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高考热点强化练1
动力学方法的综合应用
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1.(2025·陕西榆林市三模)我国某新型航母采用了先进的电磁弹射技术,能在短时间内将舰载机加速至起飞速度。若有一架舰载机在电磁弹射装置的作用下,沿航母水平甲板从静止开始做匀加速直线运动。已知舰载机的质量为m,加速度为a,加速后达到起飞速度为v。电磁弹射装置通过产生恒定的弹力F(方向与舰载机运动方向相同)来加速舰载机,同时甲板对舰载机存在恒定的阻力(方向与舰载机运动方向相反)。忽略空气阻力,求:
(1)舰载机从静止开始到起飞所需的时间t;
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(2)甲板对舰载机的恒定阻力大小f;
解析:对舰载机有F-f=ma
解得f=F-ma。
答案:F-ma
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(3)电磁弹射装置作用过程中弹力F所做的功W。
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(1)小物体刚开始运动的加速度大小;
解析:小物体向上加速过程,对小物体进行受力分析,如图所示
根据牛顿第二定律有
μmg cos θ-mg sin θ=ma
解得小物体刚开始运动的加速度大小
a=2.5 m/s2。
答案:2.5 m/s2
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(2)小物体从A到B运动的时间。
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答案:5.2 s
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3.(2025·云南红河州、文山州第二次统测)如图所示为某种运载无人机,它是一种能够低空运载的遥控飞行器,其动力系统所能提供的最大升力F=900 N,一架总质量m=60 kg的该型号无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞,t=10 s时离地面的高度为200 m,运动过程中所受空气阻力大小恒定,g取10 m/s2。
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(1)求运动过程中所受空气阻力大小。
答案:60 N
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(2)假设无人机竖直向上起飞5 s后关闭动力系统,求无人机距地面的最大高度(结果保留小数点后2位)。
答案:68.18 m
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4.(2025·湖北省部分高中协作体联考)一足够长的木板P静置于粗糙水平面上,木板的质量M=4 kg,质量m=1 kg的小滑块Q(可视为质点)从木板的左端以初速度v0滑上木板,与此同时在木板右端作用水平向右的恒定拉力F,如图甲所示。设滑块滑上木板为t=0时刻,经过t1=2 s撤去拉力F,两物体一起做匀减速直线运动,再经过t2=4 s两物体停止运动,画出两物体运动的v-t图像如图乙所示。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2)求:
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(1)前2 s内滑块Q和木板P的加速度大小,两物体一起做匀减速直线运动的加速度大小;
答案:4 m/s2 2 m/s2 1 m/s2
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(2)滑块Q运动的总位移;
答案:24 m
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(3)拉力F的大小。
解析:前2 s内对滑块Q分析有μ1mg=ma1
对木板P分析有μ1mg+F-μ2(mg+Mg)=Ma2
两物体一起做匀减速直线运动时,对P、Q整体分析有μ2(m+M)g=(m+M)a3
代入数据联立解得F=9 N。
答案:9 N
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答案:
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