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时间:2019-01-18
《高考专题17.20 合成与分解-2019年高考物理100考点最新模拟题---精校解析Word版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、100考点最新模拟题千题精练17-20第十七部分物理思维方法二十、合成与分解二.计算题1.(2018北京西城二模)合成与分解是物理常用的一种研究问题的方法,如研究复杂的运动就可以将其分解成两个简单的运动来研究。请应用所学物理知识与方法,思考并解决以下问题。(1)如图1所示,将一小球以v0=20m/s的初速度从坐标轴原点O水平抛出,两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球,在两个坐标轴上留下了小球的两个“影子”,影子的位移和速度描述了小球在x、y两个方向的运动。不计空气阻力的影响,g=10m/s2。a.分析说明两个“影子”
2、分别做什么运动;b.经过时间t=2s小球到达如图1所示的位置,求此时小球的速度v。(2)如图2所示,把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在沿水平x轴的光滑杆上,能够在杆上自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离,小球将做振幅为R的振动,O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O′为圆心,在电动机的带动下,沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。O与O′在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球B,适当调整B的转速,可以观察到,小球B在x方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为k,小球
3、A的质量为m,弹簧的弹性势能表达式为,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量。a.请结合以上实验证明:小球A振动的周期。b.简谐运动的一种定义是:如果质点的位移x与时间t的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。请根据这个定义并结合以上实验证明:小球A在弹簧作用下的振动是简谐运动,并写出用已知量表示的位移x与时间t关系的表达式。(2)a.(6分)以小球A为研究对象,设它经过平衡位置O时的速度为v,当它从O运动到最大位移处,根据机械能守恒有,由此得①。由题中实验可知,小球B
4、在x方向上的“影子”的速度时刻与小球A的相等,A经过O点的速度v与B经过最低点的速度相等,即小球B做匀速圆周运动的线速度也为v。小球A振动的周期与小球B做圆周运动的周期相等。根据圆周运动周期公式,小球B的运动周期②联立①②两式得小球B的运动周期所以小球A的振动周期也为b.(7分)设小球B做圆周运动的角速度为ω。设小球A从O向右运动、小球B从最高点向右运动开始计时,经过时间t,小球B与O¢的连线与竖直方向成φ角,小球B在x方向上的位移x=Rsinφ=Rsinωt根据,联立以上各式得由题中实验可知B在x方向上的“影子”和A在任何
5、瞬间都重合即小球A的位移规律也为,其中R、k、m为常量所以,小球A的运动是简谐运动。2.(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5×104kg,假设飞机在加速滑行过程中牵引力恒为F=8×104N,受到的阻力恒为Ff=2×104N,起飞速度v=80m/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4m/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?【参考答案】(1)2667m (2)346
6、7m(2)设飞机做匀减速直线运动的位移为x2,则x2==m=800m所以跑道的长度至少为x=x1+x2=2667m+800m=3467m3.(2018·杭州地区期末)质量为20kg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100N的力拉箱子,如图2所示,箱子从静止开始运动(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2).图2(1)求2s末撤去拉力时箱子的速度大小;(2)求2s末撤去拉力后箱子继续运动多长时间才能停止运动.4.(1)1m/s (2)0.2s4.(18分
7、)(2018北京大兴一模)2022年冬奥会将在北京举行,届时会有许多精彩刺激的比赛,单板高山滑雪U形池就是其中之一。它的场地是长约120米,深为4.5米,宽15米的U形滑道(两边竖直雪道与池底雪道由圆弧雪道连接组成,横截面像U字形状),整条赛道的平均坡度18°.选手在高处助滑后从U形池一侧边缘(示意图中A点)进入赛道,沿U型池滑行至另一侧竖直轨道,从B点跃起在空中做出各种抓板旋转等动作,完成动作落入轨道再滑向对侧,如此反复跃起完成难度不同的动作,直至滑出赛道完成比赛,裁判根据选手完成动作的难易和效果打分。(1)选手出发时要先
8、经过一段倾斜坡道助滑(如情景图),设坡度倾角为α,滑板与雪面的动摩擦因数为μ,当地的重力加速度为g,求选手沿此斜面坡道向下滑行的加速度大小。(2)在高中物理学习中,对于复杂的运动往往采用分解的研究方法,比如对平抛运动的研究。a.运动员沿U形池从A滑行到B的过程是一个复杂的运动,请你用分解的
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