物理必修 第一册第四章 运动和力的关系3 牛顿第二定律优秀练习

这是一份物理必修 第一册第四章 运动和力的关系3 牛顿第二定律优秀练习，共19页。试卷主要包含了0分），17cm，s2=1，【答案】C，【答案】D，【答案】B等内容，欢迎下载使用。
 4.3牛顿第二定律同步练习-高中物理（新课标）必修一一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）两颗小雨滴A和B从高空由静止开始下落，下落过程中所受空气阻力与其速率的平方成正比，即，k为常数，已知雨滴A、B质量之比为，且假设下落过程中质量均不变，则雨滴A和B在空中运动的最大速度之比和最大加速度之比分别为   A.    B.    C.  D. 如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g。下列说法正确的是A. 在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为
B. 在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为
C. 剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为
D. 突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时B与A分离。则下列说法中正确的是A. B和A刚分离时，弹簧为原长
B. B和A刚分离时，它们的加速度为g
C. 弹簧的劲度系数等于
D. 在B与A分离之前，它们作匀加速运动
 在天花板下方悬挂了两个小球A，B，其中A与天花板间以细线连接，A与B间以弹簧连接，A，B质量分别为2m、3m，二者相对静止，某一时刻将细线烧断，在细线烧断的瞬间，关于小球A、B的分析正确的是重力加速度取A. 弹簧的弹力大小不变 B. 这一瞬间弹簧的弹力为0
C. 小球A的加速度为0 D. 小球B的加速度为g意大利著名的物理学家伽利略，通过理想斜槽实验，总结出了“力是改变物体运动状态的原因”，1687年牛顿将伽利略的思想推广到所有力作用的场合，提出了牛顿第二定律，找到了力和运动的关系．关于力和运动的关系，下列说法不正确的是A. 静止在光滑水平面上的物体，当受到水平推力作用的瞬间，物体立刻获得加速度
B. 加速度的方向与合外力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同
C. 在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合外力的方向总是一致的
D. 当物体所受合外力变小时，物体的速度也一定变小在卫生大扫除中，某同学用拖把拖地，沿推杆方向对拖把施加推力F，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为，且拖把刚好做匀加速直线运动．从某时刻开始保持力F的大小不变，减小F与水平方向的夹角，则
A. 拖把将做减速运动
B. 拖把继续做加速度比原来要小的匀加速直线运动
C. 拖把继续做加速度比原来要大的匀加速直线运动
D. 地面对拖把的支持力变大，地面对拖把的摩擦力变大一弹簧一端固定在墙上O点，自由伸长到B点，今将一小物体m压着弹簧，将弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面的动摩擦因数恒定，如图所示，试判断下列说法正确的是A. 物体从A到C受到的摩擦力一直向右
B. 物体从A到B的速度越来越小
C. 物体从B到C的速度越来越大
D. 物体从A到B，先加速后减速，从B到C一直做减速运动对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力F，当力刚开始作用的瞬间A. 物体立即获得速度
B. 物体立即获得加速度
C. 物体同时获得速度和加速度
D. 由于物体没有来得及运动，所以速度和加速度都为零若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则A. 物体的动能不可能总是不变的 B. 物体的加速度一定变化
C. 物体的速度方向一定变化 D. 物体所受合外力做的功可能为零电梯以大小为的加速度竖直向上做减速运动，站在电梯中质量为m的人对电梯的压力为A.  B.  C. mg D. 二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）人用力使脚向下蹬地，使自己跳起来在用力蹬地向上运动的过程中，人对地的压力          地对人的支持力，地对人的支持力          人的重力。填“大于”、“小于”、或等于在航天技术中，火箭是把航天器送入太空的运载工具之一．在航天器发射的初始阶段，火箭通过燃烧消耗燃料向后吐着长长的“火舌”，推动着航天器竖直上升．设“火舌”产生的推动力大小保持不变且不计空气阻力．则在这个过程中，航天器的加速度将______，速度将______填“变大”、“不变”或“变小”在太空中测宇航员质量，测量仪器提供拉力、并测出宇航员的______，根据______得出宇航员的质量。物体的加速度a与受到的作用力F成正比，与物体的质量m成反比，写作          ，物体受几个力作用时，牛顿第二定律公式中的F即为          ，公式写作          。某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体．则此电梯的加速度是______若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是______kg 三、实验题（本大题共3小题，共27.0分）在“用DIS实验系统研究当小车m一定时，a与F的关系”实验中，实验小组做了三次实验，得到三条图线，如图所示，发现各次的图线倾斜程度不同，原因是______ ；图线的斜率表示的物理意义是______ 。
  以下是关于“验证牛顿运动定律”的实验。
下列说法中符合实际的是______ 。
A.通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
B.通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
C.通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系
D.先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
如图1所示，在探究牛顿运动定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为、，车中所放砝码的质量分别为、，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为、，则在实验误差允许的范围内，有______ 。
A.当，时，
B.当，时，
C.当，时，
D.当，时，
某同学用如图2所示的实验装置测量木块与木板间的动摩擦因数木板水平放置：
从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条，纸带上A、B、C、D、E这些点的间距如图3中标示，其中每相邻两点间还有3个计时点未画出。打点计时器的电源频率是50Hz，根据测量结果计算：则打C点时纸带的速度大小为______ ；纸带运动的加速度大小为______ 结果均保留3位有效数字。
通过测得木块的加速度为a，还测得钩码和木块的质量分别为m和M，已知当地重力加速度为g，则动摩擦因数 ______ 。
某研究性学习小组用如图1所示的装置探究牛顿第二定律，该小组在实验中确定的研究对象是小车，而且认为细线对小车的拉力等于沙桶和沙的总重力，也是小车所受的合外力。

对该实验，以下说法中正确的是______ 。
A.将打点计时器接在6V电压的干电池组上，先接通电源，再放开小车
B.在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，直到小车在沙桶和沙的拉动下带动纸带做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力
C.调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
D.通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
某同学在做实验时，不慎将已平衡好摩擦力的长木板下面垫的小木片向远离定滑轮端移动一段距离而没有发现，那么描绘出来的图象应是图2中的______ 。
图3所示是某同学在实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的距离，，，，，。则可计算出小车的加速度 ______ 。打点计时器记录D点时，小车的瞬时速度是______ 结果均保留两位有效数字。四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）质量的小球在长为的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，不计阻力，。
若小球通过最高点时的速度，求此时绳中的拉力大小；若小球在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小球的速度大小以及对应的水平射程。






 在游乐场，有一种大型游乐设施跳楼机，如图所示，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，提升到离地最大高度处，然后由静止释放，开始下落过程可认为自由落体运动，然后受到一恒定阻力而做匀减速运动，且下落到离地面高处速度恰好减为零，已知游客和座椅总质量为，下落过程中最大速度为，重力加速度取求：
 游客自由落体的时间和下落的高度游客匀减速下落的时间；恒定阻力的大小．







答案和解析1.【答案】C
 【解析】【分析】
经分析两颗小雨滴A和B从高空由静止开始下落时速度为零，加速度最大；当雨滴加速度为零时，速度最大，据此分析解答即可。
本题主要考查牛顿第二定律的应用。
【解答】
因雨滴下落过程中受空气阻力，且空气阻力与其速率的平方成正比，所以两颗小雨滴A和B从高空由静止开始下落时速度为零，加速度最大，最大加速度均为重力加速度g，则最大加速度之比为  ；对雨滴下落过程中由牛顿第二定律得：，又，可知雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，当雨滴加速度为零时，速度最大，即，最大速度，因为雨滴A、B质量之比为，则雨滴A和B在空中运动的最大速度之比为，故C正确，ABD错误。
故选C。  2.【答案】C
 【解析】【分析】
在轻绳被烧断的瞬间，绳子的拉力为零，弹簧来不及收缩，弹簧的弹力不变，利用整体法和隔离法对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律求解。
本题主要考查了牛顿第二定律、受力分析法等知识点，整体法和隔离法是受力分析的重要方法，在解题时可以先利用整体法求出加速度，然后再根据隔离法求其它力。
【解答】
A.把ABC看成是一个整体进行受力分析，有，在轻绳被烧断的瞬间，AB之间的绳子拉力为零，对A，由牛顿第二定律：，解得：，故A错误；
B.对于C，有，在轻绳被烧断的瞬间，对于B，绳子拉力为零，弹力不变，根据牛顿第二定律：，解得：，故B错误；
C.剪断弹簧的瞬间，对于整体AB，弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律：，解得：，而A的加速度大小，故C正确；
D.突然撤去外力F的瞬间，对A，绳子拉力为零，由牛顿第二定律：，解得：，故D错误。
故选C。  3.【答案】C
 【解析】解：A、B和A刚分离时，B受到重力mg和恒力F，B的加速度为零，A的加速度也为零，说明弹力对A有向上的弹力，与重力平衡，弹簧处于压缩状态。故AB错误。
   C、B和A刚分离时，弹簧的弹力大小为mg，原来静止时弹力大小为2mg，则弹力减小量两物体向上运动的距离为h，则弹簧压缩量减小，由胡克定律得：故C正确。
    D、对于在B与A分离之前，对AB整体为研究对象，重力2mg不变，弹力在减小，合力减小，整体做变加速运动。故D错误。
故选：C。
B和A刚分离时，相互之间恰好没有作用力，则B受到重力mg和恒力F，由已知条件，分析出此时B的加速度为零，A的加速度也为零，说明弹簧对A有向上的弹力，与重力平衡。由胡克定律求出弹簧的劲度系数。对于在B与A分离之前，对AB整体为研究对象，所受合力在变化，加速度在变化，做变加速运动。
本题关键在于分析B和A刚分离时A、B的受力情况，来确定弹簧的状态。
 4.【答案】A
 【解析】【分析】
根据弹簧弹力的突变特点分析细线烧断的瞬间弹簧的弹力是否变化，根据牛顿第二定律求解加速度大小。
本题需要掌握不同模型的弹力突变特点，瞬时加速度问题的分析是一种典型问题，需要掌握下来。
【解答】
细线烧断的瞬间，弹簧的两端仍与两球连接，弹簧长度未变，故弹簧的弹力不会突变，故A正确，B错误；
细线烧断之前，由平衡条件可得弹簧的弹力与B球的重力平衡，即有，细线烧断的瞬间，对A球受力分析，根据牛顿第二定律有：，对B球受力分析，由牛顿第二定律有：，故CD错误。
故选A。  5.【答案】D
 【解析】【试题解析】
【分析】
本题考查了加速度的定义式、牛顿第二定律的内容和表达式以及牛顿第二定律法人瞬时性；解答的关键是根据加速度的定义式知道加速度的方向和速度变化量的方向相同，根据牛顿第二定律知道加速度和合力的关系。
【解答】
A.静止在光滑水平面上的物体，当受到水平推力作用的瞬间，由牛顿第二定律知物体立刻获得加速度，故A正确；
B.由牛顿第二定律知加速度的方向与合外力的方向总是一致的；但与速度的方向可能相同，也可能不同，由加速度定义式知，加速的方向和速度方向无关，与速度变化量方向相同，故B正确；
C.在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合外力的方向总是一致的，故C正确；
D.由牛顿第二定律知加，当物体所受合外力变小时，物体的速度不一定变小，故D错误；
本题选不正确的，故选D。  6.【答案】C
 【解析】【分析】
本题考查物体的受力分析，以及牛顿第二定律，基础题，解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用正交分解进行求解。
对于拖把头受重力、支持力、推力和摩擦力，根据正交分解，运用牛顿第二定律和滑动摩擦力公式列方程分析各个力的变化。
【解答】
设拖把与地面之间的动摩擦因数为，拖把头受到重力、支持力、推力和摩擦力处于平衡，受力示意图如图所示：

将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件得： 竖直方向上：  ，水平方向上：，式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力，按摩擦定律有 
由得：减小F与水平方向的夹角，减小，地面对拖把的支持力变小；变小，由可得地面对拖把的摩擦力变小，
减小F与水平方向的夹角时，减小而增大，根据可知，a增大，所以拖把将做加速度增大的加速运动，故ABD错误，C正确。
故选C。  7.【答案】D
 【解析】解：A、物体竖直方向受到重力与地面的支持力平衡，水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力．从A到B过程中，弹簧的弹力水平向右，摩擦力水平向左，故A错误；
B、由于弹力与形变量成正比，则弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，故物体先加速后减速，速度先增大后减小，故B错误；
C、从B到C过程，摩擦力方向向左，物体一直做减速运动．故C错误；
D、由以上分析可知，物体从A到B，先加速后减速，而从B到C一直做减速运动，故D正确．
故选：D．
分析物体的受力情况来判断其运动情况：物体竖直方向受到重力与地面的支持力平衡，水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力．从A到B过程中，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，则知物体先加速后减速，从B到C过程，摩擦力方向向左，物体一直做减速运动．
本题考查根据物体的受力情况分析其运动情况的能力，关键要抓住弹簧的弹力的可变性分析合力的变化，再根据加速度和速度的关系进行动态分析即可明确物体的运动过程以及受力的变化情况．
 8.【答案】B
 【解析】【分析】物体受重力、支持力与水平拉力F三个力的作用，重力和支持力的合力为零，因此物体所受的合力即水平拉力F，由牛顿第二定律可知，力F作用的同时物体立即获得加速度，但是速度还是零，因为合力F与速度无关，而且速度只能渐变不能突变。
本题考查对牛顿第二定律的认识与理解，明确牛顿第二定律的瞬时性是解题的关键。
【解答】物体受重力、支持力与水平拉力F三个力的作用，重力和支持力的合力为零，因此物体所受的合力即水平拉力F，由牛顿第二定律可知，力F作用的同时物体立即获得加速度，但是速度还是零，因为合力F与速度无关而且速度只能渐变不能突变，B正确．  9.【答案】D
 【解析】【分析】
物体在运动过程中所受到的合外力不为零，根据合力是否做功，分析动能是否变化．根据牛顿第二定律分析加速度和速度是否变化．
本题考查对运动和力关系的理解，采用举例的方法做抽象性的问题是常用方法．
【解答】
AD、物体在运动过程中所受到的合外力不为零，若合力总与速度垂直，合力不做功，由动能定理得知物体的动能不变，比如匀速圆周运动。故A错误，故D正确。
B、物体在运动过程中所受到的合外力不为零，合力可能不变，也可能变，则加速度可能不变，也可能变。故B错误。
C、力是改变物体速度的原因，合力不为零，物体的速度一定改变，但方向不一定改变。故C错误。
故选：D。  10.【答案】B
 【解析】解：由牛顿第二定律知：，所以，故B正确，ACD错误。
故选：B。
电梯减速向上运动，则加速度向下，根据牛顿第二定律可以求人受支持力的大小，再由牛顿第三定律求出人对电梯地板的压力大小。
本题考查牛顿第二定律的应用，关键明确加速度的方向，正确对物体进行受力分析是解决本题的关键。
 11.【答案】等于  大于。
 【解析】【分析】
由牛顿第三定律作用力和反作用力等大反向。
由牛顿第二定律可判定支持力与重力关系。
本题重点是要知道人在蹬地起跳过程具有向上的加速度，正确应用牛顿第二定律可以解答，基础题。
【解答】人用力使脚向下蹬地，使自己跳起来在用力等地向上运动的过程中，人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力，故人对地面的压力等于地面对人的支持力。
由于人用力使脚向下蹬地，使自己跳起来在用力等地向上运动的过程中，人具有向上的加速度，由牛顿第二定律：，解得：，故地对人的支持力大于人的重力。
故答案为：等于  大于。  12.【答案】变大 变大
 【解析】解：
由于推动力F和空气阻力f都不变，随着燃料航天器质量减小，故航天器所受合外力：增大．
由牛顿第二定律可得：

故加速度变大．
由运动学：

可知速度变大．
故答案为：变大；变大
由于推动力和空气阻力都不变，随着燃料燃烧航天器质量减小，由牛顿第二定律可知加速度变化，由运动学可知速度变化．
本题关键是要知道燃料燃烧造成火箭质量减小，其余都是运动学简单应用，基础题．
 13.【答案】加速度  牛顿第二定律
 【解析】解：根据牛顿第二定律得：
测量仪器提供拉力，只需测出宇航员的加速度，由牛顿第二定律可求得宇航员的质量。
故答案为：加速度；牛顿第二定律。
测出宇航员的加速度，再由牛顿第二定律可求得宇航员的质量。
本题考查了牛顿第二定律的应用，只要理解牛顿第二定律即可正确求解质量。
 14.【答案】，合力，
 【解析】【分析】
加速度的大小与合力成正比，与物体的质量成反比，方向与合力的方向相同，与速度方向无关。 
本题考查了对牛顿第二定律的基本理解，知道加速度大小与合力和质量的关系，知道加速度方向与合力方向相同。
【解答】
物体的加速度a与受到的作用力F成正比，与物体的质量m成反比，写作，物体受几个力作用时，牛顿第二定律公式中的F即为合力，公式写作。
故答案为：，合力，。  15.【答案】；48
 【解析】【分析】
电梯和物体具有相同的加速度，对物体分析，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，从而得出电梯的加速度．通过人的最大举力，结合牛顿第二定律得出能举起物体的质量．
解决本题的关键知道物体与电梯具有相同的加速度，抓住最大举力大小，结合牛顿第二定律进行求解．
【解答】
解：某人在地面上最多能举起60kg的物体，知人的最大举力为，
则加速下降的电梯中，根据牛顿第二定律得：
解得：．
若电梯加速上升，根据牛顿第二定律得：
解得：．
故答案为：，48．  16.【答案】小车的质量不等  小车质量的倒数
 【解析】解：根据牛顿第二定律有：

得：
可知图线斜率是质量的倒数，质量不同，图线则斜率不同。
故答案为：小车的质量不等；小车质量的倒数
根据牛顿第二定律列出F与a的关系式，找出图像斜率所代表的物理意义，再分析求解。
解决本题关键是找出F与a的关系式，分析图像斜率的物理意义。
 17.【答案】D  A     
 【解析】解：在“探究加速度与力、质量”的实验操作中，采用了“控制变量法”，即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系，具体操作是：先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系，故ABC错误，D正确。
故选：D；
、当、时，由可知，，由可得：，故A正确，B错误；
CD、当、时，由于车的质量不确定，所以无法确定加速度的关系，也无法确定位移关系，故CD错误；
故选：A。
每相邻两点间还有3个点，所以相邻的计数点间的时间间隔，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得：
；
根据匀变速直线运动的推论公式，
则加速度的大小为：；
对木块、钩码组成的系统，由牛顿第二定律得：
，
解得：。
故答案为：；；；。
该实验中变量比较多，因此在进行探究时，采用“控制变量法”即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系；
小车做初速度为零的匀加速运动，由牛顿第二定律求出加速度、由匀变速运动的位移公式可以分析答题；
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小，根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小；
对木块、钩码进行受力分析，运用牛顿第二定律求出木块与长木板间动摩擦因数。
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，要注意单位的换算；同时本题考查了求动摩擦因数、加速度，正确选择研究对象，应用牛顿第二定律即可求出动摩擦因数。
 18.【答案】CD  B   
 【解析】解：、电磁打点计时器应接在电压为6V以下的交流电源上，先接通电源，再放开小车，故A错误；
B、做该实验需要平衡摩擦力，所以在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，让小车做匀速直线运动，砂桶和砂不能挂在小车上，故B错误；
C、为了让细绳拉力等于小车受到的合力，防止出现竖直方向上的分力，细绳必须和木板平行，故C正确；
D、平衡摩擦力时，有，可以约掉m，所以通过增减小车上的钩码改变小车的质量时，不需要重新调节木板倾斜度，即不需要重新平衡摩擦力，故D正确；
故选：CD
长木板下面垫的小木片向远离定滑轮端移动一段距离，导致木板倾角减小，平衡摩擦力不够，因此只有拉力达到某一值时才能出现加速度，即图象与横轴有交点，故ACD错误，B正确；
相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则相邻点时间间隔为；
根据有：；
匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小，所以有：。
故答案为：；；；  。
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项；
长木板下面垫的小木片向远离定滑轮端移动一段距离，导致木板倾角减小，平衡摩擦力不够；
利用逐差法可以求出加速度的大小；利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小，据此可以求出D点速度大小。
明确实验原理是解决实验问题的关键，在处理实验打出的纸带时，经常要用匀变速直线运动规律以及去推论，因此要加强基本物理规律在实验中的应用。
 19.【答案】解：根据牛顿第二定律，在最低点有：，
代入数据可得：
小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，则绳的拉力大小恰好为T，设此时小球的速度大小为。小球在最低点时由牛顿第二定律有：T
解得：
此后小球做平抛运动，设运动时间为t，则对小球有在竖直方向上：
在水平方向上：
联立可得小球做平抛运动的水平射程为：
答：若小球通过最高点时的速度，此时绳中的拉力大小为8N；
若小球在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小球的速度大小为，对应的水平射程为。
 【解析】根据牛顿第二定律求出绳中的拉力大小。
根据牛顿第二定理求出绳断时球的速度大小。根据牛顿第二定律求出平抛运动的初速度表达式，结合高度求出运动时间的表达式，从而得出水平距离的表达式。
本题考查了圆周运动和平抛运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键。
 20.【答案】解：设下落过程中最大速度为v，自由落体的高度为，
则，，
解得自由落体的时间，
自由落体的高度；
设匀减速的高度为，加速度大小为a，
则，，
下落的总距离，
联立解得，
匀减速下落的时间为；
匀减速过程中：设阻力为f，由牛顿第二定律得，
已知，可得。
答：游客自由落体的时间为2s；下落的高度为20m；
游客匀减速下落的时间为4s；
恒定阻力的大小为22500N。
 【解析】根据下落的最大速度求出自由下落的时间及自由下落的位移； 
根据总位移的关系求出匀减速过程的位移，再利用位移速度关系和速度时间关系求加速度和时间；
根据牛顿第二定律，结合匀减速运动的加速度求出阻力的大小。
解决本题的关键理清游客在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。