2018届高考物理二轮复习“活用三大观点破解力学计算题”学前诊断

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1、“活用三大观点破解力学计算题”1．在一次“模拟微重力环境”的实验中，实验人员乘坐实验飞艇到达h1＝6000m的高空，然后让飞艇由静止下落，下落过程中飞艇所受阻力为其重力的0.04倍。实验人员可以在飞艇内进行微重力影响的实验，当飞艇下落到距地面的高度h2＝3000m时，开始做匀减速运动，以保证飞艇离地面的高度不低于h＝500m，取g＝10m/s2，求：(1)飞艇加速下落的时间t；(2)减速运动过程中，实验人员对座椅的压力F与其重力mg的比值的最小值。解析：(1)设飞艇加速下落的加速度为a1，由牛顿第二定律得：Mg－f＝Ma1解得a1＝＝9.6m/s2加速下落的高度为h1

2、－h2＝3000m，根据位移时间关系公式，有：h1－h2＝a1t2，故加速下落的时间为t＝＝s＝25s。(2)飞艇开始做减速运动时的速度为v＝a1t＝240m/s匀减速下落的最大高度为h2－h＝3000m－500m＝2500m要使飞艇在下降到离地面500m时速度为零，飞艇减速时的加速度a2至少应为a2＝＝m/s2＝11.52m/s2根据牛顿第二定律可得F′－mg＝ma2，根据牛顿第三定律可得F＝F′，则：＝2.152。答案：(1)25s　(2)2.1522．某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成，水平传送带长度LAB

3、＝4m，倾斜传送带长度LCD＝4.45m，倾角为θ＝37°，AB和CD通过一段极短的光滑圆弧板过渡，AB传送带以v1＝5m/s的恒定速率顺时针运转，CD传送带静止。已知工件与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2。现将一个工件(可看作质点)无初速度地放在水平传送带最左端A点处，求：(1)工件被第一次传送到CD传送带上升的最大高度和所用的时间；(2)要使工件恰好被传送到CD传送带最上端，CD传送带沿顺时针方向运转的速度v2大小(v2＜v1)。解析：(1)工件刚放在传送带AB上，在摩擦力作用下做匀加速运动

4、，设其加速度大小为a1，速度增加到v1时所用时间为t1，位移大小为s1，则由受力分析图甲以及牛顿运动定律可得：N1＝mgf1＝μN1＝ma1联立解得：a1＝5m/s2。由运动学公式有：t1＝＝s＝1ss1＝a1t12＝×5×12m＝2.5m由于s1＜LAB，随后工件在传送带AB上做匀速直线运动到B端，则匀速运动的时间t2为：t2＝＝0.3s工件滑上CD传送带后在沿传送带向下的重力和滑动摩擦力作用下做匀减速运动，设其加速度大小为a2，速度减小到零时所用时间为t3，位移大小为s2，则由受力分析图乙以及牛顿运动定律可得：N2＝mgcosθmgsinθ＋μN2＝ma2由运动学

5、公式有：s2＝联立解得：a2＝10m/s2。s2＝1.25m工件沿CD传送带上升的最大高度为：h＝s2sinθ＝1.25×0.6m＝0.75m沿CD上升的时间为：t3＝＝s＝0.5s故总时间为：t＝t1＋t2＋t3＝1.8s。(2)CD传送带以速度v2大小向上传送时，当工件的速度大于v2时，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小仍为a2；当工件的速度小于v2时，滑动摩擦力沿传送带向上，设其加速度大小为a3，两个过程的位移大小分别为s3和s4，受力分析如图丙所示，由运动学公式和牛顿运动定律可得：－2a2s3＝v22－v12mgsinθ－μN2＝ma3－2a3s4＝0－v22

6、LCD＝s3＋s4解得：v2＝4m/s。答案：(1)0.75m　1.8s　(2)4m/s3．如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37°，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连。小球可以从D进入该轨道，沿轨道内侧运动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道。小球由静止从A点释放，已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度为g，小球与斜轨道AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为1.8R。求(在运算中，根号中的数值无须算出)：(1)小球滑到圆弧管道底端C

7、时速度的大小；(2)小球运动到C点时对轨道的作用力；(3)要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R′应该满足什么条件？解析：(1)设小球到达C点时速度为vC，小球从A运动至C过程，由动能定理有mg(5Rsin37°＋1.8R)－μmgcos37°·5R＝mvC2可得vC＝。(2)小球沿BC轨道做圆周运动，设在C点时轨道对球的作用力为FN，由牛顿第二定律，有FN－mg＝m其中r满足r＋r·sin53°＝1.8R联立上式可得FN＝6.6mg由牛顿第三定律可得，球对轨道的作用力为6.6mg，方向竖直向下。(3)要使小球不脱离轨道，有两种情况：情