高考物理必備專(zhuān)題18之03 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的新情景問(wèn)題（解析版）

專(zhuān)題03牛頓運(yùn)動(dòng)定律與實(shí)際情景相關(guān)的運(yùn)動(dòng)和力問(wèn)題主要有：體育與娛樂(lè)，交通等。這些實(shí)際問(wèn)題可能為連接體、疊加體；其中可能已知力求運(yùn)動(dòng)，也可能由運(yùn)動(dòng)情況反過(guò)來(lái)求力；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題1.應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問(wèn)題。整體法的選取原則若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個(gè)整體，分析整體受到的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)隔離法的選取原則若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解整體法、隔離法的交替運(yùn)用若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求出物體之間的作用力時(shí)，一般采用“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”2.動(dòng)力學(xué)中的臨界極值問(wèn)題(1)．常見(jiàn)臨界問(wèn)題的條件①接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力FN＝0。②相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大值。③繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子斷裂的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力；繩子松弛的臨界條件是FT＝0。④最終速度(收尾速度)的臨界條件：物體所受合外力為零。（2）．求解臨界極值問(wèn)題的三種方法極限法把物理問(wèn)題(或過(guò)程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來(lái)，以達(dá)到正確解決問(wèn)題的目的假設(shè)法臨界問(wèn)題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時(shí)，或變化過(guò)程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí)，往往用假設(shè)法解決問(wèn)題數(shù)學(xué)法將物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件1.（2022·浙江高考6月卷·T3）如圖所示，魚(yú)兒擺尾擊水躍出水面，吞食荷花花瓣的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.魚(yú)兒吞食花瓣時(shí)魚(yú)兒受力平衡B.魚(yú)兒擺尾出水時(shí)浮力大于重力C.魚(yú)兒擺尾擊水時(shí)受到水的作用力D.研究魚(yú)兒擺尾擊水躍出水面的動(dòng)作可把魚(yú)兒視為質(zhì)點(diǎn)【答案】C【解析】魚(yú)兒吞食花瓣時(shí)處于失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；魚(yú)兒擺尾出水時(shí)浮力很小，魚(yú)兒能夠出水的主要原因是魚(yú)兒擺尾時(shí)水對(duì)魚(yú)向上的作用力大于重力，B錯(cuò)誤、C正確；研究魚(yú)兒擺尾擊水躍出水面的動(dòng)作不可以把魚(yú)兒視為質(zhì)點(diǎn)，否則就無(wú)動(dòng)作可言，D錯(cuò)誤。2．（2022廣東中山市模擬）圖示為河北某游樂(lè)園中的一個(gè)游樂(lè)項(xiàng)目“大擺錘”，該項(xiàng)目會(huì)讓游客體會(huì)到超重與失重帶來(lái)的刺激。以下關(guān)于該項(xiàng)目的說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)擺錘由最高點(diǎn)向最低點(diǎn)擺動(dòng)時(shí)，游客會(huì)體會(huì)到失重B．當(dāng)擺錘由最高點(diǎn)向最低點(diǎn)擺動(dòng)時(shí)，游客會(huì)體會(huì)到超重C．當(dāng)擺錘擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，游客會(huì)體會(huì)到明顯的超重D．當(dāng)擺錘擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，游客會(huì)體會(huì)到完全失重【答案】C【解析】當(dāng)擺錘由最高點(diǎn)向最低點(diǎn)擺動(dòng)時(shí)，先具有向下的加速度分量，后有向上的加速度分量，即游客先體會(huì)到失重后體會(huì)到超重。當(dāng)擺錘擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，具有方向向上的最大加速度，此時(shí)游客體會(huì)到明顯的超重。故選項(xiàng)C正確。3.（2022湖北武漢4月調(diào)研）在2022年北京冬奧會(huì)中，我國(guó)花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員隋文靜和韓聰以出色的表現(xiàn)為中國(guó)代表隊(duì)奪得第9金。如圖所示為比賽時(shí)的兩個(gè)場(chǎng)景，下列說(shuō)法正確的是（）A.在欣賞花樣滑冰運(yùn)動(dòng)時(shí)，要將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)B.韓聰用力將隋文靜拋出，說(shuō)明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)C.韓聰拉著隋文靜旋轉(zhuǎn)時(shí)，韓聰對(duì)隋文靜的力大于隋文靜對(duì)韓聰?shù)牧.韓聰拉著隋文靜旋轉(zhuǎn)時(shí)，隋文靜的速度方向始終沿著其伸直的手臂方向【參考答案】B【名師解析】在欣賞花樣滑冰運(yùn)動(dòng)時(shí)，要欣賞運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，不能將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)誤；韓聰用力將隋文靜拋出，說(shuō)明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B正確；根據(jù)牛頓第三定律，韓聰拉著隋文靜旋轉(zhuǎn)時(shí)，韓聰對(duì)隋文靜的力等于隋文靜對(duì)韓聰?shù)牧?，C錯(cuò)誤；韓聰拉著隋文靜旋轉(zhuǎn)時(shí)，隋文靜的速度方向始終沿著其圓周運(yùn)動(dòng)的切線方向，D錯(cuò)誤（2022·廣東佛山市五校聯(lián)盟高考模擬）“神舟十三號(hào)”在“長(zhǎng)征二號(hào)”運(yùn)載火箭的推動(dòng)下順利進(jìn)入太空，如圖所示為“長(zhǎng)征二號(hào)”運(yùn)載火箭，下列關(guān)于它在豎直方向加速起飛過(guò)程的說(shuō)法，正確的是（）A.火箭加速上升時(shí)，航天員對(duì)座椅的壓力小于自身重力B.保溫泡沫塑料從箭殼上自行脫落后做自由落體運(yùn)動(dòng)C.火箭噴出的熱氣流對(duì)火箭的作用力大小等于火箭對(duì)熱氣流的作用力D.燃料燃燒推動(dòng)空氣，空氣反作用力推動(dòng)火箭升空【答案】C【解析】火箭加速上升時(shí)，航天員處于超重狀態(tài)，對(duì)座椅的壓力大于自身重力，A錯(cuò)誤；保溫泡沫塑料從箭殼上自行脫落時(shí)，因?yàn)閼T性，有向上的速度，所以做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；火箭噴出的熱氣流對(duì)火箭的作用力與火箭對(duì)熱氣流的作用力是作用力與反作用的關(guān)系，大小相等，C正確；火箭受到重力、空氣阻力以及內(nèi)部燃料噴出時(shí)的作用力，燃料燃燒向下噴氣，噴出的氣體的反作用力推動(dòng)火箭升空，不是外界空氣的作用力，D錯(cuò)誤。5.（多選）（2022·廣西·南寧二中模擬預(yù)測(cè)）“水火箭”是一項(xiàng)深受學(xué)生喜歡的科技活動(dòng)，某學(xué)習(xí)小組利用飲料瓶制作的水火箭如圖甲所示，其發(fā)射原理是通過(guò)打氣使瓶?jī)?nèi)空氣壓力增大，當(dāng)瓶口與橡皮塞脫離時(shí)，瓶?jī)?nèi)水向后噴出，水火箭獲得推力向上射出。圖乙是某次豎直發(fā)射時(shí)測(cè)繪的水火箭速度v與時(shí)間t的圖像，其中時(shí)刻為“水火箭”起飛時(shí)刻，段是斜率絕對(duì)值為g的直線，忽略空氣阻力。關(guān)于“水火箭”的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．在時(shí)刻中，時(shí)刻加速度最大B．“水火箭”在時(shí)刻達(dá)到最高點(diǎn)C．在時(shí)刻失去推力D．時(shí)間內(nèi)“水火箭”做自由落體運(yùn)動(dòng)【答案】AC【解析】v-t圖像的斜率表示加速度，由圖可知，在時(shí)刻斜率最大，則加速度最大，故A正確；“水火箭”運(yùn)動(dòng)過(guò)程速度一直是正的，運(yùn)動(dòng)方向始終沒(méi)有改變，時(shí)刻后仍在上升，故B錯(cuò)誤；DE段是斜率絕對(duì)值為g的直線，說(shuō)明t3時(shí)刻以后“水火箭”的加速度大小為g，由牛頓第二定律可知，“水火箭”所受合力等于重力，“水火箭”在時(shí)刻失去推力，故C正確；時(shí)間內(nèi)“水火箭”的速度方向是正的，加速度方向是負(fù)的，且加速度大小等于g，則“水火箭”做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。6.（2022·浙江·模擬預(yù)測(cè)）超市里的購(gòu)物車(chē)在自動(dòng)扶梯上會(huì)被“鎖死”，秘密在于每個(gè)后輪兩側(cè)的塑膠墊，如圖所示，塑膠墊的位置比輪子的凸緣高：當(dāng)購(gòu)物車(chē)推進(jìn)自動(dòng)扶梯時(shí)，輪子的凸緣會(huì)落進(jìn)扶梯的凹槽（忽略此處摩擦），后輪的塑膠墊就壓在自動(dòng)扶梯的齒面上以獲得靜摩擦力。當(dāng)購(gòu)物車(chē)（人車(chē)分離）隨傾斜自動(dòng)扶梯一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)（）A．塑膠墊受到扶梯的彈力之和等于購(gòu)物車(chē)的重力B．塑膠墊受到扶梯的摩擦力之和等于購(gòu)物車(chē)的重力C．自動(dòng)扶梯對(duì)購(gòu)物車(chē)的作用力等于購(gòu)物車(chē)的重力D．塑膠墊對(duì)扶梯的摩擦力可能大于扶梯對(duì)塑膠墊的摩擦力【答案】C【解析】購(gòu)物車(chē)（人車(chē)分離）隨傾斜自動(dòng)扶梯一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力為零，即橡膠墊受到的彈力與橡膠墊受到的摩擦力的合力與重力等大反向，即自動(dòng)扶梯對(duì)購(gòu)物車(chē)的作用力等于購(gòu)物車(chē)的重力；沿扶梯方向合力為零，則橡膠墊受到的摩擦力之和等于購(gòu)物車(chē)的重力沿斜面的分力，故C正確，AB錯(cuò)誤；塑膠墊對(duì)扶梯的摩擦力與扶梯對(duì)塑膠墊的摩擦力為一對(duì)相互作用力，大小相等，方向相反，故D錯(cuò)誤。7.（2022·河北省深州市長(zhǎng)江中學(xué)模擬）某人把一根細(xì)繩的下端綁著一支圓珠筆，上端臨時(shí)固定在地鐵豎直扶手上。地鐵起動(dòng)后的某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，細(xì)繩偏離了豎直方向，他用手機(jī)拍攝了當(dāng)時(shí)的照片，拍攝方向跟地鐵前進(jìn)方向垂直（）A．從圖中可以判斷地鐵的運(yùn)動(dòng)方向B．從圖中可以判斷地鐵的加速度方向C．若細(xì)繩與桿子的夾角增大，則地鐵速度增大D．若細(xì)繩與桿子的夾角增大，則地鐵的加速度減小【答案】B【詳解】由于地鐵的加速度方向與筆的加速度方向相同，所以通過(guò)判斷筆的加速度方向可知地鐵的加速度方向；但是由于不知道地鐵速度的變化情況，故地鐵運(yùn)動(dòng)方向與加速度方向可能相同，也可能相反，所以不能判斷地鐵朝向哪一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；以筆為研究對(duì)象，筆受到重力及細(xì)繩拉力的共同作用，設(shè)繩子與桿子的夾角為，則由牛頓第二定律可得筆的加速度大小為，增大，則筆加速度增大，地鐵加速度增大，但是地鐵的速度不一定增大，CD錯(cuò)誤。8.（2022·湖北省七市高三下學(xué)期三月調(diào)研）橡皮筋彈弓夜光飛箭是一種常見(jiàn)的小玩具，它利用橡皮筋將飛箭彈射升空，再徐徐下落，如圖（a）所示，其運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為如下過(guò)程：飛箭以初速度豎直向上射出，在時(shí)刻恰好回到發(fā)射點(diǎn)，其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖（b）所示。則下列關(guān)于飛箭運(yùn)動(dòng)的描述中正確的是（）A.上升和下落過(guò)程運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 B.上升和下落過(guò)程中平均速度大小相等C.過(guò)程中加速度先減小后增大 D.過(guò)程中所受阻力先減小后增大【答案】D【解析】A．時(shí)間為上升過(guò)程，時(shí)間為下落過(guò)程，由圖可知上升和下落過(guò)程運(yùn)動(dòng)時(shí)間不相等，A錯(cuò)誤；B．上升和下落過(guò)程中，位移大小相等，但所用時(shí)間不等，故平均速度的大小不相等，B錯(cuò)誤；C．圖像的斜率表示加速度，根據(jù)圖像可知，過(guò)程中加速度一直減小，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)牛頓第二定理，結(jié)合圖像可知，過(guò)程中物體向上運(yùn)動(dòng)加速度減小，故阻力減小；過(guò)程中物體向下運(yùn)動(dòng)加速度減小，故阻力增大，綜上所述：過(guò)程中所受阻力先減小后增大，D正確。故選D。9.(2022福建廈門(mén)四模）圖甲所示為生活中巧妙地利用兩根并排的竹竿，將長(zhǎng)方體磚塊從高處運(yùn)送到低處的場(chǎng)景。將竹竿簡(jiǎn)化為兩根平行放置，粗細(xì)均勻的圓柱形直桿，磚塊放在兩竹竿的正中間，由靜止開(kāi)始從高處下滑，圖乙所示為垂直于運(yùn)動(dòng)方向的截面圖（磚塊截面為正方形）。若僅將兩竹竿間距增大一些，則磚塊（）A.下滑過(guò)程中竹竿對(duì)磚塊的彈力變大B.下滑過(guò)程中竹竿對(duì)磚塊的摩擦力不變C.下滑的加速度變小D.下滑到底端的時(shí)間變短【參考答案】B【名師解析】假定兩竹竿與地面傾角為、磚塊的質(zhì)量為m，每一根竹竿對(duì)磚塊的支持力為N，以磚塊為研究對(duì)象，只在垂直于竹竿平面內(nèi)對(duì)其受力分析，如圖所示，依題意有則有。若僅將兩竹竿間距增大一些，由于支持力垂直于接觸面，角保持不變，則N不變，故A錯(cuò)誤；假定磚塊與竹竿的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則摩擦力為據(jù)前面分析，由于N不變，則下滑過(guò)程中竹竿對(duì)磚塊的摩擦力變大，故B正確；根據(jù)牛頓第二定律有，解得由于角不變，則下滑的加速度不變，故C錯(cuò)誤；由于下滑加速度變小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，，則下滑時(shí)間不變，故D錯(cuò)誤。10.（2022?福建省福州市八校模擬）如圖所示，飛機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸行李的傾斜傳送帶保持恒定的速率向上運(yùn)行，將行李箱無(wú)初速度地放在傳送帶底端，當(dāng)傳送帶將它送入飛機(jī)貨艙前行李箱已做勻速運(yùn)動(dòng)。假設(shè)行李箱與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，傳送帶與水平面的夾角θ，已知滑動(dòng)摩擦力近似等于最大靜摩擦力，下列說(shuō)法正確的是（）A.要實(shí)現(xiàn)這一目的前提是μ<tanθB.做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，行李箱與傳送帶之間的摩擦力為零C.全過(guò)程傳送帶對(duì)行李箱的摩擦力方向沿傳送帶向上D.若增加傳送帶速度足夠大，可以無(wú)限縮短傳送的時(shí)間【答案】C【解析】要實(shí)現(xiàn)這一目的前提是沿傳送帶向上的最大靜摩擦力大于重力沿傳送帶向下的分力，即可得故A錯(cuò)誤；做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，行李箱與傳送帶之間的摩擦力為，故B錯(cuò)誤；行李箱在加速階段和勻速階段受到的摩擦力均沿傳送帶向上，故選項(xiàng)C正確；若增加傳送帶速度足夠大，行李箱在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，傳送時(shí)間不會(huì)無(wú)限縮短，故D錯(cuò)誤。變11.（2022?廣東省普通高考第二次模擬）如圖甲所示，邊長(zhǎng)l的正方形金屬線圈abcd隨水平傳送帶一起以恒定速度運(yùn)動(dòng)，邊界PQ與MN垂直傳送帶，其間存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。線圈在圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，直到ab邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)，其速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，且在傳送帶上始終保持ab、cd邊平行于磁場(chǎng)邊界，重力加速度為g。則（）A.時(shí)間內(nèi)線圈所受安培力大于摩擦力B.和時(shí)間內(nèi)線圈所受摩擦力方向相反C.邊界PQ與MN的距離為D.線圈與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為【答案】AC【解析】由圖乙可知，線圈在和時(shí)間內(nèi)的速度都小于傳送帶速度，線圈相對(duì)傳送帶都向后運(yùn)動(dòng)，傳送帶給線圈的摩擦力方向都向前，與運(yùn)動(dòng)方向相同，線圈在時(shí)間內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，故線圈受到的安培力大于摩擦力，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，邊界PQ與MN的距離為線圈在和時(shí)間內(nèi)的位移之和，線圈在時(shí)間內(nèi)的位移為線圈的邊長(zhǎng)，則有根據(jù)圖像，可得線圈在時(shí)間內(nèi)的位移可得邊界PQ與MN的距離為C正確；線圈在時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得由圖像可得聯(lián)立可得，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.(2022·安徽黃山市第一模擬）14歲的奧運(yùn)冠軍全紅嬋，在第14屆全運(yùn)會(huì)上再次上演“水花消失術(shù)”奪冠。在女子10m跳臺(tái)的決賽中（下面研究過(guò)程將全紅嬋視為質(zhì)點(diǎn)），全紅嬋豎直向上跳離跳臺(tái)的速度為，豎直入水后到速度減為零的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，假設(shè)所受水的阻力恒定，不計(jì)空氣阻力，全紅嬋的體重為，重力加速度大小為，則（）A.跳離跳臺(tái)后上升階段全紅嬋處于失重狀態(tài)B.入水后全紅嬋處于失重狀態(tài)C.全紅嬋在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1.5sD.入水后全紅嬋受到水的阻力為612.5N【答案】AD【解析】跳離跳臺(tái)后上升階段，加速度向下，則全紅嬋處于失重狀態(tài)，A正確；入水后全紅嬋的加速度向上，處于超重狀態(tài)，B錯(cuò)誤；以向上為正方向，則根據(jù)，可得t=2s即全紅嬋在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s，C錯(cuò)誤；入水時(shí)的速度在水中的加速度大小方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律可D正確。8.（2022·山西運(yùn)城市模擬）在一塊固定的傾角為θ的木板上疊放質(zhì)量均為m的一本英語(yǔ)詞典和一本漢語(yǔ)詞典，圖甲中英語(yǔ)詞典在上，圖乙中漢語(yǔ)詞典在上。已知圖甲中兩本詞典一起沿木板勻速下滑，圖乙中兩本詞典一起沿木板勻加速下滑。已知兩本詞典的封面材料不同，但每本詞典的上、下兩面材料都相同，近似認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等，設(shè)英語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，漢語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，英語(yǔ)詞典和漢語(yǔ)詞典之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ3，則下列說(shuō)法正確的是（）A.μ2一定小于tanθB.μ3一定等于tanθC.圖乙中漢語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小一定是μ1mgcosθD.圖甲中英語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小一定是μ3mgcosθ【答案】C【解析】對(duì)圖甲詞典整體進(jìn)行分析，有則有A錯(cuò)誤；對(duì)圖甲中的英語(yǔ)詞典有，設(shè)其受到的靜摩擦力為f，則有即，B錯(cuò)誤；對(duì)圖乙詞典整體進(jìn)行分析，有對(duì)圖乙的漢語(yǔ)詞典單獨(dú)分析，有聯(lián)立有，C正確；圖甲中的英語(yǔ)詞典受到靜摩擦力，有根據(jù)對(duì)A選項(xiàng)的分析，可知故有，D錯(cuò)誤。9.（2022·山東臨沂·二模）冰壺比賽是2022年北京冬奧會(huì)比賽項(xiàng)目之一，比賽場(chǎng)地示意圖如圖。在某次比賽中，中國(guó)隊(duì)運(yùn)動(dòng)員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線AB處放手讓冰壺以速度沿虛線滑出。從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，在t=10s時(shí)，運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始用毛刷一直連續(xù)摩擦冰壺前方冰面，使冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小，最后冰壺恰好停在圓心O處。已知投擲線AB與O之間的距離s=30m，運(yùn)動(dòng)員摩擦冰面前冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，摩擦冰面前后冰壺均做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。重力加速度。求：（1）t=10s時(shí)冰壺的速度及冰壺與AB的距離；（2）冰壺與被摩擦后的冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)?！敬鸢浮浚?），20m；（2）0.005【解析】（1）不摩擦冰面時(shí)，冰壺做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為，時(shí)速度為，滑行距離為s1，則由牛頓第二定律有：由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、解得、、摩擦冰面時(shí)冰壺仍做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小的，滑行距離為，則由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律：由牛頓第二定律有：且解得10.（2022·上海市市西中學(xué)二模）如圖所示，以恒定速率v1=0.5m/s運(yùn)行的傳送帶與水平面間的夾角α=37°，轉(zhuǎn)軸間距L=4m。工作人員沿傳送方向以速度v2=1.5m/s從傳送帶頂端推下一件m=2kg的小包裹（可視為質(zhì)點(diǎn)）。小包裹與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小包裹相對(duì)傳送帶滑動(dòng)時(shí)加速度a的大小；（2）小包裹在傳送帶上減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和位移s的大小。（3）小包裹與傳送帶之間的摩擦力對(duì)小包裹做的功?！敬鸢浮浚?）；（2），；（3）【解析】（1）小包裹的速度v2大于傳動(dòng)帶的速度v1，所以小包裹受到傳送帶的摩擦力沿傳動(dòng)帶向上，受力分析如圖所示根據(jù)牛頓第二定律可知代入數(shù)據(jù)可得所以加速度的大小為，方向?yàn)檠匦泵嫦蛏希唬?）由（1）可知小包裹先在傳動(dòng)帶上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，至速度與v1相同，用時(shí)相應(yīng)的勻減速直線運(yùn)動(dòng)的距離為（3）因?yàn)閟，且因此小包裹與傳動(dòng)帶共速后做勻速直線運(yùn)動(dòng)至傳送帶底端勻速直線運(yùn)動(dòng)階段所受靜摩擦力大小為位移大小為所以小包裹與傳送帶之間的摩擦力對(duì)小包裹做的功為代入數(shù)據(jù)可得11.（2022·浙江高考試題·T19）物流公司通過(guò)滑軌把貨物直接裝運(yùn)到卡車(chē)中，如圖所示，傾斜滑軌與水平面成24°角，長(zhǎng)度，水平滑軌長(zhǎng)度可調(diào)，兩滑軌間平滑連接。若貨物從傾斜滑軌頂端由靜止開(kāi)始下滑，其與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，貨物可視為質(zhì)點(diǎn)（取，，重力加速度）。（1）求貨物在傾斜滑軌上滑行時(shí)加速度的大小；（2）求貨物在傾斜滑軌末端時(shí)速度的大??；（3）若貨物滑離水平滑軌末端時(shí)的速度不超過(guò)2m/s，求水平滑軌的最短長(zhǎng)度?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）根據(jù)牛頓第二定律可得代入數(shù)據(jù)解得（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解得（3）根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得12.（2022·廣東廣州市高三下學(xué)期一模）圖a是我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)具——風(fēng)鼓車(chē)，圖b是其工作原理示意圖．轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，聯(lián)動(dòng)風(fēng)箱內(nèi)的風(fēng)葉，向車(chē)斗內(nèi)送風(fēng)，入料倉(cāng)漏口H漏出的谷物經(jīng)過(guò)車(chē)斗，質(zhì)量大于的谷粒為飽粒，落入第一出料口；質(zhì)量為的谷粒為癟粒，落入第二出料口；質(zhì)量小于的草屑被吹出出風(fēng)口。已知、B、三點(diǎn)在同一水平線上，的寬度為；在H正下方，的高度為；質(zhì)量為的谷粒從H漏出，恰好經(jīng)B點(diǎn)落入，設(shè)谷物從H漏出時(shí)速度為零；谷粒在車(chē)斗內(nèi)所受水平風(fēng)力恒定且相等，只考慮其所受重力和水平風(fēng)力作用，取重力加速度g為。（1）求谷粒從H落到出料口所經(jīng)歷的時(shí)間；（2）求谷粒所受水平風(fēng)力的大?。唬?）若癟粒恰好能全部落入，求的寬度?！敬鸢浮浚?）0.3s；（2）；（3）0.18m【解析】（1）谷粒從H落到出料口的過(guò)程，豎直方向和水平方向都是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上有將h=0.45m帶入可得t=0.3s（2）對(duì)質(zhì)量為的谷粒，從H漏出恰好經(jīng)B點(diǎn)，水平方向有設(shè)風(fēng)力大小為F，由牛頓第二定律將x1=0.27m、t=0.3s、m=帶入，聯(lián)立可解得F=（3）對(duì)質(zhì)量等于的癟粒，恰好落到A2點(diǎn)，設(shè)寬度為x2，則有將=、x1=0.27m、t=0.3s、F=帶入可得x2=0.18m13.（2022·廣東省汕頭市普通高考第一次模擬）疫情期間，為了減少人與人之間的接觸，一餐廳推出了一款智能送餐機(jī)器人進(jìn)行送餐（如圖甲）。該款機(jī)器人的最大運(yùn)行速度為4m/s，加速度大小可調(diào)節(jié)在1m/s23m/s2范圍內(nèi)，要求：送餐過(guò)程托盤(pán)保持水平，菜碟與托盤(pán)不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，機(jī)器人到達(dá)餐桌時(shí)速度剛好為0?，F(xiàn)把送餐過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖的直線情境圖（如圖乙），已知機(jī)器人恰好以最大運(yùn)行速度m/s通過(guò)O處，O與餐桌A相距m，餐桌A和餐桌F相距m，機(jī)器人、餐桌都能看成質(zhì)點(diǎn)，送餐使用的菜碟與托盤(pán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度m/s2。（1）在某次從O到餐桌A的過(guò)程中，機(jī)器人從O開(kāi)始勻減速恰好到A停下，求機(jī)器人在此過(guò)程加速度a的大小。（2）完成（1）問(wèn)中的送餐任務(wù)后，機(jī)器人馬上從A繼續(xù)送餐到F，若要求以最短時(shí)間從A送餐到F，求機(jī)器人運(yùn)行最大加速度和加速過(guò)程通過(guò)的位移?！敬鸢浮浚?）；（2）2m/s2；4m【解析】（1）從O點(diǎn)到A點(diǎn)，由運(yùn)動(dòng)公式：解得機(jī)器人在此過(guò)程加速度a的大小。（2）要想用時(shí)間最短，則機(jī)器人先以最大加速度加速，然后勻速一段時(shí)間，再以最大加速度做減速到零。最大加速度由牛頓第二定律有：加速的位移為14.（2022·浙江·麗水第二高級(jí)中學(xué)模擬）跳樓機(jī)可以使人體驗(yàn)失重和超重如圖所示?，F(xiàn)讓升降機(jī)將座艙送到距地面的高處，然后讓座艙自由下落，落到距地面的位置時(shí)開(kāi)始制動(dòng)，使座艙均勻減速，座艙落到地面時(shí)剛好停下，在該體驗(yàn)中，小明將質(zhì)量的書(shū)包平放在大腿上（不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2）。（1）當(dāng)座艙靜止時(shí)，請(qǐng)用所學(xué)知識(shí)證明書(shū)包的重力與書(shū)包對(duì)小明大腿的壓力大小相等。（2）當(dāng)座艙落到距地面的位置時(shí)，求小明對(duì)書(shū)包的作用力大??；（3）求跳樓機(jī)從開(kāi)始制動(dòng)后（勻減速階段）加速度的大??；（4）當(dāng)座艙落到距地面的位置時(shí)，求小明對(duì)書(shū)包的作用力大小。【答案】（1）見(jiàn)解析；（2）；（3）16m/s2；（4）260N【解析】設(shè)小明大腿對(duì)書(shū)包的支持力為，因?yàn)槲矬w處于靜止?fàn)顟B(tài)，則根據(jù)牛頓第三定律有所以座艙自由下落到距地面的位置時(shí)開(kāi)始制動(dòng)，所以當(dāng)座艙距地面時(shí)，書(shū)包處于完全失重狀態(tài)，則有；座艙自由下落高度為座艙開(kāi)始制動(dòng)時(shí)，已獲得速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得座艙制動(dòng)過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度大小為，則有聯(lián)立可得方向豎直向上；故跳樓機(jī)從開(kāi)始制動(dòng)后勻減速階段加速度的大小16m/s2；由牛頓第二定律得