专题跟踪检测(七) “力与运动”计算大题解题研究（Word练习）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

专题跟踪检测（七） “力与运动”计算大题解题研究 1．(2023·重庆调研)跑酷爱好者小李在一次训练中的运动可简化为以下运动：首先在平直高台上以4 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，运动8 m后从高台边缘水平跳出，在空中调整姿势后恰好垂直落在一倾角为53°的斜面上，此后小李迅速调整姿势沿水平方向蹬出，假设小李可视为质点，不计空气阻力，已知斜面底端距高台边缘的水平距离s＝1.05 m，取重力加速度的大小g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求： (1)小李从高台边缘水平跳出的初速度大小v； (2)小李在斜面上的落点距地面高度h1以及高台距地面的高度H1； (3)若小李水平蹬出斜面后落在地面上，小李的蹬出速度v1的范围。 解析：(1)根据题意，由运动学公式v2－v02＝2ax可得，小李从高台边缘水平跳出的初速度大小为v＝＝8 m/s。 (2)根据题意可知，恰好垂直落在一倾角为53°的斜面上，设落在斜面上时竖直分速度为vy，由几何关系及平抛运动规律有＝tan 37° 解得vy＝6 m/s 由公式vy＝gt1，可得飞行时间为t1＝0.6 s 则有gt12＝H1－h1，vt1＝s＋ 解得h1＝5 m，H1＝6.8 m。 (3)若小李水平蹬出斜面后落在地面上，飞行时间为t2＝＝1 s 水平位移的取值范围为≤x≤s＋ 则有x＝v1t2 联立解得3.75 m/s≤v1≤4.8 m/s。 答案：(1)8 m/s　(2)5 m　6.8 m　 (3)3.75 m/s≤v1≤4.8 m/s 2.(2023·山东烟台模拟)在山地自行车上安装气门嘴灯，夜间骑车时犹如踏着风火轮，格外亮眼。如图甲是某种自行车气门嘴灯，气门嘴灯内部开关结构如图乙所示：弹簧一端固定，另一端与质量为m的小滑块(含触点a)连接，当触点a、b接触，电路接通使气门嘴灯发光，触点b位于车轮边缘。车轮静止且气门嘴灯在最低点时触点a、b距离为L，弹簧劲度系数为，重力加速度大小为g，自行车轮胎半径为R，不计开关中的一切摩擦，滑块和触点a、b均可视为质点。 (1)若自行车匀速行驶过程中气门嘴灯可以一直亮，求自行车行驶的最小速度； (2)若自行车以的速度匀速行驶，求车轮每转一圈，气门嘴灯的发光时间。 解析：(1)只要气门嘴灯位于最高点时ab接触即可保证灯一直亮，弹簧原长时ab的距离为＋L＝2L 气门嘴灯位于最高点时滑块的向心力为＝mg＋2kL＝3mg 解得满足要求的最小速度为v＝。 (2)速度为时，车轮滚动的周期为 T＝＝ 此速度下滑块所需的向心力为m＝2mg 此力恰好等于ab接触时弹簧的弹力，即无重力参与向心力，对应与圆心等高的点，故当气门嘴灯位于下半圆周时灯亮，即发光时间 t＝＝ 。 答案：(1) 　(2) 3．(2023·浙江名校联盟二模)某运动员在平直雪道上的A、E两点间进行滑雪训练，在某次训练中，他从A由静止开始向前滑行，利用滑雪杖获得水平推力F，经过t1到达B点，之后立即撤去F，滑行t2后到达C点，再次用滑雪杖获得同样的水平推力F，作用距离为x3到达D点，接着再次撤去水平推力后，运动员刚好停在E点。已知该运动员连同装备的总质量为m＝60 kg，运动过程中运动员受到阻力大小恒为Ff＝12 N，且F＝84 N，t1＝1 s，t2＝2 s，x3＝ m，求运动员： (1)在AB段的加速度a1的大小； (2)到达C点时的速度大小； (3)从A点到E点的位移大小。 解析：(1)第一次利用滑雪杖滑行过程，根据牛顿第二定律得F－Ff＝ma1，解得a1＝1.2 m/s2。 (2)第一次利用滑雪杖获得的速度大小为v1＝a1t1＝1.2×1 m/s＝1.2 m/s， 这段时间内的位移大小为x1＝a1t12＝×1.2×12 m＝0.6 m， 第一次撤去推力后到达C的时间t2＝2 s内，运动员的加速度为a2＝＝－ m/s2＝－0.2 m/s2，到达C点时的速度为v2＝v1＋a2t2＝1.2 m/s－0.2×2 m/s＝0.8 m/s。 (3)第二次用力的过程中，由v32－v22＝2a1x3，解得v3＝1.2 m/s，即运动员到达D点的速度， 第一次撤去推力后时间t2＝2 s内，运动员的位移为x2＝t2， 第二次撤去推力后运动员滑行的过程中有 0－v32＝2a2x4， 从A点到E点的位移大小x＝x1＋x2＋x3＋x4， 解得x≈6.53 m。 答案：(1)1.2 m/s2　(2)0.8 m/s　(3)6.53 m 4．如图所示，质量为M＝2 kg的木板B静止在粗糙的水平面上，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，木板长为L，距离木板右边s处有一挡板，在木板的左端放置一个质量m＝3 kg、可视为质点的小木块A，以初速度v0＝5 m/s滑上木板，小木块与木板之间的动摩