专题3.7与力的分解合成相关的牛顿运动定律问题
【考纲解读与考频分析】
牛顿运动定律是高中物理核心知识点,力的合成与分解是只要的方法,二者结合考查是高考命题热点。
【高频考点定位】:
牛顿运动定律 力的合成与分解
考点一:与力的分解合成相关的牛顿运动定律问题
【3年真题链接】
1.(2018年4月浙江选考)可爱的企鹅喜欢在冰面上游玩,如图所示,有一企鹅在倾角为的斜面上,先以加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,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。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数,已知,求:
企鹅向上“奔跑”的位移大小;
企鹅在冰面上滑动的加速度大小;
企鹅退滑到出发点的速度大小。计算结果可用根式表示
企鹅在冰面上滑动的加速度大小;
企鹅退滑到出发点的速度大小。计算结果可用根式表示
2.(17分)(2016四川理综)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为水平面夹角为的斜面。一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的低端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动收到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板,取。求:
(2)制动坡床的长度。
【2年模拟再现】
1. (2019福建莆田二模)如图,装有水的杯子从倾角α=53°的斜面上滑下,当水面稳定时,水面与水平面的夹角β=16°.取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,sin16°=0.28,则( )
A.杯子下滑的加速度大小为 B. 杯子下滑的加速度大小为
C. 杯子与斜面之间的动摩擦因数为 D. 杯子与斜面之间的动摩擦因数为
C. 杯子与斜面之间的动摩擦因数为 D. 杯子与斜面之间的动摩擦因数为
2.(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
3.(12分)(2019河南天一大联考6)一质量为m=0.1kg的滑块(可视为质点)从倾角为θ=37°、长为L=6m的固定粗糙斜面顶端由静止释放,滑块运动到斜面底端时的速度大小为v,所用的时间为t。若让此滑块从斜面底端以速度v滑上斜面,则滑块在斜面上上滑的时间为.已知重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)滑块通过斜面底端时的速度大小;
(2)滑块从斜面底端以速度υ滑上斜面又滑到底端时的动能。
4.(2019洛阳联考)(9分)如图14所示,一小轿车从高为10 m、倾角为37°的斜坡顶端从静止
开始向下行驶,当小轿车到达底端时进入一水平面,在距斜坡底端115 m的地方有一池塘,发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103 N,在水平地面上调节油门后,发动机产生的牵引力为1.4×104 N,小轿车的质量为2 t,小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)。求:
(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度;
(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,在水平地面上加速的时间不能超过多少?(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)
5.(15分) (2019广东惠州第三次调研)为拍摄鸟类活动,摄影师用轻绳将质量为m=2.0kg的摄影机跨过树枝,悬挂于离地面H=8.5m高的B点,绳子另一端连着质量M=4kg的沙袋,并将沙袋控制在地面上的A点,某时刻,沙袋突然失控,当沙袋水平滑动到较长的斜坡底端C时,摄影机下落到距地面上方h=5.0m高的D点,斜坡倾角为370,此时细绳与斜面平行,最终摄影机恰好没有撞击地面,已知沙袋与斜面间的动摩擦因数为=0.175,不计细绳与树枝间的摩擦,g取10m/s2;求(不计C处的能量损失,sin370=0.6,cos370=0.8)
(1)从D点开始下落的过程中,摄影机做什么运动?
(2)摄像机在D点时的速度大小;
(3)摄影机下落全过程中,沙袋及摄影机组成的系统克服摩擦阻力所做的功
预测考点一:与力的分解合成相关的牛顿运动定律问题
【2年模拟再现】
1.(2019河南名校联盟尖子生调研)如图所示,一个小球O用1、2两根细绳连接并分别系于箱子上的A点和B点,OA与水平方向的夹角为θ,OB水平,开始时箱子处于静止。则下列说法不正确的是( )
A.若使箱子向右水平加速运动,则绳1、2的张力均增大
B.若使箱子向右水平加速运动,则绳1的张力不变、绳2的张力增大
C.若使箱子竖直向上加速运动,则绳1、2的张力均增大
D.若使箱子竖直向上加速运动,则绳1的张力增大、绳2的张力不变
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
3.(10分) (2019天津部分学校期末联考)一小滑块以10m/s的初速度沿倾角为θ=37°的固定斜面上滑。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5,设斜面足够长。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0,8)求:
(1)物体上滑的最大位移;
(2)物体回到出发点时的速度。
4.(14分)(2019郑州联考)如图所示,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
5.(14分)(2019西安联考)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)
【1年仿真原创】
1.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μ5年高考3年模拟=。重力加速度g取10 m/s2。
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