第4章 第2课时 牛顿运动定律的应用（word版）-【精英1号】2025年高中物理学考笔记·专题提升训练

第2课时　牛顿运动定律的应用 【基础对点练】 知识点一　超重和失重 1.[2023·浙江舟山·学考模拟]如图所示，质量为50 kg的小红同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻他发现磅秤的示数为60 kg，则以下说法正确的是(　　) A．小红处于失重状态 B．小红处于超重状态 C．小红处于完全失重状态 D．升降机做匀速直线运动 【答案】B 【解析】由题意可知，磅秤对人的支持力大于重力，属于超重状态，A、C错误，B正确；由于人处于超重状态，有向上的加速度，升降机和人处于相对静止状态，故升降机此刻不可能做匀速直线运动，D错误。故选B。 2．小明家住26层，他放学后，乘坐电梯从1层直达26层。假设电梯刚启动时做加速直线运动，中间一段做匀速直线运动，最后一段时间做减速直线运动。在电梯从1层直达26层的过程中，下列说法正确的是(　　) A．电梯刚启动时，小明处于失重状态 B．电梯刚启动时，电梯地板对小明的支持力大于小明受到的重力 C．电梯上升的过程中，小明一直处于超重状态 D．小明的速度方向发生了变化 【答案】B 【解析】电梯刚启动时，处于加速阶段，小明所受电梯地板支持力大于重力，处于超重状态，A错误，B正确；电梯上升过程中，在加速阶段，小明处于超重状态，在减速阶段，小明处于失重状态，C错误；电梯从1层直达26层的过程中，小明的速度方向始终为向上，D错误。故选B。 知识点二　简单连接体问题 3.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮，绳的一端系一质量m＝12 kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m′＝10 kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示，在重物不离地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度是(g取10 m/s2)(　　) A．12 m/s2 B．5 m/s2 C．2 m/s2 D．15 m/s2 【答案】C 【解析】小猴受到重力和竖直向上的摩擦力，当摩擦力最大时小猴上爬达到最大加速度。重物受到重力、支持力和绳子的拉力，由于重物不离开地面，所以当支持力为零时重物受到的拉力最大，即F＝mg，根据力的相互作用，猴子受到的摩擦力达到最大值 Ff＝F，最大加速度为am＝，代入数据得am＝2 m/s2。故选C。 4.如图所示，在光滑地面上，水平外力F拉动木板和滑块一起做无相对滑动的加速运动。木板质量是M，滑块质量是m，力大小是F，加速度大小是a，滑块和木板之间动摩擦因数是μ。则在这个过程中，滑块受到的摩擦力大小是(　　) A．Ma B. C．μMg D．μmg 【答案】B 【解析】由于水平外力F拉动木板和滑块一起做无相对滑动的加速运动，则有F＝(M＋m)a， 对木板分析有Ff＝Ma，解得Ff＝。故选B。 知识点三　两类动力学问题 5．冰壶比赛中，甲冰壶以某一初速度滑出，沿水平冰面匀减速滑行一段距离后停下；乙冰壶(与甲冰壶相同)以另一初速度滑出。沿同一冰面滑行的距离是甲冰壶滑行距离的2倍。甲、乙两冰壶滑出的初速度大小的比值为(　　) A. B．1 C. D．2 【答案】C 【解析】甲、乙冰壶都做匀减速直线运动，由于在同一冰面上，根据牛顿第二定律μmg＝ma，可知加速度相等，根据运动学公式v2＝2ax，可知＝＝。A、B、D错误，C正确。故选C。 6.放在光滑地面上的一个质量为2 kg的物体，受到一个水平力后运动的v­t图像如图所示，则水平力的大小为(　　) A．1 N B．2 N C．3 N D．4 N 【答案】D 【解析】由v­t图像可得，物体的加速度大小为2 m/s2，由牛顿第二定律可得F＝ma＝4 N。故选D。 7．由我国自行研制，具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x＝1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v＝80 m/s，已知飞机质量m＝7.0×104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.2，重力加速度g取10 m/s2，则飞机滑跑过程中牵引力为(　　) A．7.0×104 N B．1.4×105 N C．2.1×105 N D．2.8×105 N 【答案】D 【解析】飞机做初速度为零的匀加速直线运动，设其加速度为a，有v2＝2ax，解得a＝2 m/s2， 由牛顿第二定律，可知F－mg×0.2＝ma， 解得F＝2.8×105 N。故选D。 【能力综合练】 8．[2023·浙江金华·学考模拟]物块以一定的初速度竖直上抛，到达某一高度后又落回出发点。已知物块在运动过程中受到大小恒定的阻力作用。以下关于v随时间t变化的图像中，能正确描述物块整个运动过程的是(　　) A B C D 【答案】C 【解析】根据v­t的斜率为加速度，上升过程由牛顿第二定律可知mg＋Ff＝ma1，得a1＝g＋， 下降过程由牛顿第二定律可知mg－Ff＝ma2， 得a2＝g－，由于阻力恒定，所以上升和下降阶段加速度都恒定，由于a1＞a2，故C正确，A、B、D错误。故选C。 9．自动化分拣对快递行业发展起到了很大的促进作用，而物品的自动传输需要依靠传送带进行。某水平传送带示意图如图所示，传送带以v＝4 m/s的速度匀速运动，物品从左端P处由静止释放，之后被传送到右端Q处。已知P、Q之间的距离为6 m，物品与传送带间的动摩擦因数为0.4，重力加速度g取10 m/s2，物品匀速运动的位移大小为(　　) A．2 m　 B．3 m C．4 m　 D．5 m 【答案】C 【解析】由牛顿第二定律得物品匀加速运动的加速度为 a＝＝μg＝4 m/s2， 由运动学公式v2＝2ax得物品达到与传送带有共同速度运动的位移x＝＝ m＝2 m， 则物品匀速运动的位移大小为 Δx＝L－x＝6 m－2 m＝4 m，故C正确。故选C。 10.[2023·浙江宁波·高一联考]2019年6月5日，我国“长征十一号”运载火箭首次在海上发射，此次发射采用了先弹射后点火的方式。右图为某校学生讨论弹射阶段时所画示意图，图中总质量m＝6×104 kg的火箭从静止开始运动，弹射阶段沿竖直方向匀加速上升了h＝16 m。 若火箭所受弹射推力F恒为2.52×106 N，空气阻力不计，g取10 m/s，求： (1)弹射过程中，火箭加速度a的大小； (2)弹射结束时，火箭速度v的大小； (3)弹射结束时，火箭失去推力，火箭还能上升的高度。 【答案】(1)32 m/s2　(2)32 m/s　(3)51.2 m 【解析】(1)对火箭做受力分析有F－mg ＝ ma， 解得a＝32 m/s2； (2)根据匀变速直线运动位移与速度的关系有v2＝2ah，解得v＝32 m/s； (3)弹射结束时，火箭失去推力，火箭只受重力，则其加速度为重力加速度，有0－v2 ＝－2gy，解得y＝51.2 m。 11．[2023·浙江台州·期末]图甲所示是冬季狗拉雪橇的雪上运动，我们可以将雪道简化为AB和BC两部分，AB部分水平，长L＝200 m，BC为斜坡且足够长，斜坡倾角为θ＝37°，如图乙所示。人和雪橇的总质量m＝100 kg，在狗的水平拉力F＝60 N作用下从A点由静止出发，经t＝20 s雪橇与狗之间的绳子断裂，雪橇继续前行。若雪橇与雪道之间的动摩擦因数μ＝0.02，水平面与斜坡在B点平滑连接(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。求： (1)雪橇与狗之间的绳子断裂时，雪橇的速度大小； (2)雪橇到达斜坡底端时的速度大小； (3)雪橇到达斜坡最高点时离B点的距离。(结果保留两位有效数字) 【答案】(1)8 m/s　(2)4 m/s　(3)1.3 m 【解析】(1)设雪橇在前20秒末的速度为v1，根据牛顿第二定律可得a1＝＝0.4 m/s2， 则有v1＝a1t1＝8 m/s； (2)设雪橇在前20秒的位移为x1，则有 x1＝a1t＝80 m， 又a2＝－μg＝－0.2 m/s2， 根据速度位移公式可得v－v＝2a2(L－x1)， 解得vB＝4 m/s； (3)设雪橇沿斜面上升的加速度为a3，则有 a3＝gsin θ＋μgcos θ＝6.16 m/s2， 根据速度位移公式可得0－v＝－2a3x2， 解得x2≈1.3 m。 学科网（北京）股份有限公司 $$