专题19动力学的两类基本问题及等时圆模型-2023届高三物理一轮复习重难点逐个突破

专题19 动力学的两类基本问题及等时圆模型 考点一 动力学的两类基本问题 1.动力学的两类基本问题应把握的关键 (1)两大分析——物体的受力分析和运动分析； (2)一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁 (3)由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解 2.解决动力学基本问题时对力的处理方法 (1)在物体受两个力时一般采用“合成法” (2)若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”。 3.动力学的两类基本问题的分析方法 (1)选定研究对象。 (2)对研究对象进行受力分析并画出受力示意图,根据平行四边形定则，应用合成法或正交分解法，表示出物体所受的合外力，列出牛顿第二定律方程。 (3)对研究对象进行运动分析并画出运动示意图，标出已知量和待求量，选择合适的运动学公式，列出运动学方程。 (4)联立牛顿第二定律方程和运动学方程求解。 1. 如图所示，质量m＝15 kg的木箱静止在水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数 μ＝0.2。现用F＝60 N的水平恒力向右拉动木箱(g取10 m/s2)。求： (1)3 s时木箱的速度大小。 (2)木箱在2 s内的位移大小。 2．（2022·四川·遂宁安居育才卓同国际学校高三阶段练习）如图所示，一个放置在水平台面上的木块，其质量为，受到一个斜向下的、与水平方向成角的推力的作用，使木块从静止开始运动，后撤去推力，若木块与水平面间的动摩擦因数为0.1，取，已知。求： （1）撤去推力时木块的速度为多大？ （2）木块在水平面上运动的总位移为多少？ 3.如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角。一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4 m，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2。试求： (1)刷子沿天花板向上运动时的加速度大小； (2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。 4．（2022·上海师大附中高三学业考试）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为水平面夹角为θ（小角度）的斜面。一辆长L＝12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为v1＝23m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动。当货物在车厢内滑动了s＝4m时，车头距制动坡床顶端d＝38m。再过一段时间，货车停止。已知空货车质量M是货物质量m的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数μ＝0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cosθ＝1，sinθ＝0.1，g＝10m/s2。 （1）求货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向； （2）请画出当货物在车厢内滑动时货车的受力示意图，并求出货车此时的的加速度的大小和方向； （3）求出制动坡床的长度。 5．（2022·浙江·高考真题）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点（取，，重力加速度）。 （1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度的大小； （2）求货物在倾斜滑轨末端时速度的大小； （3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s，求水平滑轨的最短长度。 6．（2022·湖北·黄冈中学二模）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）求汽车开始刹车到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，求汽车停在斑马线处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，求汽车运动到斑马线时的速度大小。 7.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏．如图所示，有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上，先以加速度a＝0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t＝8 s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)．若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2.求： (1)企鹅向上“奔跑”的位移大小； (2)企鹅在冰面滑动的加速度大小； (3)企鹅退滑到出发点时的速度大小．(计算结果可用根式表示) 8．（2022·