《【过高考】2023年高考物理大一轮单元复习检测（全国通用）》单元02 牛顿运动定律的应用【亮点讲】（解析版）

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单元 02 牛顿运动定律的应用
近几年高考对牛顿运动定律考查的频率极高。牛顿运动定律是高中物理的核心内容，
是力学、电磁学的基础。灵活选取研究对象，正确受力分析，画出运动情境图，利用牛顿
定律列出动力学方程是解决问题的关键。本部分试题多以常见的物理模型(如弹簧、板块问
题、传送带问题)及生产、生活中的情境为背景，多以图像的形式告知物理过程或相关物理
量。
1．牛顿运动定律解决匀变速直线运动常见模型
2．用牛顿运动定律分析匀变速直线运动的关键点
3．解决图像问题的思路
4．掌握多过程或多对象问题的“两个方法、一种能力、两个依据”
【典例 1】（超重和失重）如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端
悬挂一个小球，电梯中有质量为
50 kg
的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始
终是电梯静止时的四分之三，已知重力加速度
g=10 m/s2
，由此可判断
A. 电梯可能加速下降，加速度大小为
5
m/s2
B. 电梯可能减速上升，加速度大小为
2.5
m/s2
C. 乘客处于超重状态
D. 乘客对电梯地板的压力为
N
【答案】B
【解析】
ABC .
电梯静止不动时，小球受力平衡，有
mg=kx
电梯运行时弹簧的伸长量比电
梯静止时小，说明弹力变小了，根据牛顿第二定律，有
mg−3
4kx=ma
，即
1
4mg=ma
解
得：
a=2.5 m/s2
，加速度向下，电梯可能加速下降或减速上升，乘客处于失重状态，故
AC 错误，B正确；D.以乘客为研究对象，根据牛顿第二定律可得：
m' g−FN=m' a
，得
FN=m' g−m' a
根据牛顿第三定律知乘客对地板的压力大小为
FN'=m' g−m' a=500 N−125 N=375 N
故D错误。故选 B。
【典例 2】（从受力确定运动）如图所示，在与坡底
B
点的距离为
L
的山坡上，竖直固定一
长度为
L
的直杆
AO
，
A
端与坡底
B
之间连接一根光滑的细钢绳。现让一穿在钢绳上的小环
从
A
点由静止开始沿钢绳无摩擦地滑下，则小环在钢绳上滑行的时间为
A.
1
2
❑
√
L
g
B.
❑
√
L
g
 C.
❑
√
2L
g
D.
2❑
√
L
g
【答案】D
【解析】设角
OAB
为
θ
，根据几何关系知
AB
长度
x=2Lcosθ
，小球受重力和支持力，加速
度
a=mgsin(90 °−θ)
m=gcosθ
根据
x=1
2a t2
得，
t=❑
√
2x
a=❑
√
4Lcosθ
gcosθ =2❑
√
L
g
，故 D正确，
ABC 错误。故选 D。
【典例 3】（从运动确定受力）如图所示，弯折杆
ABCD
的
D
端接一个小球，杆和球的总
质量为
m
，一小环套在杆
AB
段上用绳吊着，恰好能一起以加速度
a
竖直向上做匀加速运动，
杆
AB
段与水平方向的夹角为
θ
，则
A. 杆对环的压力为
mg sin θ+ma sin θ
B. 环与杆的摩擦力为
mg cos
θ+macos
θ
C. 环对杆的作用力为
mg+ma
D. 杆和球处于失重状态
【答案】C
【解析】
AB
、弯折杆处于匀加速状态，受到重力、圆环的支持力以及摩擦力的作用，如图
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