4.5 牛顿运动定律的应用-2022-2023学年高一物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019必修第一册）

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4.5：牛顿运动定律的应用
一：知识精讲归纳
考点一、力和运动的关系
牛顿第二定律确定了物体加速度和力的关系：加速度的大小与物体所受合力的大小成正比，与物体的质量成反比；
加速度的方向与物体受到的合力的方向相同．
物体的初速度与加速度决定了物体做什么运动，在直线运动中：
考点二、两类基本问题
大重难点一、从受力确定运动情况的基本思路
分析物体的受力情况，求出物体所受的合力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的
初始条件确定物体的运动情况．流程图如下：
已知物体受力情况―――→――――――――――――――→求得 x、v0、v、t
大重难点二、．从运动情况确定受力
1．从运动情况确定受力的基本思路
分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合力；再分析物体的
受力，求出物体受到的作用力．流程图如下：
――――――→――――→
2．从运动情况确定受力的解题步骤
(1)确定研究对象，对物体进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图．
(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度．
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力．
(4)选择合适的力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出待求的力．
二：考点题型归纳
题型一、牛顿定律和直线运动（简单过程）
1．（2022·甘肃·民勤县第一中学高一期中）如图甲所示，一物块在水平外力 的作用下在粗糙水平地面上做
匀速直线运动，在 时刻撤去外力，物块做匀减速运动后停下，其位移—时间图像如图乙所示。已知物块的质
量 ，重力加速度 g取 ，求：
（1）物块与地面间的动摩擦因数；
（2）物块匀速运动时的速度大小。
2．（2022·黑龙江·哈尔滨三中高一）如图所示，物体从光滑斜面上的 A点由静止开始下滑，经过 B点后进入水平
面（设经过 B点前后速度大小不变），最后停在 C点，每隔 0.2s 通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出
了部分测量数据。求：
t（s）0.0
0.
2
0.4 …
1.
2
1.4 ……
v（m/s）0.0
1.
0
2.0 …
1.
1
0.7 …
（1）物体在斜面和水平面上滑行的加速度大小；
（2）物体在 AC 段运动的总时间；
3．（2022·江西·赣南师范大学附属中学高一期末）第 24 届冬季奥运会将于 2022 年2月在北京举行。如图所示为
某一滑雪赛道的简化示意图。AB 为一条长直滑道，BC 为水平滑道，B处与水平滑道平滑连接。AB 滑道的倾角
θ=37°，长度 L=72m，为了测试雪橇与滑道 AB 间的动摩擦因数。一可视为质点、含装备质量为 60kg 的滑雪运动员
从A点由静止开始匀加速下滑到 B点，过 B点后运动员通过改变雪橇与运动方向的角度（动摩擦因数发生变化）
做匀减速运动，整个过程经过 10s 后停止在距 B点48m 的C处，取 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）运动员到达 B点时瞬时速度的大小；
（2）雪橇与滑道 AB 间的动摩擦因数。
题型二、牛顿定律和直线运动（复杂过程）
4．（2022·安徽·铜陵市第三中学高一阶段练习）如图所示，其中 AB 段是倾角为 的斜滑道，BC 段是足够长的水
平滑道，AB 段和 BC 段由一小段光滑圆弧连接。某时刻滑雪运动员的背包从斜滑道 A点由静止滑下，经 后
滑雪运动员也从 A点以 的加速度由静开始匀加速追赶背包，背包比滑雪运动员提前 经过斜滑
道的最低端 B点，已知背包与整个滑道间的动摩擦因数均为 ，在水平滑道上滑行时滑雪运动员的加速度与
背包的加速度相同，重力加速度 g取 ， ，不计空气阻力。求：
（1）斜滑道 AB 的长度；
（2）滑雪运动员从 A点开始到追上背包所用的时间。
5．（2022·河北张家口·高一期中）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如
下图所示，在竖直平面内，制动坡床可视为与水平面夹角为 的斜面。一辆长 的载有货物的货车因刹车失灵从
干道驶入制动坡床，当车速为 时，车尾恰好位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在
车厢内滑动了 时，车头距制动坡床顶端 ，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的 倍，货
物与车厢间的动摩擦因数为 ；货车在制动坡床上运动时受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的 倍。货物
与货车可分别视为小滑块和平板，取 ， ， 求：
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