高考物理最新模拟题精选训练（牛顿运动定律的综合应用）专题05 与实际相关问题（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题05 与实际相关问题1.（2016北京东城期末）如图1所示，山区高速公路上，一般会在较长的下坡路段的坡底设置紧急避险车道。如图2所示，将紧急避险车道视为一个倾角为的固定斜面。一辆质量为m 的汽车在刹车失灵的情况下，以速度v冲上紧急避险车道匀减速至零。汽车在紧急避险车道上受到除重力之外的阻力，大小是自身重力的k倍。画出汽车的受力示意图； 求出汽车行驶时的加速度； 求出汽车行驶的距离。汽车做匀减速直线运动，在紧急避险车道上行驶的距离为s 由运动学公式 解得 2.如图所示为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。无人机的质量为m=2kg，运动过程中

2、所受空气阻力大小恒为f=4N，当无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，经时间t=4s时离地面的高度为h=48m，g取10m/s2。求：（1）其动力系统所能提供的最大升力为多大？（2）当无人机悬停在距离地面高度H=180m处时，由于动力设备故障，无人机突然失去全部升力，从静止开始竖直坠落，经5s后无人机瞬间又恢复最大升力，则无人机到达地面时速度为多大？3.（12分）（2016上海宝山期末）一架质量m2.0104kg的飞机，发动机提供的推力恒为F1，起飞速度为vM100m/s，在水平跑道上起飞时跑道至少长s1400m。现要使该飞机能在s2100m的航母跑道上起飞，需用电磁弹射器辅助。假

3、设电磁弹射器对飞机施加恒定推力F2，飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为f1.0104N，求：（1）飞机发动机的推力F1大小；（2）电磁弹射器的推力F2大小；（3）电磁弹射器的平均输出功率P。【名师解析】（1）在地面上匀加速运动， （2分）F12.6105N（2分）（2）在航母上，（2分）弹射器推力 F27.5105N（2分）（3）平均速度 （2分）平均功率 F23.75107W（2分）4. （2016衡水万卷理综模拟1）如图所示，一长绝缘木板靠在光滑竖直墙面上，质量为m木板右下方有一质量为2m、电荷量为+q的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数为，木板与滑块处在场强大小为E=4mg/q的匀

4、强电场中，电场方向水平向左，若电动机通过一根绝缘细绳拉动滑块，使之匀加速向上移动，当滑块与木板分离时，滑块的速度大小为v此过程中电动机对滑块做的功为W（重力加速度为g）（1）求滑块向上移动的加速度大小；（2）写出从滑块开始运动到与木板分离的过程中木板增加的机械能随时间变化的函数关系式（2）对长木板由牛顿第二定律得F一mg=ma摩擦力对木板做功为W=Fx ,x=,根据功能关系木板增加的机械能等于摩擦力所做的功，即E=W由以上各式解得E=2（4一1）m 答：（1）滑块向上移动的加速度大小为 ；（2）从滑块开始运动到与木板分离的过程中木板增加的机械能随时间变化的函数关系式为E=2（4一1）m5（9分

5、）（2016浙江省温州选考科目模拟）某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止落下，如图所示，经过8s后打开降落伞，运动员做匀减速直线运动，再经过16s后刚好到达地面，且速度恰好为零。忽略打开降落伞前的空气阻力和打开降落伞的时间。已知人和伞的总质量m=60kg。 求： （1）打开降落伞时运动员的速度大小； （2）打开降落伞后运动员的加速度大小； （3）打开降落伞后运动员和伞受到的阻力大小。6.（2016四川宜宾一模）宜宾市某中学阳光体育活动跑操过程如图所示。环形跑道由矩形ABCD和两个半圆BEC、DFA组成。已知AB长L，AD长d。跑操时，学生均匀地排列在环形跑道上以相同的方式整齐地

6、跑动。某人用遥控直升机下悬挂质量为m的摄像机拍摄跑操情况。开始时遥控直升机悬停在C点正上方。（1）小王在跑操前正好站在A点，听到起跑命令后从静止开始沿AB方向做匀加速直线运动，到达AB中点时速度达到v，然后匀速率跑动。求小王跑完一圈所用的时间；（2）若遥控直升机从C点正上方运动到D点正上方经历的时间为t，直升飞机的运动视作水平方向的匀加速直线运动。在拍摄过程中悬挂摄影机的轻绳与竖直方向的夹角始终为，假设空气对摄像机的作用力始终水平。试计算这段时间内空气对摄像机作用力的大小。【名师解析】解（1）A到中点.(2分)从中点到A有.(2分)t总=t1+t2.(2分)解得.(1分)(2)由C到D有 设摄

7、像机受到的风力为F，绳子拉力为T ，重力为mg。则Tsin-F=maTcos=mg由 得7.（15分）（2016四川南充二诊）下雨是常见的自然现象，如果雨滴下落为自由落体运动，则雨滴落到地面时，对地表动植物危害十分巨大。实际上，动植物都没有被雨滴砸伤。因为雨滴下落时不仅受到重力。还受到空气浮力和阻力，才使得雨滴落地时不会因速度太大而将动植物砸伤。某次下暴雨，质量m=2.510-5kg的雨滴，从高h=2000m的云层下落（g取10m/s2）.（1）如果不考虑空气浮力和阻力，雨滴做自由落体运动，落到地面经t1=1.010-5s速度变为零。因为雨滴和地面作用时间很短，可认为在t1时间内地面对雨滴的作

8、用力不变且不考虑雨滴的重力，求雨滴对地面作用力的大小；（2）考虑到雨滴同时还受到空气浮力和阻力的作用，设雨滴落到地面的实际速度为8m/s，落到地面上经t2=3.010-4s速度变为零。在t2时间内地面对雨滴的作用力不变且不考虑雨滴的重力，求雨滴对地面作用力的大小以及雨滴下落过程中克服空气浮力和阻力所做功的代数和。（2） 由运动学公式和牛顿第二定律得 a2= （2分） F2=ma2 （2分）联立解以上各式并代入数据得F2=0.67N （1分）由动能定理（或功能关系）得W浮+W阻=WG-mv22=0.5J （3分） 8.(2016上海四区二模)如图甲所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲

9、-起跳”动作，图中的“”表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F-t图线。图乙中14各点对应着图甲中14四个状态和时刻。取重力加速度g=10m/s2。请根据这两个图所给出的信息，求：（1）此人的质量。（2）此人1s内的最大加速度，并以向上为正，画出此人在1s内的大致a-t图像。（3）在F-t图像上找出此人在下蹲阶段什么时刻达到最大速度？简单说明必要理由。9（10分）（2016北京海淀联考）图15甲是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图15乙所示

10、。取g= 10m/s2，根据F-t图象求：（1）运动员的质量；（2）运动员在运动过程中的最大加速度； （3）在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度。【参照答案】（1）50kg （2）40 m/s2 （2）3.2m【名师解析】由图象给出的信息得到运动员的质量和所受最大力，应用牛顿运动定律得到运动员在运动过程中的最大加速度；应用竖直上抛规律和相关知识得到运动员重心离开蹦床上升的最大高度。（1）由图象可知运动员所受重力为500N，设运动员质量为m，则m=G/g=50kg3分（2）由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm=2500N，设运动员的最大加速度为am，则Fm-mg=mam2分a

11、m=m/s2=40 m/s2 1分（3）由图像可知远动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8s或9.4s，再下落到蹦床上的时刻为8.4s或11s，它们的时间间隔均为1.6s。根据竖直上抛运动的对称性，可知其自由下落的时间为0.8s。2分设运动员上升的最大高度为H，则H=m=3.2m 2分10杂技中的“顶竿”由两个演员共同表演，站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿，另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑。若竿上演员自竿顶由静止开始下滑，滑到竿底时速度正好为零。已知有一传感器记录了竿上演员下滑时的速度随时间变化的情况。竿上演员质量为m1=40kg，长竹竿质量m2=10kg，g =l0 m/s2。（1）求下滑过程中，竿上演员克服摩擦力做的功； （2）求下滑过程中，竿上演员受到的摩擦力；（3）请画出地面上的演员肩部承受的压力随时间变化的图像，不用写计算过程，但要标出相关数据。【参照答案】（1）Wf=4800J。 （2）f2=480N （3）如图。【名师解析】此题考查牛顿第二定律、第三定律、动能定理、图象等。（1）根据v-t图象，下滑过程中位移h=461/2m=12m，由动能定理，m1gh-Wf=0，解得Wf=4800J。 4分