专题3-13+与力的分解相关的牛顿运动定律问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

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专题3-13+与力的分解相关的牛顿运动定律问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

‎100考点最新模拟题千题精练3-13‎ 一.选择题 ‎1.(2018洛阳一模)如图所示,某科研单位设计了一空间飞行器,飞行器从地面起飞时,发动机提供的动力方向与水平方向夹角α=60°,使飞行器恰恰与水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方匀加速飞行,经时间t后,将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小,使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行,飞行器所受空气阻力不计,下列说法中正确的是(  )‎ A.加速时动力的大小等于mg B.加速时加速度的大小为g C.减速时动力的大小等于mg D.减速飞行时间t后速度为零 ‎【参考答案】BC ‎【命题意图】本题考查力的合成、牛顿运动定律及其相关的知识点。‎ ‎ 图1 图2‎ ‎2.(2018石家庄一模)如图所示,AB为竖直平面内某圆周的竖直直径,CD 为过O点且与AB成60°夹角的固定光滑细直杆,两细直杆上各套有一个小球,小球可视为质点。两小球分别从C点由静止释放,小球从C点运动到D点所用的时间为t1,另一小球从C点运动到B点所用的时间为t2,则t1∶t2等于 A.1∶1‎ B.2∶1‎ C.∶1‎ D.∶2‎ ‎【参考答案】.C ‎【命题意图】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律及其相关的知识点。‎ ‎【易错警示】解答此题常见错误主要有:一是把该题的情景误认为是等时圆模型,导致错选A;二是不能正确运用相关数学知识得出CB光滑光滑杆的长度和倾角;三是没有正确运用牛顿运动定律和匀变速直线运动规律,导致计算错误。‎ 二.计算题 ‎1.(14分)图所示,在风洞实验室里,直细杆倾斜放置,一个m=2kg小球穿在细杆上,风对小球的作用力的方向水平向右,作用力的大小恒定不变。细杆与水平面之间的倾角为θ=37°,小球穿与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,从t=0时刻开始,物体运动的与时间t的关系如图所示 所示(x为位移),t=2s时关闭风洞撤去风力, g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:‎ ‎(1)风力F的大小;‎ ‎(2)物体向上运动过程中距计时点的最大距离。‎ ‎(3)物体由斜面最高点返回计时点的时间 ‎【参考答案】(1)32N;(2)52m;(3)‎ ‎【名师解析】(1)由匀变速直线运动公式得 对照图线可知,图线在纵轴截距表示初速度,图线斜率表示,则有:‎ v0=12m/s,a1=4m/s2‎ 在沿斜面上有 解得 ‎(3)物体由斜面最高点返回计时点的过程中,做匀加速运动,‎ 其加速度为aa3=gsin37°-μgcos37°=2m/s2‎ 物体由斜面最高点返回计时点的时间 ‎2.(14分)如图所示,一质量m=2kg的小球套在一根足够长的固定直杆上,直杆与水平夹角θ=37°,杆与球间的动摩擦因数μ=0.5,t=0时小球在水平向左的拉力F作用下从A点由静止出发沿杆开始做匀加速运动.加速度大小a1=2m/s2 ,小球运动t1=5s到达P点(没画出)后撤去拉力F,g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8.‎ ‎(1)求力F的大小;‎ ‎(2)求撤去力F后,再经过2.5s,小球的距离出发点A的距离 ‎(3)小球运动到距离P点4m处时,小球的运动时间(可用根式)‎ ‎【参考答案】(1)48N;(2)27.75m;‎ ‎(3)或7s或9s ‎【名师解析】(1)对小球受力分析,由牛顿第二定律得:‎ 在平行斜面方向上有: ①‎ 垂直斜面方向上有: ②‎ 其中: ③‎ 联立①②③解得: ;‎ 小球沿杆向下运动时,由牛顿第二定律:,解得小球的加速度为;‎ 在t3=1.5s小球运动的距离 故撤去力F后,再经过2.5s,小球的距离出发点A的距离为;‎ ‎(3) 小球运动到距离P点4m有三次:(a)第一次是沿杆向上运动经过P点上方4m处;(b)第二次是球沿杆向下运动经过P点上方4m处;(c)第三次是向下运动经过P点下方4m处。‎ ‎(a)撤去外力后,再沿杆向上运动4m 由位移公式得:,解得,所以,第一次沿杆向上运动经过P点上方4m处,小球的运动时间t5=t1+t4=5.5s ‎(b)第二次是球沿杆向下运动经过P点上方4m处 由位移公式: ,解得t6=1s,所以,第二次沿杆向下运动经过P点上方4m处,小球的运动时间t7=t1+ t2+t6=7s ‎(c)第三次是向下运动经过P点下方4m处。‎ 由位移公式: ,解得t8=3s,所以,第三次沿杆向下运动经过P点下方4m处,小球的运动时间t9=t1+ t2+t8=9s ‎3.如图所示,一质量m=0.4 kg的小物块,以v0=2 m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2 s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10 m.已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=。重力加速度g取10 m/s2。‎ ‎(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。‎ ‎(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?‎ ‎(2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为α,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得 Fcos α-mgsin θ-Ff=ma⑤‎ Fsin α+FN-mgcos θ=0⑥‎ 又Ff=μFN⑦‎ 联立⑤⑥⑦式得 F=⑧‎ 由数学知识得cos α+sin α=sin(60°+α)⑨‎ 由⑧⑨式可知对应最小F的夹角α=30°⑩‎ 联立③⑧⑩式,代入数据得F的最小值为 Fmin= N 答案 (1)3 m/s2 8 m/s (2)30°  N
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