高考物理试题分项解析专题03牛顿运动定律第02期Word下载.docx
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【方法归纳】物体在倾斜传送带上运动,要注意当物体速度小于传送带速度时,滑动摩擦力是动力,大于传送带速度时,滑动摩擦力是阻力。
3.绰号“威龙”的第五代制空战机歼-20具备高隐身性、高机动性能力,为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥,歼-20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大9倍重力加速度。
假设某次垂直飞行测试实验中,歼-20加速达到50m/s后离地,而后开始竖直向上飞行试验。
该飞机在10s内匀加速到3060km/h,匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5km。
假设加速阶段所受阻力恒定,约为重力的0.2。
已知该歼-20质量为20吨,声速为340m/s,忽略战机因油耗等导致质量的变化。
则下列说法正确的是( )
A.本次飞行测试的匀速阶段运行时间为2
6.5s
B.加速阶段系统的推力为1.84×
106N
C.加速阶段时飞行员有晕厥可能
D.飞机在匀速阶段时爬升高度为14.25km
【参考答案】B
二.计算题
1.(10分)(2019天津部分学校期末联考)一小滑块以10m/s的初速度沿倾角为θ=37°
的固定斜面上滑。
已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5,设斜面足够长。
(g=10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0,8)求:
(1)物体上滑的最大位移;
(2)物体回到出发点时的速度。
【名师解析】
(10分):
(1)根据牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma11分
解得a1=gsinθ+μgcosθ1分
代入数据得a1=10
m/s21分
根据速度位移公式v02=2as
1分
解得s=
代入数据得s=5.0m1分
(2)根据牛顿第二定律,下滑的加速度为mgsinθ-μmgcosθ=ma21分
解得a2=gsinθ-μgcosθ1分
代入数据得a2=2m/s21分
根据速度位移公式
解得
代入数据得v
1分
2.(12分)(2019四川绵阳二诊)
如图所示,长L=2.5m、高h=0.2m的长方体物块P静止在光滑的水平地面上,可视为质点的质量m=1kg的小滑块Q在物块P的上表面左端静止,物块P和滑块Q之间的动摩擦因数μ=0.2。
现给滑块Q一个水平向右的瞬时速度vo=4m/s,经时间t=1s,
刚好从物块P的右端飞出,取g=10m/s2,求:
(1)物块P的质量M;
(2)滑块Q第一次着地时,与物块P右端的水平距离。
(2)在滑块Q飞离物块P的瞬间,设物块P的速度为vP,滑块Q的速度为vQ,滑块Q经过时间t´
第一次着地,与物块P右端的水平距离为
,则
(1分)
,
(2分)
3.(9分)如图14所示,一小轿车从高为10m、倾角为37°
的斜坡顶端从静止开始向下行驶,当小轿车到达底端时进入一水平面,在距斜坡底端115m的地方有一池塘,发动机在斜坡上产生的牵引力为2×
103N,在水平地面上调节油门后,发动机产生的牵引力为1.4×
104N,小轿车的质量为2t,小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(sin37°
=0.6,cos37°
=0.8,g取10m/s2)。
求:
图14
(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度;
(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,在水平地面上加速的时间不能超过多少?
(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)
(2)在水平地面上加速时F2-μmg=ma2
代入数据得a2=2m/s2
关闭油门后减速μmg=ma3,
代入数据得a3=5m/s2
设关闭油门时轿车的速度为v2,有
+
=x2
得v2=20m/s,t=
=5s
即在水平地面上加速的时间不能超过5s。
4(15分)(2019广东惠州第三次调研)为拍摄鸟类活动,摄影师用轻绳将质量为m=2.0kg的摄影机跨过树枝,悬挂于离地面H=8.5m高的B点,绳子另一端连着质量M=4kg的沙袋,并将沙袋控制在地面上的A点,某时刻,沙袋突然失控,当沙袋水平滑动到较长的斜坡底端C时,摄影机下落到距地面上方h=5.0m高的D点,斜坡倾角为370,此时细绳与斜面平行,最终摄影机恰好没有撞击地面,已知沙袋与斜面间的动摩擦因数为
=0.175,不计细绳与树枝
间的摩擦,g取10m/s2;
求(不计C处的能量损失,sin370=0.6,cos370=0.8)
(1)从D点开始下落的过程中,摄影机做什么运动?
(2)摄像机在D点时的速度大小;
(3)摄影机下落全过程中,沙袋及摄影机组成的系统克服摩擦阻力所做的功
【命题意图】本题以摄影机下落为情景,考查牛顿运动定律、功能关系及其相关知识点,意在考查建模能力,运动和力的观念,利用功能关系分析解决问题的能力。
5.(2019浙江质检)
(9分)如图所示,是某中学在某次火灾逃生演练现场中,体重为60kg的逃生者从离地面18m高处,利用缓降器材由静止开始匀加速下滑,当速度达到6m/s时,以大小为2.5m/s2加速度减速,到达地面时速度恰好为零。
假设逃生者下降过程中悬空不接触墙面,不计空气阻力(g取10m/s2),求:
(1)减速下滑过程的位移;
(2)减速下滑时逃生者对缓降绳索的拉力大小;
(3)到达地面整个过程的时间。
【参考答案】
(1)7.2m
(2)750N (3)6.0s
6.(9分)(2019浙江质检)如图所示为能垂直起降的遥控无人机,当按上升键后,无人机从地面由静止开始竖直上升,当放开上升键后,无人机立即失去升力,当无人机速度减小到零时,无人机
又自动恢复升力与重力平衡,使无人机悬浮在空中。
某次试飞时,小明按上升键6s,无人机一共飞行7s后悬浮在离地42m高空。
若无人机质量为3kg,无人机加速上升时提供的升力和所受阻力大小均不变。
求:
(1)无人机在飞行过程中的最大速率;
(2)无人机所受阻力Ff的大小;
(3)无人机在上升过程中升力F的大小。
(1)12m/s
(2)6N (3)42N
(1)飞行器飞行时间为t=7s,设其最大速率vm,则
H=
vmt
vm=
=12m
/s
(2)飞行器减速飞行时间为t2=1s,设其减速时加速度大小为a2
vm=a2t2 a2=12m/s2 mg+Ff=ma2
Ff=6N
(3)飞行器加速飞行时间为t1=6s,设其加速时加速度大小为a1
vm=a1t1 a1=2m/s2 F-mg-Ff=ma1
F=42N
7.(2019四川天府大联考)2018年国庆前夕,某市启动“机动车文明礼让斑马线”,交警部门为样板斑马线配上了新型电子警察。
头一个月,查处违规机动车近3000辆次,“逼迫”各位驾驶员学会“文明礼让”。
一辆质量为2.0×
103kg的汽车,以54km/h速度沿迎泽大街的平直道路匀速行驶,距斑马线还有30m远的距离时,发现有行人通过斑马线,经过0.5s的反应时间,汽车制动开始做匀减速运动,恰好在斑马线前停住。
重力加速度g=10m/s2。
(1)不考虑制动过程中汽车的牵引力作用,求汽车制动过程中所受的运动阻力大小;
(2)若汽车正常行驶时所受阻力为车重的0.05倍,要使汽车从静止开始匀加速经10s时间使速度重新达到54km/h,求牵引力的大小。
(2)设汽车从静止开始经10s时
间使速度重新达到54km/h速度的过程中的加速度大小为a2,牵引力大小为F,由牛顿第二定律,
F-f=ma2,f=0.05mg,
由匀变速直线运动规律,v0=
a2t加,t加=10s,
联立解得:
F=4.0×
103N。
【名师点评】机动车文明礼让斑马线是社会文明的标志,高考命题将追踪社会热点,倡导文明社会,提高每个公民的文明素养。
该题“机动车文明礼让斑马线”切入,考查匀变速直线运动规律和牛顿运动定律,可能成为2019高考
命题重点。
8.(2019江苏海安质检)我国交通法规规定:
黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行,车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯,属于交通违章行为.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向以v0=15m/s的速度匀速行驶,甲车在前,乙车在后,当两车快要到十字路口时,甲车司机看到黄灯闪烁,经过3.0秒黄灯提示后将再转为红灯.
(1)若甲车在黄灯开始闪烁时紧急刹车,要使车在黄灯闪烁的时间内停下来,求刹车时甲车到停车线的距离;
(2)若甲车紧急刹车时产生的加速度大小分别为a1=5m/s2,当甲车司机看到黄灯开始闪烁时车头距警戒线L=30m,要避免闯红灯,他的反应时间△t1不能超过多少?
(3)满足第
(2)问的条件下,若乙车司机的反应时间△t2=0.4s,乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车,已知乙车紧急刹车时产生的加速度大小为a2=6m/s2。
为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车刹车前的距离x0至少多大?
【名师解析】.
(1)由L1=
t,代入数据得L1=22.5m。
(2)由v02=2ax,解得刹车距离x=22.5m,
由L-x=v0△t1,解得:
△t1=0.5s
【名师点评】遵守交通规则,是每个公民的素养的体现,也是高考命题的素材之一。
此题以路口不闯红灯为情景,考查匀变速直线运动规律,高考命题还可以变化条件,例如将已知条件刹车加速度改做汽车制动力,第(3)问已知甲、乙两车刹车前的距离x0,求乙车紧急刹车的最小加速度等。
9.(2019浙江协作校联考)如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材,由调速
器、安全带、安全钩、缓降绳索等组成。
发生火灾时,使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上,然后将安全带系在人体腰部,通过缓降绳索等安全着陆。
如图乙所示,是某中学在某次火灾逃生演练现场中,体重为60kg的逃生者从离地面18m高处,利用缓降器材由静止开始匀加速下滑,当速度达到6m/s时,以大小为2.5m/s2加速度减速,到达地面时速度恰好为零。
假设逃生者下降过程中悬空不接触墙面,不计空气阻力(g=10m/s2),求:
(1)减速下滑过程的位移;
(2)减速下滑时逃生者对缓降绳索的拉力大小;
(3)到达地面整个过程的时间.
(3)加速过程时间t2
=3.6s
减速过程时间t1
=2.4s
t总=t1+t2=6.0s
10.(2019四川天府大联考)如图是高层建筑配备的救生缓降器,由调速器、安全带、安全钩、钢丝绳等组成,是供普通家庭和个人使用的自救器材。
发生火灾时,使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上,然后将安全带系在人体腰部,从窗户缓缓降到地面。
在一次消防演练中,演习者被困在公寓的第24层楼的房间内,通过救生缓降器进行自救,开始下滑的位置离地面72m,
要求他离地面高6.lm后,要以1m/s的速度匀速着地。
演习者调节调速器先加速下滑一段时间后再减速下滑,刚好按要求到达地面。
已知演习者的质量为60kg,.加速时加速度最大可达到6
m/s2,减速时加速度最大允许值为5m/s2,g=l0m/s2。
要求演习者以最短时间滑到地面。
忽略空气阻力。
(1)演习者加速下滑通过的距离;
(2)整个过程中,演习者克服钢丝绳拉力所做的功。
【名师解析】.
(1)当演习者以最大加速度加速和减速时,所用时间最短。
设演习者加速下滑过程中加速度为a1,位移为x1,末速度为v1,减速下滑过程中加速度是a2,位移为x2,末速度为v2,开始下滑的位置离地面高度为
H,最后匀速下滑距离为h。
a1=6m/s2,a2=5m/s2,v2=1m/s,H=72m,h=6.1m。
则
,
解得x2=35.9m,x1=30m.