专题03牛顿运动定律的“新情景问题”—备战2023年高考复习必备（全国通用）（解析版）.docx

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1、专题03牛顿运动定律与实际情景相关的运动和力问题主要有：体育与娱乐，交通等。这些实际问题可能为连接 体、叠加体；其中可能力求运动，也可能由运动情况反过来求力；在运动过程中可能会 出现临界问题和极值问题1 .应用整体法与隔离法处理连接体问题。整体法的选取原那么假设连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把 它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度（或 其他未知量）隔离法的选取原那么假设连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解整体法、隔离法的交替运用假设连接体内各物

2、体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，一般采 用“先整体求加速度，后隔离求内力”2 .动力学中的临界极值问题（1） .常见临界问题的条件接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是弹力入=0。相对滑动的临界条件：静摩擦力到达最大值。绳子断裂与松弛的临界条件：绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松 弛的临界条件是尸r=0。最终速度（收尾速度）的临界条件：物体所受合外力为零。（2） .求解临界极值问题的三种方法极限法把物理问题（或过程）推向极端，从而使临界现象（或状态）暴露出来，以到达正确解 决问题的目的假设法临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，

3、或变化过程中可能出现临 界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题数学法将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件L （2022浙江高考6月卷T3）如下图，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，以下说法正确的选项是（）A.鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡相应的匀减速直线运动的距离为(3)因为s F=L2x1(T4n 带入可得、2=0.18m12 .(2022广东省汕头市普通高考第一次模拟)疫情期间，为了减少人与人之间的接触，一餐厅推出了一 款智能送餐机器人进行送餐(如图甲)。该款机器人的最大运行速度为4m/s,加速度大小可调节在lm/s2 mg sin 0可得4tan。故

4、A错误；做匀速运动时，行李箱与传送带之间的摩擦力为/= mgsin9 ,故B错误；行李箱在加速阶段和匀速阶段受到的摩擦力均沿传送带向上，应选项C正确；假设增加传送带速度足够大，行 李箱在传送带上一直做匀加速运动，传送时间不会无限缩短，故D错误。变11. （2022广东省普通高考第二次模拟）如图甲所示，边长/的正方形金属线圈仍随水平传送带一起以恒定速度运动，边界与垂直传送带，其间存在竖直方向的匀强磁场。线圈在图示位置开始 计时，直到必边刚离开磁场，其速度与时间的关系如图乙所示，且在传送带上始终保持他、cd边平行于 磁场边界，重力加速度为g。那么（）A.彳时间内线圈所受安培力大于摩擦力B. % 和

5、L4时间内线圈所受摩擦力方向相反C.边界。与MN的距离为十 “）& ，2）+ /（%一匕左D.线圈与传送带间的动摩擦因数为4 -，2【答案】AC【解析】由图乙可知，线圈在彳4和%24时间内的速度都小于传送带速度,线圈相对传送带都向后运 动，传送带给线圈的摩擦力方向都向前，与运动方向相同，线圈在。时间内做减速运动，加速度方向与 运动方向相反，合力方向与运动方向相反，故线圈受到的安培力大于摩擦力，A正确，B错误；根据题意可 知，边界尸。与的距离为线圈在和24时间内的位移之和，线圈在4 时间内的位移为线圈 的边长，那么有=/根据V，图像，可得线圈在%24时间内的位移/ 二（%+可得边界尸。与肠V的距

6、离为X = X +x2 =（% + %）&-）+/C正确；线圈在12G时间内做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得=府（匕）一匕）由1 /图像可得 =,#to Io联立可得4=联立可得4=% 一%3一2)g，所以选项D错误。7.（2022 安徽黄山市第一模拟）14岁的奥运冠军全红婵，在第14届全运会上再次上演“水花消失术”夺 冠。在女子10m跳台的决赛中（下面研究过程将全红婵视为质点），全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5m/s,竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为35依，重力加速度大小为g = 10m/s2,那么（）A.跳离跳台后

7、上升阶段全红婵处于失重状态B.入水后全红婵处于失重状态C.全红婵在空中运动的时间为1.5sD.入水后全红婵受到水的阻力为612.5N【答案】AD【解析】跳离跳台后上升阶段，加速度向下，那么全红婵处于失重状态，A正确;入水后全红婵的加速度向上，处于超重状态，B错误；以向上为正方向，那么根据1 7-h VqZgt ,可得片2s即全红婵在空中运动的时间为2s , C错误；入水时的速度匕=%gf = 5m/s - 10x2m/s = -15m/s在水中的加速度大小a = 9二工=7.5m/s2 t方向竖直向上，根据牛顿第二定律可/=席+切= 35x10N + 35x7.5N = 612.5ND正确。8

8、.（2022 山西运城市模拟）在一块固定的倾角为。的木板上叠放质量均为加的一本英语词典和一本汉语 词典，图甲中英语词典在上，图乙中汉语词典在上。图甲中两本词典一起沿木板匀速下滑，图乙中两 本词典一起沿木板匀加速下滑。两本词典的封面材料不同，但每本词典的上、下两面材料都相同，近 似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，设英语词典和木板之间的动摩擦因数为川，汉语词典和木板之间 的动摩擦因数为偿，英语词典和汉语词典之间的动摩擦因数为3,那么以下说法正确的选项是（）一定小于tan。8. 一定等于tan。C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小一定是小加geos。D.图甲中英语词典受到的摩擦力大小一定是3?gco

9、s。【答案】c【解析】对图甲词典整体进行分析，有2根gsine = 2,2mgcos9那么有2=tan8A错误；对图甲中的英语词典有，设其受到的静摩擦力为人那么有即3 2 tan。，B错误；对图乙词典整体进行分析，有对图乙的汉语词典单独分析，有/ngsin。-/又=也联立有为=Mmgcos。，C正确；图甲中的英语词典受到静摩擦力，有根据对A选项的分析，可知2mg sin 9 = r2 2ng cos 0故有了 = 2mgeos。，D错误。9. （2022山东临沂二模）冰壶比赛是2022年北京冬奥会比赛工程之一，比赛场地示意图如图。在 某次比赛中，中国队运发动从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线力3

10、处放手让冰壶以速度 =3m/s 沿虚线滑出。从此时开始计时，在片10s时，运发动开始用毛刷一直连续摩擦冰壶前方冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小，最后冰壶恰好停在圆心。处。投掷线48与O之间的距离 s=30m,运发动摩擦冰面前冰壶与冰面间的动摩擦因数从=02,摩擦冰面前后冰壶均做匀变速直 线运动。重力加速度g = l0mzs2。求：(1)尸10s时冰壶的速度及冰壶与的距离；(2)冰壶与被摩擦后的冰面之间的动摩擦因数必。【答案】 (1) 1mzs, 20m； (2) 0.005【解析】(1)不摩擦冰面时，冰壶做匀减速直线运动，设加速度大小为 ulOs时速度为 滑行 距离为S/,那么由牛顿第二定

11、律有:内mg=吟12S v.d Clit由匀变速直线运动规律2解得q =0.2m/s2、y = lm/s、S|=20m(2)摩擦冰面时冰壶仍做匀减速直线运动，设加速度大小的阳,滑行距离为那么由匀变速直线运动规律：0-v2=-22,y2由牛顿第二定律有：2阳=32且5 =邑+邑解得 2 =。510. (2022上海市市西中学二模)如下图，以恒定速率v/=0.5m/s运行的传送带与水平面间的夹 角a=37。，转轴间距L=4m。工作人员沿传送方向以速度V2=L5m/s从传送带顶端推下一件?=2kg 的小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数=0.8。取重力加速度g=10m/s2,sin37o=0.6, cos37=0.8o 求:(1)小包裹相对传送带滑动时加速度。的大小；(2)小包裹在传送带上减速运动的时间t和位移5的大小。(3)小包裹与传送带之间的摩擦力对小包裹做的功。【答案】(1) 0-4m/s2. (2) 2.5s, 2.5m；(3) -50J【解析】(1)小包裹的速度丫2大于传动带的速度力，所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传动带向 上，受力分析如下图根据牛顿第二定律可知代入数据可得所以加速度的大小为0-4血2,方向为沿斜面向上；(2)由(1)可知小包裹先在传动带上做匀减速直线运动，至速度与盯相同，用时