第24讲 牛顿运动定律的应用 试卷及答案.docx

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1、第24讲牛顿运动定律的应用新知挑假高中一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。一般解题步骤及注意事项：1确定研究对象2 .对研究对象进行受力分析，画出受力示意图，根据合成法或正交分解法求物体所受到的合力。一般沿。方向建立工轴，垂直。方向建立y轴。对研究对象进行运动过程分析，画出运动过程图。3 .根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。4 .结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出运动学时间、位移和速度等。【例1】如图所示，质量川=10Okg的重物，在大小产=125x103n、方向竖直向上的拉力作用下，由静

2、止开始加速上升，不计空气阻力，10ms2,则（）FA.重物上升的加速度大小为12.5ms2B.重物上升的加速度大小为2.5ms2C.运动2s时速度大小为25msD.运动2s时速度大小为5ms二、从运动情况确定受力如果己知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力。一般解题步骤及注意事项:1.基本思路2.求解加速度的常用运动学公式,V-VOCe-V2-vS,fxU=IJo十4=-:-v=2axa=-；x=尸=0=声三、两类基本问题的解题思路A.420N【例2】如图所示，车辆在行驶过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害.为

3、了尽可能地减少碰撞引起的伤害，人们设计了安全带及安全气囊。假定乘客质量为70kg,汽车车速为108kmh（即30ms）,从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5s,安全带及安全气囊对乘客的平均作用力大小为（）B.600N1.一物体在水平拉力户作用下在水平地面上由甲处出发，经过一段时间撤去拉力，滑到乙处刚好停止.其丫一，图像如图所示，则（）A.物体在。fo和打3m两个时间段内，加速度大小之比为3:1B.物体在。S和加3a两个时间段内，位移大小之比为1：2C.物体受到的水平拉力尸与水平地面摩擦力/之比为3：1D.物体受到的水平拉力尸与水平地面摩擦力/之比为2：12.从某一星球表面做火箭实验。已知竖直升

4、空的实验火箭质量为15kg,发动机推动力为恒力。实验火箭升空后发动机因故障突然关闭，如图所示是实验火箭从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图象，不计空气阻力，则由图象可判断（）A.该实验火箭在星球表面达到的最大高度为32OmB.该实验火箭在星球表面达到的最大高度为48OmC.该星球表面的重力加速度为2.5ms?D.发动机的推动力尸为37.5ON3.现在大型室外活动通常用无人飞机进行航拍。如图所示，一质量m=2.0kg的无人飞机在操作员的操控下由静止开始竖直向上匀加速运动2s,然后无人飞机又匀速向上运动3s,接着匀减速向上运动4s速度恰好为零，之后悬停进行航拍。已知无人飞机上升过程中的最大速度

5、为VM=4ms,受到的空气阻力恒为六1N,重力加速度大小g=10ms2,则（）A.无人飞机上升的第一个阶段，受到向上的作用力大小是25NB.无人飞机上升的第二个阶段，受到向上的作用力大小是20NC.无人飞机上升的第三个阶段，受到向上的作用力大小是18ND.无人飞机上升的总高度为24m4 .在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火。按照设计，某种型号装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4s末到达距地面Ioom的最高点时炸开，形成各种美丽的图案，假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是阳，上升过程中所受的阻力大小始终是自身重力的Z倍，那么即和女分别等于（重力加速度g取10ms2）（）A.25m

6、s,1.25B.40ms,0.25C.50ms,0.25D.80ms,1.255 .交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是15m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.75,该路段限速60kmh,取g=10ms2,则汽车刹车前的速度以及是否超速的情况是（A.速度为75ms,超速B.速度为15ms,不超速C.速度为15ms,超速D.速度为7.5ms,不超速6 .在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火.按照设计，某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4s末到达离地面IO

7、Om的最高点时炸开，构成各种美丽的图案.假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是四,上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的4倍，那么必和攵分别等于（重力加速度=10ms2）（）A.50ms,1.25B.40ms,0.25C.50ms,0.25D.80ms,1.257 .丽江森林火灾时有发生，我们要杜绝野外用火。下图拍摄于清溪水库附近，丽江消防直升机从水库取了水，正沿水平直线匀加速赶往起火点灭火，钢绳与竖直面成45角，拉着水桶与直升机一起水平匀加速。除了重力和钢绳拉力外，水桶在空中还受到一个水平方向的空气阻力，大小为水桶和水总重力的025倍。（重力加速度g=10ms2,tan45=1）求：（

8、1）直升机的加速度；（2）此状态共持续了10秒后直升机匀速飞行,则直升机匀速飞行的速度有多大？这10秒内飞行了多少米？89 .如图所示，一个人用与水平方向成仇30。角的斜向下的推力户推一个质量为20kg的箱子匀速前进，如图（。）所示，箱子与水平地面间的动摩擦因数为=0.40。求：推力尸的大小；（2）若该人不改变力尸的大小，只把力的方向变为与水平方向成30。角斜向上去拉这个静止的箱子，如图（b）所示，经过5s箱子沿水平地面前进的距离。第24讲牛顿运动定律的应用新知挑板（高中）二、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。一

9、般解题步骤及注意事项：1 .确定研究对象2 .对研究对象进行受力分析，画出受力示意图，根据合成法或正交分解法求物体所受到的合力。一般沿。方向建立X轴，垂直。方向建立y轴。对研究对象进行运动过程分析，画出运动过程图。3 .根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。4 .结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出运动学时间、位移和速度等。【例1】如图所示，质量M=Iookg的重物，在大小产=1.25x103n、方向竖直向上的拉力作用下，由静止开始加速上升，不计空气阻力，g取IOm/S?,则（）A.重物上升的加速度大小为12.5ms2B.重物上升的加速度大小为2.5ms2C.运动2s时速度大小

10、为25msD.运动2s时速度大小为5ms【答案】BD【详解】由牛顿第二定律有尸-7g=7得=2.5ms2由匀变速直线运动规律有U=必得u=5ms故BD1E确，AC错误。故选BD,二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力。一般解题步骤及注意事项：1 .基本思路物体的运II运动学I动情况|一|公式2 .求解加速度的常用运动学公式.V-VoVo十C1t=iX1=-一；v1-i=2ax=a=v2一日2x,1c2(-vo)X=V(+4-n=亲三、两类基本问题的解题思路A.420N【例2】如图所示，车辆在行驶过程中，如果车距不够，

11、刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害.为了尽可能地减少碰撞引起的伤害，人们设计了安全带及安全气囊。假定乘客质量为70kg,汽车车速为108kmh（即30ms）,从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5s,安全带及安全气囊对乘客的平均作用力大小为（）B.600N【答案】A【详解】从踩下刹车到车完全停止的5s内，乘客的速度由30ms减小到0,视为匀减速运动，则有手哼龄=6.根据牛顿第二定律知安全带及安全气囊对乘客的作用力F=706N=420N方向与初速度方向相反，A正确。故选A。新知施练与提高1.一物体在水平拉力尸作用下在水平地面上由甲处出发，经过一段时间撤去拉力，滑到乙处刚好停止.其好一

12、/图像如图所示，则（）A.物体在。历和33/0两个时间段内，加速度大小之比为3:1B.物体在Ofo和fo3%两个时间段内，位移大小之比为1:2C.物体受到的水平拉力F与水平地面摩擦力f之比为3:1D.物体受到的水平拉力厂与水平地面摩擦力了之比为2：1【答案】BC【详解】A.根据速度一时间图像的斜率等于加速度大小，则有在和W3fo两段时间内加速度大小之比为，故A错误;B.根据“面积”等于位移大小，则有位移之比为X/：X2=T的：2故B止确；CD.根据牛顿第二定律F-f=mai/=3则解得F:f=3:1故C正确，D错误。故选BC。2.从某一星球表面做火箭实验。已知竖直升空的实验火箭质量为15kg,

13、发动机推动力为恒力。实验火箭升空后发动机因故隙突然关闭，如图所示是实验火箭从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图象，不计空气阻力，则由图象可判断()A.该实验火箭在星球表面达到的最大高度为32OmB.该实验火箭在星球表面达到的最大高度为48OmC.该星球表面的重力加速度为2.5ms2D.发动机的推动力尸为37.5ON【答案】BC【详解】AB.图像的“面积”等于位移可得，该实验火箭在星球表面达到的最大高度为=2440m=480m2选项A错误，B正确；C.因8s后火箭只受重力，则该星球表面的币力加速度为g=4ms2=25ms2选项C正确；D.加速上升时的加速度为4=当m/s?=5ms2根据牛顿第

14、二定律可知尸-Wg二府发动机的O推动力尸=mg+ma=15(2.5+5)N=112.5N选项D错误。故选BCo3.现在大型室外活动通常用无人飞机进行航拍。如图所示，一质量=2.0kg的无人飞机在操作员的操控下由静止开始竖直向上匀加速运动2s,然后无人飞机又匀速向上运动3s,接着匀减速向上运动4s速度恰好为零，之后悬停进行航拍。已知无人飞机上升过程中的最大速度为”=4ms,受到的空气阻力恒为=1N,重力加速度大小g=10ms2,则(A.无人飞机上升的第一个阶段，受到向上的作用力大小是25NB.无人飞机上升的第二个阶段，受到向上的作用力大小是20NC.无人飞机上升的第三个阶段，受到向上的作用力大小

15、是18ND.无人飞机上升的总高度为24m【答案】AD【详解】A.第一阶段无人机在竖直方向上做匀加速直线运动，加速度为=gms2=2ms2由牛顿第二定律得Fi-mg-f=ma1得月=吆+呷+/=(2.010+2.02+1)N=25N故A正确：B.由平衡条件可知6=mg+=21N故B错误；C.第三阶段加速度为g=与=-ImZs2由牛顿第二定律得工-，叫-/=加生得46=mg+?4+/=(2x10-2.0x1+1)N=19N故C错误；44D.无人飞机上升的总高度为/z=(ax2+4x3+5x4)m=24m故D正确。故选ADo4.在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火。按照设计，某种型号装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4s末到达距地面IOOm的最高点时炸开，形成各种美丽的图案，假设礼花