《高一物理期末综合复习（特训专题+提升模拟）》专题17 牛顿第二定律的两类基本问题（解析版）

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高一物理期末综合复习（特训专题+提升模拟）
专题 17 牛顿第二定律的两类基本问题
1．2019 年12 月17 日，中国第一艘国产航空母舰“山东舰”在海南三亚某军港交付海军，中央军委主席
习近平出席了入列仪式。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，某航空母舰的水平跑道总长为 l，其中电磁弹射区安装有直线电机，该电机可提供 的
恒定牵引力。一架质量 的飞机，其喷气式发动机可以提供 的恒定推力。假设飞机在
跑道所受阻力大小恒为飞机重力的 0.2 倍，在跑道末端离舰起飞的速度 ，飞机在跑道上的后阶
段运动的时间比弹射区运动的时间多 4s。设航空母舰始终处于静止状态，飞机可看做质量恒定的质点，重
力加速度 ，求：
（1）飞机离开电磁弹射区的速度大小 v1；
（2）跑道的总长度 l。
【详解】（1）第一阶段由牛顿第二定律有 ；
第二阶段由牛顿第二定律有
解得
由匀加速运动速度公式得 ； ；
代入数值解得
（2）由匀加速运动公式得 ；
由匀加速运动公式得
代入数值解得 ；
2．2009 年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平面
上的一次滑行可简化为如下过程：如图所示，运动员将静止的冰壶（视为质点）以水平恒定推力 F=22N 从
静止开始向前推行，作用时间 t=1.0s 后撤除水平推力 F，冰壶在水平冰面上减速至速度为零。已知冰壶质
量m=20kg，冰壶与水平冰面间的动摩擦因数 μ=0.01，g=10m/s2，求：
（1）运动员推行冰壶时，冰壶的加速度大小；
（2）撤除水平推力 F瞬间，冰壶的速度大小；
（3）整个运动过程中，冰壶的位移大小。
【详解】（1）依题意，由牛顿第二定律有
又
代入数据解得
（2）撤除水平推力 F瞬间，冰壶的速度大小
（3）受推力过程中的位移
推力撤去后，由牛顿第二定律得 求得
又 求得
所以整个运动过程中，冰壶的位移大小
3．如图所示，在一次载货测试中，一架质量为 1kg 的无人机下方固定一个质量为 0.5kg 的配送箱，箱中放
有一个质量为 1.5kg 的货物，若无人机从地面以最大升力竖直起飞，6s 内上升了 36m，假设无人机竖直飞
行时所受阻力大小恒为 6N。求：
（1）无人机提供的最大升力的大小；
（2）此过程中货物受到箱底的支持力的大小；
（3）若 6s 末无人机升力变为 24N，求无人机最高能上升到距地面多高处？
【详解】（1）在匀加速上升的过程中，有 解得
根据牛顿第二定律可得 解得
（2）对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得
（3）若第 6s 末无人机升力变为 24N，无人机做减速运动，根据牛顿第二定律可得
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