《2022年高考物理靶向专项强化训练（三大题型+冲刺模拟）》专题3.2 用牛顿第二定律处理动力学问题（解析版）

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2022 年高考物理靶向专项强化训练

专题 3.2 用牛顿第二定律处理动力学问题

1．如图甲所示是一跳台滑雪运动员比赛的画面，运动员（可视为质点）从高台飞出，落到倾斜的着陆坡

后调整姿势，在 A点以初速度沿直线匀加速下滑，到达坡底 B点再匀减速滑行一段距离后停下，

如图乙所示。已知运动员及装备的总质量，倾斜滑道的倾角，运动员沿斜面下滑到达坡底

时的速度，运动员从倾斜滑道进入减速区顺间的速度大小不变，进入减速区后，运动员受到阻

力变为，两个过程滑行的总时间为，不计空气阻力（，）求：

（1）运动员沿水平轨道的位移大小；

（2）运动员在倾斜滑道上受到的阻力大小；

（3）运动员在这两个过程中运动的总路程。

【答案】（1）55m；（2）；（3）

【详解】（1）由牛顿第二定律得得根据解得根据运动学公式

得

（2）由；得则得

（3）根据运动学公式则

2．图 1为冰壶比赛场地示意图。某次比赛中，运动员携带质量 m=20kg 的冰壶一起从起踏器处以 v0=6m/s

的速度作匀减速直线运动，运动至投掷线处，释放冰壶，此时冰壶速度 v=2m/s。为了使冰壶停止位置尽量

靠近营垒圆心 O点，队友可用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面来控制其运动情况（如图 2所示）。已知

起踏器和投掷线之间距离 l=8m，用毛刷擦冰面前和后冰壶与冰面之间动摩擦因数分别为 μ1=8×10-3 和

μ2=4×10-3，投掷线与 O点的距离 s=30m，冰壶可视为质点。

（1）冰壶到达投掷线前，其受到的合外力 F的大小；

（2）释放冰壶后，若队友未擦冰面，则冰壶静止位置离 O点的距离 L1；

（3）释放冰壶后，若冰壶运动一段距离后队友持续擦冰面直至冰壶恰好静止于 O点，则擦冰面的长度

L2。

【答案】（1）40N；（2）5m；（3）10m

【详解】（1）冰壶到达投掷线前，由匀变速直线运动规律

带入题中数据可解得 a=-2m/s2对冰壶，由牛顿第二定律 F=ma

带入数据可得 F=-40N 负号说明合外力与速度方向相反。

故冰壶到达投掷线前，其受到的合外力 F的大小为 40N。

（2）释放冰壶后，若队友未擦冰面，由牛顿第二定律 a1= =0.08m/s2

设冰壶减速到零发生位移为 x1，由运动学规律

则冰壶静止位置离 O点的距离

（3）设队友刚开始擦冰面时冰壶的速度为，则由运动学规律

可解得

3．图甲所示为某旅游景点的滑草场，图乙所示为其中一条滑道的示意图。该滑道由倾角为的斜坡

和水平滑道组成，斜坡由材质不同的、两部分组成，一位质量的游客坐在质

量的滑草车上，从斜坡顶端 A点静止滑下，最终恰好在水平滑道末端 D点停下。已知、

的长度分别为、，滑草车与、、间的动摩擦因数分别为、、

，重力加速度，，不计空气阻力以及滑草车经过 B、C两点时的能量损失，

求滑草车（含游客）：

（1）经过 B点时的速度大小；

（2）在滑道上运动时受到的摩擦力大小及滑道的长度；

（3）在整个运动过程中的平均速度大小。

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