备战2023年物理高考复习必备(全国通用)专题03 牛顿运动定律的最新“新情景问题”(解析版)

专题03 牛顿运动定律

与实际情景相关的运动和力问题主要有：体育与娱乐，交通等。这些实际问题可能为连接体、叠加体；其中可能已知力求运动，也可能由运动情况反过来求力；在运动过程中可能会出现临界问题和极值问题

1.应用整体法与隔离法处理连接体问题。

2. 动力学中的临界极值问题

(1)．常见临界问题的条件

①接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是弹力F N＝0。

②相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值。

③绳子断裂与松弛的临界条件：绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松弛的临界条件是F T＝0。

④最终速度(收尾速度)的临界条件：物体所受合外力为零。

（2）．求解临界极值问题的三种方法

1.（2022·浙江高考6月卷·T3）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正

确的是（）

A. 鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡

B. 鱼儿摆尾出水时浮力大于重力

C. 鱼儿摆尾击水时受到水的作用力

D. 研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点

【答案】C

【解析】鱼儿吞食花瓣时处于失重状态，A错误；鱼儿摆尾出水时浮力很小，鱼儿能够出水的主要原因是鱼儿摆尾时水对鱼向上的作用力大于重力，B错误、C正确；研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可以把鱼儿视为质点，否则就无动作可言，D错误。

2．（2022广东中山市模拟）图示为河北某游乐园中的一个游乐项目“大摆锤”，该项目会让游客体会到超重与失重带来的刺激。以下关于该项目的说法正确的是（）

A．当摆锤由最高点向最低点摆动时，游客会体会到失重

B．当摆锤由最高点向最低点摆动时，游客会体会到超重

C．当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的超重

D．当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到完全失重

【答案】C

【解析】当摆锤由最高点向最低点摆动时，先具有向下的加速度分量，后有向上的加速度分量，即游客先体会到失重后体会到超重。当摆锤摆动到最低点时，具有方向向上的最大加速度，此时游客体会到明显的超重。故选项C正确。3.（2022湖北武汉4月调研）在2022年北京冬奥会中，我国花样滑冰运动员隋文静和韩聪以出色的表现为中国代表队夺得第9金。如图所示为比赛时的两个场景，下列说法正确的是

（）

A. 在欣赏花样滑冰运动时，要将运动员看作质点

B. 韩聪用力将隋文静抛出，说明力能改变物体的运动状态

C. 韩聪拉着隋文静旋转时，韩聪对隋文静的力大于隋文静对韩聪的力

D. 韩聪拉着隋文静旋转时，隋文静的速度方向始终沿着其伸直的手臂方向

【参考答案】B

【名师解析】

在欣赏花样滑冰运动时，要欣赏运动员的动作，不能将运动员看作质点，A错误；

韩聪用力将隋文静抛出，说明力能改变物体的运动状态，B正确；

根据牛顿第三定律，韩聪拉着隋文静旋转时，韩聪对隋文静的力等于隋文静对韩聪的力，C错误；韩聪拉着隋文静旋转时，隋文静的速度方向始终沿着其圆周运动的切线方向，D错误

4. （2022·广东佛山市五校联盟高考模拟）“神舟十三号”在“长征二号”运载火箭的推动下顺利进入太空，如图所示为“长征二号”运载火箭，下列关于它在竖直方向加速起飞过程的说法，正确的是（）

A. 火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力

B. 保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后做自由落体运动

C. 火箭喷出的热气流对火箭的作用力大小等于火箭对热气流的作用力

D. 燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭升空

【答案】C【解析】火箭加速上升时，航天员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，A错误；保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落时，因为惯性，有向上的速度，所以做竖直上抛运动，B错误；火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是作用力与反作用的关系，大小相等，C正确；火箭受到重力、空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力，燃料燃烧向下喷气，喷出的气体的反作用力推动火箭升空，不是外界空气的作用力，D错误。

5.（多选）（2022·广西·南宁二中模拟预测）“水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出。图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v 与时间t 的图像，其中0t 时刻为“水火箭”起飞时刻，DE 段是斜率绝对值为g 的直线，忽略空气阻力。关于“水火箭”的运动，下列说法正确的是（ ）

A ．在1234、、、t t t t 时刻中，1t 时刻加速度最大

B ．“水火箭”在2t 时刻达到最高点

C ．在3t 时刻失去推力

D ．34~t t 时间内“水火箭”做自由落体运动

【答案】 AC

【解析】v-t 图像的斜率表示加速度，由图可知，在1t 时刻斜率最大，则加速度最大，故A 正确； “水火箭”运动过程速度一直是正的，运动方向始终没有改变，2t 时刻后仍在上升，故B 错误； DE 段是斜率绝对值为g 的直线，说明t3时刻以后“水火箭”的加速度大小为g ，由牛顿第二定律可知，“水火箭”所受合力等于重力，“水火箭”在3t 时刻失去推力，故C 正确；

34~t t 时间内“水火箭”的速度方向是正的，加速度方向是负的，且加速度大小等于g ，则“水火箭”做竖直上抛运动，故D 错误。6.（2022·浙江·模拟预测）超市里的购物车在自动扶梯上会被“锁死”，秘密在于每个后轮两侧的塑胶垫，如图所示，塑胶垫的位置比轮子的凸缘高：当购物车推进自动扶梯时，轮子的凸缘会落进扶梯的凹槽（忽略此处摩擦），后轮的塑胶垫就压在自动扶梯的齿面上以获得静摩擦力。当购物车（人车分离）随倾斜自动扶梯一起匀速运动时（ ）