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

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