2021届高三物理一轮复习检测专题06牛顿运动定律解答运动学问题（解析版）

1、知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。-培根牛顿运动定律解答运动学问题12019年央视春晚加入了非常多的科技元素，在舞台表演中还出现了无人机。现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度vy及水平方向速度vx与飞行时间t的关系图像，如图所示。则下列说法正确的是（）a无人机在t1时刻处于平衡状态b无人机在0t2这段时间内沿直线飞行c无人机在t2时刻上升至最高点d无人机在t2t3时间内做匀变速运动【答案】d【解析】a 依据图象可知，无人机在t1时刻，在竖直方向向上匀加速直线运动，而水平方向则是匀减速直线运动，合加速度不为零，故不是平衡状态，故a错误；b 由图象可知，

2、无人机在0t2这段时间，竖直方向向上匀加速直线运动，而水平方向匀减速直线运动，那么合加速度与合初速度不共线，所以物体做曲线运动，即物体沿曲线上升，故b错误；c 无人机在竖直方向，先向上匀加速直线，后向上匀减速直线运动，因此在t2时刻没有上升至最高点，故c错误；d 无人机在t2t3时间内，水平方向做匀速直线运动，而竖直向上方向做匀减速直线运动，因此合运动做匀变速运动，故d正确。故选d。2如图所示，质量为m的木块放在水平地面上。木块与地面的滑动摩擦因数为，木块在水平拉力f的作用下，沿水平方向做匀加速直线运动，木块受到的合外力大小是（）a0bfcf-mgdmg【答案】c【解析】对物体进行受力分析，物

3、体受重力，支持力，向左的滑动摩擦力，向右的拉力。竖直方向的重力和支持力平衡，水平方向的合力为fmg，所以木块受到的合外力大小是fmg，故c正确，abd错误。故选c。3如图所示，物体由静止开始分别沿不同斜面由顶端a滑至底端b，两次下滑的路径分别为图中的和，两次物体与斜面间动摩擦因数相同，且不计路径中转折处的能量损失，则到达b点时的动能（）a第一次小b第二次小c两次一样大d无法确定【答案】c【解析】设斜面倾角为，物体沿斜面下滑时，克服摩擦力所做的功为：wfmgcossmgscosmgl，l是斜面的水平长度，和的路径虽然不同，当它们的水平长度l相同，因此它们克服摩擦力所做的功相同；滑动的过程中重力做

4、功与路径无关所以重力做的功相同，所以两次重力与摩擦力做的功都相同，根据动能定理可得：ek1ek2.abd错误c正确。4放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力f的作用，力f的大小与时间t的关系如甲图所示；物块的运动速度v与时间t的关系如乙图所示，6s后的速度图象没有画出，g取10m/s2下列说法正确的是（ ）a滑动时受的摩擦力大小是3nb物块的质量为1.5kgc物块在69s内的加速度大小是2m/s2d物块前6s内的平均速度大小是4.5m/s【答案】bcd【解析】物体在3-6s内做匀速直线运动，所以拉力f等于摩擦力f，即物体滑动时受到的摩擦力大小为6n，故a错误；根据图像可知物体在0-3s

5、内的加速度，根据牛顿第二定律可得f-f=ma1，所以物体的质量：m=1.5kg，故b正确物体在6-9s内的加速度大小为，故c正确；v-t图像中图线围成的面积表示物体的位移，所以物体在前6s内的位移是：，所用时间为t=6s，所以平均速度为，故d正确。故选bcd。5如图所示，足够长的木板与水平地面间的夹角可以调节，当木板与水平地面间的夹角为37时，一小物块（可视为质点）恰好能沿着木板匀速下滑若让该物块以大小v010m/s的初速度从木板的底端沿木板上滑，随着的改变，物块沿木板滑行的距离x将发生变化.取g10m/s2，sin370.6，cos370.8.(1)求物块与木板间的动摩擦因数；(2)当满足什

6、么条件时，物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出该最小距离.【答案】(1) 0.75(2) 4m【解析】(1)当=37时，设物块的质量为m，物块所受木板的支持力大小为fn，对物块受力分析，有：mgsin37=fnfn-mgcos37=0解得：=0.75(2)设物块的加速度大小为a，则有：mgsin+mgcos=ma设物块的位移为x，则有：v02=2ax解得：令tan=，可知当+=90，即=53时x最小最小距离为：xmin=4m6如图为大型游乐设施环形座舱跳楼机。跳楼机从离地面高度h1=100m处由静止开始自由下落到离地面h2=20m处的位置时开始以恒力制动，使跳楼机到达地面时速度刚好减为0。已知

7、座舱内小海的质量m=70kg，重力加速度g取10m/s2，不计一切阻力。试求：(1)跳楼机下落过程中的最大速度vm；(2)跳楼机下落到地面的总时间t；(3)跳楼机在自由下落阶段和制动阶段，小海对座椅的作用力大小分别为多少。【答案】(1)40m/s；(2)5s；(3)0，3500n【解析】(1)跳楼机在第一阶段做自落体运动达最大速度后作减速运动。自由下落的高度为根据自由落体运动规律代入数据可得(2)根据自由落体规律可得做自由落体的时间为由匀变速规律可得因此下落总时间为代入数据解得(3)第一阶段下落80米的过程，自由下落，完全失重，因此作用力为0。设后20米下落过程的加速度大小为，则代入数据可得对

8、人受力分析，有代入数据可得根据牛顿第三定律可知，小海对座椅的作用力大小也为3500n7一个无风晴朗的冬日，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道下滑，滑行54m后进入水平雪道，继续滑行40.5m后减速到零。已知小明和滑雪车的总质量为60kg，整个滑行过程用时10.5s，斜直雪道倾角为37。求小明和滑雪车：（1）滑行过程中的最大速度的大小；（2）在斜直雪道上滑行的时间；（3）在斜直雪道上受到的平均阻力的大小。【答案】(1) ； (2) ；(3) 。（1）小明和滑雪车在斜面上滑行时做初速度为0的匀加速的直线运动，在水平上滑行时，做末速度为0的匀减速直线运动，由平均速度公式可得滑行分析运动过程可知：

9、，则整个过程有：解得：（2）在斜直雪道上滑行过程中由可得，滑行的时间：（3）根据匀变速直线运动速度时间关系式可得小明和滑雪车在斜直雪道上的加速度：由牛顿第二运动定律：解得：8如图所示，质量为80kg的滑雪运动员，在倾角为的斜坡顶端，从静止开始匀加速下滑50m到达坡底，用时10s。若g取10m/s2，求：(1)运动员下滑过程中的加速度大小；(2)运动员受到的阻力大小。【答案】(1）1m/s2；(2)320n【解析】(1)根据位移时间公式得所以有(2)根据牛顿第二定律得mgsinf=ma代入数据解得f=320n9如图是上海中心大厦，小明乘坐大厦快速电梯，从底层到达第119层观光平台仅用时55 s若

10、电梯先以加速度a1做匀加速运动，达到最大速度18 m/s然后以最大速度匀速运动，最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台假定观光平台高度为549 m（1）若电梯经过20 s匀加速达到最大速度，求加速度a1及上升高度h；（2）在（1）问中的匀加速上升过程中，若小明的质量为60 kg，求小明对电梯地板的压力；（3）求电梯匀速运动的时间【答案】（1） ， （2）654n竖直向下（3）6s【解析】(1)由运动学公式可得a1m/s20.9 m/s2ha1t0.9202 m180 m(2)根据牛顿第二定律可得fnmgma1则fnmgma1654 n根据牛顿第三定律得小明对地板的压力fnfn654 n，

11、方向竖直向下(3)设匀速运动时间为t0，运动的总时间为t，作出vt图象，由图象可得h (tt0)vm代入数据解得t06 s.10 某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上，从静止开始加速10s后起飞。已知飞机质量为4000kg，加速度为5m/s2。求：(1)飞机所受合力的大小；(2)飞机起飞时的速度大小；(3)飞机在跑道上通过的位移大小。【答案】（1）；（2）m/s；（3）【解析】【分析】本题考查运用牛顿第二定律解决动力学问题。【详解】(1)根据牛顿第二定律(2)飞机起飞时速度(3)飞机在跑道上的位移11在一些长下坡路段行车道外侧时常会增设避险车道，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失

12、灵的情况下避险。如图所示为某处避险车道，现有一辆质量为2000kg的汽车沿下坡路面行驶（下坡路面倾角=17），当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度v1=20m/s,汽车继续沿下坡匀加速直行l=250m时到达避险车道，此时速度v2=30m/s，g=10m/s 2， sin17=0.3）求：（1）汽车下坡时的加速度大小；（2）汽车下坡时受到的阻力大小；（3）若避险车道与水平面的夹角为37，汽车在避险车道上受到阻力是下坡公路上的4倍，求汽车在避险车道上运动的最大位移。（计算结果保留整数）【答案】(1)；(2)；(3)32m。【解析】(1)根据速度位移关系式 ，解得：(2)根据牛顿第二定

13、律可知解得：(3)根据牛顿第二定律 解得：根据速度位移关系式，汽车在避险车道上运动的最大位移12滑雪者为什么能在软绵绵的雪地中高速奔驰呢？其原因是白雪内有很多小孔，小孔内充满空气当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦然而当滑雪板对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大假设滑雪者的速度超过4 m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由10.25变为20.125一滑雪者从倾角为37的坡顶a由静止开始自由下滑，滑至坡底b(b处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地，最后停在c处，如图所示不计空气

14、阻力，坡长为l26 m，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8求：(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化经历的时间；(2)滑雪者到达b处的速度；(3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离【答案】1s 16ms 99.2m【解析】(1)由牛顿第二定律得滑雪者在斜坡的加速度：a1=mgsin-1mgcosm=4m/s2解得滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间：t=va1=1s(2)由静止到动摩擦因素发生变化的位移：x1=12a1t2=2m动摩擦因数变化后，由牛顿第二定律得加速度：a2=mgsin-2mgcosm=5m/s2由vb2-v2=2a2(l-x1)解得滑雪者

15、到达b处时的速度：vb=16m/s(3)设滑雪者速度由vb=16m/s减速到v1=4m/s期间运动的位移为x3，则由动能定理有：2mgx3=12mv1212mvb2 ；解得x3=96m速度由v1=4m/s减速到零期间运动的位移为x4，则由动能定理有：1mgx4=012mv12；解得 x4=3.2m所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为x=x3+x4=96+ 3.2=99.2m13“春播用工慌，无人机来帮忙”，一架携药总质量m=20kg的dj无人机即将在田间执行喷洒药剂任务，无人机悬停在距一块试验田h1=30m的高空，t=0时刻，它以加速度大小a1竖直向下匀加速运动，下降h1=9m，速度达到v1

16、=6m/s，立即以a2=1m/s2向下匀减速至零，重新悬停，然后水平飞行喷洒药剂。已知空气阻力大小恒为f=10n，求：（1）无人机向下匀加速运动时的加速度a1大小；（2）无人机向下匀减速运动时动力系统提供的竖直升力f；（3）无人机重新悬停时距试验田的高度h2。【答案】（1）2m/s2；（2）210n，方向竖直向上；（3）3m【解析】（1）根据运动学公式有代入数据得：（2）根据牛顿第二定律得代入数据得：方向竖直向上；（3）设匀减速下降的高度为h2，根据运动学公式有则无人机重新悬停时距试验田的高度h2为14在平直高速公路上，一辆质量为5103 kg的汽车以20m/s的速度行驶，驾驶员发现前方出现事

17、故，立即紧急刹车，制动力为2104n求：(1)刹车过程中汽车的加速度大小；(2)汽车从开始刹车至最终停下来运动的距离【答案】(1)4m/s2 (2)50m【解析】(1)据牛顿第二定律可得：代入数据解得： (2)将刹车当成倒过来的加速，则代入数据解得：汽车从开始刹车至最终停下来运动的距离15如图所示，倾角为30的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块(可视为质点)从斜面上a点由静止释放，最终停在水平面上的c点。已知a点距水平面的高度h0.8m，b点距c点的距离l2.0m。(滑块经过b点时没有能量损失，取g10m/s2)求：(1)滑块在运动过程中的最大速度；(2)滑块与水平面间的动摩擦因数；(

18、3)滑块从a点释放后，经过时间t1.0s时速度的大小。【答案】(1)vm4m/s (2) 0.4 (3) v3.2m/s解：（1）滑块先在斜面上做匀加速运动，然后在水平面上做匀减速运动，故滑块运动到b点时速度最大为，设滑块在斜面上运动的加速度大小为：解得：（2）滑块在水平面上运动的加速度大小为解得：（3）滑块在斜面上运动的时间为得由于，故滑块已经经过b点，做匀减速运动设t=1.0s时速度大小为解得：16如图所示小孩和雪橇的总质量 m=10kg，大人用与水平方向成角斜向上f=50n 的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面以 4m/s 速度做匀速直线运动（已知 sin53=0.8 cos53=0.6 取

19、g=10m/s2）求：（1）雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小（2）拉力 f撤消后雪橇还能滑行多远？【答案】（1）0.5 ；（2）1.6m【解析】（1）雪橇做匀速直线运动，由平衡条件得：fcos=（mgfsin）代入数据解得=0.5（2）f撤消后做匀减速运动，由牛顿第二定律得mg=ma解得a=g=0.510=5m/s2雪橇的位移17如图1所示，质量的物体在水平面上向右做直线运动，过a点时给物体施加一个水平向左的恒力f并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得图像如图2所示，重力加速度g取，求： （1）力f的大小和物体与水平面间的动摩擦因数；（2）10s后撤去拉力

20、f，求物体再过15s离a点的距离。【答案】（1）3n，0.05；（2）38 m【解析】（1）设物体向右做匀减速直线运动的加速度为，则由图像得加速度为设物体向左做匀加速直线运动的加速度为，则由图像得加速度为在04s内，根据牛顿第二定律，有在4s10s内，根据牛顿第二定律，有代入数据解得，（2）设10s末物体的位移为x，则x为图线与坐标轴所围的面积，则有即物体在a点左侧2 m处；设撤去拉力f后物体做匀减速直线运动的加速度大小为 ，根据牛顿第二定律有解得根据，代入数据得，物体速度减为零的时间为则物体再过15s的位移即12s内的位移，根据公式，得在12s内的位移为物体在15s后离a点的距离为18如图所示，一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上76m的高处，然