浙江省高考物理 能力突破 3.3牛顿运动定律的综合应用.doc

浙江2013年物理高考能力突破：3.3牛顿运动定律的综合应用(40分钟 100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1.(2012大连模拟)如图所示,一个重力g=4 n的物体放在倾角为30的光滑斜面上,斜面放在台秤上,当烧断细线后,物块正在下滑的过程中与稳定时比较,台秤示数( )a.减小2 nb.减小1 nc.增大2 nd.增大1 n2.如图所示是一架直升机悬停在空中在向灾区地面投放装有救灾物资的箱子，设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中，下列说法正确的是( )a.箱内物体对箱子底部始终没有压力b.箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大c.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大d.若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”3.(2012金华模拟)如图所示，用相同材料做成的质量分别为m1、m2的两个物体中间用一轻弹簧连接.在下列四种情况下，相同的拉力f均作用在m1上，使m1、m2做加速运动：拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速运动.拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速运动.拉力平行于倾角为的斜面，m1、m2沿光滑的斜面向上加速运动.拉力平行于倾角为的斜面，m1、m2沿粗糙的斜面向上加速运动.以l1、l2、l3、l4依次表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有( )a.l2l1b.l4l3c.l1l3d.l2=l44.(2012南京模拟)如图所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为，将一质量为m1的小环套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为，则下列说法正确的是( )a.杆对小环的作用力大于m1g+m2gb.m1不变，则m2越大，越小c.，与m1、m2无关d.若杆不光滑，可能大于二、不定项选择题(本题共3小题，每小题7分，共21分，每小题至少一个选项符合题意) 5.(易错题)某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 n，他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧测力计的示数如图所示，电梯运行的v -t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )6.(预测题)在2011年8月19日深圳第26届大运会女子撑杆跳高决赛中，俄罗斯选手基里亚绍娃以4米65的成绩夺得冠军，如图为基里亚绍娃的杆上英姿，若不计空气阻力，则她在这次撑杆跳高中( )a.起跳时杆对她的弹力大于她的重力b.起跳时杆对她的弹力小于她的重力c.起跳以后的下落过程中她处于超重状态d.起跳以后的下落过程中她处于失重状态7.(创新题)原来静止的物体受到外力f的作用，如图所示为力f随时间变化的图线，则与f-t图象对应的v-t图象是( )三、计算题(本大题共3小题，共51分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8.(易错题)(14分)考驾照需要进行路考，路考中有一项是定点停车.路旁可以竖一标志杆，若车以v0的速度匀速行驶，当距标志杆的距离为x时，考官命令考员到标志杆停下，考员立即刹车，车在恒定滑动摩擦力作用下做匀减速运动，已知车(包括车内的人)的质量为m，车与路面间的动摩擦因数为.车视为质点，求车停下时距标志杆的距离x(说明x、v0与x、g的关系). 9.(创新题)(16分)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m=2 kg，动力系统提供的恒定升力f28 n，试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升，设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10 m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞行t18 s时到达高度h64 m，求飞行器所受阻力ff的大小；(2)第二次试飞，飞行器飞行t26 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力，求飞行器能达到的最大高度h；(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.10.(21分)某航空公司客机的机舱，除了正常的舱门和舷梯连接，供旅客上下飞机外，一般还配有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个气囊(由斜面部分ac和水平部分cd构成)，机舱中的人可沿该气囊滑行到地面，如图所示.某机舱离气囊底端的竖直高度ab=3 m,气囊构成的斜面长ac=5 m，ac与地面的夹角为.一个质量为m=60 kg的人从气囊上由静止开始滑下，最后滑到水平部分上的e点静止.已知人与气囊之间的动摩擦因数=0.55,不计空气阻力，g=10 m/s2，求：人从a点开始滑到e点的时间.答案解析1.【解析】选b.本题可用整体法求解,属于超重、失重的定量计算:烧断细线后,物体匀加速下滑,下滑加速度,方向沿斜面向下(如图所示),其中竖直向下的分量为,所以物块g失重,台秤示数减小量为.【总结提升】巧用超重、失重观点解题当物体的加速度不在竖直方向上，而具有向上的分量a上或者具有向下的分量，则物体的视重与实重的关系为：(1)超重时：f视=mg+ma上 ，视重等于实重加上ma上，视重比实重大ma上.(2)失重时：f视=mg-ma下，视重等于实重减去ma下，视重比实重“失去”了.2.【解析】选c.设整体加速度为a，则，当v0时，ag，当v0时，ag，设箱内物体质量为m，受支持力为fn，对箱内物体有mgfnma，当v0时，fn0；v0时，fn=m(ga)0，故选项a、b错误；因箱子下落过程为变加速运动，接近地面时，v最大，故a最小，由fnm(ga)可知物体受到的支持力最大，故选项c正确；若下落距离足够长，当ffm总g时，a0，箱子做匀速运动，此时fnmg，故选项d错误.3.【解析】选d.分析四种情况，分别用整体法和隔离法进行受力分析，运用牛顿第二定律列出相应方程解得四种情况下弹簧中的弹力ft=，由此可知，四种情况下弹簧弹力相等，由胡克定律可知四种情况下弹簧的伸长量相等，选项d正确. 4.【解析】选c.对整体由牛顿第二定律得(m1+m2)gsin(m1+m2)a，设杆对小环的作用力大小为fn，据平衡条件得fn(m1+m2)gcos，故a错误；对小球由牛顿第二定律得m2gsinftsin()m2a，解得，故c正确，b错误；若杆不光滑，分别对整体、小球用牛顿第二定律得，不可能大于，故d错误.5.【解析】选a、d.由题意可知人的重力为490 n，t0t1时间内，视重为440 n,人失重，有向下的加速度,应向上减速或向下加速运动，故b、c错.t1t2时间内，视重为490 n,a=0，匀速运动或静止.t2t3时间内，视重为540 n,人超重，有向上的加速度,应向上加速或向下减速，故a、d均有可能.6.【解析】选a、d.基里亚绍娃在起跳时，她在弹力的作用下向上加速，故此时杆对她的弹力大于她的重力，a正确，起跳以后的下落过程中，她只受重力作用而下落，所以处于失重状态，d正确.【变式备选】(2012泰州模拟)一名学生为了体验超重和失重的感觉,从一楼乘电梯到十五楼,又从十五楼下到一楼,他的感觉是( )a.上楼时先超重,然后正常b.上楼时先失重,然后正常,最后超重c.下楼时先失重,然后正常d.下楼时先失重,然后正常,最后超重【解析】选d.上楼时,电梯先加速运动,然后匀速运动,最后减速运动,人对电梯的压力先大于重力,然后等于重力,最后小于重力,故上楼时先超重,然后正常,最后失重,a、b错误;下楼时,电梯先加速运动,然后匀速运动,最后减速运动,人对电梯的压力先小于重力,然后等于重力,最后大于重力,故下楼时先失重,然后正常,最后超重,c错误,d正确.7.【解析】选b.由f-t图象可知，在0t内物体的加速度，做匀加速直线运动；在t2t内物体的加速度，但方向与a1反向，做匀减速运动，故选项b正确. 8.【解题指南】解答本题应明确以下三点:(1)刹车过程的摩擦力和加速度.(2)刹车距离、加速度、初速度三者的关系. (3)x是代数量，要与刹车距离比较定量的位置关系.【解析】设车的加速度大小为a,由牛顿第二定律知：mg=ma，所以a=g(2分)设车的速度为v时开始刹车，车刚好停在标志杆处,则：v2=2ax，即： (2分)刹车过程中车的位移为： (2分)当时，车停在标志杆处，车距标志杆的距离x=x-x=0(2分)当时，车还没到达标志杆处，车距标志杆的距离 (3分) 当时，车已经驶过标志杆，车距标志杆的距离 (3分)答案：见解析9.【解析】(1)第一次飞行中，飞行器做匀加速直线运动，设加速度为a1，则有 (1分)由牛顿第二定律可得：f-mg-ff=ma1(2分)解得：ff4 n(1分)(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度为v1，上升的高度为h1，则有： (1分)设失去升力后加速度为a2，上升的高度为h2由牛顿第二定律可得：mg+ffma2(2分)v1=a1t2 (1分) (1分)解得：h=h1+h242 m.(1分)(3)设失去升力下降阶段加速度为a3；恢复升力后加速度为a4；恢复升力时速度为v3，则由牛顿第二定律可得：mg-ff=ma3(2分)f+ff-mg=ma4(1分)且(1分)v3=a3t3(1分)解得： s(或2.1 s)(1分)答案：(1)4 n(2)42 m(3) s或2.1 s10.【解析】由几何关系知sin= =0.6所以cos=0.8在ac上对人受力分析如图，设加速度为a1,由牛顿第二定律知mgsin-ff=ma1 (2分)fn-mgcos=0 (2