新高考物理一轮复习提升练习导学案第12讲 牛顿第二定律的简单应用（原卷版）

第12讲牛顿运动第二定律的简单应用第12讲牛顿运动第二定律的简单应用学习目标学习目标明确目标确定方向1.理解牛顿第二定律的内容、表达式及性质.2.应用牛顿第二定律解决瞬时问题和两类动力学问题．【知识回归】回归课本夯实基础第一部分基础知识梳理牛顿第二定律1内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2：表达式：F＝ma。二．动力学两类问题1．解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图：第二部分：重难点辨析一、牛顿第二定律的性质1.矢量性2瞬时性3独立性4相对性二、瞬时突变的两种模型(1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间。(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时有约束的不能瞬时突变2．解题思路：eq\x(\a\al(分析瞬时变化前后,物体的受力情况))―→eq\x(\a\al(列牛顿第二,定律方程))―→eq\x(\a\al(求瞬时,加速度))三．牛顿运动定律与图像问题1．常见的动力学图像v­t图像、a­t图像、F­t图像、F­a图像等。2．动力学图像问题的类型【典例分析】精选例题提高素养【例1】．如图所示，两个倾角均为SKIPIF1<0的斜面体固定在卡车上（每个斜面上都安装力传感器），在两个斜面之间放着一个较重的圆柱状工件。当汽车静止时，斜面与工件间的力传感器的读数均为SKIPIF1<0。不计斜面与工件之间的摩擦，则汽车在水平面沿直线行驶过程中，传感器的最大值为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．F D．SKIPIF1<0【例2】．小端同学在研究竖直向上抛出的物体运动时，分别有几种不同的模型。已知该同学抛出小球的质量m＝0.1kg，初速度v0＝10m/s，且方向竖直向上，重力加速度为g＝10m/s2。（1）若不计空气阻力，则小球从抛出直至回到抛出点经过多长时间？（2）若空气阻力大小恒为0.2N，则小球上升到最高点时，离抛出点的高度为多少？（3）若空气阻力大小与速度大小满足F＝kv的关系，其中k为定值。若已知小球落回抛出点前速度恒定且大小为5m/s，则关系式中的k值为多少？【例3】5．课外兴趣小组为了研究瞬时加速度问题，将两个相同的小球分别和相同长度的弹性绳和刚性绳相连，然后从某高度静止释放。如图，连接A、B的是一般细绳（刚性绳），连接C、D的是橡皮筋。那么在实验过程中，小球在释放后的短暂时间（橡皮筋还未第一次恢复原长）后，下列图中符合ABCD实际排列情况的是（）A． B．C． D．【例4】．在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中，某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线（如图）。从碰撞开始到碰撞结束过程中，若假人头部只受到安全气囊的作用，则由曲线可知，假人头部（

）A．速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积 B．动量大小先增大后减小C．动能变化正比于曲线与横轴围成的面积 D．加速度大小先增大后减小【巩固练习】举一反三提高能力1．2022年6月17日，中国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水，其配备有三条电磁弹射器，电磁弹射器可额外为飞机提供恒定的推力助其短距离起飞，从而极大提升航空母舰的打击力。某舰载机，在地面测试时，发动机打开，飞机由静止匀加速滑跑距离为L时达到升空速度v，离地起飞。若该型飞机同等条件下，在福建舰弹射器的恒定推力辅助作用下仅需滑跑SKIPIF1<0即可起飞，且知该型舰载机的质量为m，则飞机在起飞的过程中弹射器为其提供的推力大小为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．如图所示，甲、乙、丙二个实心小铁球，用细线悬挂在水平横杆上，其中甲、乙两球离地高度均为2h，丙球离地高度为h，现同时剪断甲、乙两球上方的细线，空气阻力不计，则（）A．乙球比甲球先落地 B．乙球落地时的速度大小是丙球的SKIPIF1<0倍C．乙球在空中运动的时间是丙球的2倍 D．乙、丙球之间的细线对两球有拉力3．如图甲所示为丽江古城古老的住宅楼和万古楼，万古楼的“飞檐”屋顶是中国传统建筑的重要表现之一、现把住宅楼和万古楼的屋顶分别看成平直轨道ABC及弯曲轨道ADC，如图乙所示。一颗松果（可看成质点）从A点由静止开始分别沿两轨道滑下到C点，不计阻力，下列速率SKIPIF1<0图像可能正确的是（）A． B．C． D．4．如图所示，密度为SKIPIF1<0的木球与轻质弹簧相连后置于充满水的密闭容器中，弹簧的另一端固定于容器的底部。水与木球的密度差为SKIPIF1<0，重力加速度大小为SKIPIF1<0。初始时整个系统静止，现将容器由静止释放，则释放瞬间木球相对于地面的加速度大小为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<05．如图所示，一劲度系数k=100N/m的轻弹簧两端分别与墙和物体A连接，另一物体B紧靠物体A放置，此时弹簧刚好处于原长。已知物体A的质量为1kg，A、B与水平地面间的摩擦因数分别为μ=0.1，μ=0.5，取g=10m/s2，现缓慢推动物体向左运动使弹簧压缩0.2m后由静止释放，此后两个物体从开始运动到分离的过程中向右移动的位移为（）A．0.18m B．0.20m C．0.22m D．0.24m6．张家界大峡谷玻璃桥上有一个蹦极跳台，距地面265m，正式开放后是世界上垂直落差最大的商业蹦极，体验高空下落的刺激和惊险。如图所示，某质量为m的游客被弹性绳索拴住从高台蹦极时恰好不落入湖中，已知高台离水面的高度为H、弹性绳索的自然长度为l（l<H）弹性绳索的劲度系数为k。下落过程游客可视为质点且离开高台时的初速度不计，设游客运动过程中所受阻力大小恒为f（重力加速度为g），则下列说法中正确的是（）A．第一次下落时，游客距高台顶端SKIPIF1<0时速度最大B．游客落至湖面时，加速度等于gC．游客先做自由落体运动，再做加速度减小的加速运动，最后做加速度增大的减速运动D．游客第一次刚要到达湖面时的加速度为SKIPIF1<07．如图所示，车厢内有一倾角为SKIPIF1<0的斜面，匀质光滑圆筒状工件置于竖直木板SKIPIF1<0、SKIPIF1<0之间，当车厢沿水平面以加速度SKIPIF1<0向右匀加速运动时（）A．斜面体对工件一定有弹力B．木板SKIPIF1<0对工件一定有弹力C．木板SKIPIF1<0对工件一定有弹力D．木板SKIPIF1<0、SKIPIF1<0对工件一定同时有弹力8．飞机在平直跑道上滑行时获得的竖直升力F随v的增大而增大，v为飞机在平直跑道上的滑行速度。若一架飞机在平直跑道上加速滑行时受到的牵引力恒定，不计空气阻力，则该飞机在平直跑道上加速滑行时（）A．飞机做速度均匀变化的加速直线运动B．飞机做速度变化越来越快的加速直线运动C．飞机做速度变化越来越慢的加速直线运动D．飞机做速度先变化越来越快后变化越来越慢的加速直线运动9．如图所示，a、b、c三根直杆竖直固定在地面上，轻弹性绳一端固定在杆a上的A点，穿过杆b上的光滑小孔B后，另一端连接在小球上，小球套在粗糙且粗细均匀的竖直杆c上，小球与杆c间的动摩擦因数恒定，A、B在同一水平线上，开始时，小球静止，弹性绳水平，弹性绳的原长等于A、B间的距离，由静止释放小球，则在小球向下运动过程中（弹性绳的形变始终在弹性限度内），小球受到杆c的摩擦力（）A．一直变大 B．先变大后变小C．先变小后变大 D．保持不变10．如图所示，开化某学生设计了一个商品房高楼逃生布筒，BC段筒内有毛茸茸的毯可让人挤着毛毯减速下落，某实验者把筒的A点捆牢在窗边，然后把一个可视为质点的假人从离地面H=30米高的11楼的A点静止释放，假人到达C点后沿着消防滑梯滑到地面，AB段可近似看成自由落体运动，到达BC段假人所受摩擦阻力为重力的1.25倍，已知AB=5m，BC=20m，CD段动摩擦因数SKIPIF1<0，滑梯倾角θ=30°，求：（1）假人在BC段运动的加速度；（2）假人滑到地面的速度v；（3）假人全程的平均速度。SKIPIF1<011．2021年1月1日，《无人机快递投递服务规范》已正式施行，标志着无人机送货已经进入运营阶段。某次在往高层送货时，无人机从地面加速上升一段时间后速度达最大；之后，关闭动力匀减速为零刚好到达21层的窗口。这一过程无人机上升的高度SKIPIF1<0，其SKIPIF1<0图像如图乙所示。已知无人机及货物的质量SKIPIF1<0，不考虑无人机及货物受到的空气阻力，取SKIPIF1<0。求：（1）无人机上升过程中的最大速度；（2）货物加速上升时受到无人机牵引力的大小。12．“穷死不拉管，饿死不拉卷”，这是货物运输行业的一句俗语，指的是由于钢管和钢卷在运输中不易固定——钢管易滑动，钢卷易滚动，从而导致在运输过程易出现危险事故，重力加速度g取SKIPIF1<0，计算结果保留2位有效数字。（1）图甲为运输钢卷的板车，图