3.6牛顿运动定律与两类动力学问题（解答题二） 过关检测-2022届高考物理一轮复习

3.6牛顿运动定律与两类动力学问题（解答题二） 1．如图（1）所示是某科技馆内的空中悬浮的娱乐风洞装置，通过制造和控制向上气流把人“吹”起来，体验太空飘浮的感觉，图（2）为圆柱形竖直管道的简化示意图。现有一位质量为m的游客悬浮在A点，气流突然消失，游客开始做自由落体运动，当下落到B点时立即开启更强的气流，使气流对游客的向上冲击力为游客重力的4倍，游客下落到C点时速度恰好减为零。已知A、B两点间的高度差，重力加速度。 （1）求游客体验到完全失重（自由落体）的时间； （2）求B、C过程中游客下降的加速度大小； （3）求B、C两点间的高度差； 2．如图所示，为迎接2022年北京冬奥会，一位滑雪运动员在练习滑板滑雪，人与装备的总质量为70kg，在离坡底60m处以2m/s的初速度沿山坡滑下，山坡倾角为30°，经过5s的时间滑到坡底。在坡底有一水平赛道与坡面平滑连接，滑雪者滑到坡底后在水平赛道上做匀减速直线运动，滑行了22m后停下。求滑雪者（重力加速度g取10）： （1）在坡面上下滑时的加速度； （2）在坡面上下滑时受到的阻力大小； （3）在水平赛道上滑行的时间。 3．一粗糙斜面固定在水平地面上，质量为的物体在倾角为的斜面底端，以的初速度冲上斜面，物体与斜面间的动摩擦因数，g取，求： （1）物体沿斜面上滑过程中的加速度a的大小； （2）物体沿斜面上滑的最大距离； （3）通过计算分析物体上滑到最高点后是否可以沿斜面下滑，若可以下滑求出物块沿斜面下滑的加速度。设物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 4．如图所示，上海中心总高为632米，是中国最高楼，也是世界第二高楼。由地上121层主楼、5层裙楼和5层地下室组成。“上海之巅”是位于118层的游客观光平台，游客乘坐世界最快观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需50秒，运行的最大速度为18 m/s。观景台上可以鸟瞰整个上海全景，曾经的上海第一高楼东方明珠塔、金茂大厦、上海环球金融中心等都在脚下，颇为壮观。一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为0.5 kg的物体受到的竖直向上拉力为5.45 N，若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动（g取10 m/s2）。求： （1）电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间； （2）若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求电梯到达观光平台上行的高度； （3）若电梯设计安装有辅助牵引系统，电梯出现故障，绳索牵引力突然消失，电梯从观景台处自由落体，为防止电梯落地引发人员伤亡，电梯启动辅助牵引装置使其减速，牵引力为重力的3倍，下落过程所有阻力不计，则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置？ 5．滑雪运动是运动员把滑雪板装在靴底在雪地上进行的滑行、跳跃的竞赛运动。当滑雪板相对雪地速度较大时，会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦。然而当滑雪板相对雪地速度较小时，与雪地接触的时间超过某一值，滑雪板就会下陷，使得与雪地间的摩擦力增大。假设速度超过8 m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1＝0.25变为μ2＝0.125。一运动员从倾角θ＝37°的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平地面，最后停在C处，如图所示。不计空气阻力，已知坡长l＝24.1 m，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）求运动员从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间； （2）求运动员到达B处时的速度大小； （3）若滑雪板与水平地面间的动摩擦因数μ3＝0.5，求运动员在水平地面上运动的最大距离。 6．机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量的汽车以的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线处，驾驶员发现小朋友排着长的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。 （1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小； （2）若路面宽，小朋友行走的速度，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间； （3）假设驾驶员以超速行驶，在距离斑马线处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。 7．如图所示，质量的物块，在沿斜面向上、大小的拉力作用下，沿倾角的足够长斜面由静止开始匀加速上滑，经时间撤去拉力。已知物块与斜面间的动摩擦因数，取，，求： （1）拉力F作用的时间内，物块沿斜面上滑的距离； （2）从撤去拉力起，物块运动至最高点所需的时间； （3）从撤去拉力起，经物块距出发点的距离x。 8．如图所示，物块A和B静置在粗糙的水平桌面上，A、B之间有一根长为m的拉直的轻绳，轻绳能承受的最大拉力为30N，A的质量为，B的质量为。A、B与水平桌面间的动摩擦因数均为。A受到向左的恒力的作用