物理七 計(jì)算題題型強(qiáng)化 第1講 必考計(jì)算題19題 力與物體的運(yùn)動

第1講必考計(jì)算題19題 力與物體的運(yùn)動專題七計(jì)算題題型強(qiáng)化題型2力與物體的曲線運(yùn)動題型1力與物體的直線運(yùn)動力與物體的直線運(yùn)動題型1命題預(yù)測1.(2017溫州市十校期末聯(lián)考)在研究摩擦力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，將木塊放在水平長木板上，如圖1甲所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開始逐漸增大，分別用力傳感器采集拉力F和木塊所受到的摩擦力Ff，并用計(jì)算機(jī)繪制出摩擦力Ff隨拉力F的變化圖象， 如圖乙所示.已知木塊質(zhì)量m0.78 kg，g取10 m/s2.(1)求木塊與長木板間的最大靜摩擦力Ffm和木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)；圖1答案答案4 N 0.4123答案解析解析解析由題圖可得，最大靜摩擦力Ffm4 N開始運(yùn)動后，由圖知滑動摩擦力Ff3.12 N而FfFNFNmg則Ffmg解得0.4123123(2)如圖丙，木塊在與水平方向成37角斜向右上方的恒定拉力F1作用下，以a2 m/s2的加速度從靜止開始在長木板上做勻變速直線運(yùn)動.拉力F1大小應(yīng)為多大？(sin 370.6，cos 370.8)答案答案4.5 N答案解析解析解析根據(jù)矢量的合成法則，結(jié)合牛頓第二定律，水平方向：F1cos FN1ma豎直方向：F1sin FN1mg0解得：F14.5 N123(3)木塊在(2)問中的恒定拉力F1作用下，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動一段時(shí)間后，撤去拉力F1，木塊繼續(xù)沿直線運(yùn)動到B點(diǎn)，已知AB間長度x6 m，求拉力F1作用的最短時(shí)間t0.答案答案2 s答案解析解析解析要使F1作用時(shí)間最短，則木塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度減為零.F1作用時(shí)木塊加速度為a，撤去F1后木塊加速度大小為a1，則有mgma1解得：a1g4 m/s2設(shè)撤去F1時(shí)木塊的速度為vm解得：vm4 m/s1232.(2017寧波市3月模擬)如圖2為美國太空探索公司于2017年1月15日回收的一級火箭在海上平臺著陸的場景，火箭回收的最后階段幾乎以豎直姿態(tài)豎直下落.若火箭從高空飛來開始呈豎直姿態(tài)下落時(shí)離平臺高為H36.5 km， 向下的速度v0100 m/s，之后豎直自然下墜t70 s后，打開反推噴氣發(fā)動機(jī)， 使火箭減速下降(視為勻減速)， 著陸時(shí)的速度恰好為零.設(shè)火箭質(zhì)量為m2.0104 kg(反推噴氣損耗的質(zhì)量忽略不計(jì))，火箭下落過程空氣阻力大小始終為重力的0.2倍，g取10 m/s2.求：(1)打開反推噴氣發(fā)動機(jī)時(shí)，火箭的速度大小v1和離平臺的高度h.模擬訓(xùn)練答案答案660 m/s9 900 m圖2123答案解析解析解析火箭自由下墜過程，由牛頓第二定律得mgFfma1Ff0.2mg解得a18 m/s2下墜70 s后，火箭的速度v1v0a1t660 m/s123(2)反推噴氣發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的平均反推力大小.答案答案6.0105 N解析解析設(shè)平均反推力大小為F，減速過程視為勻減速，其加速度大小a2 22 m/s2由牛頓第二定律得：FFfmgma2代入數(shù)據(jù)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，深圳發(fā)生特大泥石流災(zāi)害.經(jīng)初步核查，此次滑坡事故共造成22棟廠房被掩埋，涉及15家公司.如圖3所示，假設(shè)有一傾角為的山坡，上面有一質(zhì)量為m的巨石塊，其上下表面與斜坡平行.從山坡的某處靜止下滑，到水平路面后又滑了一段距離而停止，經(jīng)測量水平段長為x.已知石塊和斜坡、水平路面的動摩擦因數(shù)均為，假設(shè)轉(zhuǎn)彎處速率大小不變，重力加速度為g，求：(1)石塊到達(dá)斜坡底端時(shí)的速率；123答案解析圖3解析解析設(shè)石塊到達(dá)斜坡底端時(shí)速度大小為v，則在水平路面上運(yùn)動過程中，由牛頓第二定律有mgma2v22a2x123(2)石塊運(yùn)動的總時(shí)間.答案解析123解析解析設(shè)在水平路面上運(yùn)動時(shí)間為t2，設(shè)在斜坡上運(yùn)動加速度為a1，時(shí)間為t1mgsin mgcos ma1得a1gsin gcos 123規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.力與物體的直線運(yùn)動問題往往涉及物體有兩個或多個連續(xù)的運(yùn)動過程，在物體不同的運(yùn)動階段，物體的運(yùn)動情況和受力情況都發(fā)生了變化，這類問題稱為牛頓運(yùn)動定律中的多過程問題.2.此類問題考查對運(yùn)動學(xué)知識的掌握和對動力學(xué)綜合問題的處理能力.對物體受力分析和運(yùn)動分析并結(jié)合vt圖象分析是解決這類題目的關(guān)鍵.要求能從文字?jǐn)⑹龊蛌t圖象中獲取信息，構(gòu)建相應(yīng)的物理模型，列出相應(yīng)的方程解答.3.注意兩個過程的連接處，加速度可能突變，但速度不會突變，速度是聯(lián)系前后兩個階段的橋梁.力與物體的曲線運(yùn)動題型2命題預(yù)測1.(2017金華市期末)如圖4所示為某種彈射小球的游戲裝置， 水平面上固定一輕質(zhì)彈簧及豎直細(xì)管AB，上端B與四分之一圓弧細(xì)彎管BC相接，彎管的半徑R0.20 m.質(zhì)量m0.1 kg的小球被彈簧彈出后進(jìn)入細(xì)管A端， 再沿管ABC從C端水平射出， 射出后經(jīng)過時(shí)間t0.4 s著地， 飛行的水平距離x1.6 m，g10 m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：(1)豎直管AB的長度L；圖4答案答案0.6 m1234答案解析(2)小球從C端飛出時(shí)的速度大小；答案答案4 m/s1234答案解析解析解析小球做平拋運(yùn)動：xvCt，解得：vC4 m/s.(3)小球在C端對管壁的壓力.答案答案7 N，方向豎直向上1234答案解析解析解析設(shè)小球在C端受到管壁的壓力為FN，方向豎直向下，由牛頓第三定律可知， 小球?qū)壍赖膲毫ωQ直向上，大小為7 N.2.如圖5所示， 質(zhì)量m2.0104 kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面， 兩橋面的圓弧半徑均為60 m.假定橋面承受的壓力不超過3.0105 N，則：(g取10 m/s2)圖5(1)汽車允許的最大速度是多少？模擬訓(xùn)練1234答案解析1234解析解析如圖所示，汽車駛至凹面的底部時(shí)，合力向上，此時(shí)車對橋面的壓力最大；汽車駛至凸面的頂部時(shí)，合力向下，此時(shí)車對橋面的壓力最小.汽車在凹面的底部時(shí)，由牛頓第三定律可知，1234橋面對汽車的支持力FN13.0105 N，根據(jù)牛頓第二定律1234(2)若以(1)中所求速率行駛，汽車對橋面的最小壓力是多少？答案答案1.0105 N答案解析解析解析汽車在凸形橋頂部時(shí)，由牛頓第二定律得解得FN21.0105 N.由牛頓第三定律得，在凸形橋頂部汽車對橋面的壓力為1.0105 N，即為最小壓力.3.如圖6甲所示，水上飛行器是水上飛行游樂產(chǎn)品，它利用腳上噴水裝置產(chǎn)生的反沖動力，讓你可以像海豚一般躍出水面向上騰空接近十米.另外配備有手動控制的噴嘴，用于穩(wěn)定空中飛行姿態(tài).某次表演中表演者在空中表演翻跟斗，如圖乙所示，在飛行至最高點(diǎn)時(shí)，恰好做半徑為r的圓周運(yùn)動，此時(shí)水的噴射方向水平.不計(jì)水管與手部控制器的作用.求：(1)最高點(diǎn)的向心加速度大小；圖6答案答案g解析解析在最高點(diǎn)重力提供向心力，據(jù)牛頓第二定律有mgman解得ang.1234答案解析1234(2)最高點(diǎn)的速度大?。淮鸢附馕?234(3)若在最高點(diǎn)表演者突然除去所有裝置，且離水面高度為h，則落到水面時(shí)，表演者的水平位移等于多少.答案解析解析解析撤去所有裝置后，表演者做平拋運(yùn)動，設(shè)運(yùn)動時(shí)間為t，4.如圖7所示，一根長為L5 m的輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量m1 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)).將輕繩拉至水平并將小球由位置A靜止釋放，小球運(yùn)動到最低點(diǎn)O時(shí)輕繩剛好被拉斷.O點(diǎn)下方有一以O(shè)點(diǎn)為圓心、半徑R5 m的圓弧狀固定曲面軌道，取g10 m/s2，求：(1)輕繩剛要拉斷時(shí)繩的拉力F的大??；圖7答案答案30 N解析解析設(shè)小球擺到O點(diǎn)的速度為v，小球由A到O的過程，由機(jī)械能守恒定律有：mgL mv2 在O點(diǎn)由牛頓第二定律得：Fmg 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：F30 N 1234答案解析(2)小球從O點(diǎn)運(yùn)動到曲面的時(shí)間t.答案答案1 s解析解析繩被拉斷后，小球做平拋運(yùn)動，有：xvty gt2x2y2R2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：t1 s1234答案解析規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.處理平拋(或類平拋)運(yùn)動的基本方法是把運(yùn)動分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動，通過研究分運(yùn)動達(dá)到研究合運(yùn)動的目的.2.解決圓周運(yùn)動力學(xué)問題要注意以下幾點(diǎn)：(1)要進(jìn)行受力分析，明確向心力的來源，確定圓心以及半徑.(3)對于豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動要注意 “輕桿模型” 和 “輕繩模型” 的臨界條件.