(浙江選考)高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 計(jì)算題題型強(qiáng)化 第1講 必考計(jì)算題19題 力與物體的運(yùn)動(dòng)學(xué)案-

第1

必計(jì)題19

力物的動(dòng)題1力物的線運(yùn)1溫州市十校期末聯(lián))在研究摩擦力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中木塊放在水平長木板上如圖1甲示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從始逐漸增大，分別用力傳感器采集拉力F和木塊所受到的摩擦力F用算機(jī)繪制出摩擦力F隨力F的化圖象乙所示知木塊質(zhì)量m＝0.78，取10m/s.圖1(1)求木塊與長木板間的最大靜擦力F和塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)如圖丙，木塊在與水平方向角斜向右上方的恒定拉作下，以a＝2

的加速度從靜止開始在長木板上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．拉小應(yīng)為多大＝0.6，cos37°＝0.8)(3)木塊在2)問中的恒定拉力F作下，從A點(diǎn)由止開始運(yùn)動(dòng)段時(shí)間后，撤去拉力，木塊繼續(xù)沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，已知間長度xm，求拉力作的最短時(shí)間t.答案(1)4N0.4(2)4.5N(3)s解析(1)由圖可得，最大靜擦力＝4N開始運(yùn)動(dòng)后，由圖知滑動(dòng)摩擦力＝3.12N而＝μFF＝則＝，解得μ＝0.4(2)根據(jù)矢量的合成法則，結(jié)合頓第二定律，水平方向：cos－μF＝ma豎直方向：sin＋－＝0解得：＝4.5(3)要使F作用間最短，則木塊到達(dá)點(diǎn)速度減為零．F作用時(shí)木塊加速度為a撤去后塊加速度大小為a，則有μmg＝ma

解得：＝μg＝4m/s設(shè)撤去F時(shí)木的速度為111v1則＝vt＋＝v＋v2m22m解得：＝4m/sv4t＝s＝2s.2．(2017·寧波市3月擬如為美太空探索公司于2017年1月15日收的一級(jí)火箭在海上平臺(tái)著陸的場景，火箭回收的最后階段幾乎以豎直姿態(tài)豎直下落．若火箭從高空飛來開始呈豎直姿態(tài)下落時(shí)離平臺(tái)高為H＝36.5km，向下的速度v＝100m/s，之豎直自然下墜＝70s后，開反推噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，使火箭減速下(視為減，著陸時(shí)的速度恰好為零．設(shè)火箭質(zhì)量為＝2.0×10反推噴氣損耗的質(zhì)量忽略不)，火箭下落程空氣阻力大小始終為重力的倍g取m/s.求：圖2(1)打開反推噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，火的速度大小v和平臺(tái)的高度h.(2)反推噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的平均推力大?。鸢?1)6609900m(2)6.0×10N解析(1)火自由下墜過程，牛頓第二定律得mg－＝F＝0.2mg解得＝8下墜70s后，火箭的速度＝＋t＝660m/sv＋離平臺(tái)的高度h＝－t＝9900m2v(2)設(shè)平均反推力大小為F，減過程視為勻減速，其加速度大小a＝2由牛頓第二定律得：＋－＝代入數(shù)據(jù)得平均反推力＝6.0×10N.

3年12月20日午∶40分左右，深圳發(fā)生特大泥石流災(zāi)害．經(jīng)初步核查，此次滑坡事故共造成22棟廠被掩埋涉及15家公司．如圖示，假設(shè)有一傾角為的山坡，上面有一質(zhì)量為m的巨塊，其下表面與斜坡平行．從山坡的某處靜止下滑，到水平路面后又滑了一段距離而停止經(jīng)測水平段長為.已石塊和斜坡水路面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，假設(shè)轉(zhuǎn)彎處速率大小不變，重力加速度為，求：圖3(1)石塊到達(dá)斜坡底端時(shí)的速率(2)石塊運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間．2μgx2μgx答案(1)2μgx(2)＋sinθ－cosμg解析(1)設(shè)塊到達(dá)斜坡底端速度大小為v，則在水平路面上運(yùn)動(dòng)過程中，由牛頓第二定律有μmg＝，

＝2得＝2μgx.(2)設(shè)在水平路面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，1據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x＝2得＝

2μgxμg設(shè)在斜坡上運(yùn)動(dòng)加速度為，間為tmgsinθ－μmgcosθ＝ma得＝sinθ－μgcosθ2μgx由＝得t＝gθ－μgcosθ2μgx2μgx則總時(shí)間tt＋＝＋.gsinθ－cosθμg力物體的直線運(yùn)動(dòng)問題往往及物體有兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)過程，在物體不同的運(yùn)動(dòng)階段，物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況都發(fā)生了變化，這類問題稱為牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的多過程問題．2類題考查對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)的掌握和對(duì)動(dòng)力學(xué)綜合問題的處理能力物體受力分析和運(yùn)動(dòng)分析并結(jié)合v－圖分析是解決這類題目的關(guān)鍵．要求能從文字?jǐn)⑹龊蛌t圖中獲取

信息，構(gòu)建相應(yīng)的物理模型，列出相應(yīng)的方程解答．3．注意兩個(gè)過程的連接處，加度可能突變，但速度不會(huì)突變，速度是聯(lián)系前后兩個(gè)階段的橋梁．題2力物的線運(yùn)1(2017·金市期末)如圖4所為某種彈射小球的游戲裝置平上固定一輕質(zhì)彈簧及豎直細(xì)管AB上端B與分之一圓弧細(xì)彎管BC相管的半徑＝0.20m量m＝0.1kg的小球被彈簧彈出后進(jìn)入細(xì)管A，再沿管ABC從端平射出，射出后經(jīng)過時(shí)間t＝0.4s著地，飛行的水平距離＝1.6m，＝10m/s，計(jì)空氣阻力，求：圖4(1)豎直管AB的長度L；(2)小球從C端飛時(shí)的速度大；(3)小球在C端對(duì)壁的壓力．答案(1)0.6m(2)4m/s(3)7N方向豎直向上解析(1)小做平拋運(yùn)動(dòng)：1＋＝gt，2解得：＝0.6m.(2)小球做平拋運(yùn)動(dòng)：＝，解得：＝4m/s.(3)設(shè)小球在C端受到管壁的壓為F，方豎向下，則有vmg＋＝，R解得：＝7N由牛頓第三定律可知，小球?qū)壍赖膲毫ωQ直向上，大小為7N.

2．圖5所示，質(zhì)量kg的車以不變的速率先后過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為60m．定橋面承受的壓力不超過3.0×10N，：取10m/s)圖5(1)汽車允許的最大速度是多少(2)若以1)中所求速率行駛，汽對(duì)橋面的最小壓力是多少？答案(1)103m/s(2)1.0×10N解析如所示，汽車駛至凹面底部時(shí)，合力向上，此時(shí)車對(duì)橋面的壓力最大；汽車駛至凸面的頂部時(shí)，合力向下，此時(shí)車對(duì)橋面的壓力最?。?1)汽車在凹面的底部時(shí)，由牛第三定律可知，橋面對(duì)汽車的支持力N，根據(jù)牛頓第二定律vF－＝r解得＝103m/s.當(dāng)汽車以103m/s的度經(jīng)過形橋頂部時(shí)103m/sgr＝106m/s在凸形橋最高點(diǎn)上不會(huì)脫離橋面，所以最大速度為103m/s.(2)汽車在凸形橋頂部時(shí)，由牛第二定律得vmg－＝解得＝1.0×10N.由牛頓第三定律得，在凸形橋頂部汽車對(duì)橋面的壓力為1.0×10N，即為最小壓力．3．圖甲所，水上飛行器是水上飛行游樂產(chǎn)品，它利用腳上噴水裝置產(chǎn)生的反沖動(dòng)力，讓你可以像海豚一般躍出水面向上騰空接近十米．另外配備有手動(dòng)控制的噴嘴，用于穩(wěn)定空中飛行姿態(tài)．某次表演中表演者在空中表演翻跟斗，如圖乙所示，在飛行至最高點(diǎn)時(shí)，恰好做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)水的噴射方向水平不計(jì)水管與手部控制器的作用．求：

圖6(1)最高點(diǎn)的向心加速度大?。?2)最高點(diǎn)的速度大??；(3)若在最高點(diǎn)表演者突然除去有裝置，且離水面高度為h，則到水面時(shí)，表演者的水平位移等于多少．答案(1)g(2)(3)2hr解析(1)在高點(diǎn)重力提供向力，據(jù)牛頓第二定律有mg＝ma解得＝.(2)在最高點(diǎn)，由牛頓第二定律mvmg＝r解得＝rg.1(3)撤去所有裝置后，表演者做拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t則有h＝2

，＝解得＝2hr4.如7所示一根長m的繩一端固定′點(diǎn)，另一端系一質(zhì)＝1kg的可視為質(zhì)．輕繩拉至水平并小球由位靜釋放，小球運(yùn)動(dòng)到最低時(shí)繩剛好被拉斷O點(diǎn)下方有一點(diǎn)圓心、半徑5的弧狀固定曲面軌道，，：圖7(1)輕繩剛要拉斷時(shí)繩的拉力F的?。?2)小球從O點(diǎn)運(yùn)到曲面的時(shí).答案(1)30N(2)1s解析(1)設(shè)球擺到O點(diǎn)速為，小球由A到的程，由機(jī)械能守恒定律有：1mgL＝mv2

①

在點(diǎn)牛頓第二定律得：v－＝L聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)得：F＝30N(2)繩被拉斷后，小球做平拋運(yùn)，有：＝vt1＝2

②③④⑤

＋＝

⑥聯(lián)立①④⑤⑥并代入數(shù)據(jù)得：t＝1

⑦1.處平(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的基本方法是把運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過研究分運(yùn)動(dòng)達(dá)到研究合運(yùn)動(dòng)的目的．2．決圓周運(yùn)動(dòng)力學(xué)問題要注以下幾點(diǎn)：(1)要進(jìn)行受力分析，明確向心的來源，確定圓心以及半徑．π(2)列出正確的動(dòng)力學(xué)方程F＝＝＝ωv(3)對(duì)于豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)要意“輕桿模型”和“輕繩模型”的臨界條件．專強(qiáng)練(限時(shí)：分鐘1.如1所示，一個(gè)人用與水方向成37°大小為F＝10N的推一個(gè)靜止水平面上質(zhì)量為2kg的體，物體和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，運(yùn)動(dòng)4s后撤推力，37°＝0.8，sin37°＝0.6，10m/s)求：圖1(1)勻加速階段的加速度大?。?2)4s末物的速度大?。?3)物體運(yùn)動(dòng)的總位移大?。鸢?1)0.75m/s(2)3m/s(3)7.8m解析(1)對(duì)物受力分析如圖所示：

物體在水平方向的合力產(chǎn)生加速度，即Fcos37°－＝ma物體在豎直方向上所受合力為零，即F－－Fsin37°滑動(dòng)摩擦力為F＝聯(lián)立解得物體產(chǎn)生的加速度為＝0.75m/s.(2)由速度公式v＝＋at可得＝31(3)由位移公式得x＝at，物體在4內(nèi)位移為＝6，撤去推力后僅有摩擦力提供2加速度，加速度大小為′，則F′＝′＝ma′，由′＝可a′＝＝2.5m/s由＝2a′可x＝1.8m則＝＋＝7.8m.2．(2017·臺(tái)州市9月考如所示一條不可伸長的繩子上端固定，長l＝7.5，質(zhì)量＝5kg的特技小貓從繩子上端先沿繩從靜止開始無摩擦下滑段距離后然握緊繩子，與繩子之間產(chǎn)生F＝150N的摩擦阻力，滑到繩末端時(shí)速度剛好為零．同時(shí)在水平面上有一輛長l＝3m的平板車，其上表面與繩末端等高，車右端離繩端＝5m，平板車能一直以＝2m/s的恒定速度向右運(yùn)動(dòng)g取10m/s.求：圖2(1)特技小貓下滑所用的時(shí)間t讓該小貓滑下后能掉在車上，則車啟動(dòng)后小貓應(yīng)在多長時(shí)間范圍內(nèi)開始下滑質(zhì)點(diǎn))答案(1)1.5s(2)1s≤Δ≤2.5s解析(1)對(duì)貓加速下滑，受分析可知：mg＝，以a＝10m/s對(duì)小貓減速下滑，受力分析可以知道F－mg＝所以＝20小貓下滑的位移為l設(shè)小貓下滑過程中最大速度為v，根據(jù)小貓下滑的運(yùn)動(dòng)程可得：l＝

v2

＋

v2

解得：＝10m/svv所以下滑用的時(shí)間為＝＋＝1.5s.aa(2)設(shè)車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為時(shí)，車頭剛好到繩末端有＝解得：＝2.5小貓開始下滑時(shí)間Δ＝＝1s設(shè)車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t時(shí)，車左端剛好到繩末端，有l(wèi)＋＝解得：＝4s小貓開始下滑時(shí)間Δ＝－t＝2.5s所以小貓下滑的時(shí)間范圍應(yīng)是1≤≤2.5s.3嘉市高二上期末)地球脈動(dòng)2”是BBC作的大型紀(jì)錄片該為了環(huán)保采用熱氣球進(jìn)行拍攝圖3所知?dú)馇蚺撆撐镉捌鞑募叭藛T的總質(zhì)量為900kg，在空中停留一段時(shí)間后由于某種故障，氣球受到的空氣浮力減小，當(dāng)攝影師發(fā)現(xiàn)氣球在豎直下降時(shí)，氣球速度已為2m/s，后4s時(shí)間，氣球勻加速下降了16m，此時(shí)攝影師立即拋掉一些壓艙物球速下降慮氣球由于運(yùn)動(dòng)而受到的空氣阻力m/s)圖3(1)氣球加速下降階段的加速度小是多少？(2)拋掉的壓艙物的質(zhì)量是多少(3)當(dāng)座艙勻速下降到離m時(shí)拋60kg的艙物到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？答案(1)1m/s(2)90kg(3)2m/s1解析(1)由動(dòng)公式＝t2可知＝1(2)設(shè)氣球受到空氣的浮力為F則氣球整體向下勻加速下降時(shí)，由牛頓第二定律可得Mg－＝.設(shè)拋掉質(zhì)量為m的壓艙物，氣球速下降，有：(－＝F解得＝90kg

2.2.(3)設(shè)第一次拋掉壓艙物時(shí)，氣的速度為，據(jù)v＝at可知＝6m/s在沒有再次拋掉壓艙物時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)再次拋掉壓艙物60kg，整體質(zhì)量為′＝750kg設(shè)減速的加速度大小為′：－′＝′′即′＝0.8m/s再由′＝－2′′，解得v′＝2m/s(負(fù)舍)．4如圖4所示水轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的體(可視為質(zhì)點(diǎn))連物體和轉(zhuǎn)軸繩子長為，物體與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是其壓力的μ倍轉(zhuǎn)盤的角速度由零逐漸增大，求：圖4(1)繩子對(duì)物體的拉力為零時(shí)的大角速度；(2)當(dāng)角速度為

3時(shí)，繩子對(duì)物體拉力的大小．答案(1)

μg1(2)μmgr2解析(1)當(dāng)由最大靜摩擦力供向心力時(shí)子力為零且轉(zhuǎn)速達(dá)到最大轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，則＝mr，得＝

μgr(2)當(dāng)＝

3時(shí)>ω所由繩子的拉力最大靜摩擦力共同提供向心力此時(shí)，2＋＝ωr31即＋＝··，得F＝μmg.225．(2016·寧波市模如5所示平平臺(tái)A長m槽寬d＝0.10m槽h＝1.25m現(xiàn)有一小球從平臺(tái)上點(diǎn)平射出已知小球與平臺(tái)間的阻力為其重力的0.1倍空阻力不計(jì)，＝10m/s.：圖5

(1)小球在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)的加速度小；