题型专练2 开放题专练-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理必修1同步课件 (人教版 北京专版)

物理 必修第一册 RJ 北京专版 1 2 题型专练2 开放题专练 刷素养 2 1.【科学推理】[北京2023高一上期末] 如图所示，将一枚质量为 的围棋棋子从靠在书上的一块 木板上的点由静止释放.棋子沿木板下滑后进入水平桌面，在桌面上滑行一段距离后停止在 点. 已知棋子沿着木板下滑的加速度大小为，在桌面上滑行的加速度大小为 .木板与水平桌面间夹 角为 ，重力加速度为 ，不计空气阻力，可将棋子看作质点. 3 （1）求棋子沿着木板下滑时受到的摩擦力 ； [答案] 解析 棋子在木板上时的受力如图所示,棋子沿着木板下滑时,根据牛顿第二定律有 ,解得 . 4 （2）若棋子与木板和桌面间的动摩擦因数分别为、，则与间、与 间存在什么样的关系; [答案] ; 解析 棋子沿着木板下滑时,所受滑动摩擦力为 , 由牛顿第二定律得 , 解得 , 棋子在桌面上滑行时,根据牛顿第二定律有 , 解得 . 5 （3）有人对棋子沿木板下滑到底端时的速度大小是否等于棋子进入水平桌面滑行的初速度 的大小心存疑虑.你对此有何猜想？若身边可用的工具仅有刻度尺，你有验证自己猜想的方法吗？ 请作简要的说明. [答案] 见解析 解析 猜想和是不相等的,验证方法如下：用刻度尺测出点到木板底端的距离 ,由运动学公 式得 , 解得 , 用刻度尺测出木板底端到点的距离,由运动学公式有 , 解得 , 由此就可以比较和 ,看它们是否相等. 6 2.【科学推理，科学态度与责任】[北京顺义区第一中学2022高一上月考改编]“神舟十六号”载 人飞船的返回舱在距地面某一高度时，启动减速降落伞装置开始做减速运动.当返回舱的速度大约 减小至 时，开始匀速（近似）下降，当以这个速度一直降落到距离地面 时， 立刻启动返回舱的缓冲发动机并向下喷气，舱体再次做减速运动，经历时间 后，以某一 安全的速度落至地面. 依据 能够运用所学的科学知识解决现实的科学技术问题,培养学生良好的科学态度,使学生尊重事 实、敢于质疑、善于反思、勇于创新. 7 （1）若最后的减速过程可视为竖直方向的匀减速直线运动，取重力加速度 .求： a.这一过程中返回舱的加速度 ； [答案] ,方向竖直向上 解析 返回舱加速度的方向竖直向上,根据匀变速直线运动规律,有,解得 . b.这一过程中返回舱对质量的航天员的作用力的大小 . [答案] 解析 以航天员为研究对象,竖直方向根据牛顿第二定律有 , 解得 . 8 （2）事实上，空气阻力不仅跟物体相对空气的速度有关，还跟物体的横截面积 有关.实验发现： 在一定条件下，降落伞在下落过程中受到的空气阻力 与伞的 横截面积成正比，与其下落速度的平方成正比，即（其中 为比例系 数）.重力加速度为 . a.定性描述返回舱在打开降落伞以后至启动缓冲发动机之前，其速度和加速度的变化情况； [答案] 见解析 解析 刚打开降落伞时,由于空气阻力的作用,返回舱做减速运动；速度减小,则空气阻力减小,加速 度减小；当加速度减小到零时,开始做匀速（近似）运动；即返回舱在打开降落伞后至启动缓冲发 动机之前先做加速度逐渐减小的减速运动,后做匀速（近似）运动. 9 b.通过计算分析说明：为了减小返回舱匀速（近似）下降阶段的速度，可以通过改变哪些设计 （量）来实现？（提出一种可行的方案即可） [答案] 见解析 解析 设返回舱的质量为,当返回舱达到匀速（近似）状态后,受力平衡,有 , 解得 , 由此可见,在环境和设备质量一定的情况下,通过增大降落伞的横截面积 ,可以减小返回舱匀速 （近似）下降阶段的速度. 10 $$