第22講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

內(nèi)容導(dǎo)航——預(yù)習(xí)三步曲

第一步：學(xué)

析教材學(xué)知識(shí)：教材精講精析、全方位預(yù)習(xí)

練習(xí)題講典例：教材習(xí)題學(xué)解題、快速掌握解題方法

練考點(diǎn)強(qiáng)知識(shí)：2大核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練

第二步：記

串知識(shí)識(shí)框架：思維導(dǎo)圖助力掌握知識(shí)框架、學(xué)習(xí)目標(biāo)復(fù)核內(nèi)容掌握

第三步：測(cè)

過(guò)關(guān)測(cè)穩(wěn)提升：小試牛刀檢測(cè)預(yù)習(xí)效果、查漏補(bǔ)缺快速提升

知識(shí)點(diǎn)1從受力確定運(yùn)動(dòng)情況

如果已知物體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律確定物體的運(yùn)動(dòng)

情況。

洞悉從受力確定運(yùn)動(dòng)情況的一般求解步驟

教材

知識(shí)點(diǎn)2國(guó)從運(yùn)動(dòng)情況確定受力

如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)01運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出物體的加速度，結(jié)合受力分析，再根據(jù)02牛頓第二定

律求出力。

1

洞悉從運(yùn)動(dòng)情況確定受力的一般求解步驟

教材

教材習(xí)題01

運(yùn)動(dòng)員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由

滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠(yuǎn)處

的某個(gè)位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺運(yùn)動(dòng)員的隊(duì)友，

可以用毛刷在冰壺滑行前方來(lái)回摩擦冰面，減小冰面

的動(dòng)摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動(dòng)。解題方法

(1)運(yùn)動(dòng)員以3.4m/s的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面分析兩過(guò)程由牛頓第二定律求出加

的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠(yuǎn)？g速度，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)公式求解距離。

取10m/s2；

(2)若運(yùn)動(dòng)員仍以3.4m/s的速度將冰壺投出，其隊(duì)友

在冰壺自由滑行10m后開(kāi)始在其滑行前方摩擦冰面，

冰壺和冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的90%，冰壺多滑

行了多少距離？

2

【答案】（1）28.9m；（2）2.1m。

教材習(xí)題02

如圖所示，有一位滑雪者，他與裝備的總質(zhì)量為75

kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡

傾角為30°，在5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程為60m，g

解題方法

2

取10m/s。求滑雪者對(duì)雪面的壓力及滑雪者受到的本題屬于已知運(yùn)動(dòng)求解力，先由運(yùn)動(dòng)

阻力（包括摩擦阻力和空氣阻力）。學(xué)公式求解加速度，再對(duì)研究對(duì)象受

力分析，沿加速度方向和垂直加速度

方向分解，沿加速度方向列牛二方

程，垂直加速度方向列平衡方程。

【答案】650N，方向垂直于山坡向下；75N，方向沿山坡向上

教材習(xí)題03解題方法

一輛貨車(chē)運(yùn)載著圓柱形光滑的空油桶。在車(chē)廂底，一首先確定好研究對(duì)象，本題應(yīng)與C桶

層油桶平整排列，相互緊貼并被牢牢固定，上一層只為研究對(duì)象，再對(duì)研究對(duì)象受力分

有一只桶C，自由地?cái)[放在桶A、B之間，沒(méi)有用繩析，由研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)列方程求

索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽車(chē)一起解。

保持靜止，如圖所示。

(1)當(dāng)汽車(chē)向以某一加速度向左加速時(shí)，A對(duì)C和B

對(duì)C的支持力大小，會(huì)增大還是減??？請(qǐng)說(shuō)明理由。

(2)當(dāng)汽車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的加速度增大到一定值時(shí)，桶C就

3

脫離A而運(yùn)動(dòng)到B的右邊，這個(gè)加速度有多大？

3

【答案】(1)A對(duì)C的支持力減小，B對(duì)C的支持力增大，理由見(jiàn)解析；(2)g

3

考點(diǎn)一從受力確定運(yùn)動(dòng)情況

1．為期3天的世界F1模型賽車(chē)校園青少年科技挑戰(zhàn)賽中國(guó)區(qū)總決賽日前在京落幕，來(lái)自北京育才學(xué)校的

Cyclopentan（e環(huán)戊烷）車(chē)隊(duì)獲得冠軍。一輛利用3D打印技術(shù)組裝而成的“F1賽車(chē)”在“賽道”上蓄勢(shì)待發(fā)?！芭尽?/p>

觸發(fā)器一響，質(zhì)量m只有0.05kg的小車(chē)瞬間飛了出去。若這輛賽車(chē)的運(yùn)動(dòng)是從靜止開(kāi)始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

它所受的合外力F為0.60N，求：

(1)“F1賽車(chē)”加速度a的大??；

(2)“F1賽車(chē)”開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后t=2.0s內(nèi)通過(guò)的距離s。

2．民航客機(jī)都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)緊急著陸后，打開(kāi)緊急出口，狹長(zhǎng)的氣囊會(huì)自動(dòng)充氣，

生成一條連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地面，如圖所示。若機(jī)艙口下沿距地面3.6m，氣囊

所構(gòu)成的斜面長(zhǎng)度為8.0m，一個(gè)質(zhì)量為60kg的人沿氣囊滑下時(shí)所受的阻力是240N，取重力加速度

g10m/s2。求：

（1）人滑至氣囊底端所需時(shí)間；

（2）若不考慮在氣囊與地面連接處人員速度大小的變化，人到達(dá)氣囊底端后在水平地面上滑行了0.5m停止，

則人與地面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)多大？

3．在冰壺比賽中，運(yùn)動(dòng)員用F18N的水平恒力推著質(zhì)量為m20kg的冰壺由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后

撤去力，冰壺繼續(xù)沿直線運(yùn)動(dòng)，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止的總位移為36m，冰壺與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

0015，取重力加速度g10m/s2，求：

4

(1)冰壺剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??；

(2)撤去F之前冰壺運(yùn)動(dòng)的位移大??；

(3)冰壺運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

考點(diǎn)二從運(yùn)動(dòng)情況確定受力

4．如圖所示，雪后初晴，孩子們?cè)谒窖┑厣峡鞓?lè)地游戲。雪橇的質(zhì)量m5kg，雪橇與雪地間動(dòng)摩擦因

數(shù)0.2，男孩用水平力F推雪橇，使它從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t4s，雪橇運(yùn)動(dòng)了x8m。

重力加速度g取10m/s2，求：

(1)雪橇加速度的大?。?/p>

(2)水平推力F的大小。

5．如圖所示，一位滑雪運(yùn)動(dòng)員與裝備的總質(zhì)量m70kg，以v02m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，

山坡傾角30，在t5s內(nèi)滑下的位移x60m。g取10m/s2。求：

(1)運(yùn)動(dòng)員下滑的加速度大小a。

(2)運(yùn)動(dòng)員2s末的速度大小v2。

(3)運(yùn)動(dòng)員受到阻力大小f。

6．如圖甲所示，電動(dòng)平衡車(chē)兩只輪子均為主動(dòng)輪。從側(cè)面看可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示的模型。某人站在平

衡車(chē)上從速度v1m/s勻加速到v15m/s所用的時(shí)間為t8s。已知平衡車(chē)質(zhì)量M10kg，人的質(zhì)量

m60kg，人受到的空氣阻力為f10N，忽略平衡車(chē)受到的空氣阻力，g10m/s2，計(jì)算結(jié)果可以保留根

5

號(hào)。求：

(1)加速度a的大小；

(2)踏板對(duì)人的作用力F大??；

(3)地面對(duì)平衡車(chē)摩擦力的大小。

考點(diǎn)三多過(guò)程問(wèn)題

7．質(zhì)量為m2kg的物體靜止在水平面上，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。現(xiàn)對(duì)物體施加如圖所示的力

F，F(xiàn)10N，與水平方向成37夾角。經(jīng)過(guò)t10s后，撤去力F，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，物體停下來(lái)。

（sin37°0.6，cos37°0.8）

求：（1）10s內(nèi)物體加速度a1；

（2）撤去拉力瞬間，物體的速度v；

（3）物體的總位移x。

8．如圖所示，物流公司通過(guò)滑道把貨物直接運(yùn)到卡車(chē)中，傾斜滑軌與水平面成37°角，長(zhǎng)度L16m，水

平滑軌長(zhǎng)度L22.3m，兩滑軌間平滑連接使速度改向而不改變速度大小。若貨物從傾斜滑軌頂端由靜止開(kāi)

始下滑，其與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，貨物可視為質(zhì)點(diǎn)（取sin37°0.6，cos37°0.8，重力加速

度g10m/s2）。

求：

(1)貨物在傾斜滑軌上滑行時(shí)加速度a的大小；

(2)貨物滑到水平滑軌末端時(shí)速度v的大小。

9．在學(xué)?？萍脊?jié)上，物理老師在空曠的操場(chǎng)豎直向上發(fā)射一枚總質(zhì)量為m2kg的火箭模型。如圖所示，

6

在t0時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，為火箭提供了豎直向上、大小恒為F45N的推力，上升到高度h145m時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)

熄火，在達(dá)到最大高度后，火箭打開(kāi)頂部的降落傘，在降落傘作用下向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)的速

度大小為v地9m/s。已知火箭箭體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受到的空氣阻力大小恒為f空5N，方向始終與火箭

運(yùn)動(dòng)方向相反，重力加速度g10m/s2，不考慮火箭發(fā)射過(guò)程中噴出的氣體對(duì)火箭質(zhì)量的影響，火箭在運(yùn)動(dòng)

的過(guò)程中可視為質(zhì)點(diǎn)。

(1)求發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)，火箭的速度大?。?/p>

(2)從發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火開(kāi)始，求火箭上升的最大高度和所經(jīng)歷的時(shí)間；

(3)若把降落傘提供的阻力視為恒定不變，求其大小。

知識(shí)導(dǎo)圖記憶

知識(shí)目標(biāo)復(fù)核

7

1．明確動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題。

2.知道加速度是解決兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題的橋梁。

3.能夠熟練應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

1．如圖所示，在中國(guó)空間站中測(cè)量航天員質(zhì)量。航天員把自己固定在支架的一端，另外一名航天員將支

架拉開(kāi)到指定的位置。松手后，支架產(chǎn)生一個(gè)恒定的拉力F拉著航天員從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到艙壁。測(cè)出航天

員運(yùn)動(dòng)到艙壁時(shí)的速度v和運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t，則航天員的質(zhì)量為（）

FvFt

A．B．

tv

vtF

C．D．

Fvt

2．投出后的冰壺沿水平冰面滑行，運(yùn)動(dòng)員用毛刷在冰壺滑行正前方來(lái)回摩擦冰面，減小冰面的動(dòng)摩擦因

數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動(dòng)，最終停在遠(yuǎn)處的某個(gè)位置。下列說(shuō)法正確的是（）

A．運(yùn)動(dòng)員摩擦冰面可以使冰壺滑行得更遠(yuǎn)

B．運(yùn)動(dòng)員摩擦冰面可以增大冰壺受到的摩擦力

C．運(yùn)動(dòng)員摩擦冰面可以減少冰壺滑行的時(shí)間

D．運(yùn)動(dòng)員摩擦冰面可以使冰壺的速度變化更快

3．2024年11月14日凌晨，神舟十八號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸。當(dāng)返回艙距離地面高度

為2m時(shí)，返回艙的速度為8m/s，此時(shí)返回艙底部的4臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)點(diǎn)火工作，返回艙觸地前的瞬間

速度降至零，從而實(shí)現(xiàn)軟著陸。若該過(guò)程飛船始終豎直向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，返回艙的質(zhì)量變化和受到的空

氣阻力均忽略不計(jì)。返回艙的總質(zhì)量為4103kg，重力加速度g取10m/s2，則平均每臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)提供的

推力大小為（）

8

A．6.6104NB．1.04105NC．2.6104ND．3.65105N

4．如圖，水平地面上有一個(gè)質(zhì)量m1kg的小鐵塊，與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，某時(shí)刻開(kāi)始用一

個(gè)水平向右的拉力F6N，重力加速度g取10m/s2，從靜止開(kāi)始拉動(dòng)小鐵塊，經(jīng)過(guò)4s時(shí)間，拉力大小不變，

方向變成水平向左，再作用3s時(shí)間，此刻小鐵塊的速度是（）

A．12m/s，向左B．4m/s，向左C．8m/s，向左D．4m/s，向右

5．滑沙運(yùn)動(dòng)是一種比較刺激的娛樂(lè)活動(dòng)，深受青少年的喜愛(ài)。圖為滑沙運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化圖，小孩（可視為質(zhì)

點(diǎn)）坐在長(zhǎng)為2m的滑板上端，與滑板一起由靜止從傾角為37的斜面滑下，已知小孩與滑板間的動(dòng)摩擦因

19

數(shù)為0.5，滑板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，小孩的質(zhì)量與滑板的質(zhì)量相等，斜面足夠長(zhǎng)，取重力加速度

32

大小g10m/s2，sin370.6，cos370.8，則以下判斷不正確的是（）

A．小孩在滑板上下滑的加速度大小為2.5m/s2

2

B．小孩剛離開(kāi)滑板時(shí)，滑板下滑的距離是m

3

C．小孩和滑板脫離前滑板的加速度大小為0.5m/s2

26

D．經(jīng)過(guò)s，小孩離開(kāi)滑板

3

6．如圖所示，避險(xiǎn)車(chē)道是避免惡性交通事故的重要車(chē)道，由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施等組成。一輛質(zhì)量為10t

的貨車(chē)（視為質(zhì)點(diǎn)）行駛到一個(gè)長(zhǎng)下坡時(shí)，因剎車(chē)失靈以10m/s的初速度沿坡向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在

加速前進(jìn)了750m后，駕駛員將車(chē)從干道（距離很短，可忽略）駛?cè)胫苿?dòng)坡床，并沖上坡床后停在坡床上。

1

若貨車(chē)在該長(zhǎng)下坡每行駛500m高度下降100m，下坡時(shí)受到的阻力是車(chē)重的，沖上坡床時(shí)受到坡床給

10

1

它的摩擦力是車(chē)重的，制動(dòng)坡床與水平地面的夾角為θ（sinθ=0.3）。取重力加速度大小g=10m/s2，若貨

2

車(chē)從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床時(shí)的速度大小不變，求：

9

（1）貨車(chē)剛駛?cè)胫苿?dòng)坡床時(shí)的速度大小；

（2）貨車(chē)在制動(dòng)坡床上行駛的距離。

7．雪橇是北方冬季常見(jiàn)運(yùn)輸工具，如圖所示小孩和雪橇的總質(zhì)量是34.5kg，雪橇與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)

為0.2，大人用與水平方向成37角，斜向上的大小為F150N的拉力拉雪橇?xí)r，雪橇沿水平面做勻

加速運(yùn)動(dòng)，求：

(1)小孩和雪橇的加速度a的大小；

(2)若大人從靜止開(kāi)始與水平方向成37角，斜向上的大小為150N的拉力作用5s后撤去拉力，小孩勻減速

2

向前滑行，求撤去拉力至減速為零所用時(shí)間tC（已知sin37°0.6，cos37°0.8，g10m/s）

8．在2025年春晚《秧BOT》節(jié)目中，機(jī)器人與舞者進(jìn)行了一場(chǎng)精彩絕倫的表演。假設(shè)舞臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量

為m15kg的機(jī)器人，它在表演過(guò)程中沿著一條直線運(yùn)動(dòng)。在t0時(shí)刻，機(jī)器人的速度為v04m/s，從該

時(shí)刻開(kāi)始，機(jī)器人在外力F作用下開(kāi)始加速，其速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系為v42t（物理量均取國(guó)際單

位制單位），機(jī)器人與舞臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，重力加速度g10m/s2.

(1)求外力F的大??；

(2)求0~2s時(shí)間內(nèi)，機(jī)器人的位移大小。

9．如圖所示．質(zhì)量為m60kg的人站在纜車(chē)上，纜索與水平面成37且始終保持繃直狀態(tài)，某一時(shí)刻

纜車(chē)由靜止沿纜索向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)x4m后速度達(dá)到v4m/s，在此過(guò)程中纜車(chē)地板始終保

持水平，g10m/s2，sin370.6，cos370.8。求該過(guò)程：

(1)纜車(chē)的加速度大??；

(2)人對(duì)纜車(chē)地板的壓力和摩擦力的大小。

10．如圖甲，在推輪胎加速跑比賽中，某參賽者保持兩手臂相互平行，與水平地面間的夾角θ=37°（簡(jiǎn)化

10

模型如圖乙所示）。當(dāng)該參賽者對(duì)輪胎的推力F1=30N時(shí)，輪胎靜止不動(dòng)，推力增大到F2=60N時(shí)，輪胎開(kāi)

始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2s內(nèi)前進(jìn)距離為2m。已知輪胎的質(zhì)量m=5kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。

求輪胎：

(1)靜止時(shí)受到摩擦力大??；

(2)勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程加速度；

(3)與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

11．滑草是一項(xiàng)使用滑草車(chē)沿傾斜草地滑行的運(yùn)動(dòng)，深受青年人喜愛(ài)。圖甲為某滑草運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地，圖乙為其

中一條滑道的示意圖，滑道由傾角37的滑道bc和水平滑道ab、ce組成，其中ab為助跑跑道，通過(guò)一

定的加速可以使人和滑草車(chē)在b點(diǎn)獲得一定的初速度沿bc滑道下滑，其速度范圍為06m/s，水平滑道末

端e點(diǎn)裝有一彈性墻，滑草車(chē)撞擊后獲得一等大反向的速率，d、e兩點(diǎn)之間是滑草車(chē)回收區(qū)。已知lbc25m，

lce10.4m，lde1.2m，滑草車(chē)與各接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，滑草車(chē)經(jīng)過(guò)滑道交接處速度大小不變，

不計(jì)滑草車(chē)的大小，sin370.6，求：

(1)滑草車(chē)下滑過(guò)程中，在bc和ce兩段的加速度大?。?/p>

(2)滑草車(chē)從b點(diǎn)靜止下滑，速度減到零經(jīng)過(guò)的時(shí)間；

(3)要求滑草車(chē)最終能停在回收區(qū)，對(duì)初速度vb大小有什么要求。

12．水上滑梯可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，斜槽AB和水平槽BC平滑連接，斜槽AB的豎直高度H6.0m，

傾角37。水平槽BC長(zhǎng)d2.0m，人與AB、BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10。取重力加速度g10m/s2，

cos37°0.8，sin37°0.6。一質(zhì)量為20kg小朋友（可視為質(zhì)點(diǎn)）從滑梯頂端A點(diǎn)無(wú)初速地自由滑下。

11

(1)畫(huà)出小朋友沿斜槽AB下滑時(shí)的受力示意圖并求出所受摩擦力Ff；

(2)求小朋友沿斜槽AB下滑時(shí)的加速度大小a；

v

(3)求小朋友達(dá)到C點(diǎn)速度大小C。

13．假期時(shí)，小明的爸爸駕駛房車(chē)帶領(lǐng)全家游覽祖國(guó)美麗的景色如甲圖所示。房車(chē)廚房?jī)?nèi)