高考物理二轮复习 专题七 计算题题型强化 第1讲 必考计算题19题 力与物体的运动课件

第1讲必考计算题19题 力与物体的运动专题七计算题题型强化题型2力与物体的曲线运动题型1力与物体的直线运动力与物体的直线运动题型1命题预测1.(2017温州市十校期末联考)在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图1甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，分别用力传感器采集拉力F和木块所受到的摩擦力Ff，并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图象， 如图乙所示.已知木块质量m0.78 kg，g取10 m/s2.(1)求木块与长木板间的最大静摩擦力Ffm和木块与长木板间的动摩擦因数；图1答案答案4 N 0.4123答案解析解析解析由题图可得，最大静摩擦力Ffm4 N开始运动后，由图知滑动摩擦力Ff3.12 N而FfFNFNmg则Ffmg解得0.4123123(2)如图丙，木块在与水平方向成37角斜向右上方的恒定拉力F1作用下，以a2 m/s2的加速度从静止开始在长木板上做匀变速直线运动.拉力F1大小应为多大？(sin 370.6，cos 370.8)答案答案4.5 N答案解析解析解析根据矢量的合成法则，结合牛顿第二定律，水平方向：F1cos FN1ma竖直方向：F1sin FN1mg0解得：F14.5 N123(3)木块在(2)问中的恒定拉力F1作用下，从A点由静止开始运动一段时间后，撤去拉力F1，木块继续沿直线运动到B点，已知AB间长度x6 m，求拉力F1作用的最短时间t0.答案答案2 s答案解析解析解析要使F1作用时间最短，则木块到达B点时速度减为零.F1作用时木块加速度为a，撤去F1后木块加速度大小为a1，则有mgma1解得：a1g4 m/s2设撤去F1时木块的速度为vm解得：vm4 m/s1232.(2017宁波市3月模拟)如图2为美国太空探索公司于2017年1月15日回收的一级火箭在海上平台着陆的场景，火箭回收的最后阶段几乎以竖直姿态竖直下落.若火箭从高空飞来开始呈竖直姿态下落时离平台高为H36.5 km， 向下的速度v0100 m/s，之后竖直自然下坠t70 s后，打开反推喷气发动机， 使火箭减速下降(视为匀减速)， 着陆时的速度恰好为零.设火箭质量为m2.0104 kg(反推喷气损耗的质量忽略不计)，火箭下落过程空气阻力大小始终为重力的0.2倍，g取10 m/s2.求：(1)打开反推喷气发动机时，火箭的速度大小v1和离平台的高度h.模拟训练答案答案660 m/s9 900 m图2123答案解析解析解析火箭自由下坠过程，由牛顿第二定律得mgFfma1Ff0.2mg解得a18 m/s2下坠70 s后，火箭的速度v1v0a1t660 m/s123(2)反推喷气发动机产生的平均反推力大小.答案答案6.0105 N解析解析设平均反推力大小为F，减速过程视为匀减速，其加速度大小a2 22 m/s2由牛顿第二定律得：FFfmgma2代入数据得平均反推力F6.0105 N.123答案解析3.2015年12月20日上午1140分左右，深圳发生特大泥石流灾害.经初步核查，此次滑坡事故共造成22栋厂房被掩埋，涉及15家公司.如图3所示，假设有一倾角为的山坡，上面有一质量为m的巨石块，其上下表面与斜坡平行.从山坡的某处静止下滑，到水平路面后又滑了一段距离而停止，经测量水平段长为x.已知石块和斜坡、水平路面的动摩擦因数均为，假设转弯处速率大小不变，重力加速度为g，求：(1)石块到达斜坡底端时的速率；123答案解析图3解析解析设石块到达斜坡底端时速度大小为v，则在水平路面上运动过程中，由牛顿第二定律有mgma2v22a2x123(2)石块运动的总时间.答案解析123解析解析设在水平路面上运动时间为t2，设在斜坡上运动加速度为a1，时间为t1mgsin mgcos ma1得a1gsin gcos 123规律总结规律总结1.力与物体的直线运动问题往往涉及物体有两个或多个连续的运动过程，在物体不同的运动阶段，物体的运动情况和受力情况都发生了变化，这类问题称为牛顿运动定律中的多过程问题.2.此类问题考查对运动学知识的掌握和对动力学综合问题的处理能力.对物体受力分析和运动分析并结合vt图象分析是解决这类题目的关键.要求能从文字叙述和vt图象中获取信息，构建相应的物理模型，列出相应的方程解答.3.注意两个过程的连接处，加速度可能突变，但速度不会突变，速度是联系前后两个阶段的桥梁.力与物体的曲线运动题型2命题预测1.(2017金华市期末)如图4所示为某种弹射小球的游戏装置， 水平面上固定一轻质弹簧及竖直细管AB，上端B与四分之一圆弧细弯管BC相接，弯管的半径R0.20 m.质量m0.1 kg的小球被弹簧弹出后进入细管A端， 再沿管ABC从C端水平射出， 射出后经过时间t0.4 s着地， 飞行的水平距离x1.6 m，g10 m/s2，不计空气阻力，求：(1)竖直管AB的长度L；图4答案答案0.6 m1234答案解析(2)小球从C端飞出时的速度大小；答案答案4 m/s1234答案解析解析解析小球做平抛运动：xvCt，解得：vC4 m/s.(3)小球在C端对管壁的压力.答案答案7 N，方向竖直向上1234答案解析解析解析设小球在C端受到管壁的压力为FN，方向竖直向下，由牛顿第三定律可知， 小球对轨道的压力竖直向上，大小为7 N.2.如图5所示， 质量m2.0104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面， 两桥面的圆弧半径均为60 m.假定桥面承受的压力不超过3.0105 N，则：(g取10 m/s2)图5(1)汽车允许的最大速度是多少？模拟训练1234答案解析1234解析解析如图所示，汽车驶至凹面的底部时，合力向上，此时车对桥面的压力最大；汽车驶至凸面的顶部时，合力向下，此时车对桥面的压力最小.汽车在凹面的底部时，由牛顿第三定律可知，1234桥面对汽车的支持力FN13.0105 N，根据牛顿第二定律1234(2)若以(1)中所求速率行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？答案答案1.0105 N答案解析解析解析汽车在凸形桥顶部时，由牛顿第二定律得解得FN21.0105 N.由牛顿第三定律得，在凸形桥顶部汽车对桥面的压力为1.0105 N，即为最小压力.3.如图6甲所示，水上飞行器是水上飞行游乐产品，它利用脚上喷水装置产生的反冲动力，让你可以像海豚一般跃出水面向上腾空接近十米.另外配备有手动控制的喷嘴，用于稳定空中飞行姿态.某次表演中表演者在空中表演翻跟斗，如图乙所示，在飞行至最高点时，恰好做半径为r的圆周运动，此时水的喷射方向水平.不计水管与手部控制器的作用.求：(1)最高点的向心加速度大小；图6答案答案g解析解析在最高点重力提供向心力，据牛顿第二定律有mgman解得ang.1234答案解析1234(2)最高点的速度大小；答案解析1234(3)若在最高点表演者突然除去所有装置，且离水面高度为h，则落到水面时，表演者的水平位移等于多少.答案解析解析解析撤去所有装置后，表演者做平抛运动，设运动时间为t，4.如图7所示，一根长为L5 m的轻绳一端固定在O点，另一端系一质量m1 kg的小球(可视为质点).将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放，小球运动到最低点O时轻绳刚好被拉断.O点下方有一以O点为圆心、半径R5 m的圆弧状固定曲面轨道，取g10 m/s2，求：(1)轻绳刚要拉断时绳的拉力F的大小；图7答案答案30 N解析解析设小球摆到O点的速度为v，小球由A到O的过程，由机械能守恒定律有：mgL mv2 在O点由牛顿第二定律得：Fmg 联立并代入数据得：F30 N 1234答案解析(2)小球从O点运动到曲面的时间t.答案答案1 s解析解析绳被拉断后，小球做平抛运动，有：xvty gt2x2y2R2联立并代入数据得：t1 s1234答案解析规律总结规律总结1.处理平抛(或类平抛)运动的基本方法是把运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，通过研究分运动达到研究合运动的目的.2.解决圆周运动力学问题要注意以下几点：(1)要进行受力分析，明确向心力的来源，确定圆心以及半径.(3)对于竖直面内的圆周运动要注意 “轻杆模型” 和 “轻绳模型” 的临界条件.