2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)情景應(yīng)用三牛頓運(yùn)動(dòng)定律

（3）牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1.如圖所示，在重大節(jié)日或活動(dòng)現(xiàn)場會(huì)燃放大型的禮花煙火。假設(shè)禮花彈從炮筒中豎直向上射

出時(shí)的初速度大小是60m/s,上升過程中所受的阻力大小始終與自身重力相等，重力加速度g

取10m/s2,則禮花彈從射出到最高點(diǎn)所用的時(shí)間和離地面的距離分別為（）

A.6s,90mB.3s,180mC.3s,90mD.6s,180m

2.如圖，垂直電梯里有一個(gè)“轎廂”和一個(gè)“對(duì)重”，它們通過鋼絲繩連接起來，驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鋼

絲繩使"轎廂”和"對(duì)重”在豎直方向做上下運(yùn)動(dòng).當(dāng)"轎廂''向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)（）

A.電梯的“對(duì)重”處于失重狀態(tài)B.電梯的“對(duì)重”向下做勻加速運(yùn)動(dòng)

C.鋼絲繩的拉力等于“轎廂”的重力D.鋼絲繩的拉力小于“轎廂”的重力

3.高蹺運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)新型運(yùn)動(dòng)，圖甲為彈簧高蹺.當(dāng)人抓住扶手用力蹬踏板壓縮彈簧后，人就向上

彈起，進(jìn)而帶動(dòng)高蹺跳躍，如圖乙所示.下列說法正確的是（）

甲乙

A.人向上彈起過程中，一直處于超重狀態(tài)

B.人向上彈起過程中，踏板對(duì)人的作用力大于人對(duì)踏板的作用力

C.彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，高蹺對(duì)人的作用力大于人的重力

D.彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，高蹺對(duì)地的壓力等于人和高蹺的總重力

4.為了備戰(zhàn)即將舉辦的東京奧運(yùn)會(huì)，我國羽毛球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了原地縱跳摸高訓(xùn)練.已知質(zhì)量

m=50kg的運(yùn)動(dòng)員原地靜止站立（不起跳）摸高為2.10m,訓(xùn)練過程中，該運(yùn)動(dòng)員先下蹲，

重心下降0.5m,經(jīng)過充分調(diào)整后，發(fā)力跳起摸到了2.90m的高度.若運(yùn)動(dòng)員起跳過程視為勻加

速運(yùn)動(dòng)，忽略空氣阻力影響，g取l（）m/s2.則（）

A.運(yùn)動(dòng)員起跳過程處于超重狀態(tài)

B.起跳過程的平均速度比離地上升到最高點(diǎn)過程的平均速度大

C.起跳過程中運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力為960N

D.從開始起跳到雙腳落地需要1.05s

5.如圖所示，傾斜索道與水平面夾角為37。，當(dāng)載人車廂沿索道運(yùn)動(dòng)時(shí)，車廂里質(zhì)量為機(jī)的人

對(duì)廂底的壓力為其重力的1.25倍，已知重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.載人車廂一定沿斜索道向上運(yùn)動(dòng)B.人對(duì)廂底的摩擦力方向水平向右

C.車廂運(yùn)動(dòng)的加速度大小為與D.車廂對(duì)人的摩擦力大小為L咫

6.《中國制造2025》是我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)，智能機(jī)器制造是一個(gè)重

要方向，其中智能機(jī)械臂已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。如圖所示，一機(jī)械臂鐵夾豎直夾起一個(gè)金屬

小球，小球在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，鐵夾與球的接觸面保持豎直，則（）

A.機(jī)械臂受到的摩擦力方向向上

B.小球受到的壓力與重力是一對(duì)平衡力

C.若增大鐵夾對(duì)小球的壓力，小球受到的摩擦力變大

D.若機(jī)械臂夾著小球在空中沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則機(jī)械臂對(duì)小球的作用力相比靜止

時(shí)一定變大

7.如圖所示的剪式千斤頂是用于頂起汽車的裝置。當(dāng)搖動(dòng)把手時(shí)，螺紋軸就迫使千斤頂?shù)淖蟆?/p>

右兩臂靠攏，同時(shí)抬起重物。汽車對(duì)千斤頂?shù)膲毫κ?1.0x105N。假設(shè)當(dāng)千斤頂兩臂間的夾

角為120。時(shí)，其兩臂受到的壓力為廣；若繼續(xù)搖動(dòng)把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將怎

A.尸'=1.0x105N,變小B.r=1.0xl05N>變大

C.F=2.0xl()5N，變大D.r=5xlO4N,變小

8.某同學(xué)用手機(jī)的加速度傳感器測量了電梯運(yùn)行過程中的加速度，得到了圖1所示的圖線(規(guī)

定豎直向上為正方向)，為了簡化問題研究，將圖線簡化為圖2所示的圖象。已知/=()時(shí)電

梯處于靜止?fàn)顟B(tài)，則以下判斷正確的是()

Z軸線性加速度

1.00

0.500

僅0.00

金。500

^-1.00

-1.50

0.005.0010.015.020.0

時(shí)間/s

A.r=5s時(shí)電梯處于失重狀態(tài)B.8-9s內(nèi)電梯在做減速運(yùn)動(dòng)

C.l()~15s內(nèi)電梯在上行D.17~2()s內(nèi)電梯在下行

9.中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻(xiàn)了中國力量。某運(yùn)送防疫物資的班

列由40節(jié)質(zhì)量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時(shí)，第2節(jié)車廂

對(duì)第3節(jié)車廂的牽引力為凡若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)車廂對(duì)

倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為()

□19尸

A.FB.-----D

204

10.如圖所示為水平勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶，一個(gè)物塊以某一速度從左邊沖上傳送帶，則小物塊運(yùn)

11.如圖所示，一輛貨車運(yùn)載著相同大小的光滑的圓柱形空油桶，在車廂底，一層油桶平整排

列，相互緊貼并被牢牢固定，上一層只有一只油桶C,自由地?cái)[放在48之間，和貨車一起

保持靜止。重力加速度為g,當(dāng)C與車共同向左加速時(shí)（）

A.A對(duì)C的支持力增大

B.B對(duì)C的支持力不變

C.當(dāng)向左的加速度大小達(dá)到1g時(shí)，C將脫離A

3

D.當(dāng)向左的加速度大小達(dá)到且g時(shí)，C將脫離4

2

12.滑雪運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)滑雪板壓在雪地上時(shí)會(huì)把雪內(nèi)的空氣壓出來，在滑雪板與雪地間形成一個(gè)

暫時(shí)的“氣墊”，從而減少雪地對(duì)滑雪板的摩擦，然而當(dāng)滑雪板相對(duì)雪地速度較小時(shí)，與雪地接

觸時(shí)間超過某一值就會(huì)陷下去，使得它們間的摩擦力增大。假設(shè)滑雪者的速度不超過4m/s時(shí),

滑雪板與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)為A=0.25,滑雪者的速度超過4m/s時(shí)，滑雪板與雪地間的動(dòng)

摩擦因數(shù)會(huì)突變?yōu)椤?=0」25,之后保持不變。如圖所示，一滑雪者從傾角。=37°,坡長

乙=26m的雪坡頂端4處由靜止開始自由下滑，滑至坡底B后又滑上一段水平雪地。不計(jì)空氣

阻力，取重力加速度g=10m/s2,sin37"=0.6,cos37°=0.8。求：

（1）滑雪者從開始下滑到動(dòng)摩擦因數(shù)第一次發(fā)生突變所經(jīng)歷的時(shí)間;

（2）滑雪者到達(dá)B處的速度大小。

答案以及解析

1.答案：C

解析：本題借助禮花煙火為背景考查牛頓第二定律的應(yīng)用。禮花彈受到豎直向下的重力和阻力,

由牛頓第二定律有機(jī)g+f=m,又f得”=20m/s2,根據(jù)v；=2a”，解得〃=90m,

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有代入數(shù)據(jù)得f=3s,C正確。

2

2.答案：D

解析：當(dāng)“轎廂”向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，"轎廂”加速度向下，處于失重狀態(tài)，鋼絲繩的拉力

小于“轎廂”的重力，此時(shí)，“對(duì)重”向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度向上，處于超重狀態(tài)，故A、B、

C錯(cuò)誤，D正確.

3.答案：C

解析：人向上彈起的過程中人所受的合力方向先向上后向下，由牛頓第二定律知，人的加速度

方向先向上后向下，故人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；由牛頓第三定律知，踏板

對(duì)人的作用力和人對(duì)踏板的作用力是一對(duì)相互作用力、大小相等，B錯(cuò)誤；彈簧壓縮到最低點(diǎn)

后，人會(huì)被彈起，可知此時(shí)高蹺對(duì)人的作用力大于人的重力，C正確；彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，

人有向上的加速度，人處于超重狀態(tài)，故高蹺對(duì)地的壓力大于人和高蹺的總重力，D錯(cuò)誤.

4.答案：AD

解析：運(yùn)動(dòng)員離開地面后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)離開地面時(shí)速度為丫，根據(jù)2g/?=/可知

v=阿=72x10x(2.9-2.1)m/s=4m/s.起跳過程可視為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直

向上，所以運(yùn)動(dòng)員起跳過程處于超重狀態(tài)，根據(jù)速度一位移公式可知2a△〃=/,解得

2.2

a=-^—=m/s2=16m/s2,對(duì)運(yùn)動(dòng)員根據(jù)牛頓第二定律可知mg="，解得

2A/z2x0.5

冗=1300N,根據(jù)牛頓第三定律可知，運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力為1300N,A正確，C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)

員在起跳過程中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，起跳過程的平均速度耳=亨=],運(yùn)動(dòng)員離開地面后做

豎直上拋運(yùn)動(dòng)，上升到最高點(diǎn)過程的平均速度%=^=],B錯(cuò)誤：運(yùn)動(dòng)員起跳過程運(yùn)動(dòng)的時(shí)

v4v

間G=t=7S=0.25s,離開地面后到達(dá)最高點(diǎn)過程運(yùn)動(dòng)的時(shí)間4=-=0.4s,故運(yùn)動(dòng)的總時(shí)

a16g

間f+2弓=1.05s,D正確.

5.答案：D

解析：人對(duì)廂底的壓力為人重力的1.25倍，由牛頓第三定律知，廂底對(duì)人的支持力為人重力

的1.25倍，對(duì)人受力分析，豎直方向上，由牛頓第二定律得L25“g-，"g="，解得

?=0.25g,載人車廂與人相對(duì)靜止，且載人車廂加速度方向沿索道方向，故載人車廂的加速

度方向沿索道向上，其運(yùn)動(dòng)方向可能沿斜索道向上，也可能沿斜索道向下，A錯(cuò)誤：水平方向

上人的加速度方向水平向右，由牛頓第二定律知，廂底對(duì)人的摩擦力方向水平向右，由牛頓第

三定律知，人對(duì)廂底的摩擦力方向水平向左，B錯(cuò)誤；車廂的加速度即人的加速度，則

4=—L=3g，C錯(cuò)誤；由牛頓第二定律得車廂對(duì)人的摩擦力大小為

sin3712

f=matcos37"=,D正確.

6.答案：D

解析：機(jī)械臂受到的摩擦力和小球受到的摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力，大小相等，方向相

反，即機(jī)械臂受到的摩擦力方向向下，A錯(cuò)誤；小球受到的壓力在水平方向上，而重力在豎直

方向上，故壓力與重力不是一對(duì)平衡力，B錯(cuò)誤；小球處于平衡狀態(tài)，根據(jù)力的平衡條件有

f=mg,增大鐵夾對(duì)小球的壓力，最大靜摩擦力增大，但小球受到的摩擦力不變，C錯(cuò)誤；

若機(jī)械臂夾著小球在空中沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上機(jī)械臂對(duì)小球的作用力

不變，依然等于風(fēng)？，但在水平方向上機(jī)械臂對(duì)小球的作用力提供小球做勻加速運(yùn)動(dòng)的合力，

故機(jī)械臂對(duì)小球的作用力大于叫，即機(jī)械臂對(duì)小球的作用力相比靜止時(shí)一定變大，D正確。

7.答案：A

解析：將汽車對(duì)千斤頂?shù)膲毫κ貎杀鄯纸鉃槎辐B，根據(jù)對(duì)稱性可知，兩臂受到的壓力大小

相等，即耳=瑪。初始時(shí)，兩臂與豎直方向的夾角為夕=60。，由平衡條件有一2尸cosO=F,

F

解得~—=10X105N,CD錯(cuò)誤；繼續(xù)搖動(dòng)把手，兩臂靠攏，夾角減小，由

2cos60"

F

F'=-~分析可知，尸不變，當(dāng)。減小時(shí)，cos。增大，兩臂受到的壓力減小，A正確，B錯(cuò)

2cos，

誤。

8.答案：C

解析：/=5s時(shí)，電梯的加速度為正值，方向豎直向上，電梯處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；，=0時(shí),

電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)，一小段時(shí)間后，電梯的加速度為正值，方向豎直向上，電梯一定加速上升,

8?9s內(nèi)，電梯的加速度仍為正值，方向豎直向上，可知電梯加速上升，B錯(cuò)誤；r=9s時(shí)，

電梯的加速度為零，電梯上升的速度達(dá)到最大值，9~16s內(nèi)，電梯的加速度為零，電梯以最大

速度勻速上行，C正確；16?21s內(nèi)，電梯的加速度為負(fù)值，方向豎直向下，電梯向上做減速

運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。

9.答案：C

解析：本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用、整體法和隔離法。根據(jù)題意可知第2節(jié)車廂對(duì)第3節(jié)車

廂的牽引力為F,因?yàn)槊抗?jié)車廂質(zhì)量相等，阻力相同，故根據(jù)牛頓第二定律有尸-38^=38,w；

設(shè)倒數(shù)第3節(jié)車廂對(duì)倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為月，則根據(jù)牛頓第二定律有Ft-2F(=2ma,

聯(lián)立解得C正確。

10.答案：D

解析：本題通過傳送帶考查牛頓第二定律的應(yīng)用和圖像問題。如果物塊初速度比傳送帶速度小,

物塊將一直加速，或先加速后勻速，故A正確；如果物塊初速度與傳送帶速度相等，物塊一

直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確；如果物塊的初速度大于傳送帶的速度，物塊可以一直減速，也

可以到達(dá)8點(diǎn)前和傳送帶共速，之后一起勻速運(yùn)動(dòng)，但是速度不能減到零，故C正確，D錯(cuò)誤。

本題選擇不可能的，故選D。

11.答案：C

解析：本題考查受力分析，牛頓運(yùn)動(dòng)定律。如圖所示，對(duì)C進(jìn)行受力分析，由幾何關(guān)系可知，

A、8對(duì)C的支持力與豎直方向夾角均為30。，原來C處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件可得

F^Bsin30°=