(浙江选考)2019高考物理复习计算题题型强化第2讲必考第20题动力学方法和能量观点的综合应用学案
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2019年浙江高考(选考)物理试卷和答案2019年4月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试卷一、单项选择题(本题共13小题,每小题3分,共39分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是()A.功/焦耳B.质量/千克C.电荷量/库仑D.力/牛顿2.下列器件中是电容器的是()A B C D3.下列式子属于比值定义物理量的是()A.B.C.D.4.下列陈述与事实相符的是()A.牛顿测定了引力常量B.法拉第发现了电流周围存在磁场C.安培发现了静电荷间的相互作用规律D.伽利略指出了力不是维持物体运动的原因5.在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场的方向垂直,则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I关系图像正确的是A B C D6.如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是A. 小明与船之间存在摩擦力B. 杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C. 杆对岸的力大于岸对杆的力D. 小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力7.某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。
则此卫星的A.线速度大于第一宇宙速度B.周期小于同步卫星的周期C.角速度大于月球绕地球运行的角速度D.向心加速度大于地面的重力加速度8.电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为1R,两端电压为1U,流过的电流为1I;电动机内阻为2R,两端电压为2U,流过的电流为2I 。
则A. 12I I< . B. 1122U RU R>C. 1122U RU R= D. 1122U RU R<9.甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图像如图所示,则在0~1t时间内A.甲的速度总比乙大B.甲、乙位移相同C.甲经过的路程比乙小D.甲、乙均做加速运动10.当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。
绝密★启封并使用完毕前试题类型:2019年浙江省普通高等学校招生统一考试理科综合试题(物理)注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
3.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
选择题部分(共120分)选择题部分共20小题,每小题6分,共120分。
可能用到的相对原子质量:一、选择题(本大题共17小题。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
)14.以下说法正确的是A.在静电场中,沿着电场线方向电势逐渐降低B.外力对物体所做的功越多,对应的功率越大C.电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比D.在超重和失重现象中,地球对物体的实际作用力发生了变化15.如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。
把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合16.如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长l a=3l b,图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为9:1C.a、b线圈中感应电流之比为3:4D.a、b线圈中电功率之比为3:117.如图所示为一种常见的身高体重测量仪。
测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。
质量为M 0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。
当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t 0,输出电压为U 0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t ,输出电压为U ,则该同学的身高和质量分别为A.v (t 0-t ),00M U UB.12v (t 0-t ),00M U U C. v (t 0-t ),000()M U U U - D. 12v (t 0-t ),000()M U U U -二、选择题(本大题共3小题。
2019年上半年浙江省普通高校招生选考科目考试姓名:准考证号:本试题卷分选择题和非选择题两部分,共7页,满分100分,考试时间90分钟。
其中加试题部分为30分,用【加试题】标出。
可能用到的相关公式或参数:重力加速度g均取10m/s2.。
选择题部分一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是A. 功/焦耳B. 质量/千克C. 电荷量/库仑D. 力/牛顿2.下列器件中是电容器的是3.下列式子属于比值定义物理量的是A. B. C. D.4.下列陈述与事实相符的是A. 牛顿测定了引力常量B. 法拉第发现了电流周围存在磁场C. 安培发现了静电荷间的相互作用规律D. 伽利略指出了力不是维持物体运动的原因5.在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直,则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流的关系图象正确的是6.如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是A. 小明与船之间存在摩擦力B. 杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C. 杆对岸的力大于岸对杆的力D. 小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力7.某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。
则此卫星的A. 线速度大于第一宇宙速度B. 周期小于同步卫星的周期C. 角速度大于月球绕地球运行的角速度D. 向心加速度大于地面的重力加速度8.电动机与小电珠串联接人电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为12。
则A. B. C. D.9.甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图象如图所示,则在0~t1时间内A. 甲的速度总比乙大B. 甲、乙位移相同C. 甲经过的路程比乙小D. 甲、乙均做加速运动10.质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。
2019年4月浙江省普通高校招生选考科目考试物理答案解析1.【答案】B【解析】质量是基本物理量,其国际单位制基本单位是千克,故B 正确;功、电荷量和力都是导出物理量,焦耳、库仑和牛顿均是导出单位。
【考点】物理学基本物理量及其国际单位制 2.【答案】B【解析】A 是滑动变阻器,C 是电阻箱,D 是定值电阻,B 是电容器,故B 正确。
【考点】电容器的识别 【考查能力】记忆识别 3.【答案】C【解析】时间是基本物理量,x t v ∆=不是时间的比值定义式,故A 错误;加速度的比值定义式应为v a t∆=∆,故B 错误;Q C U =是电容的比值定义式,故C 正确;电流的比值定义式应为qI t=,故D 错误。
【考点】比值定义式 【考查能力】理解 4.【答案】D【解析】卡文迪许测定了引力常量,A 错误;奥斯特发现电流周围存在磁场,B 错误:库仑发现了静电荷之间的相互作用规律,C 错误;伽利略指出了力不是维持物体运动的原因,D 正确。
【考点】物理学史 5.【答案】A【解析】根据题意,导线方向与磁场方向垂直,则导线受到的安培力大小与通过导线的电流大小之间的关系满足F ILB =,故A 正确。
【考点】电直导线在磁场中的受力与电流大小的关系 6.【答案】A【解析】小明与船之间存在静摩擦力,A 正确;杆的弯曲是由于受到小明对杆的作用力,B 错误;杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力,大小相等,C 错误;小明对杆的力和岸对杆的力受力物体都是杆,两者不是作用力与反作用力,故D 错误。
【考点】物体与物体之间的相互作用 【考查能力】建模 7.【答案】C【解析】第一宇宙速度7.9 km/s 是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度,故此卫星的线速度小于第一宇宙速度,A 错误;根据题意,该卫星是一颗同步卫星,周期等于同步卫星的周期,故B 错误;卫星绕地球做圆周运动时,万有引力提供向心力,根据22GMmm r rω=可知,绕行半径越小,角速度越大,故此卫星的角速度大于月球绕地球运行的角速度,C 正确;根据2n GMa r=可知,绕行半径越大,向心加速度越小,此卫星的向心加速度小于地面的重力加速度,D 错误。
2019年浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题及答案本试题卷分选择题和非选择题两部分,共7页,满分100分,考试时间90分钟。
其中加试题部分为30分,用【加试题】标出。
可能用到的相关公式或参数:重力加速度g均取10m/s2.。
选择题部分一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是A. 功/焦耳B. 质量/千克C. 电荷量/库仑D. 力/牛顿2.下列器件中是电容器的是A. B. C. D.3.下列式子属于比值定义物理量的是A. B. C. D.4.下列陈述与事实相符的是A. 牛顿测定了引力常量B. 法拉第发现了电流周围存在磁场C. 安培发现了静电荷间的相互作用规律D. 伽利略指出了力不是维持物体运动的原因5.在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直,则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流的关系图象正确的是A. B. C. D.6.如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是A. 小明与船之间存在摩擦力B. 杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C. 杆对岸的力大于岸对杆的力D. 小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力7.某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。
则此卫星的A. 线速度大于第一宇宙速度B. 周期小于同步卫星的周期C. 角速度大于月球绕地球运行的角速度D. 向心加速度大于地面的重力加速度8.电动机与小电珠串联接人电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为12。
则A. B. C. D.9.甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图象如图所示,则在0~t1时间内A. 甲的速度总比乙大B. 甲、乙位移相同C. 甲经过的路程比乙小D. 甲、乙均做加速运动10.质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。
第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题1.(2019·4月浙江选考)如下物理量属于根本量且单位属于国际单位制中根本单位的是( )A .功/焦耳B .质量/千克C .电荷量/库仑D .力/牛顿解析:选B.质量是根本物理量,其国际单位制根本单位是千克,故B 正确;功、电荷量和力都是导出物理量,焦耳、库仑和牛顿均是导出单位.2.(多项选择)关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的答案是( )A .物体的速度越大,如此加速度越大,所受的合外力也越大B .物体的速度为零,如此加速度为零,所受的合外力也为零C .物体的速度为零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大D .物体的速度很大,但加速度可能为零,所受的合外力也可能为零解析:选CD.物体的速度大小与加速度大小与所受合外力大小无关,故C 、D 正确,A 、B 错误.3.趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑,设球拍和球质量分别为M 、m ,球拍平面和水平面之间夹角为θ,球拍与球保持相对静止,它们间摩擦力与空气阻力不计,如此( )A .运动员的加速度为g tan θB .球拍对球的作用力为mgC .运动员对球拍的作用力为(M +m )g cos θD .假设加速度大于g sin θ,球一定沿球拍向上运动解析:选A.网球受力如图甲所示,根据牛顿第二定律得F N sinθ=ma ,又F N cos θ=mg ,解得a =g tan θ,F N =mgcos θ,故A 正确,B 错误;以球拍和球整体为研究对象,受力如图乙所示,根据平衡,运动员对球拍的作用力为F =〔M +m 〕g cos θ,故C 错误;当a >g tan θ时,网球才向上运动,由于g sin θ<g tan θ,故球不一定沿球拍向上运动,故D 错误.4.(2020·嘉兴检测)如下列图,某次滑雪训练,运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F =84 N ,而从静止向前滑行,其作用时间为t 1=1.0 s ,撤除水平推力F 后经过t 2=2.0 s ,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次一样.该运动员连同装备的总质量为m =60 kg ,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为F f =12 N ,求:(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小与这段时间内的位移;(2)该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.解析:(1)运动员利用滑雪杖获得的加速度为a 1=F -F f m =84-1260m/s 2=1.2 m/s 2 第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小v 1=a 1t 1=1.2×1.0 m/s =1.2 m/s位移x 1=12a 1t 21=0.6 m. (2)运动员停止使用滑雪杖后,加速度大小为a 2=F f m经时间t 2速度变为v ′1=v 1-a 2t 2第二次利用滑雪杖获得的速度大小v 2,如此v 22-v ′21=2a 1x 1第二次撤除水平推力后滑行的最大距离 x 2=v 222a 2解得:x 2=5.2 m.答案:(1)1.2 m/s 0.6 m (2)5.2 m[课后达标]一、选择题1.(2018·4月浙江选考)用国际单位制的根本单位表示能量的单位,以下正确的答案是( )A .kg ·m 2/s 2B .kg ·m/s 2C .N/mD .N ·m 答案:A2.如下关于单位制的说法中,不正确的答案是( )A .根本单位和导出单位一起组成了单位制B .在国际单位制中,长度、质量、时间三个物理量被选作力学的根本物理量C .在国际单位制中,力学的三个根本单位分别是m 、kg 、sD .力的单位牛顿是国际单位制中的一个根本单位答案:D3.质量为1 t 的汽车在平直公路上以10 m/s 的速度匀速行驶,阻力大小不变.从某时刻开始,汽车牵引力减少2 000 N ,那么从该时刻起经过6 s ,汽车行驶的路程是( )A .50 mB .42 mC .25 mD .24 m答案:C4.(2020·浙江十校联考)如下列图,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a 1、a 2,重力加速度大小为g .如此有( )A .a 1=g ,a 2=gB .a 1=0,a 2=gC .a 1=0,a 2=m +M M g D .a 1=g ,a 2=m +M Mg 答案:C5.(2020·浙江猜题卷)有种台阶式自动扶梯,无人乘行时运转很慢,有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼,正好经历了这两个过程,用G 、N 、f 表示乘客受到的重力、支持力和摩擦力,如此能正确反映该乘客在这两个过程中的受力示意图的是( )解析:选D.人和扶梯匀速运动时,人受到重力和支持力的作用,且二力平衡,不受摩擦力.人随台阶式自动扶梯加速运动时,加速度沿运动方向斜向上,台阶水平,摩擦力与接触面平行,故摩擦力是水平的.D 正确.6.(多项选择)如下列图,质量为m 的小球与弹簧Ⅰ和水平细绳Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P 、Q 两点.小球静止时,Ⅰ中拉力的大小为F 1,Ⅱ中拉力的大小为F 2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ其中一根的瞬间,球的加速度a 应是( )A .假设剪断Ⅰ,如此a =g ,方向竖直向下B .假设剪断Ⅱ,如此a =F 2m ,方向水平向左C .假设剪断Ⅰ,如此a =F 1m,方向沿Ⅰ的延长线方向D .假设剪断Ⅱ,如此a =g ,方向竖直向上解析:选AB.没有剪断Ⅰ、Ⅱ时小球受力情况如下列图.在剪断Ⅰ的瞬间,由于小球的速度为0,绳Ⅱ上的力突变为0,如此小球只受重力作用,加速度为g ,选项A 正确、C 错误;假设剪断Ⅱ,由于弹簧的弹力不能突变,F 1与重力的合力大小仍等于F 2,所以此时加速度为a =F 2m,方向水平向左,选项B 正确、D 错误. 7.(2020·湖州质检)如图甲所示,一物体沿倾角为θ=37°的固定粗糙斜面由静止开始运动,同时受到水平向右的风力作用,水平风力的大小与风速成正比.物体在斜面上运动的加速度a 与风速v 的关系如图乙所示,如此(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s 2)( )A .当风速为3 m/s 时,物体沿斜面向下运动B .当风速为5 m/s 时,物体与斜面间无摩擦力作用C .当风速为5 m/s 时,物体开始沿斜面向上运动D .物体与斜面间的动摩擦因数为0.025解析:选A.由题图乙得物体做加速度逐渐减小的加速运动,物体的加速度方向不变,当风的初速度为零时,加速度为a 0=4 m/s 2,沿斜面方向有a =g sin θ-μg cos θ,解得μ=0.25,D 错误;物体沿斜面方向开始加速下滑,随着速度的增大,水平风力逐渐增大,摩擦力逐渐增大,如此加速度逐渐减小,但加速度的方向不变,物体仍然加速运动,直到速度为5 m/s 时,物体的加速度减为零,此后物体将做匀速运动,A 正确,B 、C 错误.8.(2020·东阳中学期中)如下列图,在水平面上有三个质量分别为m 1、m 2、m 3的木块,木块1和2、2和3间分别用一原长为L 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块1、2与水平面间的动摩擦因数为μ,木块3和水平面之间无摩擦力.现用一水平恒力向右拉木块3,当三木块一起匀速运动时,1和3两木块间的距离为(木块大小不计)( )A .L +μm 2g kB .L +μ〔m 1+m 2〕g kC .2L +μ〔2m 1+m 2〕g k D .2L +2μ〔m 1+m 2〕g k 解析:选C.对木块1受力分析,受重力、支持力、拉力和摩擦力,根据共点力平衡条件,有:kx 1-μm 1g =0对木块1和木块2整体受力分析,受总重力、总支持力、右侧弹簧的拉力和总摩擦力,有:kx 2-μ(m 1+m 2)g =0木块1与木块3之间的总长度为x =2L +x 1+x 2,由以上各式解得x =2L +μ〔2m 1+m 2〕g k,故C 正确. 9.一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行.现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端,木炭包将会在传送带上留下一段黑色的径迹.如下说法中正确的答案是( )A .黑色的径迹将出现在木炭包的左侧B .木炭包的质量越大,径迹的长度越短C .传送带运动的速度越大,径迹的长度越短D .木炭包与传送带间动摩擦因数越大,径迹的长度越短解析:选D.放上木炭包后木炭包在摩擦力的作用下向右加速,而传送带仍匀速,虽然两者都向右运动,但在木炭包的速度达到与传送带速度相等之前木炭包相对于传送带向左运动,故黑色径迹出现在木炭包的右侧,A 错误.由于木炭包在摩擦力作用下加速运动时加速度a =μg 与其质量无关,故径迹长度与其质量也无关,B 错误.径迹长度等于木炭包相对传送带通过的位移大小,即二者对地的位移差:Δx =vt -0+v 2t =12vt =v 22μg,可见传送带速度越小、动摩擦因数越大,相对位移越小,黑色径迹越短,C 错误,D 正确.10.(2020·湖州质检)如下列图,质量为m 1的足够长的木板静止在光滑水平面上,其上放一质量为m 2的木块.t =0时刻起,给木块施加一水平恒力F .分别用a 1、a 2和v 1、v 2表示木板、木块的加速度和速度大小,图中可能符合运动情况的是( )解析:选A.t=0时刻起,给木块施加一水平恒力F,两者可能一起加速运动,选项A 正确,B错误;可能木块的加速度大于木板的加速度,选项C、D错误.二、非选择题11.(2020·宁波选考适应考试)小物块以一定的初速度v0沿斜面(足够长)向上运动,由实验测得物块沿斜面运动的最大位移x与斜面倾角θ的关系如下列图.取g=10 m/s2,空气阻力不计.可能用到的函数值:sin 30°=0.5,sin 37°=0.6.(1)求物块的初速度v0;(2)求物块与斜面之间的动摩擦因数μ;(3)计算说明图线中P点对应的斜面倾角为多大?在此倾角条件下,小物块能滑回斜面底端吗?说明理由(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等).解析:(1)当θ=90°时,物块做竖直上抛运动,末速度为0由题图得上升最大位移为x m=3.2 m由v20=2gx m,得v0=8 m/s.(2)当θ=0°时,物块相当于在水平面上做匀减速直线运动,末速度为0由题图得水平最大位移为x=6.4 m由运动学公式有:v20=2ax由牛顿第二定律得:μmg=ma,得μ=0.5.(3)设题图中P点对应的斜面倾角值为θ,物块在斜面上做匀减速运动,末速度为0由题图得物块沿斜面运动的最大位移为x′=3.2 m由运动学公式有:v20=2a′x′由牛顿第二定律有:mg sinθ+μmg cos θ=ma′得10sin θ+5cos θ=10,得θ=37°.因为mg sin θ=6m>μmg cos θ=4m,所以能滑回斜面底端.答案:(1)8 m/s (2)0.5(3)37°能滑回底端,理由见解析12.(2020·杭州质检)如下列图,倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接.现将一滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放,最终停在水平面上的C点.A点距水平面的高度h=0.8 m,B点距C点的距离L =2.0 m.(滑块经过B点时没有能量损失,取g=10 m/s2)求:(1)滑块在运动过程中的最大速度;(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ;(3)滑块从A点释放后,经过时间t=1.0 s时速度的大小.解析:(1)滑块先在斜面上做匀加速运动,然后在水平面上做匀减速运动,故滑块运动到B点时速度最大,设为v max,设滑块在斜面上运动的加速度大小为a1,如此mg sin 30°=ma1v2max=2a1hsin 30°解得:v max=4 m/s.(2)设滑块在水平面上运动的加速度大小为a2如此μmg=ma2v2max=2a2L解得:μ=0.4.(3)设滑块在斜面上运动的时间为t1,v max=a1t1,得t1=0.8 s,由于t>t1,故滑块已经经过B点,做匀减速运动的时间为t-t1=0.2 s,设t=1.0 s时速度大小为v,如此v=v max-a2(t-t1)解得:v=3.2 m/s.答案:(1)4 m/s (2)0.4 (3)3.2 m/s13.(2018·4月浙江选考)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏.如下列图,有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上,先以加速度a=0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑〞,t=8 s时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变).假设企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)企鹅向上“奔跑〞的位移大小;(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小;(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小.(计算结果可用根式表示)解析:(1)在企鹅向上奔跑过程中:x =12at 2,解得:x =16 m. (2)在企鹅卧倒以后将进展两个过程的运动,第一个过程是从卧倒到最高点,第二个过程是从最高点滑到最低点,两次过程由牛顿第二定律分别有:mg sin 37°+μmg cos 37°=ma 1,mg sin 37°-μmg cos 37°=ma 2,解得:a 1=8 m/s 2,a 2=4 m/s 2.(3)企鹅卧倒滑到最高点的过程中,做匀减速直线运动,设时间为t ′,位移为x ′;t ′=at a 1,x ′=12a 1t ′2,解得:x ′=1 m .企鹅从最高点滑到出发点的过程中,设末速度为v t ,初速度为0,如此有:v 2t -02=2a 2(x +x ′),解得:v t =234 m/s.答案:(1)16 m (2)8 m/s 2 4 m/s 2 (3)234 m/s。
2019年4月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题(时间:90分钟满分:100分)本卷计算中,重力加速度g均取10 m/s2。
一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是A.功/焦耳B.质量/千克C.电荷量/库仑D.力/牛顿2.下列器件中是电容器的是()A.B.C.D.3.下列式子属于比值定义物理量的是()A.Δxtv=B.Fam=C.QCU=D.UIR=4.下列陈述与事实相符的是()A.牛顿测定了引力常量B.法拉第发现了电流周围存在磁场C.安培发现了静电荷间的相互作用规律D.伽利略指出了力不是维持物体运动的原因5.在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直,则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图象正确的是()A.B.C.D.6.如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是( )A .小明与船之间存在摩擦力B .杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C .杆对岸的力大于岸对杆的力D .小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力7.某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止).则此卫星的( ) A .线速度大于第一宇宙速度 B .周期小于同步卫星的周期C .角速度大于月球绕地球运行的角速度D .向心加速度大于地面的重力加速度8.电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R 1,两端电压为U 1,流过的电流为I 1;电动机的内电阻为R 2,两端电压为U 2,流过的电流为12。
则( ) A .12I I <B .1122U R U R > C .1122U R U R = D .1122U R U R < 9.甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图象如图所示,则在0~t 1时间内( )A .甲的速度总比乙大B .甲、乙位移相同C .甲经过的路程比乙小D .甲、乙均做加速运动10.质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞.现用一直线加速器来加速质子,使其从静止开始被加速到1.0×107m/s .已知加速电场的场强为1.3×105N/C ,质子的质量为1.67×10-27kg ,电荷量为1.6×10-19C ,则下列说法正确的是( )A.加速过程中质子电势能增加B.质子所受到的电场力约为2×10-15NC.质子加速需要的时间约为8×10-6sD.加速器加速的直线长度约为4m11.如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态,现将两环距离变小后书本仍处于静止状态,则()A.杆对A环的支持力变大B.B环对杆的摩擦力变小C.杆对A环的力不变D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大12.如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球。
2019年浙江卷高考物理【学考题型】计算题部分强化训练计算题部分19~20题物理计算题强化训练01 力和直线运动1.(2018·温州市九校联盟期末)如图1所示,2017年8月30日,中国航天科工集团公司发布信息,开展“高速飞行列车”的研究论证,拟通过商业化、市场化模式,将超声速飞行技术与轨道交通技术相结合,研制的新一代交通工具,利用超导磁悬浮技术和真空管道致力于实现超音速的“近地飞行”,研制速度分为1 000 km/h、2 000 km/h、4 000 km/h的三大阶段.若温州南站到北京南站的直线距离以2 060 km计算,如果列车以速度4 000 km/h运行,则仅需大约30分钟即可完成两地“穿越”.图1(1)为提高运行速度,可以采用哪些方法?(2)如果你将来乘坐从温州南站到北京南站的高速飞行列车,最高速度为4 000 km/h,列车从温州南站启动的加速度大小为0.4g,加速到丽水后匀速,车行至天津时开始制动,制动的加速度大小为0.5g.你全程花费的时间约为多少分钟?(g=10 m/s2,计算结果四舍五入取整)2.某人沿直线匀加速行走了4 s,达到最大速度6 m/s后,又以1.2 m/s2的加速度沿直线匀减速行走了3 s,然后做匀速直线运动.求:(1)匀加速运动时的加速度大小;(2)匀速运动时的速度大小;(3)前7 s过程中人的总位移大小.3.(2018·西湖高级中学月考)某市规划建设一新机场,请你帮助设计飞机跑道.飞机质量为5×104 kg,假设飞机在加速滑行过程中牵引力恒为F=8×104 N,受到的阻力恒为F f=2×104 N,起飞速度v=80 m/s.(1)从开始滑行到起飞的过程中飞机的位移是多大?(2)如果飞机在达到起飞速度的瞬间因故需要停止起飞,立即采取制动措施后能以4 m/s2的加速度减速,为确保飞机不滑出跑道,则跑道的长度至少多长?4.(2018·杭州地区期末)质量为20 kg的箱子放在水平地面上,箱子与地面间的动摩擦因数为0.5,现用与水平方向成37°角的100 N的力拉箱子,如图2所示,箱子从静止开始运动(已知sin 37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2).图2(1)求2 s末撤去拉力时箱子的速度大小;(2)求2 s末撤去拉力后箱子继续运动多长时间才能停止运动.5.(2018·宁波市期末)某同学用运动传感器“研究物体加速度与力的关系”时采用如图3甲所示装置,开始时将质量为m=1 kg的物体置于水平桌面上.现对物体施加一个水平向右的恒定推力F经过一段时间后撤去此力,通过放在物体右前方的运动传感器得到了物体部分运动过程的v-t图象如图乙所示(g取10 m/s2,向右为速度正方向).求:图3(1)3 s内物体的位移;(2)物体与水平桌面间的动摩擦因数μ;(3)拉力F的大小.6.为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯的运行情况,甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验,一质量为m=50 kg的甲同学站在体重计上,乙同学记录了电梯从一楼到顶层的过程中体重计示数随时间的变化情况,并作出了如图4所示的图象,已知t=0时,电梯静止不动,从电梯轿厢内的楼层按钮上得知该大楼共19层.求:(g取10 m/s2)图4(1)电梯启动和制动时的加速度大小;(2)该大楼的层高.7.(2018·台州市外国语学校期末)一同学家住在23层高楼的顶楼,他想研究一下电梯上升的运动过程.某天他乘电梯上楼时携带了一个质量为5 kg的重物和一个量程足够大的台秤,他将重物放在台秤上.电梯从第1层开始启动,一直运动到第23层停止.在这个过程中,他记录了台秤在不同时段内的读数如下表所示:根据表格中的数据,求:(g取10 m/s2)(1)电梯在最初加速阶段和最后减速阶段的加速度大小;(2)电梯在中间阶段上升的速度大小;(3)该楼房平均每层楼的高度.8.(2018·嘉兴市第一中学期中)在寒冷的冬天,路面很容易结冰,在冰雪路面上汽车一定要低速行驶.在冰雪覆盖的路面上,车辆遇紧急情况刹车时,车轮会抱死而“打滑”.如图5所示,假设某汽车以12 m/s的速度行驶至一个斜坡的顶端A时,突然发现坡底前方有一位行人正以2 m/s的速度做同向匀速运动,司机立即刹车,但因冰雪路面太滑,汽车沿斜坡滑行.已知斜坡高AB=5 m,长AC=13 m,司机刹车时行人距坡底C点的距离CE=33 m,从厂家的技术手册中查得该车轮胎与冰雪路面间的动摩擦因数为0.2.假设汽车经过A、C点时,速度大小保持不变.求:(g取10 m/s2,可将汽车视为质点)图5(1)汽车沿斜坡滑下的加速度大小;(2)汽车刚运动到C点时,行人相对于C点的位移大小;(3)试分析此种情况下,行人是否有危险?(回答“是”或“否”)如果有,请通过计算说明.物理计算题强化训练02 力和曲线运动1.(2018·绍兴市期末)某学生在台阶上玩玻璃弹子.他在平台最高处将一颗小玻璃弹子垂直于棱角边推出,以观察弹子的落点位置.台阶的尺寸如图1所示,高a=0.2 m,宽b=0.3 m,不计空气阻力.(g取10 m/s2)图1(1)要使弹子落在第一级台阶上,推出的速度v1应满足什么条件?(2)若弹子被水平推出的速度v2=4 m/s,它将落在第几级台阶上?2.(2018·宁波市模拟)如图2所示,水平平台AO长x=2.0 m,槽宽d=0.10 m,槽高h=1.25 m,现有一小球从平台上A点水平射出,已知小球与平台间的阻力为其重力的0.1倍,空气阻力不计,g=10 m/s2.求:图2(1)小球在平台上运动的加速度大小;(2)为使小球能沿平台到达O点,求小球在A点的最小出射速度和此情景下小球在平台上的运动时间;(3)若要保证小球不碰槽壁且恰能落到槽底上的P点,求小球离开O点时的速度大小.3.如图3所示,质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为60 m.假定桥面承受的压力不超过3.0×105 N,则:(g取10 m/s2)图3(1)汽车允许的最大速度是多少?(2)若以(1)中所求速率行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?4.游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为m的8位同学.如图4所示,“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动,若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动,并立即通知下面的同学接住,结果重物掉落时正处在c处(如图)的乙同学恰好在第一次到达最低点b处时接到,已知“摩天轮”半径为R,重力加速度为g(人和吊篮的大小及重物的质量可忽略).求:图4(1)接住前重物下落的时间t;(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度v的大小;(3)乙同学在最低点处对地板的压力F N.5.如图5所示,某电视台娱乐节目,要求选手从较高的平台上以水平速度v0跃出后,落在水平传送带上,已知平台与传送带的高度差H=1.8 m,水池宽度s0=1.2 m,传送带A、B 间的距离L0=20.85 m,由于传送带足够粗糙,假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止,经过一个Δt=0.5 s反应时间后,立刻以a=2 m/s2、方向向右的加速度跑至传送带最右端.(g 取10 m/s2)图5(1)若传送带静止,选手以v0=3 m/s的水平速度从平台跃出,求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间.(2)若传送带以v=1 m/s的恒定速度向左运动,选手若要能到达传送带右端,则从高台上跃出的水平速度v1至少多大.6.如图6所示,一小球从平台上水平抛出,恰好落在邻近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m,重力加速度取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,不计空气阻力,求:图6(1)小球水平抛出时的初速度大小v0;(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x;(3)若斜面顶端高H=20.8 m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端?7.如图7所示,用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上,已知APB部分的半径R=1 m,BC段长L=1.5 m.弹射装置将一个质量为0.1 kg的小球(可视为质点)以v0=3 m/s的水平初速度从A点射入轨道,小球从C点离开轨道随即水平抛出,桌子的高度h=0.8 m,不计空气阻力,g取10 m/s2.求:图7(1)小球在半圆形轨道中运动时的角速度ω、向心加速度a n的大小;(2)小球从A点运动到B点的时间t;(3)小球在空中做平抛运动的时间及落到地面D点时的速度大小.8.(2018·嘉兴市期末)如图8所示,水平实验台A端固定,B端左右可调,将弹簧左端与实验平台固定,右端有一可视为质点、质量为2 kg的滑块紧靠弹簧(未与弹簧连接),弹簧压缩量不同时,将滑块弹出去的速度不同.圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因数为0.4的粗糙水平地面相切于D点.AB段最长时,B、C两点水平距离x BC=0.9 m,实验平台距地面高度h=0.53 m,圆弧半径R=0.4 m,θ=37°,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.完成下列问题:(g取10 m/s2,不计空气阻力)图8(1)轨道末端AB段不缩短,压缩弹簧后将滑块弹出,滑块经过B点速度v B=3 m/s,求落到C点时的速度与水平方向的夹角;(2)滑块沿着圆弧轨道运动后能在DE上继续滑行2 m,求滑块在圆弧轨道上对D点的压力大小;(3)通过调整弹簧压缩量,并将AB段缩短,滑块弹出后恰好无碰撞地从C点进入圆弧轨道,求滑块从平台飞出的初速度大小以及AB段缩短的距离.物理计算题强化训练03动力学方法和能量观点的综合应用1.如图1所示,半径分别为2R和R的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD,甲圆形轨道左侧有一个与轨道CD完全一样的水平轨道OC.一质量为m的滑块以一定的速度从O点出发,先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD 段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,若滑块在两圆轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零,试求:(重力加速度为g)图1(1)CD段的长度;(2)滑块在O点的速度大小.2.如图2所示,一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4 m的半圆形轨道CD,竖直放置,其内径略大于小球的直径,水平轨道与竖直半圆形轨道在C点连接完好.置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连,B处为弹簧的自然状态.将一个质量为m=0.8 kg的小球放在弹簧的右侧后,用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处,然后将小球由静止释放,小球运动到C 处后对轨道的压力为F1=58 N.水平轨道以B处为界,左侧AB段长为x=0.3 m,与小球的动摩擦因数为μ=0.5,右侧BC段光滑.g=10 m/s2,求:图2(1)弹簧在压缩状态时所储存的弹性势能;(2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力大小.3.(2018·西湖高级中学月考)水上滑梯可简化成如图3所示的模型:倾角为θ=37°的倾斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水面的高度H=7.0 m,BC的长度d=2.0 m,端点C距水面的高度h=1.0 m.一质量m=50 kg的运动员从滑道起点A无初速度地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1(取重力加速度g=10 m/s2,cos 37°=0.8,sin 37°=0.6,运动员可视为质点)图3(1)求运动员沿AB下滑时的加速度的大小a;(2)求运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W和到达C点时的速度的大小v C;(3)保持水平滑道左端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道B′C′距水面的高度h′.4.(2018·诸暨市牌头中学期中)雪橇运动在北方很受人们欢迎,其简化模型如图4所示.倾角θ=37°的直线雪道AB与曲线雪道BCDE在B点平滑连接,其中A、E两点在同一水平面上,雪道最高点C所对应的圆弧半径R=10 m,B、C两点距离水平面AE的高度分别为h1=18 m、h2=18.1 m,雪橇与雪道间的动摩擦因数μ=0.1.游客可坐在电动雪橇上由A点从静止开始向上运动.若电动雪橇以恒定功率P=1.03 kW工作t=10 s时间后自动关闭,则雪橇和游客(总质量M=50 kg)到达C点时的速度v C=1 m/s,到达E点时的速度v E=9 m/s.已知雪橇运动过程中不脱离雪道,sin 37°=0.6,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.图4(1)求雪橇在C点时对雪道的压力大小;(2)求雪橇在BC段克服摩擦力做的功;(3)求雪橇从C点运动到E点过程中损失的机械能;(4)若仅将DE段改成与曲线雪道CD段平滑连接的倾斜直线轨道(如图中虚线所示),则雪橇从C点运动到E点过程中损失的机械能将如何变化(增加,减少还是不变)?请简要说明理由.5.(2018·台州市外国语学校期末)如图5所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,C是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R=1.0 m,现有一个质量为m=0.2 kg可视为质点的小物体,从D点的正上方E 点处自由下落,D、E两点间的距离h=1.6 m,物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,不计空气阻力.求:图5(1)物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力F N的大小;(2)要使物体不从斜面顶端飞出,斜面的长度L AB至少要多长;(3)若斜面已经满足(2)要求,物体从E点开始下落,直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动,求在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小.6.(2017·嘉兴市一中期末)如图6所示,一质量m=0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数μ=0.1的水平轨道上的A点.现对滑块施加一水平外力,使其向右运动,外力的功率恒为P=10 W.经过一段时间后撤去外力,滑块继续滑行至B点后水平飞出,恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道,轨道的最低点D处装有压力传感器,当滑块到达传感器上方时,传感器的示数为25.6 N.已知轨道AB的长度L=2.0 m,半径OC和竖直方向的夹角α=37°,圆弧形轨道的半径R=0.5 m.(空气阻力可忽略不计,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:图6(1)滑块运动到C点时速度v C的大小;(2)B、C两点的高度差h及水平距离x;(3)水平外力作用在滑块上的时间t.7.如图7所示为某种弹射小球的游戏装置,水平面上固定一轻质弹簧及长度可调节的竖直细管AB.细管下端接有一小段长度不计的圆滑弯管,上端B与四分之一圆弧弯管BC相接,每次弹射前,推动小球将弹簧压缩到同一位置后锁定.解除锁定,小球即被弹簧弹出,水平射进细管A端,再沿管ABC从C端水平射出.已知弯管BC的半径R=0.30 m,小球的质量为m=50 g,当调节竖直细管AB的长度L至L0=0.90 m时,发现小球恰好能过管口C端.不计小球运动过程中的机械能损失.(g取10 m/s2)图7(1)求每次弹射时弹簧对小球所做的功W.(2)当L取多大时,小球落至水平面的位置离细直管AB最远?(3)调节L时,小球到达管口C时管壁对球的作用力F N也相应变化,考虑到游戏装置的实际情况,L不能小于0.15 m,请在图8坐标纸上作出F N随长度L变化的关系图线.(取管壁对球的作用力F N方向向上为正,并要求在纵轴上标上必要的刻度值)图8答案及解析物理计算题强化训练01 力和直线运动1.【答案】(1)见解析(2)35 min【解析】 (1)高速飞行列车是利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力实现超声速运行的运输系统;(2)飞行列车分为三个运动过程,先加速,后匀速,再减速; 最高速度v =4 000 km/h ≈1 111 m/s , 加速阶段的时间:t 1=v a 1=1 1114s ≈278 s ,位移x 1=12v t 1=154 429 m减速阶段的时间t 2=v a 2=1 1115s ≈222 s ,位移x 2=12v t 2=123 321 m匀速运动的位移x 3=x -x 1-x 2=1 782 250 m 匀速运动的时间t 3=x 3v =1 782 2501 111 s ≈1 604 s全程花费的时间约为t =t 1+t 2+t 3=2 104 s ≈35 min. 2.【答案】(1)1.5 m/s 2(2)2.4 m/s (3)24.6 m【解析】 (1)a 1=Δv Δt =64 m/s 2=1.5 m/s 2(2)由v 2=v 1-a 2t 2,得v 2=2.4 m/s (3)由x 1=12v 1t 1=12 mx 2=12(v 1+v 2)t 2=12.6 m得x =x 1+x 2=24.6 m 3.【答案】(1)2 667 m(2)3 467 m【解析】 (1)设飞机从静止开始做匀加速运动到离开地面升空过程中滑行的距离为x 1, 根据牛顿第二定律得:a 1=F -F f m =8×104-2×1045×104m/s 2=1.2 m/s 2 位移x 1=v 2-02a 1=802-02×1.2m ≈2 667 m(2)设飞机做匀减速直线运动的位移为x 2, 则x 2=0-v 22a 2=-802-2×4m =800 m所以跑道的长度至少为x =x 1+x 2=2 667 m +800 m =3 467 m 4.【答案】(1)1 m/s(2)0.2 s【解析】 (1)F sin 37°+F N =mg F cos 37°-μF N =ma 联立得:a =0.5 m/s 2 2 s 末的速度v =at =1 m/s (2)撤去拉力后:加速度大小a ′=μmg m=μg =5 m/s 2继续运动的时间:t ′=va ′=0.2 s.5.【答案】(1)4 m ,方向向右(2)0.2 (3)2.5 N【解析】 (1)由题图可知,3 s 内物体的位移: x =12×(1+2)×2 m +12×2×(3-2) m =4 m ,方向向右; (2)、(3)由题图可知,物体的加速度: a 1=Δv Δt =2-12 m/s 2=0.5 m/s 2,a 2=Δv ′Δt ′=0-23-2 m/s 2=-2 m/s 2,由牛顿第二定律得:F -μmg =ma 1 -μmg =ma 2,解得:F =2.5 N ,μ=0.2. 6.【答案】(1)2 m/s 2 2 m/s 2(2)3 m【解析】 (1)电梯启动时由牛顿第二定律得F 1-mg =ma 1 电梯加速度大小为a 1=F 1m -g =2 m/s 2电梯制动时由牛顿第二定律得mg -F 3=ma 3 电梯加速度大小为a 3=g -F 3m =2 m/s 2.(2)电梯匀速运动的速度为v =a 1t 1=2 m/s 从题图中读得电梯匀速上升的时间为t 2=26 s减速运动的时间为t 3=1 s所以总位移为x =12a 1t 1 2+v t 2+12a 3t 32=54 m 层高为h =x18=3 m.7.【答案】(1)1.6 m/s 2 0.8 m/s 2(2)4.8 m/s (3)3.16 m【解析】 (1)0~3.0 s 为加速阶段,有:F 1-mg =ma 1 得:a 1=1.6 m/s 213.0~19.0 s 为减速阶段,有:mg -F 2=ma 2 得:a 2=0.8 m/s 2(2)中间阶段是匀速运动,v =a 1t 1=1.6×3 m/s =4.8 m/s (3)电梯上升的总高度H =0+v 2t 1+v t 2+v +02t 3=69.6 m则层高为h =H22≈3.16 m.8.【答案】(1)2 m/s 2(2)35 m (3)见解析【解析】 (1)汽车沿斜坡滑下时,由牛顿第二定律有 mg sin θ-μmg cos θ=ma 1,sin θ=513,cos θ=1213解得a 1=2 m/s 2(2)汽车到达坡底C 时的速度满足v C 2-v A 2=2a 1x AC ,解得v C =14 m/s 经历时间t 1=v C -v A a 1=1 s汽车刚运动到C 点时,行人相对于C 点的位移大小 x C =x CE +v 人t 1=35 m(3)汽车在水平冰雪路面上时,由牛顿第二定律得,汽车的加速度大小为μmg =ma 2 汽车在水平路面上减速至v =v 人=2 m/s 时滑动的位移x 1=v C 2-v 22a 2=48 m经历的时间t 2=v C -va 2=6 s人发生的位移x 2=v 人(t 1+t 2)=14 m 因x 1-x 2=34 m>33 m ,故行人有危险.物理计算题强化训练02 力和曲线运动1.【答案】(1)v 1≤1.5 m/s(2)8【解析】 (1)显然v 1不能太大,考虑临界状况(落在尖角处) 据h 1=12gt 1 2=a ,解得t 1=0.2 s则v 1≤bt 1=1.5 m/s(2)构造由题图中尖角所成的斜面,建立坐标系 水平向右为x 轴:x =v 2t 竖直向下为y 轴:y =12gt 2又y x =tan θ=a b联立解得t =815sh =12gt 2≈1.42 m 分析知,玻璃弹子将落在第8级台阶上. 2.【答案】(1)1 m/s 2(2)2 m/s 2 s (3)0.2 m/s【解析】 (1)设小球在平台上运动的加速度大小为a , 则a =kmg m,代入数据得a =1 m/s 2.(2)小球到达O 点的速度恰为零时,小球在A 点的出射速度最小,设小球的最小出射速度为v 1,由0-v 21=-2ax ,得v 1=2 m/s由0=v 1-at ,得t =2 s.(3)设小球落到P 点,在O 点抛出时的速度为v 0, 水平方向有:d =v 0t 1 竖直方向有:h =12gt 21联立解得v 0=0.2 m/s. 3.【答案】(1)10 3 m/s(2)1.0×105 N【解析】 如图甲所示,汽车驶至凹形桥面的底部时,所受合力向上,此时车对桥面的压力最大;如图乙所示,汽车驶至凸形桥面的顶部时,合力向下,此时车对桥面的压力最小.(1)汽车在凹形桥面的底部时,由牛顿第三定律可知, 桥面对汽车的支持力F N1=3.0×105 N , 根据牛顿第二定律 F N1-mg =m v 2r解得v =10 3 m/s.当汽车以10 3 m/s 的速率经过凸形桥顶部时,因10 3 m/s <gr =10 6 m/s ,故在凸形桥最高点上不会脱离桥面,所以最大速度为10 3 m/s. (2)汽车在凸形桥顶部时,由牛顿第二定律得 mg -F N2=m v 2r解得F N2=1.0×105 N.由牛顿第三定律得,在凸形桥顶部汽车对桥面的压力为1.0×105 N ,即为最小压力. 4.【答案】(1)2Rg(2)18πgR (3)(1+π264)mg ,方向竖直向下【解析】 (1)由运动学公式有2R =12gt 2解得t =2R g(2)s =14πR ,由v =s t 得v =18πgR(3)设最低点处地板对乙同学的支持力为F N ′,由牛顿第二定律得F N ′-mg =m v 2R则F N ′=(1+π264)mg由牛顿第三定律得F N =(1+π264)mg ,方向竖直向下.5.【答案】(1)5.6 s(2)3.25 m/s【解析】 (1)选手离开平台做平抛运动,则:H =12gt 12解得t 1=2Hg=0.6 s x 1=v 0t 1=1.8 m选手在传送带上做匀加速直线运动,则: L 0-(x 1-s 0)=12at 2 2解得t 2=4.5 s总时间t =t 1+t 2+Δt =5.6 s(2)选手以水平速度v 1跃出落到传送带上,先向左匀速运动后再向左匀减速运动,刚好不从传送带上掉下时水平速度v 1最小,则: v 1t 1-s 0=v Δt +v 22a解得:v 1=3.25 m/s. 6.【答案】(1)3 m/s(2)1.2 m (3)2.4 s【解析】 (1)由题意可知,小球落到斜面顶端并刚好沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,如图所示,v y =v 0tan 53°,v y 2=2gh代入数据得v y =4 m/s ,v 0=3 m/s. (2)由v y =gt 1得t 1=0.4 s x =v 0t 1=3×0.4 m =1.2 m(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度 a =mg sin 53°m =8 m/s 2在斜面顶端时的速度v =v 0 2+v y 2=5 m/sH sin 53°=v t 2+12at 22代入数据,解得t 2=2 s 或t 2′=-134 s(舍去)所以t =t 1+t 2=2.4 s. 7.【答案】(1)3 rad/s 9 m/s 2(2)1.05 s(3)0.4 s 5 m/s【解析】 (1)小球在半圆形轨道中做匀速圆周运动,角速度为:ω=v 0R =31rad/s =3 rad/s向心加速度为:a n =v 0 2R =321 m/s 2=9 m/s 2(2)小球从A 到B 的时间为:t =πR v 0=3.14×13 s ≈1.05 s.(3)小球水平抛出后,在竖直方向做自由落体运动, 根据h =12gt 1 2得:t 1=2h g= 2×0.810s =0.4 s 落地时竖直方向的速度为:v y =gt 1=10×0.4 m/s =4 m/s , 落地时的速度大小为:v =v 0 2+v y 2=9+16 m/s =5 m/s.8.【答案】(1)45°(2)100 N(3)4 m/s 0.3 m【解析】 (1)根据题意,C 点到地面高度h C =R -R cos 37°=0.08 m ,从B 点到C 点,滑块做平抛运动,根据平抛运动规律: h -h C =12gt 2,则t =0.3 s飞到C 点时竖直方向的速度v y =gt =3 m/s , 因此tan γ=v yv B=1即落到圆弧C 点时,滑块速度与水平方向夹角为45° (2)滑块在DE 段做匀减速直线运动,加速度大小a =F fm =μg根据0-v D 2=-2ax , 联立得v D =4 m/s在圆弧轨道最低处F N -mg =m v D 2R,则F N =100 N ,由牛顿第三定律知滑块对轨道的压力大小为100 N(3)滑块飞出恰好无碰撞地从C 点进入圆弧轨道,说明滑块落到C 点时的速度方向正好沿着轨道该处的切线方向,即tan α=v y ′v 0′由于高度没变,所以v y ′=v y =3 m/s ,α=37°, 因此v 0′=4 m/s对应的水平位移为x ′=v 0′t =1.2 m ,所以AB 段缩短的距离应该是Δx AB =x ′-x BC =0.3 m物理计算题强化训练03 动力学方法和能量观点的综合应用1.【答案】(1)5R2μ(2)15gR【解析】 (1)在甲轨道的最高点,由牛顿第二定律可知:mg =m v 122R在乙轨道的最高点,由牛顿第二定律可知:mg =m v 2 2R从甲轨道的最高点到乙轨道的最高点,根据动能定理可得 mg (4R -2R )-μmgl =12m v 2 2-12m v 12联立解得:l =5R2μ(2)从O 点到甲圆的最高点,由动能定理可得: -mg (4R )-μmgl =12m v 1 2-12m v 0 2解得:v 0=15gR . 2.【答案】(1)11.2 J (2)10 N【解析】 (1)小球运动到C 处时, 由牛顿第二定律和牛顿第三定律得:F 1′-mg =m v 12R代入数据解得v 1=5 m/s由A →C ,根据动能定理有E p -μmgx =12m v 1 2解得E p =11.2 J(2)小球从C 到D 过程,由机械能守恒定律得 12m v 1 2=2mgR +12m v 2 2 代入数据解得v 2=3 m/s 由于v 2>gR =2 m/s所以小球在D 处对轨道外壁有压力,由牛顿第二定律得F 2+mg =m v 22R,代入数据解得F 2=10 N根据牛顿第三定律得,小球对轨道的压力大小为10 N.3.【答案】(1)5.2 m/s 2(2)500 J 10 m/s(3)3 m【解析】 (1)运动员沿AB 下滑时,受力情况如图所示F f =μF N =μmg cos θ根据牛顿第二定律有:mg sin θ-μmg cos θ=ma得运动员沿AB 下滑时加速度的大小为:a =g sin θ-μg cos θ=5.2 m/s 2(2)运动员从A 滑到C 的过程中,克服摩擦力做功为:W =μmg cos θ(H -h sin θ)+μmgd =μmg (d +H -h tan θ)=500 J 由动能定理得:mg (H -h )-W =12m v C2 得运动员滑到C 点时速度的大小v C =10 m/s(3)在从C ′点滑出至落到水面的过程中,运动员做平抛运动的时间为t ,h ′=12gt 2,t =2h ′g下滑过程中克服摩擦力做功仍为W =500 J根据动能定理得:mg (H -h ′)-W =12m v 2, v =2g (H -h ′)-2W m运动员在水平方向的位移:x =v t =2g (H -h ′)-2W m ·2h ′g =2-h ′2+6h ′=2-(h ′-3)2+9当h ′=3 m 时,水平位移最大.4.【答案】(1)495 N(2)25 J(3)7 050 J(4)见解析【解析】 (1)在C 点时,据牛顿第二定律有Mg -F N C =M v C 2R, 解得:F N C =495 N根据牛顿第三定律,雪橇在C 点时对雪道的压力:F N C ′=F N C =495 N(2)设雪橇在BC 段克服摩擦力做的功为W BC ,从A 到C 对雪橇和游客的整体运用动能定理可得:Pt -Mgh 2-μMg cos θ·h 1sin θ-W BC =12M v C2,解得:W BC =25 J (3)对雪橇和游客的整体从C 到E 运用动能定理可得:Mgh 2-W CE =12M v E 2-12M v C 2 解得从C 到E 克服摩擦力做功:W CE =7 050 J 所以雪橇和游客的整体从C 点运动到E 点过程中损失的机械能:ΔE 损=W CE =7 050 J(4)设D 到E 的水平距离为L ,平滑连接的倾斜直线轨道倾角为α,摩擦力做功:W fl =-μmg cos θ ·L cos θ=-μmgL 曲线轨道上任选极短一段如图所示,将这一小段近似看成倾角为γ的倾斜直线轨道,该段轨道在水平方向上的投影长为Δx ,则摩擦力在该段轨道上做功:W f =-μmg cos γ·Δx cos γ=-μmg Δx ,所以整个曲线轨道摩擦力做功等于每一小段摩擦力做功的累加,即:W f2=-μmg ΣΔx =-μmgL故两轨道的摩擦力做功相同:W fl =W f2=ΔE 损所以雪橇和游客的整体从C 点运动到E 点过程中损失的机械能相同.5.【答案】(1)12.4 N(2)2.4 m(3)4.8 J【解析】 (1)物体从E 到C ,由机械能守恒定律得:mg (h +R )=12m v C2① 在C 点,由牛顿第二定律得:F N -mg =m v C 2R② 联立①②代入数据解得:F N =12.4 N(2)从E →D →C →B →A 过程,由动能定理得W G +W f =0③W G =mg [(h +R cos 37°)-L AB sin 37°]④W f =-μmg cos 37°L AB ⑤联立③④⑤解得斜面长度至少为:L AB =2.4 m.(3)因为mg sin 37°>μmg cos 37°(或μ<tan 37°),所以物体不会停在斜面上,物体最后以C 为中心,B 为一侧最高点沿圆弧轨道做周期性运动.从E 点开始直至稳定,系统因摩擦所产生的热量Q =ΔE p ⑥ΔE p =mg (h +R cos 37°)⑦联立⑥⑦解得Q =4.8 J.6.【答案】(1)5 m/s(2)0.45 m 1.2 m (3)0.4 s【解析】 (1)滑块运动到D 点时,由牛顿第二定律和牛顿第三定律得F N -mg =m v D 2R滑块由C 点运动到D 点的过程,由机械能守恒定律得mgR (1-cos α)+12m v C 2=12m v D2 联立解得v C =5 m/s(2)滑块在C 点时,速度的竖直分量为v y =v C sin α=3 m/sB 、C 两点的高度差为h =v y 22g=0.45 m 滑块由B 运动到C 所用的时间为t y =v y g=0.3 s 滑块运动到B 点时的速度为v B =v C cos α=4 m/sB 、C 两点间的水平距离为x =v B t y =1.2 m(3)滑块由A 点运动到B 点的过程,由动能定理得Pt -μmgL =12m v B 2,解得t =0.4 s 7.(1)0.60 J (2)0.30 m (3)见解析图解析 (1)小球恰好过C 点,其速度v C =0①根据功能关系,每次弹射时弹簧对小球所做的功为:W =mg (L 0+R )=0.60 J ②(2)设小球被弹出时的初速度为v 0,到达C 时的速度为v ,根据动能定理有W =12m v 0 2-0③ 根据机械能守恒定律有12m v 0 2=mg (L +R )+12m v 2④ 联立②③④得v =2g (L 0-L )⑤根据平抛运动规律,小球落至水平面时的位置离细直管AB 的距离为x =v t +R ⑥ 其中t = 2(L +R )g⑦ 联立⑤⑥⑦得x =2(L 0-L )(L +R )+R 根据数学知识可判知,当L =L 0-R 2=0.30 m 时,x 最大. 即当L 取0.30 m 时,小球落至水平面的位置离细直管AB 最远.(3)设小球经过C 端时所受管壁作用力方向向上,根据牛顿运动定律有mg -F N =m v 2R 又v =2g (L 0-L ) 则有F N =2mg R L +mg (1-2L 0R ) 代入数据得F N =103L -2.5 (N)(0.15 m ≤L ≤0.90 m)据此作出所求图线如图:。
2019年普通高等学校招生全国统一考试(浙江卷)理科综合能力测试(物理部分)本试题卷分选择题和非选择题两部分。
全卷共14页,选择题部分1至6页,非选择题部分7-14页。
满分300分,考试时间150分钟。
请考生按规定用笔将所有试题的答案涂写在答题纸上。
选择题部分(共120分)注意事项:答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或铅笔分别填写在试卷和答题约规定的位置上。
每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。
如需发动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
不能答在试题卷上。
选择题部分共20小题,每小题6分,共120分。
一、选择题((本题共17小题。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
) 14.如图所示,与水平面夹角为30︒的固定斜面上有一质量m =1.0kg 的物体。
细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧相连。
物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9N 。
关于物体受力的判断(取g =9.8m/s 2),下列说法正确的是( )A ,(A )斜面对物体的摩擦力大小为零(B )斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向沿斜面向上 (C )斜面对物体的支持力大小为4.93N ,方向竖直向上 (D )斜面对物体的支持力大小为4.9N ,方向垂直斜面向上 15.如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带。
假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动。
下列说法正确的是( )C ,(A )太阳对各小行星的引力相同(B )各小行星绕太阳运动的周期均小于一年(C )小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值 (D )小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球分转的线速度值 16.用手捏住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波。
某一时刻的波形如图所示,绳上a 、b 两质点均处于波峰位置。
下列说法正确的是( )D ,(A )a 、b 两点之间的距离为半个波长 (B )a 、b 两点振动开始时刻相差半个周期 (C )b 点完成全振动次数比a 点多一次 (D )b 点完成全振动次数比a 点少一次17.功率为10W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60W 的白炽灯相当。
普通高校招生选考物理方向性试卷题号一二三四五总分得分一、单选题(本大题共13小题,共39.0分)1.下列物理量均为矢量的是()A. 路程、速度B. 位移、时间C. 功、磁通量D. 力、磁感应强度2.电压的国际单位是伏特(V),用国际单位的基本单位来表示电压的单位,下列正确的是()A. A•ΩB. N•m•C-1C. m2•kg•s-3.A-1D. m2•kg•s-1•A-13.通过实验证明了电流周围存在磁场的物理学家是()A. 特斯拉B. 奥斯特C. 密立根D. 安培4.在4×100米接力比赛中,下列说法正确的是()A. 同一队的4位运动员跑完100米的位移是相同的B. 跑完全程,外道和内道的总位移大小不同C. 运动员冲出终点线的瞬间,能够将运动看成质点D. 获第一名的队的平均速度最大5.如图所示,竖直墙面上有一只壁虎从A点沿水平直线加速运动到B点,此过程中关于壁虎受力情况,下列说法正确的是()A. 壁虎受三个力的作用B. 竖直墙面对壁虎弹力为零C. 壁虎受到的摩擦力等于重力D. 壁虎受到的摩擦力的方向斜向左上方6.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电路,当开关接通后,将看到的现象是()A. 弹簧收缩后静止B. 弹簧被拉长C. 弹簧仍静止不动D. 弹簧上下振动7.某种变速自行车,与后轮相连的飞轮有五个齿轮,齿数分别为:16、18、21、24、28,与踏板相连的链轮有三个齿轮,齿数分别为:28、38、48,前后车轮的直径为D,当人骑着车行进的速度为v时,脚踩踏板做匀速圆周运动的最小角速度为()A. B. C. D.8.如图所示是法拉第做过的电磁旋转实验。
A是可动磁铁,B是固定导线,C是可动导线,D是固定磁铁。
图中阴影部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中),下部接在电源上。
请你判断这时自上向下看,A和C转动方向为()A. 顺时针、顺时针B. 顺时针、逆时针C. 逆时针、顺时针D. 逆时针、逆时针9.已知一小球的运动位移x与时间t的图象是一条开口向上的抛物线,如图所示,抛物线上三个点的坐标分别是O(0,0)、A(1,6)、B(2,22)。
2019年浙江省高三11月选考科目考试物理试卷一、选择题1.下列物理量属于标量的是()A. 速度B. 加速度C. 电流D. 电场强度2.发现电流磁效应的物理学家是()A. 法拉第B. 奥斯特C. 库仑D. 安培3.用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位,下列正确的是()A. N/CB. V/mC. kg•m/(C•s2)D. kg•m/(A•s3)4.一辆汽车沿平直道路行驶,其v-t图象如图所示。
在t=0到t=40s这段时间内,汽车的位移是()A. 0B. 30mC. 750mD. 1200m5.奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示,下列说法不正确...的是()A. 加速助跑过程中,运动员的动能增加B. 起跳上升过程中,杆的弹性势能一直增加C. 起跳上升过程中,运动员的重力势能增加D. 越过横杆后下落过程中,运动员的重力势能减少动能增加6.等量异种电荷的电场线如图所示,下列表述正确的是()A. a点的电势低于b点的电势B. a点的场强大于b点的场强,方向相同C. 将一负电荷从a点移到b点电场力做负功D. 负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能7.电流天平是一种测量磁场力的装置,如图所示。
两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ,线圈Ⅰ固定,线圈Ⅱ置于天平托盘上。
当两线圈均无电流通过时,天平示数恰好为零。
下列说法正确的是()A. 当天平示数为负时,两线圈电流方向相同B. 当天平示数为正时,两线圈电流方向相同C. 线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力D. 线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力8.电荷量为4×10-6C的小球绝缘固定在A点,质量为0.2kg、电荷量为-5×10-6C的小球用绝缘细线悬挂,静止于B点。
A、B间距离为30cm,AB连线与竖直方向夹角为60°。
静电力常量为9.0×109N•m2/C2,小球可视为点电荷。
下列图示正确的是()9.一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N,当汽车经过半径为80m的弯道时,下列判断正确的是()A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104NC. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s210.磁流体发电的原理如图所示。
2024年浙江省高考选考模拟卷(二)高效提分物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示,将一小球从A点以某一初速度水平拋出,小球恰好落到斜面底端B点,若在B点正上方与A等高的C点将小球以相同大小的初速度水平抛出,小球落在斜面上的D点,A、B、C、D在同一竖直面上。
则=( )A.B.C.D.第(2)题产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖,阿秒(as)是时间单位,1as = 1 × 10−18s,阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光,提供了阿秒量级的超快“光快门”,使探测原子内电子的动态过程成为可能。
设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲,持续时间内至少包含一个完整的光波周期。
取真空中光速c= 3.0 × 108m/s,普朗克常量h= 6.6 ×10−34J⋅s,下列说法正确的是()A.对于0.1mm宽的单缝,此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射现象更明显B.此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时,阿秒光脉冲的光子数更多C.此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV(−2.2 × 10−18J)的基态氢原子电离D.为了探测原子内电子的动态过程,阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期第(3)题现实版的倒霉熊乔伊曾因为白化病两次被送到北极,还有一次被送到位于赤道的北极馆。
若乔伊质量始终为m,它在北极和北极馆的重力差为,地球半径R,则可求出同步卫星运动的周期为( )A.B.C.D.第(4)题随着人们生活水平的不断提高,人们的健康意识持续增强,越来越多的人参与到网球运动中来。
图为某小区的居民们在简易网球场。
某次沿水平场地的轴线ABC发球接球的示意图。
某时刻,网球在A点正上方的D点处被水平击出,网球擦网E点落地反弹后被对方球员在F点接住。
第2讲 动力学和能量观点的综合应用 专题复习目标学科核心素养 高考命题方向 1.本讲在应用机械能守恒定律解决问题的过程中,引导学生体会守恒的思想,领悟从守恒的角度分析问题的方法,增强分析和解决问题的能力。
2.掌握从动力学和能量观点分析问题的基本思路和方法。
1.物理观念:能量观念。
2.科学推理和论证:应用牛顿第二定律、运动学公式、动能定理以及能量守恒定律分析和推理。
高考以创设较为复杂的运动情景为依托,强调受力分析、运动过程分析以及应用动力学和能量观点进行分析和推理。
主要题型:动力学方法和动能定理的应用;动力学和能量观点分析多运动过程问题。
一、动力学方法1.匀变速直线运动的运动学公式 速度公式:v =v 0+at ,位移公式:x =v 0t +12at 2,速度位移公式:v 2-v 20=2ax ,平均速度公式v -=v 0+v 2。
2.牛顿第二定律物体运动的加速度与物体受到的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与物体所受合外力的方向是一致的。
表达式:F 合=ma ,加速度是联系受力和运动的桥梁。
二、能量观点1.动能定理(1)内容:物体所受合外力做的功等于物体动能的变化量。
(2)表达式:W =12m v 22-12m v 21。
(3)应用技巧:如果一个物体有多个运动过程,应用动能定理的时候,可以对全过程和分过程应用动能定理列式。
2.机械能守恒定律(1)内容:在只有重力(或者弹力)做功的物体系统内,动能和势能可以相互转化,但机械能的总量保持不变。
(2)表达式3.功率表达式P=F v的应用(1)求v:由F牵-F阻=ma,P=F牵v,可求v=PF阻+ma。
(2)求v m:由P=F阻v m,可求v m=PF阻。
题型一动力学方法和动能定理的应用1.规律方法运动学的基本规律、牛顿运动定律、圆周运动的知识和动能定理。
2.解题技巧如果涉及加速度、时间和受力的分析和计算,一般应用动力学方法解决;如果只涉及位移、功和能量的转化问题,通常采用动能定理分析。
第2讲 必考第20题 动力学方法和能量观点的综合应用题型1 直线运动中动力学方法和能量观点的应用1.直线运动中多运动过程组合主要是指直线多过程或直线与斜面运动的组合问题. 2.涉及的规律:(1)动力学观点:牛顿运动定律、运动学基本规律; (2)能量观点:动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律.3.受力分析、运动分析,将物理过程分解成几个简单的直线运动过程,分别选择合适的规律求解.4.相邻运动过程连接点的速度是解题关键.例1 如图1甲所示,一倾斜角为37°的斜面底端固定有与斜面垂直的弹性挡板,一个可视为质点的小物块在t =0时刻从挡板开始向上运动,其速度—时间图象如图乙所示,运动到最高点返回底端,与挡板发生弹性碰撞,再次向上运动,如此往复.求:(不计空气阻力,重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图1(1)小物块与斜面间的动摩擦因数;(2)小物块第一次回到斜面底端时的速度大小; (3)小物块在斜面上运动所通过的总路程. 答案 (1)0.5 (2)2 5 m/s (3)12.5 m解析 (1)由题图乙可知,小物块在上滑过程中的加速度大小为a 1=v 0t 1=10 m/s 2由牛顿第二定律,有mg sin θ+μmg cos θ=ma 1 可得小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5 (2)小物块第一次上滑的位移大小x 1=v 02t 1=102×1 m=5 m第一次下滑过程由动能定理有mgx 1sin θ-μmg cos θ·x 1=12mv 12-0可得小物块第一次回到斜面底端时的速度大小v 1=2 5 m/s (3)小物块最终停在挡板处,全程由动能定理有 -μmg cos θ·s =0-12mv 02可得在斜面上运动所通过的总路程s =12.5 m1.航母舰载机滑跃起飞有点像高山滑雪,主要靠甲板前端的上翘来帮助战斗机起飞,其示意图如图2所示,设某航母起飞跑道主要由长度为L 1=160 m 的水平跑道和长度为L 2=20 m 的倾斜跑道两部分组成,水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h =4.0 m .一架质量为m =2.0×104kg 的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为F =1.2×105N ,方向与速度方向相同,在从静止开始运动的整个过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍,假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,倾斜跑道看做斜面,不计拐角处的影响.取g =10 m/s 2.图2(1)求飞机在水平跑道上运动的时间; (2)求飞机到达倾斜跑道末端时的速度大小;(3)如果此航母去掉倾斜跑道,保持水平跑道长度不变,现在跑道上安装飞机弹射器,此弹射器弹射距离为84 m ,要使飞机在水平跑道的末端速度达到100 m/s ,则弹射器的平均作用力为多大?(已知弹射过程中发动机照常工作) 答案 (1)8 s (2)2430 m/s (3)1.0×106N 解析 (1)设飞机在水平跑道的加速度为a 1,阻力为F f 由牛顿第二定律得F -F f =ma 1 L 1=12a 1t 12解得t 1=8 s(2)设飞机在水平跑道末端的速度为v 1,在倾斜跑道末端的速度为v 2,加速度为a 2 水平跑道上:v 1=a 1t 1倾斜跑道上:由牛顿第二定律得F -F f -mg hL 2=ma 2v 22-v 12=2a 2L 2解得v 2=2430 m/s(3)设弹射器的平均作用力为F 1,弹射距离为x ,飞机在水平跑道末端速度为v 3 由动能定理得F 1x +FL 1-F f L 1=12mv 32解得F 1=1.0×106N.2.(2018·义乌市模拟)如图3甲所示,倾角为θ=37°的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一质量m =2 kg 的小物体轻轻放在传送带的A 端,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示,2 s 末物体到达B 端,取沿传送带向下为正方向,g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:图3(1)小物体在传送带A 、B 两端间运动的平均速度v ; (2)物体与传送带间的动摩擦因数μ;(3)2 s 内物体机械能的减少量ΔE 及因与传送带摩擦产生的内能Q . 答案 (1)8 m/s (2)0.5 (3)48 J 48 J解析 (1)由v -t 图象的面积规律可知,传送带A 、B 间的距离L 即为v -t 图线与t 轴所围的面积,所以L =v 12t 1+v 1+v 22t 2,代入数值得:L =16 m ,平均速度为v =Lt=8 m/s(2)由v -t 图象可知传送带运行速度为v 1=10 m/s 物体从A 到B 先做加速度为a 1=10-01m/s 2=10 m/s 2的匀加速运动, 经过时间t 1=1 s 后再做加速度为a 2=12-102-1m/s 2=2 m/s 2的匀加速运动, 再经过时间t 2=1 s ,物体以大小为v 2=12 m/s 的速度到达传送带B 端. 由物体在传送带上的受力情况知a 1=mg sin θ+μmg cos θm 或a 2=mg sin θ-μmg cos θm解得μ=0.5(3)小物体到达传送带B 端时的速度大小v 2=12 m/s 物体的动能增加了ΔE k =12mv 22=12×2×122J =144 J物体的重力势能减少了ΔE p =mgL sin θ=20×16×0.6 J=192 J 所以物体的机械能的减少量ΔE =48 J 由功能关系可知Q =μmg cos θ(v 1t 1-v 12t 1)+μmg cos θ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 1+v 22t 2-v 1t 2代入数值得Q =48 J.题型2 曲线运动中动力学方法和能量观点的应用1.曲线运动中的动力学和能量观点的综合问题,主要是直线运动、平抛运动、圆周运动三种运动中两者或三者的组合问题.2.对物体进行受力分析、运动分析、能量分析,初步了解运动全过程,构建大致运动图景. 3.若为多过程问题,可将全过程分解,寻找子过程间的联系和解题方法.例2 (2018·浙江4月选考·20)如图4所示,一轨道为半径2 m 的四分之一竖直圆弧轨道AB 和长度可调的水平直轨道BC 在B 点平滑连接而成.现有一质量为0.2 kg 的小球从A 点无初速度释放,经过圆弧上B 点时,传感器测得轨道所受压力大小为3.6 N ,小球经过BC 段所受的阻力为其重力的0.2倍,然后从C 点水平飞离轨道,落到水平地面上的P 点,P 、C 两点间的高度差为3.2 m .小球运动过程中可视为质点,且不计空气阻力,g 取10 m/s 2.图4(1)求小球运动至B 点时的速度大小; (2)求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功;(3)为使小球落点P 与B 点的水平距离最大,求BC 段的长度;(4)小球落到P 点后弹起,与地面多次碰撞后静止.假设小球每次碰撞机械能损失75%、碰撞前后速度方向与地面的夹角相等.求小球从C 点飞出到最后静止所需时间. 答案 (1)4 m/s (2)2.4 J (3)3.36 m (4)2.4 s解析 (1)由牛顿第三定律知,在B 点轨道对小球的支持力为F N =3.6 N. 由向心力公式和牛顿第二定律有F N -mg =m v B 2R,解得v B =4 m/s.(2)小球从A 到B 的过程,只有重力和摩擦力做功,设克服摩擦力所做的功为W 克. 由动能定理得:mgR -W 克=12mv B 2-0解得W 克=2.4 J.(3)分析运动可知,BC 段长度会影响匀减速运动的时间,进而影响平抛运动的水平初速度以及水平位移.设BC 段小球的运动时间为t ,加速度a =F f m=2 m/s 2由运动学公式得v C =v B -at =4-2t ①x BC =v B t -12at 2=4t -t 2②其中,0<t <2 s. 平抛运动中h =12gt 12③x CP =v C t 1④由③④可得x CP =3.2-1.6t ⑤则由②⑤可得x BP =x BC +x CP =-t 2+2.4t +3.2⑥ 由数学知识可得,当t =1.2 s 时,x BP 取得最大值. 代入②式,解得x BC =3.36 m.(4)由于碰撞前后速度方向与地面夹角相等,所以碰撞前后水平分速度与竖直分速度比值不变.每次碰撞机械能损失75%,故每次碰撞合速度、分速度均变为原来的12.设第n 次损失后的竖直分速度为v yn ,第n 次碰撞到第n +1次碰撞的时间为t n . 由平抛运动规律得v y 0=2gh =8 m/s⑦t 0=2hg=0.8 s⑧则v yn =v y 0·(12)n⑨t n =2·v yng⑩将⑦⑨代入⑩可得t n =0.8×(12)n -1(n =1,2,3…)由数学知识可得t 总=t 0+t 1+…+t n=0.8+0.8×[1-⎝⎛⎭⎪⎫12n]1-12当n 取无穷大时,小球处于静止状态. 解得t 总=2.4 s.3.(2017·绍兴市选考诊断)如图5所示为一种射程可调节的“抛石机”模型.抛石机长臂OA 的长度L =4 m ,B 为OA 中点,石块可装在长臂上的AB 区域中某一位置.开始时长臂与水平面间的夹角α=30°,对短臂施力,当长臂转到竖直位置时立即停止转动,石块被水平抛出.在某次投石试验中,将质量为m =10 kg 的石块安装在A 点,击中地面上距O 点水平距离为x =12 m 的目标.不计空气阻力和抛石机长臂与短臂的质量,g 取10 m/s 2,求:图5(1)石块即将被投出瞬间所受向心力的大小; (2)整个过程中投石机对石块所做的功W ;(3)若投石机对石块做功恒定,问应将石块安装在离O 点多远处才能使石块落地时距O 点的水平距离最大?答案 (1)300 N (2)1 200 J (3)3 m解析 (1)石块被抛出后做平抛运动,水平方向x =vt 竖直方向h =12gt 2又h =L +L sin α,解得v =230 m/s所以石块受到的向心力为F =m v 2L=300 N(2)长臂从A 点转到竖直位置的整个过程中,根据动能定理得W -mg (L +L sin α)=12mv 2-0代入数值解得W =1 200 J (3)设抛出点距离O 点为lW -mg (l +l sin 30°)=12mv ′2-0 v ′=240-30l下落时间t ′=2h ′g=2(l +L sin α)g=l +25水平位移为s =2(24-3l )(l +2)=-6(l -3)2+150 因此当l =3 m 时石块落地时距O 点水平距离最大.4.(2018·9+1高中联盟期中)如图6所示,某装置的弹簧弹射器每次都将小物块(质量可选择,可视为质点)从A 点由静止弹出,通过竖直圆轨道和水平直轨道后水平抛入水池中,已知竖直圆轨道半径为R =1.0 m ,水平轨道BD 长为L =2.4 m ,水池水面离D 点高度为h =1.25 m ,水池长为s =6.0 m ,不计水平轨道AB 部分和竖直圆轨道的阻力,所有小物块与水平轨道BD 部分的动摩擦因数为μ=0.25.当所选择的小物块质量为m =1 kg ,在经过C 点时,对轨道的压力为10 N ,g 取10 m/s 2,求:图6(1)弹射器对小物块做的功;(2)小物块从D 点飞出落入水面时的水平位移x ;(3)为确保不同的小物块都能从A 点弹射并直接落入水面,对选择的小物块的质量有何要求? 答案 (1)30 J (2)2 3 m (3)513 kg≤m ≤1.2 kg解析 (1)在C 点时由牛顿第二定律得:F N +mg =m v C 2R由牛顿第三定律知F N =10 N 由A 到C 的过程,由动能定理得W -2mgR =12mv C 2-0得W =30 J(2)从弹出到D 点,由动能定理:W -μmgL =12mv D 2-0小物块从D 点飞出后做平抛运动,h =12gt 2 x =v D t解得x =2 3 m(3)若小物块质量最大为m 1时,恰能过C 点:m 1g =m 1v 02R从弹出到C 点,由动能定理:W -2m 1gR =12m 1v 02-0从弹出到D 点,W -μm 1gL ≥0 得m 1=1.2 kg若小物块恰能到达水池水面最右端时,质量最小为m 2W -μm 2gL =12m 2v D ′2-0 h =12gt 2 s =v D ′t得m 2=513kg故质量范围为:513 kg≤m ≤1.2 kg专题强化练1.滑沙游戏中,游客从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下.为了安全,滑沙车上通常装有刹车手柄,游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F ,从而控制车速.为便于研究,做如下简化:如图1所示,游客从顶端A 点由静止滑下8 s 后,操纵刹车手柄使滑沙车摩擦力变大匀速下滑至底端B 点,在水平滑道上继续滑行直至停止.已知游客和滑沙车的总质量m =70 kg ,倾斜滑道AB 长L AB =128 m ,倾角θ=37°,滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数μ=0.5.重力加速度g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力.求:图1(1)游客和滑沙车匀速下滑时的速度大小; (2)游客和滑沙车匀速下滑的时间;(3)游客和滑沙车从A 滑到B 的过程中由于摩擦产生的热量. 答案 (1)16 m/s (2)4 s (3)44 800 J解析 (1)对游客和滑沙车整体受力分析,由牛顿第二定律有mg sin θ-μmg cos θ=ma 1解得a 1=g (sin θ-μcos θ)=10×(0.6-0.5×0.8) m/s 2=2 m/s 2则游客和滑沙车匀速下滑时的速度v =a 1t 1=2×8 m/s=16 m/s(2)游客和滑沙车加速下滑通过的位移x 1=12a 1t 12=12×2×82 m =64 m则游客和滑沙车匀速下滑通过的位移x 2=L AB -x 1=128 m -64 m =64 m 匀速下滑的时间t =x 2v =6416s =4 s.(3)对游客和滑沙车从A 滑到B 的运动过程,由动能定理有mgL AB sin θ-W f =12mv 2Q =W f =mgL AB sin θ-12mv 2=44 800 J.2.(2018·新高考研究联盟联考)美媒称,美国国家航空航天局(NASA)正在研发一款电动飞机,如图2所示,以加紧推出比当今飞机能耗更低、巡航速度更高的零排放飞机.如果获得成功,这款飞机可能会成为朝着空中旅行更高效、更环保的新时代迈出的重要的第一步.这款被NASA 称为X -57的电动飞机仅能容纳一名驾驶员.NASA 目前还计划研发5款体型更大、能够搭载更多乘客和货物的飞机.报道称,X -57飞机将装有14台发动机,它们将为异常狭窄的机翼上的螺旋桨提供动力.通常情况下,飞机的机翼是不可能这样狭窄的,因为飞机在起飞和降落时需要宽阔的机翼来提供升力.尽管在起飞和降落时,所有14台发动机都将工作,但是一旦飞机在高空巡航,只需两台发动机工作便可正常飞行.若每台发动机能提供的功率均为30 kW ,飞机的总质量为2 000 kg ,受到的空气阻力恒力为1×104N ,g 取10 m/s 2.则:图2(1)在竖直向上起飞过程中,所有14台发动机都工作时,向上运动的最大速度是多少? (2)若某次竖直向上起飞时,受到的牵引力大小恒为3.02×104N ,当上升到离地面500 m 高处时,此时发动机的总机械功率为多大?(3)飞机降落时,若刚接触地面时的速度大小为80 m/s ,此时关闭所有发动机,在地面上滑行时受到的阻力恒为2×104N ,求飞机在水平地面上滑行的距离. 答案 (1)14 m/s (2)3.02×105W (3)320 m解析 (1)14台发动机的总功率:P 总=14P 0=14×30 kW =4.2×105W飞机上升,当F 牵=mg +F 阻=3×104N 时达到最大速度v max则v max =P 总F 牵=4.2×1053×104m/s =14 m/s(2)飞机起飞时的加速度a =F 牵′-mg -F 阻m =3.02×104-3×1042×103m/s 2=0.1 m/s 2 上升到离地面500 m 高处时的速度v =2ah =2×0.1×500 m/s =10 m/s 此时发动机的总机械功率P 总′=F 牵′·v =3.02×104×10 W=3.02×105W (3)关闭发动机后飞机在水平地面做匀减速直线运动 -F 阻′·x =0-12mv ′2滑行的距离x =320 m3.(2018·金、丽、衢十二校联考)滑板运动是时下许多年轻人所热爱的极限运动项目,图3为一段水平粗糙平台AB 和光滑半圆轨道组成的表演场地,某运动员在平台AB 段通过蹬地获得水平推力,加速滑至B 点后平抛落于半圆轨道上的C 处,圆轨道最低处装有力传感器,可显示运动员通过时对轨道的压力大小,已知:滑板与平台之间的动摩擦因数μ=0.2,长度L AB =5 m ,运动员(含滑板)质量m =60 kg ,AB 段获得的平均堆力F =360 N ,C 处距平台平面的竖直高度h =2 m ,g 取10 m/s 2,求:图3(1)运动员(含滑板)到达B 处的速度大小;(2)半圆轨道的半径R 的大小;(3)若传感器显示压力F 压=2 200 N ,运动员(含滑板)在C 处与轨道碰撞损失的机械能ΔE . 答案 (1)210 m/s (2)2.5 m (3)700 J解析 (1)对运动员(含滑板)受力分析,根据牛顿第二定律,有F -μmg =ma ,a =4 m/s 2由匀变速直线运动速度与位移关系式v B 2-0=2aL AB得v B =210 m/s(2)由平抛运动的规律h =12gt 2 可得t =2hg =105s ,x =v B t =4 m 由几何规律得(x -R )2+h 2=R 2解得R =2.5 m(3)由牛顿第三定律可知F ′=F 压=2 200 N ,F ′-mg =m v D 2RC 到D 过程,由动能定理有mg (R -h )=E k D -E k C解得E k C =12mv D 2-mg (R -h ) ΔE =12mv B 2+mgh -E k C =700 J 4.如图4甲所示为单板滑雪U 形池的比赛场地,比赛时运动员在U 形滑道内边滑行边利用滑道做各种旋转和跳跃动作,裁判员根据运动员的腾空高度、完成的动作难度和效果评分.图乙为该U 形池场地的横截面图,AB 、CD 为半径R =4 m 的四分之一光滑圆弧雪道,BC 为水平雪道且与圆弧雪道相切,BC 长为4.5 m ,质量为60 kg 的运动员(含滑板)以5 m/s 的速度从A 点滑下,经U 形雪道从D 点竖直向上飞出,在D 点上方完成动作的时间为t =0.8 s ,然后又从D 点返回U 形雪道,忽略空气阻力,运动员可视为质点,g 取10 m/s 2,求:图4(1)运动员(含滑板)与BC 雪道间的动摩擦因数;(2)运动员(含滑板)首次运动到C 点时对雪道的压力;(3)运动员(含滑板)最后距离B 点多远处停下.答案 (1)0.1 (2)2 040 N ,方向竖直向下 (3)B 点右侧1.5 m 处解析 (1)设运动员(含滑板)从D 点向上飞出的速度为v D ,则v D =g ·t 2=4 m/s 运动员(含滑板)从A 点到D 点的过程,由动能定理得-μmgx BC =12mv D 2-12mv A 2 解得μ=0.1(2)运动员(含滑板)从C 点运动到D 点的过程中,由动能定理得-mgR =12mv D 2-12mv C 2 设运动员(含滑板)首次运动到C 点时,由牛顿第二定律知F N -mg =m v C 2R联立得F N =2 040 N ,由牛顿第三定律可知,运动员首次运动到C 点时对雪道的压力大小为2 040 N ,方向竖直向下(3)设运动员(含滑板)运动的全过程中在水平雪道上通过的路程为x ,由动能定理得 mgR -μmgx =0-12mv A 2解得x =52.5 m所以运动员(含滑板)在水平雪道上运动了5.5个来回后到达C 点左侧3 m 处,故最后在B 点右侧1.5 m 处停下.5.(2018·台州中学统练)某同学在设计连锁机关游戏中,设计了如图5所示的起始触发装置,AB 段是长度连续可调的竖直伸缩杆,BCD 段是半径为R 的四分之三圆弧弯杆,DE 段是长度为2R 的水平杆,与AB 杆稍稍错开.竖直杆外套有下端固定且劲度系数较大的轻质弹簧,在弹簧上端放置质量为m 的套环.每次将弹簧的长度压缩至P 点后锁定,设PB 的高度差为h ,解除锁定后弹簧可将套环弹出.在触发器的右侧有多米诺骨牌,多米诺骨牌的最高点Q 和P 等高,且与E 的水平距离x =8R ,已知弹簧锁定时的弹性势能E p =9mgR ,套环与水平杆的动摩擦因数为0.5,与其他部分的摩擦不计,空气阻力不计,重力加速度为g .求:图5(1)当h =3R 时,套环达到杆最高点C 处的速度大小;(2)在上问中当套环运动到最高点C 时对杆的作用力大小和方向;(3)若h 可在R ~6R 间连续可调,要使该套环恰好击中Q 点,则h 需调为多长?答案 (1)10gR (2)9mg ,方向竖直向上 (3)5R解析 (1)从P 到C 有,E p =mg (h +R )+12mv C 2 得v C =10gR(2)C 点对套环有,F +mg =mv C 2R得F =9mg根据牛顿第三定律,在C 点套环对杆的作用力大小为9mg ,方向竖直向上.(3)从P 到E ,由能量守恒有E p =mg (h -R )+μmg ·2R +12mv E 2从E 点飞出后做平抛运动, h -R =12gt 2x =v E t解得h =5R6.(2017·温州市9月选考)如图6所示是某公园中的一项游乐设施,它由弯曲轨道AB 、竖直圆轨道BC 以及水平轨道BD 组成,各轨道平滑连接.其中圆轨道BC 半径R =2.0 m ,水平轨道BD 长L =9.0 m ,BD 段对小车产生的摩擦阻力为车重的0.2倍,其余部分摩擦不计,质量为1.0 kg 的小车(可视为质点)从P 点由静止释放,恰好滑过圆轨道最高点,然后从D 点飞入水池中,空气阻力不计,取g =10 m/s 2,求:图6(1)P 点离水平轨道的高度H ;(2)小车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力;(3)在水池中放入安全气垫MN (气垫厚度不计),气垫上表面到水平轨道BD 的竖直高度h =3.2 m ,气垫的左右两端M 、N 到D 点的水平距离分别为5.6 m 、8.0 m ,要使小车能安全落到气垫上,则小车释放点距水平轨道的高度H ′应满足什么条件?答案 (1)5 m (2)60 N ,方向竖直向下 (3)5 m≤H ′≤6.8 m解析 (1)小车恰好滑过圆轨道最高点C ,在圆轨道的最高点C 对小车有:mg =mv C 2R小车由P 运动到C 由动能定理可得mg (H -2R )=12mv C 2,联立解得H =5 m.(2)小车由P 运动到B 点,由动能定理得: mgH =12mv B 2,在B 点对小车: F N -mg =mv B 2R由以上两式可得F N =60 N根据牛顿第三定律可知,小车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力大小为60 N ,方向竖直向下.(3)小车从D 点飞出后做平抛运动,x =v D t ,h =12gt 2因为5.6 m≤x ≤8.0 m,代入以上两式可得7 m/s≤v D ≤10 m/s,从小车释放点至D 点,由动能定理得mgH ′-kmgL =12mv D 2,代入v D ,得到4.25 m≤H ′≤6.8 m 若使小车能通过C 点,需要H ′≥5 m 综上可知,5 m≤H ′≤6.8 m.。