物理二轮专题复习题型应考篇第3部分 题型三 计算题 力学课件.ppt

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1、题型三计算题第1部分力学考查应用动力学观点解决问题1.(2009·安徽·22)(14分)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,图1如图1所示.设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s

2、2上升时,试求：(1)运动员竖直向下拉绳的力.(2)运动员对吊椅的压力.解析解法一(1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m,绳拉运动员的力为F.当运动员和吊椅整体为研究对象,受到重力的大小为(M+m)g,向上的拉力为2F,根据牛顿第二定律有2F-(M+m)g=(M+m)a解得F=440N根据牛顿第三定律,运动员拉绳的力的大小为440N,方向竖直向下.(2)以运动员为研究对象,运动员受到三个力的作用,重力大小为Mg,绳的拉力F,吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律F+FN-Mg=Ma解得FN

3、=275N根据牛顿第三定律,运动员对吊椅压力大小为275N,方向竖直向下.解法二设运动员和吊椅的质量分别为M和m;运动员竖直向下的拉力大小为F,对吊椅的压力大小为FN.根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为F,吊椅对运动员的支持力大小为FN.分别以运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律F+FN-Mg=Ma①F-FN-mg=ma②由①②得F=440NFN=275N答案(1)440N,方向竖直向下(2)275N,方向竖直向下2.(2009·海南·15)(9分)一卡车拖挂一相同质量的车厢,在水平

4、直道上以v0=12m/s的速度匀速行驶,其所受阻力可视为与车重成正比,与速度无关.某时刻,车厢脱落,并以大小为a=2m/s2的加速度减速滑行.在车厢脱落t=3s后,司机才发觉并紧急刹车,刹车时阻力为正常行驶的3倍.假设刹车前牵引力不变,求卡车和车厢都停下后两者之间的距离.解析设卡车的质量为M,车所受阻力与车重之比为;刹车前卡车牵引力的大小为F,卡车刹车前后加速度的大小分别为a1和a2,重力加速度大小为g.由牛顿第二定律有F-2Mg=0F-Mg=Ma1Mg=Ma3Mg=Ma2设车厢脱落后,t=3s内卡车行驶的路

5、程为s1,末速度为v1,根据运动学公式有s1=v0t+a1t2v1=v0+a1tv12=2a2s2式中,s2是卡车在刹车后减速行驶的路程.设车厢脱落后滑行的路程为s,有v02=2as卡车和车厢都停下来后相距Δs=s1+s2-s由以上各式得Δs=代入数据得Δs=36m答案36m考查多运动组合的多过程问题——力学内综合一3.(2009·浙江·24)(18分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图2所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在

6、光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟.已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5W工作,进入竖直轨道前受到的阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,s=1.50m.问：要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间？(取g=10m/s2)图2解析设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1,由平抛运动的规律s=v1th=解得v1==3m/s设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v2,最低点速度为v3,由牛顿运动定律及机械能守恒定律

7、得mg=mv22/R+mg(2R)解得v3==4m/s通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是vmin=4m/s设电动机工作时间至少为t,根据功能原理Pt-FfL=mvmin2由此解得t=2.53s答案2.53s考查动力学观点和功能观点的结合——力学内综合二4.(2009·四川·23)(16分)示图3为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2m/s2,当起重机输出功率达到

8、其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动.取g=10m/s2,不计额外功.求：(1)起重机允许输出的最大功率.(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率.图3解析(1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力.P0=F0vm①F0=mg②代入数据,有P0=5.1×104W③(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功