四川省2019高考物理復(fù)習(xí)全輯主題強(qiáng)化練（1）牛頓運(yùn)動(dòng)定律（B含解析）.docx

牛頓運(yùn)動(dòng)定律(二)李仕才1.(2017鎮(zhèn)海中學(xué)期末)有一種大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”，如圖1，參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動(dòng)機(jī)將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40 m高處，然后由靜止釋放可以認(rèn)為座椅沿軌道做自由落體運(yùn)動(dòng)，2 s后，開始受到恒定阻力而立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，且下落到離地面4 m高處時(shí)速度剛好減小到零然后再讓座椅以相當(dāng)緩慢的速度穩(wěn)穩(wěn)下落，將游客送回地面則：(取g10 m/s2)圖1(1)座椅在勻減速階段的時(shí)間是多少？(2)在勻減速階段，座椅對(duì)游客的作用力大小是游客體重的多少倍？答案(1)1.6 s(2)2.25倍解析(1)設(shè)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度為v，由vgt1，得v20 m/s自由下落的位移hgt1220 m設(shè)座椅勻減速運(yùn)動(dòng)的位移為h，則h(40420)m16 m由ht得，t1.6 s.(2)設(shè)座椅在勻減速階段的加速度大小為a，座椅對(duì)游客的作用力大小為F，由vat得，a12.5 m/s2由牛頓第二定律得Fmgma所以2.25.2(2018嘉興市模擬)滑沙運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑沙板相對(duì)沙地的速度大小會(huì)影響沙地對(duì)滑沙板的動(dòng)摩擦因數(shù)假設(shè)滑沙者的速度超過8 m/s時(shí)，滑沙板與沙地間的動(dòng)摩擦因數(shù)就會(huì)由10.5變成20.25，如圖2，一滑沙者從傾角37的坡頂A處由靜止開始下滑，滑至坡底B(B處為一平滑小圓弧)后又滑上一段水平地面，最后停在C處，簡(jiǎn)化圖如圖1所示已知滑沙板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為30.4，AB坡長(zhǎng)L20.5 m，sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2，不計(jì)空氣阻力，求滑沙者：圖2(1)到B處時(shí)的速度大?。?2)在水平地面上運(yùn)動(dòng)的最大距離；(3)在AB段下滑與在BC段滑動(dòng)的時(shí)間之比答案(1)10 m/s(2)12.5 m(3)95解析(1)滑沙者在斜坡上剛開始速度較小，設(shè)經(jīng)過t1時(shí)間下滑速度達(dá)到8 m/s，根據(jù)牛頓第二定律：ma1mgsin 1mgcos ，解得a12 m/s2所以t14 s下滑的距離為x1a1t1216 m接下來下滑時(shí)的加速度a2gsin 2gcos 4 m/s2所以下滑到B點(diǎn)時(shí)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB2v22a2(Lx1)解得vB10 m/s.(2)滑沙者在水平地面上減速的加速度大小a33g4 m/s2所以能滑行的最遠(yuǎn)距離x212.5 m.(3)根據(jù)以上計(jì)算，速度從8 m/s增加到10 m/s時(shí)所用時(shí)間t20.5 s在AB段滑行的總時(shí)間tt1t24.5 s在BC段減速時(shí)間t2.5 s所用時(shí)間之比. 3(2015浙江10月學(xué)考19)如圖3甲所示，飼養(yǎng)員對(duì)著長(zhǎng)l1.0 m的水平細(xì)長(zhǎng)管的一端吹氣，將位于吹氣端口的質(zhì)量m0.02 kg的注射器射到動(dòng)物身上注射器飛離長(zhǎng)管末端的速度大小v20 m/s，可視為質(zhì)點(diǎn)的注射器在長(zhǎng)管內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，離開長(zhǎng)管后做平拋運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示(g10 m/s2)圖3(1)求注射器在長(zhǎng)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??；(2)求注射器在長(zhǎng)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的合力大小；(3)若動(dòng)物與長(zhǎng)管末端的水平距離x4.0 m，求注射器下降的高度h.答案(1)2.0102 m/s2(2)4 N(3)0.2 m解析(1)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律v202al，得a2.0102 m/s2.(2)由牛頓第二定律Fma得F4 N.(3)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律xvt得t0.2 s，由hgt2得h0.2 m.4(2017嘉興市期末)滑沙是國(guó)內(nèi)新興的一種旅游項(xiàng)目，如圖4甲所示，游客坐在滑沙板上，隨板一起下滑若將該過程簡(jiǎn)化成如圖乙所示模型，物體從斜面上的A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過B點(diǎn)后進(jìn)入水平面(設(shè)經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變)，最后停在C點(diǎn)若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中每隔2 s記錄一次物體的速度，部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄如下表所示，g取10 m/s2.求：圖4t/s0.02.04.012.014.016.0v/(ms1)0.04.08.018.010.02.0(1)物體在斜面AB上的加速度大??；(2)物體與水平沙面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)AB的長(zhǎng)度答案(1)2 m/s2(2)0.4(3)121 m解析(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可得a1 m/s22 m/s2.(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可得減速階段加速度大小為：a2 m/s24 m/s2根據(jù)mgma2解得0.4.(3)設(shè)從A到B所用時(shí)間為t，對(duì)于第12 s有：a1ta2(12t)v代入數(shù)據(jù)可得t11 s到達(dá)B點(diǎn)的速度為vBa1t22 m/sA、B間的距離為xt121 m.5植保無人機(jī)開始運(yùn)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，極大地提高了我國(guó)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化水平現(xiàn)利用植保無人機(jī)對(duì)農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥，如圖5所示，已知某品牌無人機(jī)空載重量為15 kg，標(biāo)準(zhǔn)載藥量7 kg，無人機(jī)滿載藥量后從地面豎直升空，先加速到3 m/s后減速，最后懸停在距地面3 m的高度，若無人機(jī)升空受到的阻力大小恒為14 N，加速、減速階段看成勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且加速度大小相等(g取10 m/s2)圖5(1)求上升過程中無人機(jī)的升力分別為多少？(2)懸停后無人機(jī)水平噴灑農(nóng)藥，經(jīng)2 s勻加速到3 m/s，然后勻速運(yùn)動(dòng)，已知噴灑藥物寬度48 m，則飛行1分鐘噴灑的農(nóng)作物最大面積是多少？答案(1)300 N168 N(2)1 416 m2解析(1)設(shè)加速度大小為a，最大速度為v，2h得a3 m/s2加速上升過程由牛頓第二定律得F1mgFfma解得F1300 N減速上升過程由牛頓第二定律有mgFfF2ma解得F2168 N(2)1分鐘發(fā)生的位移為xvtv(60t)177 m所以最大面積Sxd1 416 m26.(2017浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)哈利法塔是目前世界上最高的建筑，如圖6所示游客乘坐世界最快觀光電梯從地面開始經(jīng)歷加速、勻速、減速的過程恰好到達(dá)觀景臺(tái)只需45秒，運(yùn)行的最大速度為18 m/s.在觀景臺(tái)上可以鳥瞰整個(gè)迪拜全景，可將棕櫚島、帆船酒店等盡收眼底，頗為壯觀一位游客用便攜式拉力傳感器測(cè)得在加速階段質(zhì)量為0.5 kg的物體受到的豎直向上的拉力為5.45 N，若電梯加速、減速過程視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2)圖6(1)求電梯加速階段的加速度大小及加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)若減速階段與加速階段的加速度大小相等，求觀景臺(tái)的高度；(3)若電梯設(shè)計(jì)安裝有輔助牽引系統(tǒng)，電梯出現(xiàn)故障、繩索牽引力突然消失，電梯從觀景臺(tái)處自由下落，為防止電梯落地引發(fā)人員傷亡，電梯啟動(dòng)輔助牽引裝置使其減速，牽引力為重力的3倍，下落過程所有阻力不計(jì)，則電梯自由下落最長(zhǎng)多少時(shí)間必須啟動(dòng)輔助牽引裝置？答案(1)0.9 m/s220 s(2)450 m(3)2 s解析(1)設(shè)加速階段的加速度大小為a，由牛頓第二定律得Fmgma解得a0.9 m/s2由vv0at解得t20 s(2)勻加速階段的位移x1at2180 m勻速階段的位移x2v(