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

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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