《2022年高一物理寒假（补弱培优）作业》4.3牛顿运动定律的应用（原卷版）

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4.3 牛顿运动定律的应用 — — 2022 年高一物理寒假（补弱培优）作业

1.明确动力学的两类基本问题．(重点)

2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．(难点)

一、力和运动的关系

牛顿第二定律确定了物体和力的关系：加速度的大小与物体的大小成正比，与物

体的质量成反比；加速度的方向与物体的方向相同．

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：

二、两类基本问题

1．从受力确定运动情况

如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的，再通过运动学的规律确

定物体的情况．

2．从运动情况确定受力

如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的，结合受力分析，再根据牛顿

第二定律求出．

例1.如图 1所示，一根足够长的水平杆固定不动，一个质量 m＝2 kg 的圆环套在杆上，圆

环的直径略大于杆的截面直径，圆环与杆间的动摩擦因数 μ＝0.75.对圆环施加一个与水平

方向成 θ＝53°角斜向上、大小为 F＝25 N 的拉力，使圆环由静止开始做匀加速直线运动

(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g取10 m/s2)．求：

图1

(1)圆环对杆的弹力大小；

(2)圆环加速度的大小；

(3)若拉力 F作用 2 s 后撤去，圆环在杆上滑行的总距离．

例2.民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长

的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，斜面的倾角为 30°，人员可沿斜面

匀加速滑行到地上．如果气囊所构成的斜面长度为 8 m，一个质量为 50 kg 的乘客从静止开

始沿气囊滑到地面所用时间为 2 s．(g＝10 m/s2)求：

(1)乘客滑至斜面底端时的速度大小；

(2)乘客与气囊之间的动摩擦因数．

例3.一质量为 m＝2 kg 的滑块在倾角 θ＝30°的足够长的固定斜面上在无外力 F的情况下以

加速度 a＝2.5 m/s2匀加速下滑．若用一水平向右的恒力 F作用于滑块，如图 2所示，使滑

块由静止开始沿斜面向上做匀加速运动，在 0～2 s 时间内沿斜面运动的位移 x＝4 m．求：

(g取10 m/s2)

图2

(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数 μ；

(2)恒力 F的大小．

例4.如图 3所示，在倾角为 θ＝37°的足够长的固定斜面底端有一质量 m＝1.0 kg 的物体，

物体与斜面间的动摩擦因数 μ＝0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力 F＝

10 N，方向平行于斜面向上，经时间 t＝4.0 s 绳子突然断了(已知 sin 37°＝0.60，cos 37°＝

0.80，g取10 m/s2)，求：

图3

(1)绳断时物体的速度大小；

(2)绳子断后物体沿斜面上升的最大位移的大小．

1.如图 4所示，质量为 m＝1 kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数为 0.3，当物体运动的

速度为 10 m/s 时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为 F＝2 N 的恒力，在此恒力作

用下(取g＝10 m/s2)(　　)

图4

A．物体经 10 s 速度减为零

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