计算题考向1 力学中物体的直线运动-2020高考物理【试吧大考卷】二轮复习专项分层特训卷

第三部分　考卷题型Ⅲ——计算题 考向1　力学中物体的直线运动 1．如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材，由调速器、安全带、安全钩、缓降绳索等组成．发生火灾时，使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在腰部，通过缓降绳索安全着陆．如图乙所示，在某中学某次火灾逃生演练过程中，一体重为60 kg的逃生者从离地面18 m的高处，利用缓降器材由静止开始匀加速下滑，当速度达到6 m/s时，以大小为2.5 m/s2的加速度减速，到达地面时速度恰好为零．假设逃生者在下降过程中悬空且不接触墙面，不计空气阻力(g＝10 m/s2)，求： [来源:Zxxk.Com] (1)逃生者减速下滑过程中的位移： (2)减速下滑时逃生者对缓降绳索的拉力大小； (3)从开始到到达地面整个过程的时间． 答案：(1)7.2 m　(2)750 N　(3)6.0 s 解析：(1)设所求位移为x1，由题意可知减速过程中有v2＝2a1x1 解得x1＝7.2 m. (2)设缓降绳索对逃生者的作用力为F，减速过程中由牛顿第二定律得 F－mg＝ma1 解得F＝750 N 根据牛顿第三定律可知，逃生者对缓降绳索的拉力大小为750 N. (3)加速过程时间t1＝＝＝3.6 s 减速过程时间t2＝＝＝2.4 s[来源:学#科#网Z#X#X#K] 故t总＝t1＋t2＝6.0 s. 2．如图甲所示，一汽车通过电子不停车收费系统ETC.假设汽车从O点以v0＝6 m/s的速度匀速驶向ETC收费岛，在OA路段所受阻力大小F阻1＝1×103 N；汽车从A处进入ETC收费岛后，假设仍保持功率不变完成自动缴费并驶离收费岛，以v＝3 m/s的速度匀速离开B处，汽车的速度—时间图象如图乙所示．已知ETC收费岛AB段长度d＝25 m，汽车质量M＝2×103 kg，汽车在OA段和AB段所受阻力均为恒力． (1)求汽车在运动过程中发动机的输出功率； (2)当汽车加速度大小为0.25 m/s2时，求此时汽车的速度大小； (3)求汽车在ETC收费岛AB段内行驶的时间． 答案：(1)6.0 kW　(2)4 m/s　(3)3.83 s 解析：(1)在OA段，有P＝F1v0 F1＝F阻1＝1×103 N 联立解得P＝6.0 kW (2)汽车离开B点前已经匀速，则有 P＝F2v F2＝F阻2 F阻2－F＝Ma[来源:Zxxk.Com] P＝Fv1 联立解得v1＝4 m/s (3)A→B过程，由动能定理得PtAB－F阻2d＝Mv2－Mv 解得tAB＝3.83 s 3. 如图所示，某次滑雪训练，运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F＝84 N而从静止向前滑行，其作用时间为t1＝1.0 s，撤除水平推力F后经过t2＝2.0 s，他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力，作用距离与第一次相同．已知该运动员连同装备的总质量为m＝60 kg，在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff＝12 N，求： (1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移； (2)该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离． 答案：(1)1.2 m/s　0.6 m　(2)5.2 m 解析：(1)运动员利用滑雪杖获得的加速度为a1＝＝＝1.2 m/s2 第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小 v1＝a1t1＝1.2×1.0 m/s＝1.2 m/s 位移x1＝a1t＝0.6 m. (2)运动员停止使用滑雪杖后，加速度大小为a2＝＝ m/s2＝0.2 m/s2 经时间t2速度变为 v1′＝v1－a2t2 ＝1.2 m/s－0.2×2.0 m/s[来源:学科网] ＝0.8 m/s 第二次利用滑雪杖获得的速度大小v2，则 v－v1′2＝2a1x1 第二次撤除水平推力后滑行的最大距离x2＝ 联立解得x2＝5.2 m. 4．[2019·河南郑州一模]新能源环保汽车在设计阶段要对各项性能进行测试．某次新能源汽车性能测试中，如图甲显示的是牵引力传感器传回的实时数据，但由于机械故障，速度传感器只传回了第25 s以后的数据，如图乙所示．已知汽车质量为1 500 kg，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始做直线运动，所受阻力恒定． (1)18 s末汽车的速度是多少？ (2)前25 s内汽车的位移是多少？ 答案：(1)26 m/s　(2)608 m 解析：(1)由图甲知18 s后汽车受到的牵引力恒定，又汽车受到的阻力始终恒定，故18 s后汽车受到的合力恒定，汽车做匀加速运动或匀速运动，由图乙可知，18 s后汽车做匀速运动，此时牵引力为F3＝1.5×103 N 以牵引力方向为正方向，由平衡条件知，阻力为Ff＝－F3＝－1.5×103 N 0～6 s内，牵引力为F3＝9×103 N[来源: