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）（原卷版）.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，临界条件是弹力尺=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Ft=0o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1. （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B.鱼儿摆尾出水时浮力大于重力C.鱼儿摆尾击水时受到水的作用力D.研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点（2022广东中山市模拟）图示为河北某游乐园中的一个游乐工程“大摆锤”，该工程会让游客体会到超重 与失重带来的刺激。以下关于该工程的说法正确的选项是（）A.当摆锤由最高点向最低点摆动时，游客会体会到失重B.当摆

4、锤由最高点向最低点摆动时，游客会体会到超重C.当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的超重D.当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到完全失重2. （2022湖北武汉4月调研）在2022年北京冬奥会中，我国花样滑冰运发动隋文静和韩聪以出色的表现 为中国代表队夺得第9金。如下图为比赛时的两个场景，以下说法正确的选项是（）A.在欣赏花样滑冰运动时，要将运发动看作质点B.韩聪用力将隋文静抛出，说明力能改变物体的运动状态C.韩聪拉着隋文静旋转时，韩聪对隋文静的力大于隋文静对韩聪的力D.韩聪拉着隋文静旋转时，隋文静的速度方向始终沿着其伸直的手臂方向（2022.广东佛山市五校联盟高考模拟）“神舟十三号”在“长征

5、二号”运载火箭的推动下顺利进入太 空，如下图为“长征二号”运载火箭，以下关于它在竖直方向加速起飞过程的说法，正确的选项是（）A.火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力B.保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后做自由落体运动C.火箭喷出的热气流对火箭的作用力大小等于火箭对热气流的作用力D.燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭升空3. （多项选择）（2022.广西南宁二中模拟预测）“水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，某学习小 组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与 橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出。图乙是某次竖直发射时测绘的水

6、火箭 速度y与时间的图像，其中。时刻为“水火箭”起飞时刻，。石段是斜率绝对值为g的直线，忽 略空气阻力。关于“水火箭”的运动，以下说法正确的选项是（）A.在小小小。时刻中，片时刻加速度最大B. “水火箭”在2时刻到达最高点C.在%3时刻失去推力D.3乙时间内“水火箭”做自由落体运动（2022.浙江.模拟预测）超市里的购物车在自动扶梯上会被“锁死”，秘密在于每个后轮两侧的塑胶垫，如 图所示，塑胶垫的位置比轮子的凸缘高：当购物车推进自动扶梯时，轮子的凸缘会落进扶梯的凹槽（忽略 此处摩擦），后轮的塑胶垫就压在自动扶梯的齿面上以获得静摩擦力。当购物车（人车别离）随倾斜自动 扶梯一起匀速运动时（）A.塑

7、胶垫受到扶梯的弹力之和等于购物车的重力B.塑胶垫受到扶梯的摩擦力之和等于购物车的重力C.自动扶梯对购物车的作用力等于购物车的重力D.塑胶垫对扶梯的摩擦力可能大于扶梯对塑胶垫的摩擦力6. （2022河北省深州市长江中学模拟）某人把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，上端临时固定在地铁竖直 扶手上。地铁起动后的某段运动过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时的照片，拍摄方向跟 地铁前进方向垂直（）A.从图中可以判断地铁的运动方向B.从图中可以判断地铁的加速度方向C.假设细绳与杆子的夹角增大，那么地铁速度增大D.假设细绳与杆子的夹角增大，那么地铁的加速度减小（2022 湖北省七市高三下学期三月调研）

8、橡皮筋弹弓夜光飞箭是一种常见的小玩具，它利用橡皮筋将 飞箭弹射升空，再徐徐下落，如图（。）所示，其运动可简化为如下过程：飞箭以初速度%竖直向上射出，在%2时刻恰好回到发射点，其速度随时间的变化关系如图的）所示。那么以下关于飞箭运动的描述中正确的选项是（）A.上升和下落过程运动时间相等B.上升和下落过程中平均速度大小相等C.。弓过程中加速度先减小后增大）.。过程中所受阻力先减小后增大7. （2022福建厦门四模）图甲所示为生活中巧妙地利用两根并排的竹竿，将长方体砖块从高处运送到低处的 场景。将竹竿简化为两根平行放置，粗细均匀的圆柱形直杆，砖块放在两竹竿的正中间，由静止开始从高 处下滑，图乙所示为

9、垂直于运动方向的截面图（豉块截面为正方形）。假设仅将两竹竿间距增大一些，那么砖 块（）A.下滑过程中竹竿对砖块的弹力变大B.下滑过程中竹竿对砖块的摩擦力不变C.下滑的加速度变小D.下滑到底端的时间变短8. （2022福建省福州市八校模拟）如下图，飞机场运输行李的倾斜传送带保持恒定的速率向上运行， 将行李箱无初速度地放在传送带底端，当传送带将它送入飞机货舱前行李箱已做匀速运动。假设行李箱与 传送带之间的动摩擦因数为4,传送带与水平面的夹角仇滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力，以下 说法正确的选项是（）A.要实现这一目的前提是tan。B.做匀速运动时，行李箱与传送带之间的摩擦力为零C.全过程传送带对行

10、李箱的摩擦力方向沿传送带向上D.假设增加传送带速度足够大，可以无限缩短传送的时间变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cd随水平传送带一起 以恒定速度运动，边界PQ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必、cd边平行于磁 场边界，重力加速度为g。那么（）A. 44时间内线圈所受安培力大于摩擦力B.彳4和%2时间内线圈所受摩擦力方向相反C.边界PQ与MN的距离为1 ）3 2）+ /（V（） - v.）gD.线圈与传送带间的动摩擦因数为:才3一%2.（2022

11、 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 = lOm/s?,那么（）A.跳离跳台后上升阶段全红婵处于失重状态.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l.5sD.入水后全红婵受到水的阻力为612.5N8. （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根的一本英语词典和一本汉语词典

12、，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2,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（）1. 2一定小于tan。8. 田一定等于tan。C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小一定是附geos。D.图甲中英语词典受到的摩擦力大小一定是432gcos8（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

13、图。在 某次比赛中，中国队运发动从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线处放手让冰壶以速度 =3m/s 沿虚线滑出。从此时开始计时，在UlOs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O处。投掷线与。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4 =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） ulOs时冰壶的速度及冰壶与AB的距离；（2）冰壶与被摩擦后的冰面之间的动摩擦因数2。10. （2022上海市市西中学二模）如下图，以恒定速率打=0.5m/s运行的传送带与水平面间的夹 角a=

14、37,转轴间距L=4mo工作人员沿传送方向以速度也=1.5m/s从传送带顶端推下一件m=2kg 的小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数4=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4的大小；（2）小包裹在传送带上减速运动的时间，和位移s的大小。（3）小包裹与传送带之间的摩擦力对小包裹做的功。11. （2022 浙江高考试题 T19）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如下图，倾斜滑轨与水 平面成24。角，长度4=4m,水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。假设货物从倾斜滑轨顶端由静止开始 下滑，其

15、与滑轨间的动摩擦因数均为加=2,货物可视为质点（取以比24。= 0.9, sin24 = 0.4,重力加9速度 g = 10m/s2 ）o（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度的大小;(2)求货物在倾斜滑轨末端时速度口的大小；(3)假设货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s,求水平滑轨的最短长度九(2022 广东广州市高三下学期一模)图。是我国传统农具一一风鼓车，图方是其工作原理示意图.转 动摇柄，联动风箱内的风叶，向车斗内送风，入料仓漏口 ”漏出的谷物经过车斗，质量大于2.0x10-5kg 的谷粒为饱粒，落入第一出料口 4与；质量为L2xl()-5kg2.0x1(T5kg的谷粒为瘪粒，落入

16、第二出料口质量小于l.2xl(T 5kg的草屑被吹出出风口。A、B、A?三点在同一水平线上，$8的宽度为 0.27m； 4在“正下方，A”的高度为0.45m；质量为2.0xlOkg的谷粒从“漏出，恰好经3点落入设谷物从以漏出时速度为零；谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用，取重力加速度g为lOm/s?。(1)求谷粒从H落到出料口所经历的时间；(2)求谷粒所受水平风力的大小；(3)假设瘪粒恰好能全部落入43,求的宽度。12. (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

17、最大运行速度为4m/s,加速度大小可调节在lm/s2 KaK3m/s2范围内，要求：送餐过程托盘保持水平，菜碟与托盘不发生相对滑动，机器人到达餐桌时速度 刚好为0。现把送餐过程简化为如图的直线情境图(如图乙)，机器人恰好以最大运行速度u = 4m/s 通过。处，。与餐桌A相距%=6m,餐桌A和餐桌少相距L = 16m,机器人、餐桌都能看成质点，送餐 使用的菜碟与托盘之间的动摩擦因数为4 = 0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g =10 m/s2o(1)在某次从O到餐桌A的过程中，机器人从。开始匀减速恰好到A停下，求机器人在此过程加速度。 的大小。(2)完成(1)问中的送餐任务后，机

18、器人马上从A继续送餐到尸，假设要求以最短时间从A送餐到忙 求 机器人运行最大加速度明,和加速过程通过的位移与o(2022.浙江丽水第二高级中学模拟)跳楼机可以使人体验失重和超重(如下图)。现让升降机将座舱 送到距地面H = 78m的高处，然后让座舱自由下落，落到距地面/z = 30m的位置时开始制动，使座舱均匀 减速，座舱落到地面时刚好停下，在该体验中，小明将质量m= 10kg的书包平放在大腿上(不计空气阻 力，g 取 lOm/s?）。（1）当座舱静止时，请用所学知识证明书包的重力G与书包对小明大腿的压力尸大小相等。（2）当座舱落到距地面九二50m的位置时，求小明对书包的作用力大小片；（3）求

19、跳楼机从开始制动后（匀减速阶段）加速度。的大小；（4）当座舱落到距地面均=15m的位置时，求小明对书包的作用力大小（2022 山东淄博市高三下学期一模）潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，潜艇如同汽 车那样掉下悬崖，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此漂浮。某潜艇总质量m= 3.Oxl（）3t，在高密度海 水区域水面下为=180m沿水平方向缓慢潜航，如下图。当该潜艇驶入海水低密度区域时，浮力厂突然 2.94x107N: 20s后，潜艇官兵迅速对潜艇减重（排水），此后潜艇以0.1 m/s2的加速度匀减速下 沉，速度减为零后开始上浮，升至距水面120 m处时立即对潜艇加重（加水）后使其缓慢匀

20、减速上浮，升 到水面时速度恰好为零。重力加速度g取lOmd,不计潜艇加重和减重的时间和水的粘滞阻力。求：（D潜艇“掉深”到达的最大深度（自水面算起）；（2）潜艇从开始“掉深”到升至水面的过程所用的总时间。13. （2022届安徽省淮北市高三（上）第一次模拟考试物理试题）在沟谷深壑、地形险峻的山区，由于暴雨、 暴雪极易引发山体滑坡并携带大量泥沙石块形成泥石流（如图甲所示），发生泥石流常常会冲毁公路铁路 等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简化，如图乙所示，假设泥石流从A点2由静止开始沿坡体匀加速直线下滑，坡体倾角 = 53。，泥石流与坡体间动摩擦因数二一，A点距离坡 1体底端B点长度为90m,泥石流经过3点时没有速度损失，然后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大 小为5m/s2, 一辆汽车停在距离8点右侧80m的。处，当泥石流到达5点时，司机发现险情，立即启动 车并以4m/s2加速度向右做匀加速直线运动，以求逃生。g = 10m/s2,求：（1）泥石流经过3点时的速度大小；（2）汽车行驶过程中，泥石流与汽车间的最小距离。