随着汽车在我国居民生活中的日渐普及，对汽车的安全性能的要求不断提高．为检测某新型汽车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，测得汽车在某次刹车过程中速度v与位移x的关系如图所示，设刹车过程中汽车做匀减速直线运动，已知t＝0时刻汽车速度为40 m/s，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是(　　) A．刹车过程汽车的加速度大小为6 m/s2 B．路面与轮胎之间的动摩擦因数为0.5 C．t＝5 s时，汽车的速度大小为22 m/s D．0～10 s内，汽车的位移大小为150 m 解析：B　[汽车做匀减速直线运动，由速度位移关系式v2－v＝2ax，则有v2＝v＋2ax，代入图中数据可得a＝－5 m/s2，加速度大小为5 m/s2，故A错误；刹车过程受到的摩擦力μmg＝ma，解得μ＝0.5，故B正确；t＝5 s时，汽车的速度大小为v＝v0＋at＝15 m/s，故C错误；汽车刹车所用时间为t0＝＝8 s，即8 s时停车，则由图像可知0～10 s内，汽车的位移大小为160 m，故D错误．] 　　 生活情境类 [典例3]　(2024·济宁高三期末)如图甲所示，生活中常用两根并排的竹竿将砖块从高处运送到低处．将竹竿简化为两根平行放置、粗细均匀的圆柱形直杆，一长方体砖块放在两竹竿的正中间，由静止开始从高处下滑．图乙为垂直于运动方向的截面图(砖块截面为正方形)．若仅将两竹竿间距减少一些，则(　　) A．竹竿对砖块的弹力变小 B．竹竿对砖块的摩擦力变大 C．砖块的加速度不变 D．砖块下滑到底端的时间变短 解析：C　[设竹竿与水平方向夹角为α，两竹竿对砖块弹力的夹角为θ，砖块在垂直运动方向受力如图， 根据平衡条件有2FN cos＝mg cos α，仅将两竹竿间距减少一些，θ不变，竹竿对砖的弹力不变，故A错误；竹竿对砖的摩擦力为f＝2μFN，FN不变，则摩擦力不变，故B错误；沿运动方向，根据牛顿第二定律有mg sinα－f＝ma，α、f不变，则砖块下滑的加速度不变，故C正确；根据x＝at2，解得t＝，竹竿的长度不变，砖块的加速度不变，可知砖块滑到底端的时间不变，故D错误．] 学科网（北京）股份有限公司 $$