4.5 牛顿第二定律应用—多过程问题 专项练-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

牛顿第二定律—多过程问题 一、单选题 1．如图所示为小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，B位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（　　） A．小明接触床后，就开始做减速运动 B．床面在B位置时，小明所受合外力为零 C．床面从A位置下降到B位置的过程中，小明的速度先增大后减小 D．床面从A位置下降到B位置的过程中，加速度方向始终向下 2．如图所示，在倾角37°足够长的斜面上有一个质量为1kg的物体，物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5，时物体在拉力的作用下由静止开始沿斜面向上运动，时撤去拉力F。g取，。下列说法正确的是（    ）    A．物体沿斜面向上加速时加速度大小为 B．物体在时的速度为0 C．物体在斜面上运动的总时间为3s D．物体沿斜面向上运动的最大位移为15m 3．抖空竹是一项民间广为流行的传统体育运动，在我国有着悠久的历史，是国家级非物质文化遗产之一。某次抖空竹时，空竹被提起后竖直向上抖离丝线，刚好在返回抖离点时又被接住。已知运动过程中，空竹所受的空气阻力与其速度大小成正比。空竹可视为质点。下列说法正确的是（　　） A．空竹上升过程中做匀减速直线运动 B．空竹下降过程中，相等时间内速度变化量相等 C．空竹上升过程与下降过程中运动的时间可能相等 D．空竹上升过程与下降过程中所受空气阻力的冲量大小相等 4．如图所示是某运动员做低空跳伞表演的v-t图，从该运动员离开悬停的飞机开始计时，运动员先做自由落体运动，t1时刻打开降落伞，t2时刻落到地面。打开降落伞后运动员获得的加速度大小为5m/s2，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．运动员离开飞机10s后打开降落伞 B．运动员距离地面247.5m时打开降落伞 C．运动员在空中下落过程用时9s D．运动员打开降落伞后受到的阻力大小为其自身重力（包括装备）的2倍 5．如图所示，物块从光滑斜面上静止释放，滑上粗糙水平面后最终停下， 表格中记录了运动过程中几个时刻的速度大小。斜面底端处与水平面平滑连接（g=10m/s2）。下列说法正确的是（　　） t/s 14 16 18 20 22 24 26 v/m·s-1 17 27 37 40 36 32 28 A．物块的最大速度为40m/s B．物块在斜面上运动的时间为 20s C．斜面的倾角θ=30° D．物块与水平面的动摩擦因数为 0.5 二、多选题 6．一质量为m的无人机，在其动力系统提供的恒力作用下，由静止开始竖直向上运动，经t时间后关闭动力系统，再经3t时间后无人机恰好返回起点。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　） A．恒力的大小为 B．关闭动力系统时无人机的速度大小为 C．无人机上升的最大高度为 D．无人机返回起点时的速度大小为 7．如图甲所示，质量为m的黑色物块在水平拉力F作用下沿水平面向右运动，拉力F随时间的变化规律如图乙所示，物块运动的图像如图丙所示，物块在地面上运动过程中会在地面上留下黑色痕迹。重力加速度，以下说法正确的是（　　）    A．物块与地面间的动摩擦因数为，物块质量 B．物块在内的平均速度大小为 C．物块在内的平均速率为 D．物块在内在地面上留下的黑色痕迹长为 三、解答题（本大题共2小题） 8．民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面逃生通道，通道一段为斜面，一段为地面上的水平段，人员可以沿斜面滑下，在水平段上停下来后离开通道。若机舱口下沿距地面，气囊所构成的斜面段长度为。一个质量为的人在气囊上滑动时所受的滑动摩擦力恒定为。忽略气囊的厚度、凹陷及在连接处能量的损耗，。试求： (1)人滑至斜面底端时速度有多大？ (2)气囊水平段至少应多长？ 9．四旋翼无人机如图所示，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。一架质量的无人机，其动力系统所能提供的最大升力，运动过程中所受空气阻力大小恒为。g取。求： （1）无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，求在t=5s时无人机离地面的高度h； （2）若无人机悬停在距离地面高度处时，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落，若坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动并提供向上最大升力。若着地速度为零，求无人机从开始坠落到恢复升力的时间t1。    参考答案 1．【答案】C 【详解】AD．小明接触床面前自由下落处于失重状态，接触床面后前一段时间弹力小于重力，加速度向下，仍处于失重状态，后来弹力大于重力，加速度向上，处于超重状态，AD错误。 B．床面在位置时，小明所受弹力大于重力，合外力大于零，方向向上，B错误； A．床面从A位置下降到位置的过程中，刚开始弹力小于重力，小明加速下降，后来弹力大于重力，小明减速下降，小明的速度先增大后减小，C正确。选C。 2．【答案】D 【详解】A．有拉力作用时，对物体受力分析，根据牛顿第二定律可得，解得，物体沿斜面向上加速时加速度大小为，A错误； B．2s时物体的速度为，撤去拉力后，物体向上滑动的过程中，对物体受力分析，根据牛顿第二定律可得，解得，物体向上减速的加速度大小为，则物体向上减速的时间为，则物体在时的速度为0，B错误； C．当物体速度减为零时，由于，则物体不能保持静止，物体会沿斜面向下做加速运动，则物体在斜面上的运动时间不止3s，C错误； D．物体沿斜面向上运动的最大位移为，D正确。选D。 3．【答案】D 【详解】A．空竹上升过程中做减速运动，根据牛顿第二定律有，又v减小，则a减小，A错误； B．空竹下降过程中做加速运动，根据牛顿第二定律有，又增大，则减小，即相等时间内速度变化量不相等，B错误； C．由上述分析可知，空竹上升过程中的平均加速度大于下降过程中的平均加速度，根据运动学公式，得，C错误； D．空气阻力的冲量大小，可见空竹上升过程与下降过程中所受空气阻力的冲量大小相等，D正确。选D。 4．【答案】B 【详解】A．设v1=5m/s，v2=50m/s由，得=5s，A错误； C．减速时，得=14s，运动员在空中下落过程用时一定大于9s，C错误； B．根据，打开降落伞时距离地面的距离h=247.5m，B正确； D．根据，f=1.5mg，D错误。选B。 5．【答案】C 【详解】C．设滑块在斜面上运动的加速度大小为a1，则，根据牛顿第二定律，有，解得，C正确； D．物块在水平面的加速度大小，根据，解得，D错误； AB．物块在斜面上运动的时间为t，物块的最大速度为，则根据表中数据 ，，解得，AB错误。选C。 6．【答案】BC 【详解】AB．设无人机加速过程的加速度大小为，根据题意有，解得，加速过程根据牛顿第二定律可得，解得恒力的大小为，关闭动力系统时无人机的速度大小为，A错误，B正确； C．无人机加速过程上升的高度为，关闭动力系统无人机继续上升的高度为，则无人机上升的最大高度为，C正确； D．根据，解得无人机返回起点时的速度大小为，D错误。选BC。 7．【答案】ACD 【详解】A．根据题意，由图丙知，在内物块做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为，由牛顿第二定律有，内物块匀速运动，则有，联立得，，A正确； B．根据图像面积表位移，由图丙知，物块在内的位移大小为，，平均速度大小为，B错误； C．根据题意，由图丙可知，物块在内的路程为，平均速率为，C正确； D．物块在内在地面上留下的黑色痕迹长为，D正确。选ACD。 8．【答案】(1) (2) 【详解】（1）设斜面的倾角为，则有 可得 在斜面上，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 根据动力学公式可得 解得人滑至斜面底端时速度大小为 （2）水平面上，人的加速度大小为 根据动力学公式可得 解得气囊水平段长度至少为 9．【答案】（1）100m；（2）4s 【详解】（1）由牛顿第二定律可得，解得无人机的加速度大小为，则在时无人机离地面的高度为 （2）无人机突然失去升力而坠落，下落过程中，有，解得无人机的加速度大小为，重新提供向上最大升力后，根据牛顿第二定律可得，解得无人机的加速度大小为，又，联立解得无人机从开始下落过程中的最大速度为，即无人机从开始坠落到恢复升力的时间为 第 page number 页，共 number of pages 页 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $