【第四章 运动和力的关系】人教版（2019）新高一物理衔接讲义第20讲 第五节 牛顿第二定律的应用
文档属性
| 名称 | 【第四章 运动和力的关系】人教版（2019）新高一物理衔接讲义第20讲 第五节 牛顿第二定律的应用 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-24 09:52:32 | ||
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文档简介
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第5节：牛顿第二定律的应用
基础集训（时间：5分钟；难度：易）
判断正误
（1） 物体所受合外力越大，加速度越大（ ）
（2）物体所受合外力越大，速度越大（ ）
（3）物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度越来越小（ ）
（4）物体的加速度大小不变，一定受恒力作用（ ）
本节知识清单
一 牛顿第二定律的作用
牛顿第二定律确定了 和 的关系，是我们能够把物体的 和 。联系起来
二 从受力情况确定运动情况
已知物体的受力情况，根据牛顿第二定律求出物体的 ，再通过物体的运动学条件（初 末位置和初 末速度及运动时间等），根据 求出物体的运动情况
三 从运动情况确定力
已知物体的运动情况，根据物体的运动学公式求出物体的 ，再根据牛顿第二定律求出物体的 进而知道物体其他受力情况
答案 对 错 错 错
运动 力 运动情况 受力情况 加速度 运动学公式 加速度 合外力
能力提升集训（时间：25分钟；难度：中）
题组一：已知运动求力
1.一光滑斜劈，在力F推动下向左匀加速运动，且斜劈上有一木块恰好与斜劈保持相对静止，如下图所示，则木块所受合力的方向为( )
A． 水平向左 B． 水平向右 C． 沿斜面向下 D． 沿斜面向上
2.质量为m＝3 kg的木块放在倾角为θ＝30°的足够长斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑．若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t＝2 s时间物体沿斜面上升4 m的距离，则推力F为(g取10 m/s2)( )
A． 42 N B． 6 N C． 21 N D． 36 N
3.某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目．该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80 kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5 s内沿斜面滑下的位移x＝50 m．(不计空气阻力，取g＝10 m/s2，结果保留2位有效数字)问
(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力Ff为多大？
(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？
4.如图所示，在水平地面上有一向右匀加速行驶的车，车在2 s的时间内速度由2 m/s增为6 m/s，车内用绳AB与绳BC拴住一个小球，BC绳水平，AB绳与竖直方向夹角θ为37°，小球质量为0.8 kg，小球在车中位置始终未变(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．
求：(1)小球对AB绳的拉力大小；
(2)小球对BC绳的拉力大小．
题组二 已知力求运动
1.假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20 m/s的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为( )
A．40 m B．20 m C．10 m D．5 m
2.(多选)一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F＝6 N的作用从静止开始运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2(g取10 m/s2)，则( )
A．2 s末物体的速度为2 m/s B．2 s内物体的位移为6 m
C．2 s内物体的位移为2 m D．2 s内物体的平均速度为2 m/s
3.如图所示，质量m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求：
(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度大小；
(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小；
(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小．
4.楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数μ为0.5，天花板长为L＝4 m，取sin 37°＝0.6，试求：
(1)刷子沿天花板向上的加速度；
(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．
综合运用（时间:10分钟：难度：易）
1 . 如图所示，滑雪运动员质量，沿倾角的山坡匀加速滑下，经过1s的时间速度由增加到取求：
运动员在这段时间内沿山坡下滑的距离。
运动员受到的阻力包括摩擦和空气阻力。
2 如图所示，在超重机的拉力作用下，质量为2.0×103kg的物体竖直向上做匀加速直线运动，由静止开始4s内上升的高度为4m．不计空气阻力，g取10m/s2．求物体在该过程中
①加速度的大小；
②所受拉力的大小。
参考答案 能力提升集训 题组一：已知运动求力
1.A 因为木块的加速度向左，所以合力方向水平向左，故A正确
2.D 因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mgsin θ＝μmgcos θ，所以μ＝tan θ；当在推力作用下加速上滑时，由运动学公式x＝at2所以 a＝2 m/s2，由牛顿第二定律得：F－mgsin θ－μmgcos θ＝ma，得F＝36 N，D正确
3【答案】(1)80 N (2)0.12
【解析】(1)由位移公式x＝at2
沿斜面方向，由牛顿第二定律得mgsin θ－Ff＝ma
联立并代入数值后，得Ff＝m＝80 N
(2)在垂直斜面方向上，FN－mgcos θ＝0，又Ff＝μFN
联立并代入数值后，得μ＝≈0.12.
4【答案】(1)10 N (2)7.6 N
【解析】小球受力如图所示，
水平方向上，F2－F1sin θ＝ma①
竖直方向上，F1cos θ－mg＝0②
而小车的加速度a＝＝2 m/s2，将数据代入①、②求得：F1＝10 N，F2＝7.6 N，
根据牛顿第三定律，小球对AB、BC绳的拉力分别为10 N和7.6 N.
题组二 已知力求运动
1.B a＝＝＝10 m/s2，由v2＝2ax得x＝＝20 m，B对
2. AC 物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力Ff，则根据牛顿第二定律得
F－Ff＝ma，又Ff＝μmg
联立解得，a＝1 m/s2.
所以物体2 s末的速度为v＝at＝1×2 m/s＝2 m/s，A正确；
2 s内的位移为x＝at2＝2 m，B错误，C正确；
2 s内物体的平均速度＝＝ m/s＝1 m/s，D错误
3【答案】(1) 1.3 m/s2 (2)6.5 m/s (3)16.25 m
【解析】(1)对物体受力分析如图：
由图可得：
解得：a＝1.3 m/s2，方向水平向右
(2)v＝at＝1.3×5 m/s＝6.5 m/s
(3)x＝at2＝×1.3×52 m＝16.25 m
4【答案】(1)2 m/s2 (2)2 s
【解析】(1)以刷子为研究对象，受力分析如图
设向上推力为F，滑动摩擦力为Ff，天花板对刷子的弹力为FN，由牛顿第二定律，得
(F－mg)sin 37°－μ(F－mg)cos 37°＝ma
代入数据，得a＝2 m/s2.
(2)由运动学公式，得L＝at2
代入数据，得t＝2 s
综合运用（时间:20分钟：难度：易）
1 答案】(1) (2)
【解析】由运动学公式知运动员下滑时的加速度
所以运动员下滑的位移
以滑雪运动员为研究对象，建立坐标系，受力如图:
由牛顿第二定律:
所以运动受到的阻力：
2【答案】①a=0.5m/s2②2.1×104N
【解析】①物体做初速度为零的匀加速直线运动，根据，得，解得
②物体上升过程中，受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力作用，
根据牛顿第二定律得，故，解得；
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第5节：牛顿第二定律的应用
基础集训（时间：5分钟；难度：易）
判断正误
（1） 物体所受合外力越大，加速度越大（ ）
（2）物体所受合外力越大，速度越大（ ）
（3）物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度越来越小（ ）
（4）物体的加速度大小不变，一定受恒力作用（ ）
本节知识清单
一 牛顿第二定律的作用
牛顿第二定律确定了 和 的关系，是我们能够把物体的 和 。联系起来
二 从受力情况确定运动情况
已知物体的受力情况，根据牛顿第二定律求出物体的 ，再通过物体的运动学条件（初 末位置和初 末速度及运动时间等），根据 求出物体的运动情况
三 从运动情况确定力
已知物体的运动情况，根据物体的运动学公式求出物体的 ，再根据牛顿第二定律求出物体的 进而知道物体其他受力情况
答案 对 错 错 错
运动 力 运动情况 受力情况 加速度 运动学公式 加速度 合外力
能力提升集训（时间：25分钟；难度：中）
题组一：已知运动求力
1.一光滑斜劈，在力F推动下向左匀加速运动，且斜劈上有一木块恰好与斜劈保持相对静止，如下图所示，则木块所受合力的方向为( )
A． 水平向左 B． 水平向右 C． 沿斜面向下 D． 沿斜面向上
2.质量为m＝3 kg的木块放在倾角为θ＝30°的足够长斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑．若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t＝2 s时间物体沿斜面上升4 m的距离，则推力F为(g取10 m/s2)( )
A． 42 N B． 6 N C． 21 N D． 36 N
3.某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目．该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80 kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5 s内沿斜面滑下的位移x＝50 m．(不计空气阻力，取g＝10 m/s2，结果保留2位有效数字)问
(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力Ff为多大？
(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？
4.如图所示，在水平地面上有一向右匀加速行驶的车，车在2 s的时间内速度由2 m/s增为6 m/s，车内用绳AB与绳BC拴住一个小球，BC绳水平，AB绳与竖直方向夹角θ为37°，小球质量为0.8 kg，小球在车中位置始终未变(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．
求：(1)小球对AB绳的拉力大小；
(2)小球对BC绳的拉力大小．
题组二 已知力求运动
1.假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20 m/s的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为( )
A．40 m B．20 m C．10 m D．5 m
2.(多选)一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F＝6 N的作用从静止开始运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2(g取10 m/s2)，则( )
A．2 s末物体的速度为2 m/s B．2 s内物体的位移为6 m
C．2 s内物体的位移为2 m D．2 s内物体的平均速度为2 m/s
3.如图所示，质量m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求：
(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度大小；
(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小；
(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小．
4.楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数μ为0.5，天花板长为L＝4 m，取sin 37°＝0.6，试求：
(1)刷子沿天花板向上的加速度；
(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．
综合运用（时间:10分钟：难度：易）
1 . 如图所示，滑雪运动员质量，沿倾角的山坡匀加速滑下，经过1s的时间速度由增加到取求：
运动员在这段时间内沿山坡下滑的距离。
运动员受到的阻力包括摩擦和空气阻力。
2 如图所示，在超重机的拉力作用下，质量为2.0×103kg的物体竖直向上做匀加速直线运动，由静止开始4s内上升的高度为4m．不计空气阻力，g取10m/s2．求物体在该过程中
①加速度的大小；
②所受拉力的大小。
参考答案 能力提升集训 题组一：已知运动求力
1.A 因为木块的加速度向左，所以合力方向水平向左，故A正确
2.D 因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mgsin θ＝μmgcos θ，所以μ＝tan θ；当在推力作用下加速上滑时，由运动学公式x＝at2所以 a＝2 m/s2，由牛顿第二定律得：F－mgsin θ－μmgcos θ＝ma，得F＝36 N，D正确
3【答案】(1)80 N (2)0.12
【解析】(1)由位移公式x＝at2
沿斜面方向，由牛顿第二定律得mgsin θ－Ff＝ma
联立并代入数值后，得Ff＝m＝80 N
(2)在垂直斜面方向上，FN－mgcos θ＝0，又Ff＝μFN
联立并代入数值后，得μ＝≈0.12.
4【答案】(1)10 N (2)7.6 N
【解析】小球受力如图所示，
水平方向上，F2－F1sin θ＝ma①
竖直方向上，F1cos θ－mg＝0②
而小车的加速度a＝＝2 m/s2，将数据代入①、②求得：F1＝10 N，F2＝7.6 N，
根据牛顿第三定律，小球对AB、BC绳的拉力分别为10 N和7.6 N.
题组二 已知力求运动
1.B a＝＝＝10 m/s2，由v2＝2ax得x＝＝20 m，B对
2. AC 物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力Ff，则根据牛顿第二定律得
F－Ff＝ma，又Ff＝μmg
联立解得，a＝1 m/s2.
所以物体2 s末的速度为v＝at＝1×2 m/s＝2 m/s，A正确；
2 s内的位移为x＝at2＝2 m，B错误，C正确；
2 s内物体的平均速度＝＝ m/s＝1 m/s，D错误
3【答案】(1) 1.3 m/s2 (2)6.5 m/s (3)16.25 m
【解析】(1)对物体受力分析如图：
由图可得：
解得：a＝1.3 m/s2，方向水平向右
(2)v＝at＝1.3×5 m/s＝6.5 m/s
(3)x＝at2＝×1.3×52 m＝16.25 m
4【答案】(1)2 m/s2 (2)2 s
【解析】(1)以刷子为研究对象，受力分析如图
设向上推力为F，滑动摩擦力为Ff，天花板对刷子的弹力为FN，由牛顿第二定律，得
(F－mg)sin 37°－μ(F－mg)cos 37°＝ma
代入数据，得a＝2 m/s2.
(2)由运动学公式，得L＝at2
代入数据，得t＝2 s
综合运用（时间:20分钟：难度：易）
1 答案】(1) (2)
【解析】由运动学公式知运动员下滑时的加速度
所以运动员下滑的位移
以滑雪运动员为研究对象，建立坐标系，受力如图:
由牛顿第二定律:
所以运动受到的阻力：
2【答案】①a=0.5m/s2②2.1×104N
【解析】①物体做初速度为零的匀加速直线运动，根据，得，解得
②物体上升过程中，受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力作用，
根据牛顿第二定律得，故，解得；
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