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年高考物理二轮 考前三个月 第9题 匀变速运动的规律及图象问题学案VIP免费

年高考物理二轮 考前三个月 第9题 匀变速运动的规律及图象问题学案_第1页
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专题三计算题第9题匀变速运动的规律及图象问题1.2012年11月,我国舰载机在航母上首降成功.设某一舰载机的质量为m=2.5×104kg,速度为v0=42m/s,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,舰载机将在甲板上以a0=0.8m/s2的加速度做匀减速运动,着舰过程中航母静止不动.图1(1)舰载机着舰后,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,航母甲板至少多长才能保证舰载机不滑到海里;(2)为了使舰载机在有限长度的跑道上停下来,甲板上设置了阻拦索让舰载机减速,同时考虑到舰载机挂索失败需要复飞的情况,舰载机着舰时不关闭发动机.图1所示为舰载机勾住阻拦索后某一时刻的情景,此时发动机的推力大小为F=1.2×105N,减速的加速度a1=20m/s2,此时阻拦索夹角θ=106°,空气阻力和甲板阻力保持不变.求此时阻拦索承受的张力大小.(已知:sin53°=0.8,cos53°=0.6)答案(1)1102.5m(2)5×105N解析(1)设甲板的长度至少为x0,则由运动学公式得:-v=-2a0x0故x0=v/2a0代入数据可得:x0=1102.5m(2)舰载机受力分析如图所示,其中FT为阻拦索的张力,Ff为空气和甲板对舰载机的阻力,由牛顿第二定律得:2FTcos53°+Ff-F=ma1舰载机仅受空气阻力和甲板阻力时Ff=ma0联立可得:FT=5×105N2.某段平直的公路上,一辆小汽车以v1=90km/h的速度行驶,其前方一辆货车以v2=72km/h的速度行驶,当它们之间的距离Δx1=200m时,小汽车转入超车道并以a1=2m/s2的加速度提速准备超车,小汽车的最大速度控制在vm=108km/h.当小汽车与货车并行时,货车以a2=1m/s2的加速度减速,当小汽车超出货车Δx2=22m时转回行车道,超车过程结束.求:(1)小汽车从准备超车到与货车并行所经历的时间;(2)小汽车从与货车并行到完成超车驶过的距离.答案(1)20.625s(2)60m解析小汽车的初速度v1=90km/h=25m/s,最大速度vm=108km/h=30m/s,货车的速度v2=72km/h=20m/s.(1)设小汽车匀加速的时间为t1,则:vm=v1+a1t1解得t1=2.5s设从准备超车到与货车并行所经历的时间为t2,货车的位移为x2,则x2=v2t2小汽车的位移x1=+vm(t2-t1)根据题意有x1=x2+Δx1代入数值解得:t2=20.625s(2)设并行后到超车完成历时t3,则小汽车的位移x3=vmt3货车的位移x4=v2t3-a2t由题意知:x3-x4=Δx2代入数据解得:t3=2s所以x3=60m.3.(2013·山东·22)如图2所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/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=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10m.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10m/s2.图2(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?答案(1)3m/s28m/s(2)30°N解析(1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学公式得L=v0t+at2①v=v0+at②联立①②式,代入数据得a=3m/s2③v=8m/s④(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Fcosα-mgsinθ-Ff=ma⑤Fsinα+FN-mgcosθ=0⑥又Ff=μFN⑦联立⑤⑥⑦式得F=⑧由数学知识得cosα+sinα=sin(60°+α)⑨由⑧⑨式可知对应F最小的夹角α=30°⑩联立③⑧⑩式,代入数据得F的最小值为Fmin=N4.光滑水平面上,一个长木板与半径R未知的半圆组成如图3所示的装置,装置质量M=5kg.在装置的右端放一质量为m=1kg的小滑块(可视为质点),小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.5,装置与小滑块一起以v0=10m/s的速度向左运动.现给装置加一个F=55N向右的水平推力,小滑块与长木板发生相对滑动,当小滑块滑至长木板左端A时,装置速度恰好减速为0,此时撤去外力F并将装置锁定.小滑块继续沿半圆形轨道运动,且恰好能通过轨道最高点B.滑块脱离半圆形轨道后又落回长木板.已知小滑块在通过半圆形轨道时克服摩擦力做功Wf=2.5J.g取10m/s2.求:图3(1)装置运动的时间和位移;(2)长木板的长度l;(3)小滑块最后落回长木板上的落点离A的距离.答案(1)1s5m(2)2.5m(3)0.8m解析(1)对M:F-μmg=Ma1解得:a1=10m/s2设装置运动的时间为t1,...

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