2021～2022學(xué)年新教材高中物理課后落實19牛頓運動定律的應(yīng)用【含答案】

牛頓運動定律的應(yīng)用

（建議用時：40分鐘）

[4組基礎(chǔ)鞏固練]

題組一從運動情況確定受力

1.質(zhì)量為0.8kg的物體在一水平面上運動，如圖a、。分別表示物體不受拉力作用和受

到水平拉力作用時的廣￡圖像，則拉力和摩擦力大小之比為（）

A.9：8B.3：2C.2：1D.4：3

B[由廣，圖像可知，圖線a為僅受摩擦力的運動，加速度大小的=1.5川//；圖線〃

為受水平拉力和摩擦力的運動，加速度大小為改=0.75m/s?；由牛頓第二定律列方程得斤=

勿向，F(xiàn)—K=*,解得！=3：2,選項B正確.]

2.某物理興趣小組用頻閃照相機測小球在豎直上拋過程中受到的空氣阻力.將一質(zhì)量為

力的小球靠近墻面豎直向上拋出，用頻閃照相機記錄了全過程，圖甲和圖乙分別是上升過程和

下降過程的頻閃照片，。是運動的最高點.設(shè)小球所受阻力大小不變，則小球受到的阻力大小

約為（）

V乙

111

A.彳儂B.-mgC.-mgD.mg

C[根據(jù)Ax=a尸,可知上升階段與下降階段的加速度之比生=?又根據(jù)牛頓第二定律,

上升階段砥+尸=儂k下降階段mg—f=ma下,由以上各式可得/*=%庫選項C正確.]

3.（多選）在一東西方向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤連接好的車廂，當(dāng)機車在

東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和0間的拉

力大小為用當(dāng)機車在西邊拉著車廂以大小為多?的加速度向西行駛時，尸和。間的拉力大小仍

為廠.不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為（）

A.8B.10C.15D.18

BC[設(shè)該列車廂與〃相連的部分為尸部分，與0相連的部分為。部分.設(shè)該列車廂有〃

節(jié)，0部分為m節(jié)，每節(jié)車廂質(zhì)量為例當(dāng)加速度為a時，對Q有F=a哂當(dāng)加速度為時，

2

對尸有尸=（〃一〃】）密a,聯(lián)立得2〃=5〃].當(dāng)〃尸2,〃i=4,〃]=6時，〃=5,〃=10,〃=15,

由題中選項得該列車廂節(jié)數(shù)可能為10或15,選項B、C正確.]

4.如圖在傾斜的滑桿上套一個質(zhì)量為勿的圓環(huán)，圓環(huán)通過輕繩拉著一個質(zhì)量為"的物

體，在圓環(huán)沿滑桿向下滑動的過程中，懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向.則（）

OM

A.環(huán)只受三個力作用

B.環(huán)一定受四個力作用

C.物體做勻加速運動

D.懸繩對物體的拉力小于物體的重力

B[以物體為研究對象，物體沿滑桿向下做直線運動，加速度為零，或加速度與速度在

同一直線上，而物體受到豎直向下重力和繩子豎直向上的拉力，這兩個力的合力必為零，說

明物體做勻速直線運動，則環(huán)也做勻速直線運動，環(huán)受到重力、繩子豎直向下的拉力、滑桿

的支持力和滑動摩擦力，共四個力作用，故A、C錯誤，B正確；由物體做勻速直線運動得到,

懸繩對物體的拉力等于物體的重力，故D錯誤.]

題組二由受力確定運動情況

5.質(zhì)點所受的合力/隨時間變化的規(guī)律如圖所示，力的方向始終在一直線上.已知￡=

0時質(zhì)點的速度為零，右：叁：叁：乙=1：2：3：4.在圖示爪以七和R各時刻中，質(zhì)點的

速度最大的時刻是（）

B[由題圖分析可知，在0?力時間內(nèi)，質(zhì)點向正方向做加速度增大的加速運動，在右?

&時間內(nèi)，質(zhì)點向正方向做加速度減小的加速運動，在七?G時間內(nèi)，質(zhì)點向正方向做加速度

增大的減速運動，在右?乙時間內(nèi)，質(zhì)點向正方向做加速度減小的減速運動，時刻速度變?yōu)?/p>

0,則22時刻的速度最大，B正確.]

6.（多選）如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體在水平恒力尸的作用下在地面上做勻變速直線

運動，位移隨時間的變化關(guān)系為s=d+z,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.4,g取10m/s2,

以下結(jié)論正確的是（）

A.勻變速直線運動的初速度為1m/s

B.物體的位移為12m時速度為7m/s

C.水平恒力廣的大小為4N

D.水平恒力/?、的大小為12N

ABD[根據(jù)s=的什耳"和kd+b知％=1m/s,a=2m/s2,故A正確；根據(jù)/一

/=2as得片4伉+2as=W+2X2X12m/s=7m/s,故B正確：根據(jù)牛頓第二定律得F-umg

=ma,解得產(chǎn)=儂+g=12N,故C錯誤，D正確.]

7.如圖所示，底板光滑的小車上用兩個量程為20N,完全相同的彈簧測力計甲和乙系

住一個質(zhì)量為1kg的物塊.在水平地面上，當(dāng)小車做勻速直線運動時，兩彈簧測力計的示數(shù)

均為10N,當(dāng)小車做勻加速直線運動時，彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)?N,這時小車運動的加

速度大小是（）

A.2m/s2B.4m/s2C.6m/s2D.8m/s2

B[當(dāng)彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)?N時，彈簧測力計乙的示數(shù)變?yōu)?2N,這時物塊所受

F

的合力為4N.由牛頓第二定律得物塊的加速度&=-=4m/s）故選項B正確.]

m

8.如圖甲所示，在傾角為30°的足夠長的光滑斜面上，有一質(zhì)且:為勿的物體，受到沿

斜面方向的力尸作用，力尸按圖乙所示規(guī)律變化（圖中縱坐標(biāo)是產(chǎn)與儂的比值，力沿斜面向

上為正）.則物體運動的速度/隨時間？變化的規(guī)律是圖中的（物體的初速度為零，g取10

m/s2）（）

B

F—///PSin300

C［在0?Is內(nèi)，物體的加速度為凈=—七廠一，解得a=5m/s2,A項錯誤；在

?Q/\O

1?2s內(nèi)，物體的加速度為我=一絲江-----=-5m/s2,B項錯誤；在2?3s內(nèi)，,=

—F—mgsin300

15m/s2,I)項錯誤，只有C項正確.］

m

9.(新情境題)隨著科技的發(fā)展，我國未來的航空母艦上將安裝電磁彈射器以縮短飛機

的起飛距離，如圖所示，航空母艦的水平跑道總長，=180m,其中電磁彈射區(qū)的長度為4=

80m,在該區(qū)域安裝有直線電機，該電機可從頭至尾提供一個恒定的牽引力尸牽.一架質(zhì)量為加

=2.0X10」kg的飛機，其噴氣式發(fā)動機可以提供恒定的推力/推=1.2X105此假設(shè)飛機在航

母上的阻力恒為飛機重力的0.2倍.已知飛機可看作質(zhì)量恒定的質(zhì)點，離艦起飛速度『=40

m/s,航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài)，(取尸10m/s)求：

/電磁彈射區(qū)

/

1=180m

(1)飛機在后一階段的加速度大?。?/p>

(2)飛機在電磁彈射區(qū)末的速度大?。?/p>

⑶電磁彈射器的牽引力歹牽的大小.

［解析］(1)根據(jù)牛頓第二定律得

尸推—0.2mg=ma>

解得a=4.0m/s2.

⑵由/一譜=2=(7一為

解得ri=20^2m/s.

⑶由d=2a/i,解得a=5m/s2

根據(jù)牛頓第二定律

產(chǎn)章+/椎一0.2mg=ma\

代入數(shù)據(jù)解得戶幣=2X10'N.

(1)4.0m/s2(2)20*m/s(3)2X10*N

［8組素養(yǎng)提升練］

10.如圖所示，左右?guī)в泄潭〒醢宓拈L木板放在水平桌面上，物體"放于長木板上靜止,

此時彈簧對物體的壓力為3N,物體的質(zhì)量為0.5kg,物體與木板之間無摩擦，現(xiàn)使木板與

物體"一起以6m/s?的加速度向左沿水平方向做勻加速運動時（）

"|_____k

M-WvWAW

^////////////////////////77/7

A.物體對左側(cè)擋板的壓力等于零

B.物體對左側(cè)擋板的壓力等于3N

C.物體受到4個力的作用

D.彈簧對物體的壓力等于6N

A[由木板與M一起以6m/s2的加速度向左做勻加速直線運動，可知必的加速度大小為

6m/s2,方向水平向左，故處所受合力戶=場=3N,方向水平向左，對必受力分析，M受豎直

向下的重力,監(jiān)，支持力K=，監(jiān)，豎直方向達到平衡，又因物體與木板之間無摩擦，故水平方

向合力只能由彈簧彈力和擋板彈力提供，當(dāng)八P,=3N時，恰好能提供合力，故"與擋板之間

無彈力，物體只受3個力，故選A.]

11.（多選）如圖所示，在建筑工地上一建筑工人兩手對稱用水平力將兩長方形水泥制品

。和0夾緊，并以加速度a豎直向上搬起，。和0的質(zhì)量分別為2m和3處水平力為RP和。

間動摩擦因數(shù)為〃，在此過程中（）

A.尸受到0的摩擦力方向一定豎直向下

B.。受到。的摩擦力大小為2〃尸

C.夕受到。的摩擦力大小為0.5加（夕Fa）

D.尸受到0的摩擦力大小為1.5mS+a）

AC[設(shè)每只手與水泥制品的摩擦力大小均為6設(shè)尸受到。的摩擦力大小為￡、方向豎

直向上.對只0整體及尸分別應(yīng)用牛頓第二定律有2￡—5儂=53，f*2mg=2同聯(lián)立

解得及=-0.50（夕Fa）,負(fù)號說明戶受到。的摩擦力方向向下，選項A、C正確.]

12.樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成夕=37°角，一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉

刷天花板，如圖所示.工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為產(chǎn)=10N,刷

子的質(zhì)量為/片0.5kg,刷子可視為質(zhì)點，刷子與天花板間的動摩擦因數(shù)〃=0.5,天花板長

為￡=4m,取sin37°=0.6,（g取10m/s?）試求:

（1）刷子沿天花板向上的加速度.

（2）工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間.

［解析］(1)以刷子為研究對象，受力分析如圖,

以平行和垂直斜面建立坐標(biāo)系.設(shè)滑動摩擦力為內(nèi)，天花板對刷子的彈力為K,由牛頓

第二定律得

(F—mg)sin37°—〃(下一儂Jcos37°=ma

代入數(shù)據(jù)得a=2m/s2.

⑵由運動學(xué)公式得

代入數(shù)據(jù)得￡=2s.

(1)2m/s2(2)2s

13.(新情境題)如圖所示為四旋翼無人機，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，

目前正得到越來越廣泛的應(yīng)用.一架質(zhì)量初=2kg的無人機，能提供向上最大的升力為32N.現(xiàn)

讓無人機在地面上從靜止開始豎直向上運動，25s后懸停在空中，執(zhí)行拍攝任務(wù)。前25s內(nèi)

運動的片t圖像如圖所示