20 动力学两类基本问题(一)
[方法点拨] (1)做好受力分析,分析出物体受到的各个力,判断合力的方向,表示出合力与各力的关系;(2)做好运动过程分析,分析物体的运动性质,判断加速度的方向,并表示出加速度与运动各量的关系;(3)求解加速度是解决问题的关键;(4)力的处理方法一般用合成法或正交分解法.
1.(2024·启东中学月考)如图1所示,一倾角θ=37°的足够长斜面固定在水平地面上.当t=0时,滑块以初速度v0=10 m/s沿斜面向上运动.已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,g=10 m/s,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列说法正确的是( )
2
图1
A.滑块一直做匀变速直线运动
B.t=1 s时,滑块速度减为零,然后静止在斜面上 C.t=2 s时,滑块恰好又回到出发点 D.t=3 s时,滑块的速度大小为4 m/s
2.一飞行器在地面附近做飞行试验,从地面起飞时沿与水平方向成30°角的直线斜向右上方匀加速飞行,此时发动机提供的动力方向与水平方向夹角为60°.若飞行器所受空气阻力不计,重力加速度为g.则可判断( )
A.飞行器的加速度大小为g B.飞行器的加速度大小为2g
12C.起飞后t时间内飞行器上升的高度为gt
2D.起飞后t时间内飞行器上升的高度为gt
3.设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的最大横截面积S成正比,与下落速度v的二432
次方成正比,即f=kSv,其中k为比例常数,且雨点最终都做匀速运动.已知球的体积公式为V=πr(r
3为半径).若两个雨点的半径之比为1∶2,则这两个雨点的落地速度之比为( ) A.1∶2 C.1∶4
B.1∶2 D.1∶8
2
4.(2024·南京市三校联考)“娱乐风洞”是一种惊险的娱乐项目.在竖直的圆筒内,从底部竖直向上的风可把游客“吹”起来,让人体验太空飘浮的感觉(如图2甲).假设风洞内各位置的风速均相同且保持不变,已知人体所受风力的大小与正对风的面积成正比,水平横躺时受风面积最大,站立时受风面积最小,11
为最大值的;当人体与竖直方向成一倾角、受风面积是最大值的时,人恰好可静止或匀速漂移.如图乙
82所示,在某次表演中,质量为m的表演者保持站立身姿从距底部高为H的A点由静止开始下落;经过B点时,立即调整身姿为水平横躺并保持;到达底部的C点时速度恰好减为零.则在从A到C的过程中,下列
1
说法正确的是( )
图2
3
A.表演者加速度的最大值是g
43
B.B点距底部的高度是H
5
1
C.从A到B表演者克服风力做的功是从B到C克服风力做功的
6D.若保持水平横躺,表演者从C返回到A时风力的瞬时功率为2mgH
5.(2024· 如东县质量检测)冰壶运动是在水平冰面上进行的体育项目,运动场地示意图如图3所示.在第一次训练中,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线上的A处放手,让冰壶以一定的速度沿虚线滑出,冰壶沿虚线路径运动了s=28.9 m,停在圆垒内的虚线上.已知冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ=0.02,重力加速度大小为g=10 m/s.
(1)运动员在投掷线A处放手时,冰壶的速度是多大?
(2)在第二次训练中,该运动员在投掷线A处放手让冰壶以同样的速度滑出,同时,多名擦冰员用毛刷不断地擦冰壶运行前方的冰面,冰壶沿虚线路径比第一次多走了s′=5.1 m停下.假设用毛刷擦冰面后,被擦冰面各处粗糙程度相同,求冰壶与被擦冰面间的动摩擦因数.
2
23
图3
6.从地球极地处竖直向上发射一科研火箭,由火箭内部的压力传感器传来的信息表明:火箭发射的最初10 s内火箭里所有物体对支持面的压力是火箭发射前的1.8倍,此后火箭无推动力飞行.而在火箭从最高点落回到地面的过程中,火箭里所有物体对支持面的压力为0.认为火箭受到的地球引力不变化,求从火箭发射到落回地面所用的时间是多少?
2
3
答案精析 1.D
2.A [飞行器受力如图所示:由几何关系可知,飞行器的加速度大小为a=g,A项正确,B项错误;起121212
飞后t时间内飞行器的位移x=at=gt,所以飞行器上升的高度h=xsin 30°=gt,C、D项错误.]
224
42232
3.A [当雨点做匀速直线运动时,重力与阻力相等,即f=mg,故k·πr·v= mg=ρ·πr,即v
3=
4ρr
,由于半径之比为1∶2,则落地速度之比为1∶2,选项A正确.] 3k
4.C
5.(1)3.4 m/s (2)0.017
解析 (1)第一次训练中,设冰壶离手时的速度为v0,加速度为a,以冰壶运动方向为正方向,根据匀变速直线运动公式有:0-v0=2as
设冰壶质量为m,冰壶沿水平方向只受摩擦力作用,根据牛顿第二定律:-μmg=ma 联立解得:v0=2μgs 代入数据求得:v0=3.4 m/s
(2)设冰壶与被擦后的冰面之间的动摩擦因数为μ′,同理可得: v0=2μ′g?s+s′? s
联立解得:μ′=μ
s+s′代入数据求得:μ′=0.017 6.30 s
解析 火箭发射时,火箭上所有物体对支持面的压力是火箭发射前的1.8倍,F=1.8mg,根据牛顿第二定律,有:
F-mg=ma,解得:a=0.8g
12
根据位移时间关系公式,有:x1=at
2末速度为:v1=at
12
发动机关闭后做竖直上抛运动,以向上为正方向,有:x2=v1t1-gt1
2由于最后回到出发点,故:x1=-x2
4
2
联立各式解得:t1=20 s (负值舍去) 故火箭运动的总时间为:t总=t+t1=30 s
5
高考物理一轮复习第三章专题动力学两类基本问题一备考精炼
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