2021～2022学年新教材高中物理课后落实19牛顿运动定律的应用【含答案】

牛顿运动定律的应用

（建议用时：40分钟）

[4组基础巩固练]

题组一从运动情况确定受力

1.质量为0.8kg的物体在一水平面上运动，如图a、。分别表示物体不受拉力作用和受

到水平拉力作用时的广£图像，则拉力和摩擦力大小之比为（）

A.9：8B.3：2C.2：1D.4：3

B[由广，图像可知，图线a为仅受摩擦力的运动，加速度大小的=1.5川//；图线〃

为受水平拉力和摩擦力的运动，加速度大小为改=0.75m/s?；由牛顿第二定律列方程得斤=

勿向，F—K=*,解得！=3：2,选项B正确.]

2.某物理兴趣小组用频闪照相机测小球在竖直上抛过程中受到的空气阻力.将一质量为

力的小球靠近墙面竖直向上抛出，用频闪照相机记录了全过程，图甲和图乙分别是上升过程和

下降过程的频闪照片，。是运动的最高点.设小球所受阻力大小不变，则小球受到的阻力大小

约为（）

V乙

111

A.彳侬B.-mgC.-mgD.mg

C[根据Ax=a尸,可知上升阶段与下降阶段的加速度之比生=?又根据牛顿第二定律,

上升阶段砥+尸=侬k下降阶段mg—f=ma下,由以上各式可得/*=%库选项C正确.]

3.（多选）在一东西方向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢，当机车在

东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和0间的拉

力大小为用当机车在西边拉着车厢以大小为多?的加速度向西行驶时，尸和。间的拉力大小仍

为厂.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（）

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

BC[设该列车厢与〃相连的部分为尸部分，与0相连的部分为。部分.设该列车厢有〃

节，0部分为m节，每节车厢质量为例当加速度为a时，对Q有F=a哂当加速度为时，

2

对尸有尸=（〃一〃】）密a,联立得2〃=5〃].当〃尸2,〃i=4,〃]=6时，〃=5,〃=10,〃=15,

由题中选项得该列车厢节数可能为10或15,选项B、C正确.]

4.如图在倾斜的滑杆上套一个质量为勿的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为"的物

体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向.则（）

OM

A.环只受三个力作用

B.环一定受四个力作用

C.物体做匀加速运动

D.悬绳对物体的拉力小于物体的重力

B[以物体为研究对象，物体沿滑杆向下做直线运动，加速度为零，或加速度与速度在

同一直线上，而物体受到竖直向下重力和绳子竖直向上的拉力，这两个力的合力必为零，说

明物体做匀速直线运动，则环也做匀速直线运动，环受到重力、绳子竖直向下的拉力、滑杆

的支持力和滑动摩擦力，共四个力作用，故A、C错误，B正确；由物体做匀速直线运动得到,

悬绳对物体的拉力等于物体的重力，故D错误.]

题组二由受力确定运动情况

5.质点所受的合力/随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上.已知£=

0时质点的速度为零，右：叁：叁：乙=1：2：3：4.在图示爪以七和R各时刻中，质点的

速度最大的时刻是（）

B[由题图分析可知，在0〜力时间内，质点向正方向做加速度增大的加速运动，在右〜

&时间内，质点向正方向做加速度减小的加速运动，在七〜G时间内，质点向正方向做加速度

增大的减速运动，在右〜乙时间内，质点向正方向做加速度减小的减速运动，时刻速度变为

0,则22时刻的速度最大，B正确.]

6.（多选）如图所示，质量为2kg的物体在水平恒力尸的作用下在地面上做匀变速直线

运动，位移随时间的变化关系为s=d+z,物体与地面间的动摩擦因数为0.4,g取10m/s2,

以下结论正确的是（）

A.匀变速直线运动的初速度为1m/s

B.物体的位移为12m时速度为7m/s

C.水平恒力广的大小为4N

D.水平恒力/•、的大小为12N

ABD[根据s=的什耳"和kd+b知％=1m/s,a=2m/s2,故A正确；根据/一

/=2as得片4伉+2as=W+2X2X12m/s=7m/s,故B正确：根据牛顿第二定律得F-umg

=ma,解得产=侬+g=12N,故C错误，D正确.]

7.如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20N,完全相同的弹簧测力计甲和乙系

住一个质量为1kg的物块.在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数

均为10N,当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为8N,这时小车运动的加

速度大小是（）

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

B[当弹簧测力计甲的示数变为8N时，弹簧测力计乙的示数变为12N,这时物块所受

F

的合力为4N.由牛顿第二定律得物块的加速度&=-=4m/s）故选项B正确.]

m

8.如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质且:为勿的物体，受到沿

斜面方向的力尸作用，力尸按图乙所示规律变化（图中纵坐标是产与侬的比值，力沿斜面向

上为正）.则物体运动的速度/随时间？变化的规律是图中的（物体的初速度为零，g取10

m/s2）（）

B

F—///PSin300

C［在0〜Is内，物体的加速度为净=—七厂一，解得a=5m/s2,A项错误；在

•Q/\O

1〜2s内，物体的加速度为我=一丝江-----=-5m/s2,B项错误；在2〜3s内，,=

—F—mgsin300

15m/s2,I)项错误，只有C项正确.］

m

9.(新情境题)随着科技的发展，我国未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机

的起飞距离，如图所示，航空母舰的水平跑道总长，=180m,其中电磁弹射区的长度为4=

80m,在该区域安装有直线电机，该电机可从头至尾提供一个恒定的牵引力尸牵.一架质量为加

=2.0X10」kg的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力/推=1.2X105此假设飞机在航

母上的阻力恒为飞机重力的0.2倍.已知飞机可看作质量恒定的质点，离舰起飞速度『=40

m/s,航空母舰处于静止状态，(取尸10m/s)求：

/电磁弹射区

/

1=180m

(1)飞机在后一阶段的加速度大小；

(2)飞机在电磁弹射区末的速度大小；

⑶电磁弹射器的牵引力歹牵的大小.

［解析］(1)根据牛顿第二定律得

尸推—0.2mg=ma>

解得a=4.0m/s2.

⑵由/一谱=2=(7一为

解得ri=20^2m/s.

⑶由d=2a/i,解得a=5m/s2

根据牛顿第二定律

产章+/椎一0.2mg=ma\

代入数据解得户币=2X10'N.

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

［8组素养提升练］

10.如图所示，左右带有固定挡板的长木板放在水平桌面上，物体"放于长木板上静止,

此时弹簧对物体的压力为3N,物体的质量为0.5kg,物体与木板之间无摩擦，现使木板与

物体"一起以6m/s?的加速度向左沿水平方向做匀加速运动时（）

"|_____k

M-WvWAW

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

A.物体对左侧挡板的压力等于零

B.物体对左侧挡板的压力等于3N

C.物体受到4个力的作用

D.弹簧对物体的压力等于6N

A[由木板与M一起以6m/s2的加速度向左做匀加速直线运动，可知必的加速度大小为

6m/s2,方向水平向左，故处所受合力户=场=3N,方向水平向左，对必受力分析，M受竖直

向下的重力,监，支持力K=，监，竖直方向达到平衡，又因物体与木板之间无摩擦，故水平方

向合力只能由弹簧弹力和挡板弹力提供，当八P,=3N时，恰好能提供合力，故"与挡板之间

无弹力，物体只受3个力，故选A.]

11.（多选）如图所示，在建筑工地上一建筑工人两手对称用水平力将两长方形水泥制品

。和0夹紧，并以加速度a竖直向上搬起，。和0的质量分别为2m和3处水平力为RP和。

间动摩擦因数为〃，在此过程中（）

A.尸受到0的摩擦力方向一定竖直向下

B.。受到。的摩擦力大小为2〃尸

C.夕受到。的摩擦力大小为0.5加（夕Fa）

D.尸受到0的摩擦力大小为1.5mS+a）

AC[设每只手与水泥制品的摩擦力大小均为6设尸受到。的摩擦力大小为£、方向竖

直向上.对只0整体及尸分别应用牛顿第二定律有2£—5侬=53，f*2mg=2同联立

解得及=-0.50（夕Fa）,负号说明户受到。的摩擦力方向向下，选项A、C正确.]

12.楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成夕=37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉

刷天花板，如图所示.工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为产=10N,刷

子的质量为/片0.5kg,刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数〃=0.5,天花板长

为£=4m,取sin37°=0.6,（g取10m/s?）试求:

（1）刷子沿天花板向上的加速度.

（2）工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间.

［解析］(1)以刷子为研究对象，受力分析如图,

以平行和垂直斜面建立坐标系.设滑动摩擦力为内，天花板对刷子的弹力为K,由牛顿

第二定律得

(F—mg)sin37°—〃(下一侬Jcos37°=ma

代入数据得a=2m/s2.

⑵由运动学公式得

代入数据得£=2s.

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

13.(新情境题)如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，

目前正得到越来越广泛的应用.一架质量初=2kg的无人机，能提供向上最大的升力为32N.现

让无人机在地面上从静止开始竖直向上运动，25s后悬停在空中，执行拍摄任务。前25s内

运动的片t图像如图所示