2025新高考物理核心素養(yǎng)測評：牛頓第二定律的綜合應(yīng)用（含答案或解析）

十一牛頓第二定律的綜合應(yīng)用

（40分鐘70分）

【基礎(chǔ)鞏固練】

1.（6分）（2023?深圳模擬）如圖甲所示為一固定在水平面上的斜面體，一物體放在斜面體上，在物

體上施加沿斜面向上的外力R使物體向上運動,并通過計算機描繪了物體的加速度。關(guān)于外力

R的關(guān)系圖像,如圖乙所示。已知圖乙中的橫縱坐標為已知量,重力加速度為g。則可求出的物

理量有（）

A.物體的質(zhì)量

B.斜面體的傾角e

C.物體與斜面體之間的動摩擦因數(shù)

D.物體對斜面體的壓力

2.（6分）（2023?鹽城模擬）如圖所示，兩物塊之間連接一個處于拉伸狀態(tài)的輕彈簧,靜止于水平粗

糙木板上?，F(xiàn)將整體自由下落，可觀察到的現(xiàn)象是（）

K煩工煩】

A.兩物塊相對木板靜止

B.兩物塊相對木板運動且彼此靠近

C.質(zhì)量大的物塊相對木板靜止，質(zhì)量小的物塊靠近質(zhì)量大的物塊

D.質(zhì)量小的物塊相對木板靜止，質(zhì)量大的物塊靠近質(zhì)量小的物塊

3.（6分）（2023?江蘇選擇考）電梯上升過程中,某同學(xué)用智能手機記錄了電梯速度隨時間變化的

關(guān)系，如圖所示。電梯加速上升的時段是（）

A.從20.0s到30.0s

B.從30.0s至!J40.0s

C.從40.0s至1J50.0s

D.從50.0s至1J60.0s

4.（6分）（生活情境）（多選）（2023?重慶模擬）圖為某中學(xué)“水火箭”比賽現(xiàn)場,假設(shè)水火箭從地面以

初速度10m/s豎直向上飛出，在空中只受重力與空氣阻力,水火箭質(zhì)量為1kg,空氣阻力方向始

終與運動方向相反，大小恒為2.5N,g取10m/s?,則下列說法正確的是（）

A.水火箭運動過程中，經(jīng)過同一高度時（除最高點外）,上升時的速率大于其下落時的速率

B.水火箭所能上升的最大高度為一m

C.水火箭從離開地面到再次回到地面的總時間為L6s

D.當水火箭豎直向下運動且位于地面上方1m時，速度大小為3V5m/s

5.（6分）（多選）（2023?佛山模擬）某軟件可以記錄物體的運動過程并描繪出運動圖像。某物塊在

粗糙水平面上做勻減速直線運動直至靜止，如圖是該軟件導(dǎo)出的:圖像，/為時刻,x為07時

間內(nèi)物塊運動的位移。已知時刻前圖像為直線由時刻后圖像為反比例曲線。取重力加速度

為10m/s2。下列說法正確的有（）

A.物塊在4s后某一時刻靜止

B.0時刻，物塊的速度大小為20m/s

C.物塊運動的位移大小為60m

D.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為：

【加固訓(xùn)練】

L如圖甲所示,質(zhì)量為m的物塊在水平力R的作用下可沿豎直墻面滑動，水平力R隨時間/變化

的關(guān)系圖像如圖乙所示，物塊與豎直墻面間的動摩擦因數(shù)為〃，物塊所受的最大靜摩擦力等于滑

動摩擦力，豎直墻面足夠高，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）

A.物塊一直做勻加速直線運動

B.物塊先做加速度減小的加速運動，后做勻速直線運動

C.物塊的最大速度為如

D./=m時,物塊停止下滑

2.（2023?西安模擬）如圖所示,在粗糙的水平路面上，一小車以vo=4m/s的速度向右勻速行駛，與

此同時，在小車后方相距50=40m處有一物體在水平向右的推力F=

20N的作用下，從靜止開始做勻加速直線運動,當物體運動了xi=25m時撤去力。已知物體與地

面之間的動摩擦因數(shù)〃=。2,物體的質(zhì)量m=5kg,重力加速度g取

2

10m/so求:

⑴在推力R作用下，物體運動的加速度m的大小;

（2）物體運動過程中與小車之間的最大距離;

（3）物體剛停止運動時與小車的距離do

【綜合應(yīng)用練】

6.（6分）（2023?蘭州模擬）如圖甲所示，輕質(zhì)彈簧下端固定在水平面上,上端連接物體B,B上疊放

著物體4系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體A上，使A開始向上做勻加

速運動。以系統(tǒng)靜止時的位置為坐標原點，豎直向上為位移x正方向，對物體A施加豎直向上的

拉力，物體A以加速度做勻加速運動，物體3的加速度隨位移變化的a-x圖像如圖乙所示，坐

標上的值為已知量,重力加速度為g。以下說法正確的是（）

也

A

甲

A.在圖乙尸。段中，拉力R恒定不變

B.在圖乙QS段中,3的速度逐漸減小

C.3位移為xi時4、3之間彈力大小為0

D.B位移為及時，彈簧達到原長狀態(tài)

7.（6分）（2024.大慶模擬）如圖所示,四只質(zhì)量都為m的猴子水中撈月，豎直倒掛在樹梢上，從上到

下編號依次為1、2、3、4,四只猴子都處于靜止狀態(tài)。正當4號打算把手伸向水面撈“月亮”

時,2號突然兩手一滑沒抓穩(wěn),3、4號撲通一聲掉進了水里。重力加速度為g,空氣阻力不計，那

么在2號猴子手滑后的一瞬間（）

A.四只猴子的加速度和速度都等于0

B.3號對4號猴子的作用力等于mg

C.1號猴子對樹梢的拉力為4mg

D.1號猴子對2號猴子的作用力大小為管

8.（6分）（2023?常德模擬）如圖所示，一個箱子中放有一物體,已知靜止時物體對下底面的壓力等

于物體的重力，且物體與箱子上底面剛好接觸?，F(xiàn)將箱子以初速度丫。豎直向上拋出，已知箱子

所受空氣阻力與箱子運動的速率成正比，且箱子運動過程中始終保持圖示姿態(tài),則下列說法正

確的是（）

A.上升過程中,物體對箱子的下底面有壓力，且壓力越來越小

B,上升過程中,物體對箱子的上底面有壓力，且壓力越來越大

C.下降過程中，物體對箱子的下底面有壓力,且壓力可能越來越大

D.下降過程中，物體對箱子的上底面有壓力,且壓力可能越來越小

9.（16分）（體育運動情境）兩位輪椅冰壺運動員用水平恒力將冰壺從起點推動5m后，撤去推力,

同時啟動10秒倒計時,冰壺沿直線繼續(xù)滑行40m到達營壘,速度恰好為零，倒計時恰好結(jié)束。

已知冰壺的質(zhì)量為20卜&重力加速度8取10向52。

（1）求冰壺與冰面的動摩擦因數(shù)及水平恒力的大小;

（2）若冰壺與冰面的動摩擦因數(shù)為0.1,且要求啟動10秒倒計時瞬間開始推動冰壺，并重復(fù)完成

上述啟停過程，水平恒力的大小應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

【加固訓(xùn)練】

在科技創(chuàng)新活動中，小華同學(xué)根據(jù)磁鐵同性相斥原理設(shè)計了用機器人操作的磁力運輸車

（如圖甲所示）。小華讓運輸車嘗試在如圖乙所示的路面上運行，其中AB段是動摩擦因數(shù)為

〃=0.2的粗糙斜面，其傾角為。=37。,3。段是光滑水平面,C點左邊鋪上粗糙砂紙。機器人用大小

不變的電磁力R推動質(zhì)量為m=1.5kg的小滑塊從A點由靜止開始做勻加速直線運動。小滑

塊到達B點時機器人撤去電磁力E然后小滑塊滑上水平面BC。（已知:g取10

面52,5沅37。=0.6,的37。=0.8,設(shè)小滑塊經(jīng)過B點前后速率不變）

用速度傳感器測量小滑塊在運動過程的瞬時速度大小并記錄如表:

/(s)00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0

v(m/s)00.40.81.21.51.51.51.51.41.21.0

求：(D小滑塊與砂紙間的動摩擦因數(shù)〃。；

⑵小滑塊在AB斜面上運動的加速度大?。?/p>

（3）機器人對小滑塊作用力F的大小;

（4）小滑塊從A點出發(fā)到停止的總路程（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。

【情境創(chuàng)新練】

10.（6分）翼裝飛行為世界上極危險的極限運動,挑戰(zhàn)者騰空后，張開手腳便能展開翼膜,當空氣

進入一個鰭狀的氣囊時，就會充氣使服裝成翼狀,從而產(chǎn)生浮力，然后通過肢體動作來控制飛行

的高度和方向。某翼裝挑戰(zhàn)者在距海平面一定高度處的直升機上由靜止下落，以刃=9m/s2的加

速度下落一段時間，打開氣囊，再減速下降一段時間后，懸停在天門山附近，準備穿越天門洞，此

運動過程可以近似地看成豎直方向的運動，其v-t圖像如圖乙所示,挑戰(zhàn)者所受空氣阻力恒定,

重力加速度g取10m/s?,下列說法正確的是（）

A.0~n時間內(nèi)挑戰(zhàn)者處于超重狀態(tài)

B.空氣阻力是挑戰(zhàn)者重力的0.5倍

C.0~!ri時間內(nèi)挑戰(zhàn)者下落的高度為1250m

D.減速過程中挑戰(zhàn)者所受空氣浮力是挑戰(zhàn)者重力的2.5倍

【加固訓(xùn)練】

風(fēng)洞是空氣動力學(xué)研究和實驗中廣泛使用的工具，某研究小組設(shè)計了一個總高度Ho=24

m的低速風(fēng)洞，用來研究某物體在豎直方向上的運動特性。如圖所示,風(fēng)洞分成一個高度為

a=16m的無風(fēng)區(qū)和一個受風(fēng)區(qū)，某物體質(zhì)量m=10kg,在無風(fēng)區(qū)中受到空氣的恒定阻力，大小

為20N,在受風(fēng)區(qū)受到空氣對它豎直向上的恒定作用力。某次實驗時該物體從風(fēng)洞頂端由靜止

釋放，且運動到風(fēng)洞底端時速度恰好為0,重力加速度g取10m/s2,求在本次實驗中:

(1)該物體的最大速度的大小;

⑵該物體在受風(fēng)區(qū)受到空氣對它的作用力大小;

(3)該物體第一次從風(fēng)洞底端上升的最大距離。

解析版

1.（6分）（2023?深圳模擬）如圖甲所示為一固定在水平面上的斜面體，一物體放在斜面體上，在物

體上施加沿斜面向上的外力/使物體向上運動,并通過計算機描繪了物體的加速度。關(guān)于外力

尸的關(guān)系圖像，如圖乙所示。已知圖乙中的橫縱坐標為已知量,重力加速度為g。則可求出的物

理量有（）

A.物體的質(zhì)量

B.斜面體的傾角0

C.物體與斜面體之間的動摩擦因數(shù)

D.物體對斜面體的壓力

【解析】選Ao對物體受力分析，由牛頓第二定律得:F-mgsin0-/2mgcos0=ma,整理

得:a=、Fgsina〃gcosa由圖乙得，圖像的斜率仁'=及則物體的質(zhì)量加喙故A正確;圖像的截距

為岳-gsine-〃gcos。,則sin6+〃cos。卷無法求解斜面傾角和動摩擦因數(shù)，故B、C錯誤;由牛頓第

三定律得,物體對斜面體的壓力等于斜面體對物體的支持力，大小為心;^85仇則無法求解物體

對斜面的壓力，故D錯誤。

2.（6分）（2023?鹽城模擬）如圖所示，兩物塊之間連接一個處于拉伸狀態(tài)的輕彈簧,靜止于水平粗

糙木板上?，F(xiàn)將整體自由下落，可觀察到的現(xiàn)象是（）

A.兩物塊相對木板靜止

B.兩物塊相對木板運動且彼此靠近

C.質(zhì)量大的物塊相對木板靜止，質(zhì)量小的物塊靠近質(zhì)量大的物塊

D.質(zhì)量小的物塊相對木板靜止，質(zhì)量大的物塊靠近質(zhì)量小的物塊

【解析】選Bo整體未下落時，兩物塊相對木板靜止，彈力等于摩擦力,整體無初速度釋放后，兩

物塊和木板都處于完全失重狀態(tài)，兩物塊對木板的壓力為零，此時摩擦力消失。在水平方向上,

兩物塊只受到彈簧的拉力,兩物塊相對木板運動且相互靠近。

3.（6分）（2023?江蘇選擇考）電梯上升過程中,某同學(xué)用智能手機記錄了電梯速度隨時間變化的

關(guān)系，如圖所示。電梯加速上升的時段是（）

S

S

A.從20.0s到30.0s

B.從30.0s至！J40.0s

C.從40.0s到50.0s

D.從50.0s至！J60.0s

【解析】選A。因電梯上升，由速度圖像可知，電梯加速上升的時間段為20.0s到30.0s,故A正

確。

4.（6分）（生活情境）（多選）（2023?重慶模擬）圖為某中學(xué)“水火箭”比賽現(xiàn)場,假設(shè)水火箭從地面以

初速度10m/s豎直向上飛出，在空中只受重力與空氣阻力,水火箭質(zhì)量為1kg,空氣阻力方向始

終與運動方向相反，大小恒為2.5N,g取10m/s］則下列說法正確的是（）

A.水火箭運動過程中，經(jīng)過同一高度時（除最高點外）,上升時的速率大于其下落時的速率

B.水火箭所能上升的最大高度為詈m

c.水火箭從離開地面到再次回到地面的總時間為1.6s

D.當水火箭豎直向下運動且位于地面上方1m時，速度大小為3V5m/s

【解析】選A、Do由于空氣阻力在水火箭運動過程中一直做負功，使得機械能減小，則同一高

度處下落時動能較小，故速度較小，故A正確;水火箭向上運動時，空氣阻力向下,加速度

ai=g+5=12.5m/sz,則上升的最大高度為辰=款=4m,故B錯誤;從地面到最高點時間為/=^=0.8

S

水火箭下落時空氣阻力向上，加速度a2=g==7.5iwk,由如=少尸可知下落時間大于上升時間，所

以運動總時間大于1.6s,故C錯誤;水火箭位于地面上方1m,即下落/?=3m時萩=3而

m/s,故D正確。

5.（6分）（多選）（2023?佛山模擬）某軟件可以記錄物體的運動過程并描繪出運動圖像。某物塊在

粗糙水平面上做勻減速直線運動直至靜止，如圖是該軟件導(dǎo)出的:-t圖像，/為時刻,x為07時

間內(nèi)物塊運動的位移。已知m時刻前圖像為直線,/。時刻后圖像為反比例曲線。取重力加速度

為10m/s2。下列說法正確的有（）

A.物塊在4s后某一時刻靜止

B.0時刻，物塊的速度大小為20m/s

C.物塊運動的位移大小為60m

D.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為|

【解析】選B、Do因為m時刻后圖像為反比例曲線，即卜4即x=￡為定值，可知此時物塊靜止,

即從m時刻開始物塊已經(jīng)靜止，根據(jù)坐標（4,7.5）可得物塊的位移為x=30m,選項A、C錯誤;根據(jù)

4四弓。/2,可得"vo—M可得vo=2Om/s,選項B正確;物塊的加速度a=^-=^~m/s2=^m/s?,根據(jù)

2u22x2X303

2.

g=/na,可得〃=g,選項D正確。

【加固訓(xùn)練】

L如圖甲所示,質(zhì)量為m的物塊在水平力F的作用下可沿豎直墻面滑動，水平力R隨時間f變化

的關(guān)系圖像如圖乙所示，物塊與豎直墻面間的動摩擦因數(shù)為〃，物塊所受的最大靜摩擦力等于滑

動摩擦力，豎直墻面足夠高，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）

A.物塊一直做勻加速直線運動

B.物塊先做加速度減小的加速運動，后做勻速直線運動

C.物塊的最大速度為湫

D./=m時,物塊停止下滑

【解析】選c。根據(jù)物塊的受力，由牛頓第二定律有"琢產(chǎn)冽。

由圖像可知4

而廣〃F

解得斫g平

故隨時間的增大，物塊先做加速度逐漸減小的加速運動，后做加速度逐漸增大的減速運動，最后

停止下滑，靜止后物塊的加速度為零，處于平衡狀態(tài);當r=to時，物塊的加速度為零，此時物塊的速

度最大，作出a-t圖像如圖所示

根據(jù)其面積求出最大速度為加=3/0。

2.(2023?西安模擬)如圖所示,在粗糙的水平路面上，一小車以vo=4m/s的速度向右勻速行駛，與

此同時，在小車后方相距50=40m處有一物體在水平向右的推力F=

20N的作用下，從靜止開始做勻加速直線運動,當物體運動了xi=25m時撤去力。已知物體與地

面之間的動摩擦因數(shù)〃=0.2,物體的質(zhì)量m=5kg,重力加速度g取

10m/s2o求：

⑴在推力/作用下，物體運動的加速度?1的大??；

答案:(1)2m/s2

【解析】(1)對物體，根據(jù)牛頓第二定律得

F-/umg=mai

代入數(shù)據(jù)得ai=2m/s2;

(2)物體運動過程中與小車之間的最大距離；

答案:(2)44m

【解析】(2)設(shè)經(jīng)過時間/二者的速度相等廁v0=ait

解得t=2s

二者的最大距離為x=so+vo6ai產(chǎn)=44m;

(3)物體剛停止運動時與小車的距離do

答案：(3)30m

【解析】(3)設(shè)推力作用的時間為九由位移公式得的手諄解得力=杵=尸s=5s

撤去F時,設(shè)物體的速度大小為打,撤去F后，物體運動的加速度大小為。2,經(jīng)過t2時間運動XI

路程后停止,

根據(jù)牛頓第二定律^mg=mai

由速度公式得vi=ait\=a2t2

由位移公式得％2=生

2a2

X車=?0?1+%2）

d=so+x車-（xi+垃）

聯(lián)立解得d=3Qmo

【解題指南】

【綜合應(yīng)用練】

6.（6分）（2023?蘭州模擬）如圖甲所示，輕質(zhì)彈簧下端固定在水平面上,上端連接物體B,B上疊放

著物體4系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體A上，使A開始向上做勻加

速運動。以系統(tǒng)靜止時的位置為坐標原點，豎直向上為位移工正方向，對物體4施加豎直向上的

拉力，物體4以加速度做勻加速運動，物體3的加速度隨位移變化的a-x圖像如圖乙所示，坐

標上的值為已知量,重力加速度為g。以下說法正確的是（）

甲乙

A.在圖乙PQ段中，拉力R恒定不變

B.在圖乙QS段中班的速度逐漸減小

C.3位移為為時隊、3之間彈力大小為0

D.B位移為%2時，彈簧達到原長狀態(tài)

【解題指南】

PQ段,4、8一起做勻加速

直線運動群笑在伸長

Q點X、B剛好要分菽此后/

做勻加速運動，B做加速度氮

小的變加速運動

X2止刀的加速度為0尸產(chǎn)G&此時彈妥

仍比于壓縮我忽

【解析】選c。以43為整體分析,尸。段一起向上做勻加速運動，受彈簧彈力、重力和拉力

E合力恒定，向上運動過程中彈簧彈力減小，所以拉力F增大，故A錯誤;QS段B的加速度在減

小，但方向仍然向上，故其速度仍在增大，故B錯誤;在xi時B的加速度開始減小，而A加速度保

持不變，故此時兩物體剛好分離4、B之間彈力大小為0,故C正確;位移為X2時乃加速度為0,

合力為0,彈簧彈力大小等于B的重力，故彈簧處于壓縮狀態(tài)，故D錯誤。

7.（6分）（2024.大慶模擬）如圖所示,四只質(zhì)量都為m的猴子水中撈月，豎直倒掛在樹梢上，從上到

下編號依次為1、2、3、4,四只猴子都處于靜止狀態(tài)。正當4號打算把手伸向水面撈“月亮”

時,2號突然兩手一滑沒抓穩(wěn),3、4號撲通一聲掉進了水里。重力加速度為g,空氣阻力不計，那

么在2號猴子手滑后的一瞬間（）

A.四只猴子的加速度和速度都等于0

B.3號對4號猴子的作用力等于mg

C.1號猴子對樹梢的拉力為4mg

D.1號猴子對2號猴子的作用力大小為警

【解析】選C。在2號猴子手滑后的一瞬間，四只猴子的速度都等于0,但加速度都不等于0,故

A錯誤;以3、4號猴子為整體，可知整體的加速度為重力加速度g,則4號猴子的加速度也為重

力加速度g,所以3號對4號猴子的作用力等于0,故B錯誤;在2號猴子手滑前，設(shè)樹梢對猴子

的作用力為E對整體有歹=4血3則在2號猴子手滑后的一瞬間」號猴子對樹梢的拉力保持不變,

大小仍為4mg,故C正確;以1、2號猴子為整體，根據(jù)牛頓第二定律可得F-2mg=2ma,解得a=g,

方向向上;以2號猴子為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得解得乃2=2mg,可知1號

猴子對2號猴子的作用力大小為2mg,故D錯誤。

8.（6分）（2023?常德模擬）如圖所示，一個箱子中放有一物體,已知靜止時物體對下底面的壓力等

于物體的重力，且物體與箱子上底面剛好接觸?，F(xiàn)將箱子以初速度丫。豎直向上拋出，已知箱子

所受空氣阻力與箱子運動的速率成正比，且箱子運動過程中始終保持圖示姿態(tài),則下列說法正

確的是（）

A.上升過程中,物體對箱子的下底面有壓力，且壓力越來越小

B.上升過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且壓力越來越大

C.下降過程中，物體對箱子的下底面有壓力,且壓力可能越來越大

D.下降過程中，物體對箱子的上底面有壓力,且壓力可能越來越小

【解析】選C。上升過程中,對箱子和物體整體受力分析，如圖所示

由牛頓第二定律可知Mg+kv=Ma

則f

又整體向上做減速運動,v減小，所以a減小;

因為a>g

所以物體受到箱子上底面向下的彈力FN,

對物體單獨受力分析如圖所示

尸N

mg

由牛頓第二定律可知mg+FN=ma,

貝IjF^=ma-mg

而。減小，則斤減小，所以上升過程中物體對箱子上底面有壓力且壓力越來越小;同理，當箱子和

物體下降時，物體對箱子下底面有壓力且壓力越來越大。

9.（16分）（體育運動情境）兩位輪椅冰壺運動員用水平恒力將冰壺從起點推動5m后，撤去推力,

同時啟動10秒倒計時,冰壺沿直線繼續(xù)滑行40m到達營壘,速度恰好為零，倒計時恰好結(jié)束。

已知冰壺的質(zhì)量為20卜&重力加速度8取10向52。

（1）求冰壺與冰面的動摩擦因數(shù)及水平恒力的大小;

答案:(1)0.08144N

【解析】(1)冰壺在推力口作用下做勻加速運動,設(shè)運動5m后的速度大小為v,

由牛頓第二定律及運動學(xué)公式可知

F-/umg=mai,v2=2aixi

撤掉力F后,冰壺在摩擦力的作用下做勻減速運動,10s時間內(nèi)運動了40m,

由牛頓第二定律及運動學(xué)公式可知戶〃祖g=3?2,X2=l欄

解得〃=0.08產(chǎn)=144N;

(2)若冰壺與冰面的動摩擦因數(shù)為0.1,且要求啟動10秒倒計時瞬間開始推動冰壺，并重復(fù)完成

上述啟停過程，水平恒力的大小應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

答案:(2)200N

【解析】(2)若冰壺與冰面的動摩擦因數(shù)為0」,且要求啟動10秒倒計時瞬間開始推動冰壺，并

重復(fù)完成上述啟停過程，設(shè)撤掉力那一瞬間冰壺的速度為V；根據(jù)牛頓第二定律及運動學(xué)公式

可知

勻加速過程F'-n'mg=ma3

勻減速過程心ng=ma4

所用總時間5+《=10s

祝2,2

所走總路程5+￡=45m

2a32a4

解得F'=200No

【加固訓(xùn)練】

在科技創(chuàng)新活動中，小華同學(xué)根據(jù)磁鐵同性相斥原理設(shè)計了用機器人操作的磁力運輸車

(如圖甲所示)。小華讓運輸車嘗試在如圖乙所示的路面上運行，其中AB段是動摩擦因數(shù)為

〃=。2的粗糙斜面，其傾角為。=37。,3。段是光滑水平面,C點左邊鋪上粗糙砂紙。機器人用大小

不變的電磁力R推動質(zhì)量為m=1.5kg的小滑塊從A點由靜止開始做勻加速直線運動。小滑

塊到達B點時機器人撤去電磁力E然后小滑塊滑上水平面3C。(已知:g取10

m/s2,s%37o=0.6,cos37o=0.8,設(shè)小滑塊經(jīng)過B點前后速率不變)

用速度傳感器測量小滑塊在運動過程的瞬時速度大小并記錄如表:

*s)00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0

v(m/s)00.40.81.21.51.51.51.51.41.21.0

求：(1)小滑塊與砂紙間的動摩擦因數(shù)〃0；

答案:⑴0」

【解析】(1)小滑塊從A到3的過程做勻加速運動,3到C的過程做勻速運動，滑塊經(jīng)過C后做

勻減速運動。滑塊經(jīng)過C后，加速度大小。2=分*m/s2=lm/s2;

Z.U-l.o

根據(jù)牛頓第二定律,有:〃0"2g=加。2；

代入數(shù)據(jù)解得:〃0=0」；

⑵小滑塊在AB斜面上運動的加速度大小；

答案:(2)2m/s2

【解析】(2)滑塊從A到3的過程做勻加速運動，故“尸筆m/s2=2m/s2;

U.4-U.Z

(3)機器人對小滑塊作用力F的大小；

答案:(3)14.4N

【解析】(3)滑塊由A到3過程中，由牛頓第二定律得:吃?gcosa-mgsina=mm

代入數(shù)據(jù)解得田=14.4N;

(4)小滑塊從A點出發(fā)到停止的總路程(結(jié)果保留兩位小數(shù))。

答案：(4)2.81m

【解析】(4)由表格可知：3點的速度為L5m/s。

/AB=—=0.75s

fll

滑塊從A到5的過程:據(jù)=2msi,

解得51=0.5625m

分析表格數(shù)據(jù)可知J=L6s時,速度為L4m/s,減速階段的加速度大小為1m/s2;

貝!|/=1.5s時,速度為1.5m/s;

則滑塊在BC上勻速運動的時間為：

t=1.5s-0.75s=0.75s

52=VBZ=1.125m

滑塊經(jīng)過C后：§3=獸=1.125m

2a2

所以,小滑塊的總路程為：

S=SI+S2+S3=2.8125m-2.81m

【情境創(chuàng)新練】

10.（6分）翼裝飛行為世界上極危險的極限運動,挑戰(zhàn)者騰空后，張開手腳便能展開翼膜,當空氣

進入一個鰭狀的氣囊時，就會充氣使