2019年高考物理 考前沖刺30天 第二講 必考計(jì)算題 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的應(yīng)用學(xué)案（含解析）.docx

《2019年高考物理 考前沖刺30天 第二講 必考計(jì)算題 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的應(yīng)用學(xué)案（含解析）.docx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理 考前沖刺30天 第二講 必考計(jì)算題 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的應(yīng)用學(xué)案（含解析）.docx（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的應(yīng)用命題點(diǎn)一單一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)用例1(2018永昌市調(diào)研)在“爸爸去哪兒”節(jié)目中，爸爸和孩子們進(jìn)行了山坡滑草運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，該山坡可看成傾角37的斜面，一名孩子連同滑草裝置總質(zhì)量m80kg，他從靜止開(kāi)始勻加速下滑，在時(shí)間t5s內(nèi)沿斜面滑下的位移x50m(不計(jì)空氣阻力，取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)問(wèn)：(1)孩子連同滑草裝置在下滑過(guò)程中受到的摩擦力Ff為多大？(2)滑草裝置與草皮之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大？(3)孩子連同滑草裝置滑到坡底后，爸爸需把他連同裝置拉回到坡頂，至少用多大的力才能勻速拉動(dòng)？解析(1)由位移公式xat2沿斜面方向，由牛頓第二定律得：mgsinFfma聯(lián)立并代入數(shù)值后，得Ffm(gsin)160N(2)在垂直斜面方向上，F(xiàn)Nmgcos0又FfFN聯(lián)立并代入數(shù)值后，得0.25(3)沿斜面方向，F(xiàn)mgsinFf0代入數(shù)值后得：F640N.答案(1)160N(2)0.25(3)640N動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題技巧1畫(huà)：一畫(huà)物體受力分析示意圖，二畫(huà)物體運(yùn)動(dòng)示意圖2選：據(jù)題意尋找三個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)已知量，巧選運(yùn)動(dòng)學(xué)公式3橋梁：加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁題組階梯突破1(2019泰州校級(jí)模擬)如圖1所示，質(zhì)量m5kg的物體，在沿斜面向上的恒力F60N的作用下從靜止開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t2s時(shí)速度達(dá)到v4m/s，已知斜面傾角37且斜面足夠長(zhǎng)，取重力加速度g10 m/s2，sin370.6，cos370.8，求：圖1(1)物體運(yùn)動(dòng)的加速度的大??；(2)物體所受的摩擦力大??；(3)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)答案(1)2m/s2(2)20N(3)0.5解析(1)根據(jù)a可得，am/s22 m/s2(2)對(duì)物體受力分析如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律可得：FmgsinFfma，即FfFmgsinma代入數(shù)據(jù)解得Ff20N.(3)因?yàn)镕fFNmgcos，解得0.5.2如圖2所示，質(zhì)量為M的拖拉機(jī)拉著耙來(lái)耙地，由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)前進(jìn)的距離為x.耙地時(shí)，拖拉機(jī)受到的牽引力恒為F，受到地面的阻力為自重的k倍，耙所受阻力恒定，連接桿質(zhì)量不計(jì)且與水平面的夾角保持不變求：圖2(1)拖拉機(jī)的加速度大??；(2)拖拉機(jī)對(duì)連接桿的拉力大小答案(1)(2)FM(kg)解析(1)拖拉機(jī)在時(shí)間t內(nèi)勻加速前進(jìn)x，根據(jù)位移公式xat2解得a(2)拖拉機(jī)受到牽引力、地面支持力、重力、地面阻力和連接桿的拉力FT，根據(jù)牛頓第二定律MaFkMgFTcos聯(lián)立解得FTFM(kg)根據(jù)牛頓第三定律，拖拉機(jī)對(duì)連接桿的拉力大小為FTFTFM(kg)命題點(diǎn)二多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)用例2(2018慈溪市聯(lián)考)如圖3所示，傾角為30的光滑斜面與粗糙的水平面平滑連接現(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放，最終停在水平面上的C點(diǎn)已知A點(diǎn)距水平面的高度h0.8m，B點(diǎn)距C點(diǎn)的距離L2.0m(滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)沒(méi)有能量損失，g取10m/s2)，求：圖3(1)滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度；(2)滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)滑塊從A點(diǎn)釋放后，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1.0s時(shí)速度的大小解析(1)滑塊先在斜面上做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后在水平面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，故滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度最大為vm，設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得mgsin30ma1，v2a1，解得vm4m/s.(2)滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2，由牛頓第二定律得：mgma2，v2a2L，解得0.4.(3)設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，有vma1t1，解得t10.8s，由于tt1，故滑塊已經(jīng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tt10.2s，設(shè)t1.0s時(shí)速度大小為v，有：vvma2(tt1)，解得v3.2m/s.答案(1)4m/s(2)0.4(3)3.2 m/s多運(yùn)動(dòng)過(guò)程的解題策略1任何多過(guò)程的復(fù)雜物理問(wèn)題都是由很多簡(jiǎn)單的小過(guò)程構(gòu)成，有些是承上啟下，上一過(guò)程的結(jié)果是下一過(guò)程的已知，這種情況，一步一步完成即可2有些是樹(shù)枝型，告訴的只是旁支，要求的是主干(或另一旁支)，這就要求仔細(xì)審題，找出各過(guò)程的關(guān)聯(lián)，按順序逐個(gè)分析；對(duì)于每一個(gè)研究過(guò)程，選擇什么規(guī)律，應(yīng)用哪一個(gè)公式要明確3注意兩個(gè)過(guò)程的連接處，加速度可能突變，但速度不會(huì)突變，速度是聯(lián)系前后兩個(gè)階段的橋梁題組階梯突破3一質(zhì)量為m的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上電梯從t0時(shí)刻由靜止開(kāi)始上升，在0到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖4所示試問(wèn)：在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少？(重力加速度g10m/s2)圖4答案18m解析在02s內(nèi)，電梯做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為：a12m/s2上升高度為：h1a1t24m4m2s末速度為：va1t14m/s在中間3s內(nèi)，電梯加速度為0，做勻速運(yùn)動(dòng)，上升高度為：h2vt243m12m最后1s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為：a24m/s2在第6s末恰好停止上升高度為：h3vt341m2m故在這段時(shí)間內(nèi)上升高度為：hh1h2h34m12m2m18m.4質(zhì)量m0.3kg的電動(dòng)玩具車(chē)，在F1.8N的水平向左的牽引力的作用下沿水平面從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)玩具車(chē)在運(yùn)動(dòng)中受到的摩擦力Ff1.5N，在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后第5s末撤去牽引力F，求從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最后停止時(shí)電動(dòng)玩具車(chē)通過(guò)的位移答案15m解析規(guī)定水平向左為正方向，在撤去牽引力F之前，電動(dòng)玩具車(chē)受力如圖甲所示由牛頓第二定律可得FFfma，前5s內(nèi)的位移x1at2t252m12.5m,5s末電動(dòng)玩具車(chē)的速度vatt5m/s5 m/s.撤去牽引力F之后，電動(dòng)玩具車(chē)受力如圖乙所示由牛頓第二定律可得Ffma，設(shè)撤去牽引力F之后的位移為x2，且有02v22ax2，得x2m2.5m.所以，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最后停止時(shí)電動(dòng)玩具車(chē)通過(guò)的位移xx1x2(12.52.5) m15m.(建議時(shí)間：40分鐘)1為了測(cè)量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯的運(yùn)行情況，甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，一質(zhì)量為m50kg的甲同學(xué)站在體重計(jì)上，乙同學(xué)記錄了電梯從一樓到頂層的過(guò)程中體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間的變化情況，并作出了如圖1所示的圖象，已知t0時(shí)，電梯靜止不動(dòng)，從電梯轎廂內(nèi)的樓層按鈕上得知該大樓共19層求：(g取10m/s2)圖1(1)電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度大??；(2)該大樓的層高答案(1)2m/s22 m/s2(2)3m解析(1)電梯啟動(dòng)時(shí)由牛頓第二定律得F1mgma1電梯加速度大小為a1g2m/s2電梯制動(dòng)時(shí)由牛頓第二定律得mgF3ma3電梯加速度大小為a3g2m/s2.(2)電梯勻速運(yùn)動(dòng)的速度為va1t12m/s從圖中讀得電梯勻速上升的時(shí)間為t226s減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t31s所以總位移為xa1tvt2a3t54m層高為h3m.2公路上行駛的兩汽車(chē)之間應(yīng)保持一定的安全距離當(dāng)前車(chē)突然停止時(shí)，后車(chē)司機(jī)可以采取剎車(chē)措施，使汽車(chē)在安全距離內(nèi)停下而不會(huì)與前車(chē)相碰通常情況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車(chē)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1s當(dāng)汽車(chē)在晴天干燥瀝青路面上以108km/h的速度勻速行駛時(shí)，安全距離為120m設(shè)雨天時(shí)汽車(chē)輪胎與瀝青路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為晴天時(shí)的.若要求安全距離仍為120m，求汽車(chē)在雨天安全行駛的最大速度答案20m/s(或72 km/h)解析設(shè)路面干燥時(shí)，汽車(chē)與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0，剎車(chē)時(shí)汽車(chē)的加速度大小為a0，安全距離為s，反應(yīng)時(shí)間為t0，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得0mgma0sv0t0式中，m和v0分別為汽車(chē)的質(zhì)量和剎車(chē)前的速度設(shè)在雨天行駛時(shí)，汽車(chē)與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，依題意有0設(shè)在雨天行駛時(shí)汽車(chē)剎車(chē)的加速度大小為a，安全行駛的最大速度為v，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得mgmasvt0聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得v20m/s(或72 km/h)3如圖2所示，質(zhì)量m0.5kg的物體放在水平面上，在F3.0N的水平恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物體發(fā)生位移x4.0m時(shí)撤去力F，物體在水平面上繼續(xù)滑動(dòng)一段距離后停止運(yùn)動(dòng)已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，g10m/s2.求：圖2(1)物體在力F作用過(guò)程中加速度的大??；(2)撤去力F的瞬間，物體速度的大??；(3)撤去力F后物體繼續(xù)滑動(dòng)的時(shí)間答案(1)2m/s2(2)4 m/s(3)1s解析(1)設(shè)物體受到的滑動(dòng)摩擦力為Ff，物體在力F作用過(guò)程中，加速度為a1，則Ffmg.根據(jù)牛頓第二定律，有FFfma1解得：a12m/s2(2)設(shè)撤去力F時(shí)物體的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有v22a1x解得：v4m/s(3)設(shè)撤去力F后物體的加速度大小為a2，根據(jù)牛頓第二定律，有Ffma2解得：a24m/s2由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式得：ts1s.4如圖3為一條平直公路中的兩段，其中A點(diǎn)左邊的路段為足夠長(zhǎng)的柏油路面，A點(diǎn)右邊的路段為水泥路面已知汽車(chē)輪胎與柏油路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，與水泥路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為2.當(dāng)汽車(chē)以速度v0沿柏油路面行駛時(shí)，若剛過(guò)A點(diǎn)時(shí)緊急剎車(chē)后(車(chē)輪立即停止轉(zhuǎn)動(dòng))，汽車(chē)要滑行一段距離到B處才能停下；若該汽車(chē)以速度2v0在柏油路面上行駛，突然發(fā)現(xiàn)B處有障礙物，需在A點(diǎn)左側(cè)的柏油路面上某處緊急剎車(chē)，若最終汽車(chē)剛好撞不上障礙物，求：(重力加速度為g)圖3(1)水泥路面AB段的長(zhǎng)度；(2)在第二種情況下汽車(chē)運(yùn)動(dòng)了多長(zhǎng)時(shí)間才停下？答案(1)(2)()解析(1)設(shè)汽車(chē)在水泥路面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，2mgma1，v2a1x1，解得：x1.(2)根據(jù)題意，汽車(chē)如果剛好撞不上障礙物B，在A點(diǎn)的速度應(yīng)為v0，設(shè)剎車(chē)后在柏油路面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，則2v0v0a2t1，a21g，解得：t1；設(shè)在水泥路面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則v0a1t2，解得t2，故汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tt1t2().5(2019溫州期末)固定的傾角為37的光滑斜面，長(zhǎng)度為L(zhǎng)1m，斜面頂端放置可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體，質(zhì)量為1kg，如圖4所示，當(dāng)沿斜面向上的恒力F較小時(shí)，物體可以沿斜面下滑，到達(dá)斜面底端時(shí)撤去恒力F，物體在水平地面上滑行的距離為s(忽略物體轉(zhuǎn)彎時(shí)的能量損失)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)不施加外力時(shí)，物體在水平地面上滑行的距離為3m已知g10m/s2，sin370.6，cos370.8，求：圖4(1)物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)F4N時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間答案(1)0.2(2)2s解析(1)當(dāng)F0時(shí)，物體在光滑斜面上下滑的加速度為：a1gsin6m/s2物體下滑的距離為L(zhǎng)，物體下滑到底端時(shí)的速度v滿足：v22a1L可得：vm/s2m/s物體在水平面上在滑動(dòng)摩擦力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a2g.由：0v22a2s2gs得0.2(2)當(dāng)F4N時(shí)，物體在斜面上下滑的加速度為：a1m/s22 m/s2據(jù)La1t得物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t1s1s.物體到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為：va1t121m/s2 m/s物體在水平面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a2a2g2m/s2故物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t2s1s所以物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為：tt1t22s.