第3章 第2课时 牛顿运动定律的综合应用-【直击双1流】2022版高考物理真题分类全刷

第 2 课时 　 牛顿运动定律的综合应用 1 应用牛顿第二定律解决两类问题 1. (2014全国卷,19,6分,★★★) 一物块沿倾角为 θ的斜坡向 上滑动. 当物块的初速度为 v 时,上升的最大高度为 H,如图 所示;当物块的初速度为 v 2 时,上升的最大高度记为 h. 重 力加速度大小为 g. 物块与斜坡间的动摩擦因数和 h 分别为 (　 　 ) A. tan θ 和 H 2 B. ( v 2 2gH - 1)tan θ 和 H 2 C. tan θ 和 H 4 D. ( v 2 2gH - 1)tan θ 和 H 4 2. (2021 浙江卷,19,9 分,★★) 机动车礼让行人是一种文明 行为. 如 图 所 示, 质 量 m = 1. 0 × 103 kg 的 汽 车 以 v1 = 36 km / h 的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马 线 s = 20 m 处,驾驶员发现小朋友排着长 l = 6 m 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汽车所受阻力的 大小; (2) 若路面宽 L = 6 m,小朋友行走的速度 v0 = 0. 5 m / s,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 v2 = 54 km / h 超速行驶,在距离斑马线 s = 20 m 处立即刹车,求汽车到斑马线时的速度. 3. (2020 浙江 1 月,19,9 分,★★★) 一个无风晴朗的冬日,小 明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道匀变速下滑,滑行 54 m 后进入水平雪道,继续滑行 40. 5 m 后匀减速到零. 已知 小明和滑雪车的总质量为 60 kg,整个滑行过程用时10. 5 s, 斜直雪道倾角为 37° (sin 37° = 0. 6), 重力加速度 g 取 10 m/ s2 .求小明和滑雪车: (1) 滑行过程中的最大速度 vm 的大小; (2) 在斜直雪道上滑行的时间 t1 ; (3) 在斜直雪道上受到的平均阻力 Ff 的大小. 4. (2017 海南卷,14,16 分,★★★) 一轻弹簧的一端固定在倾 角为 θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为m的小物块a 相连,如图所示. 质量为 3 5 m 的小物块 b 紧靠 a 静止在斜面 上,此时弹簧的压缩量为 x0,从 t = 0 时开始,对 b施加沿斜面 向上的外力,使 b 始终做匀加速直线运动. 经过一段时间后, 物块 a、b 分离;再经过同样长的时间,b 距其出发点的距离恰 好也为 x0 .弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小 为 g.求: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 33 (1) 弹簧的劲度系数; (2) 物块 b 加速度的大小; (3) 在物块 a、b 分离前,外力大小随时间变化的关系式. 5. (2016浙江 10月,19,9分,★★) 在某段平直的铁路上,一列 以324 km / h 高速行驶的列车某时刻开始匀减速行驶,5 min 后恰好停在某车站,并在该站停留 4 min,随后匀加速驶离 车站, 经 8. 1 km 后恢复到原速 324 km / h. 重力加速度为 10 m / s2 . (1) 求列车减速时的加速度大小; (2) 若该列车总质量为 8. 0 × 102 kg,所受阻力恒为车重的 0. 1 倍,求列车驶离车站加速过程中牵引力的大小; (3) 求列车从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度 大小. 6. (2016 浙江 4 月,19,9 分,★★) 如图是上海中心大厦,小明 乘坐大厦快速电梯,从底层到达第 119 层观光平台仅用时 55 s. 若电梯先以加速度 a1 做匀加速运动,达到最大速度 18 m / s. 然后以最大速度匀速运动,最后以加速度 a2 做匀减 速运动恰好到达观光平台. 假定观光平台高度为 549 m. 重 力加速度为 10 m / s2 . (1) 若电梯经过20 s匀