专题04 运动和力的关系(学考真题汇编,浙江专用)2027年高中物理
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内容正文:
专题04 运动和力的关系
4年真题
考点分类
浙江考情
命题规律
考点01 牛顿第一定律 惯性
2023-2024高二上浙江(1题)、2022浙江(1题)、2021浙江(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:牛顿第三定律。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点02 实验:探究加速度与力、质量的关系
2026浙江(1题)、2024-2025高二上浙江(1题)、2023-2024高二上浙江(1题)、2023浙江(1题)、2021浙江(3题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:验证加速度与力成正比的实验、利用向心力演示仪探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系、计算某点的瞬时速度。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点03 牛顿第二定律
2026浙江(1题)、2024-2025高二上浙江(1题)、2023浙江(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:牛顿第二定律的内容和表达式。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点04 牛顿运动定律的两类基本问题
2021浙江(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:已知受力求运动。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点05 牛顿运动定律的应用
2026浙江(1题)、2024-2025高二上浙江(1题)、2023-2024高二上浙江(3题)、2021浙江(2题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:牛顿第二定律的初步应用、已知运动求受力、匀变速直线运动速度与位移的关系、自由落体运动的规律及应用。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点06 超重和失重
2024-2025高二上浙江(2题)、2023-2024高二上浙江(2题)、2023浙江(1题)
·情境:常将生活设施与科技应用交织构建命题情境。
·重点:超重和失重的概念、超重和失重现象分析。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点07 动力学图像问题
2026浙江(1题)、2023浙江(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:x-t图像。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点08 斜面模型中的动力学问题
2022浙江(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:无外力,物块在粗糙斜面滑动。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点1 牛顿第一定律 惯性
1.(2022·浙江·学业考试真题)如图所示,运动爱好者在无风时借助绳子缓慢下降,下列说法正确的是( )
A. 运动爱好者对绳子的力和绳子对他的力是一对平衡力
B. 绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力大于他的重力
C. 绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力方向竖直向上
D. 绳子对运动爱好者的力和岩石对他的力是一对作用力和反作用力
2.(2021·浙江·学业考试真题)2021年9月26日,第十四届全运会中浙江队组合吴江/徐佳炜以1分35秒422的成绩获得皮划艇静水男子500米双人皮艇决赛冠军。下列说法正确的是( )
A. 冲刺瞬间,可以将船视为质点
B. “1分35秒422”是比赛的时间
C. 桨对水的作用力大于水对浆的作用力
D. 比赛冲刺的瞬时速度为5.23m/s
3.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,用同一根匀质细绳把一本厚重的书扎一圈,然后把细绳的上端悬挂起来,下端用手牵住。当迅速将细绳下端猛力往下一拉时,发现书上面绳子未断而下面绳子断了。这一现象的合理解释是( )
A. 上面绳子更牢固
B. 书的质量大惯性也大
C. 上面绳子的弹力小于书重力
D. 下面绳子的弹力等于书重力和手拉力之和
考点2 实验:探究加速度与力、质量的关系
1.(2021·浙江·学业考试真题)下列实验中采用控制变量法研究的实验是( )
A. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
B. 验证机械能守恒定律
C. 用多用电表测量电学中的物理量
2.(2021·浙江·学业考试真题)(多选)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,下列对图片中存在问题纠正的说法正确的是( )
A. 图中,打点计时器、小车安装完全正确 B. 图中,转动旋钮,取交流电压等于8V
C. 图中,应调节纸带使其位于轨道中轴线上,让纸带穿过两个限位孔且纸带处于复写纸放的下面
3.(2026·浙江·学业考试真题)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。
(1)本实验中,需研究某个物理量与另外两个物理量的定量关系,所采用的研究方法与下列实验一致的是 ;
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究弹簧弹力与形变量的关系
C. 探究互成角度的力的合成规律
D. 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
(2)下列操作正确的是 (多选)
A. 打点计时器应连接交流电源
B. 应使槽码质量远大于小车质量
C. 先释放小车,再接通打点计时器
D. 平衡阻力时,应使小车与纸带相连
4.(2023·浙江·学业考试真题)某实验小组在做探究小车加速度与力、质量关系的实验中,得到如下纸带,已知打点计时器所用交流电的频率为,相邻计数点之间还有4个点未画出。则C点的位置读数为 。相邻计数点之间的时间间隔 s,小车下滑的加速度大小为 (计算保留2位有效数字)。
5.(2021·浙江·学业考试真题)已知小车(含小车配重)质量为300g,通过补偿该实验摩擦力之后(如图),在槽码处选择拉小车的钩码质量合适的是 (5g或500g),更符合本次试验要求。
小车拖动纸带如下,已知xOA=2.24cm,xOB=5.04cm,xOC=8.39cm,xOD=12.29cm,则小车的加速度为 m/s2。(保留两位小数)
6.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)(多选)某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。
A. 实验主要用到的物理研究方法是控制变量法 B. 补偿阻力时必须将槽码用细绳跨过滑轮连接在小车上
C. 为减小系统误差,应使槽码质量远大于小车质量 D. 实验时,应使小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车
(2)实验中得到的一条纸带,如图所示
①图中1、2、3……为选取的计数点,已知相邻计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用交流电源频率为50Hz,则相邻计数点间的时间间隔为 s;
②由图中数据可知,打计数点4时小车的瞬时速度的大小为 m/s(结果保留三位有效数字)。
7.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是
A. 放大法 B. 控制变量法
C. 补偿法
(2)该实验过程中操作正确的是
A. 先接通打点计时器电源,后释放小车
B. 补偿阻力时未连接纸带 C. 调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)在小车质量 (选填“远大于”或“远小于”)槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述处理引起的误差为 (选填“偶然误差”或“系统误差”)。
(4)经正确操作后获得一条纸带,截取其中一段如图2 所示。计数点5 的读数为 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为 50Hz,则打计数点 4 时小车的速度大小为 m/s(计算结果保留两位有效数字)。
考点3 牛顿第二定律
1.(2026·浙江·学业考试真题)下列单位中,属于国际单位制基本单位的是( )
A. m
B. N
C. W
D. J
2.(2023·浙江·学业考试真题)物理老师给同学们做了一个有趣的实验,用一根筷子穿透了一颗土豆,现在他一手拿筷子,另一只手拿锤子敲击筷子上端,那么你认为该演示实验的现象或原理正确的是( )
A. 土豆会沿着筷子向上爬
B. 该实验原理是利用牛顿第二定律
C. 该实验原理是利用牛顿第三定律
D. 土豆越大越难完成该实验
3.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)下列属于国际单位制基本单位的是( )
A. s
B. N
C. Wb
D. J
考点4 牛顿运动定律的两类基本问题
1.(2021·浙江·学业考试真题)2021年8月11日小米发布了名为Cyber Dog的机器狗。据悉该机器狗拥有多种传感器可实现陪伴、买菜、导盲等功能。小米实验室某次对机器狗的实验过程如下:该机器狗沿着笔直的测试公路从静止开始匀加速前进,经过10s后到达最大速度,这段时间通过的距离16m。保持最大速度匀速前进8s后做匀减速直线运动,经过5s停止运动。已知机器狗(含测试设备)总质量为25kg,求:
(1)该机器狗匀加速直线运动时的加速度大小;
(2)从静止开始到最后停止,该机器狗通过的位移;
(3)在减速阶段该机器狗所受合外力。
考点5 牛顿运动定律的应用
1.(2021·浙江·学业考试真题)如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时( )
A. 小车只受重力、支持力作用
B. 木板对小车的作用力方向水平向左
C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
2.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,人用力推沙发,但沙发纹丝不动。下列属于一对作用力与反作用力的是( )
A. 人所受重力与人对地面的压力
B. 人所受重力与地面对人的支持力
C. 人对沙发的力与沙发对人的力
D. 人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力
3.(2026·浙江·学业考试真题)一种巨型娱乐器械如图所示,一个可乘坐二十多人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上距位置高处,然后让座舱由静止自由下落。落到距位置时制动系统启动,座舱做匀减速直线运动,到位置时速度恰好为零,求:
(1)座舱落到距位置时的速度大小;
(2)座舱做匀减速直线运动时的加速度大小;
(3)座舱做匀减速直线运动时,舱内质量为的人所受支持力大小。
4.(2021·浙江·学业考试真题)传送带广泛应用在生产和生活中如图所示,工作人员将质量m=1kg的邮件无初速轻放在速度大小v=0.4m/s匀速运动的水平传送带上,经20s邮件离开传送带。已知该邮件和传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,求:
(1)邮件刚放在传送带上时加速度a的大小;
(2)0~20s内邮件位移x的大小;
(3)0~20s内滑动摩擦力对邮件所做的功W。
5.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,在一次消防演练中,为快速侦察发生火灾的楼层情况,停在地面的无人机在消防员的操控下,竖直匀加速上升掠过第一个目标楼层后,随即竖直匀减速上升到达第二个目标楼层,并悬停待命。已知无人机质量为2kg,加速上升阶段升力。若无人机飞行时所受空气阻力恒为重力的,求无人机
(1)加速上升阶段的加速度大小;
(2)减速上升阶段所需的升力大小;
(3)全程所需的时间。
6.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)我国自主设计制造的“山东号”航母,其舰载机依靠自身发动机动力加速至滑跃起飞。如图所示是供训练使用的跑道,若飞机从静止起飞时需通过长度为x1 的水平跑道和长度为的倾斜跑道。两跑道平滑连接,倾斜跑道末端离水平跑道高为h=6.4 m。质量的飞机起飞过程中发动机推力大小恒为,方向与速度方向相同。若跑道固定于地面,飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为其重力的0.1倍,方向与速度方向相反。飞机视为质点且质量不变,求飞机
(1)在水平跑道运动的时间t1 ;
(2)在倾斜跑道的加速度大小a2;
(3)飞离倾斜跑道的速度大小 v2 。
7.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)2022年北京冬季奥运会上,跳台滑雪使观众心潮澎湃。自由式滑雪女子大跳台比赛,中国选手谷爱凌获得金牌。位于北京市石景山区首钢老工业园区北区,是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛的场地。在赛道上有一段倾角斜坡AB和一段水平赛道BC,如图所示,有一滑雪者若从倾角的坡顶A 处由静止开始自由下滑至坡底B处后再滑上一段水平雪地到C处。斜坡与水平面平滑连接,滑雪者滑板与雪道间的摩擦会随运动速度变化,假设滑雪者速度小于时滑雪板与雪地间的动摩擦因数为,速度大于时动摩擦因数变为,空气阻力忽略,滑雪者到达B处的速度大小为,BC长为。(,g取)求:
(1)滑雪者在斜坡上运动总时间;
(2)坡道AB的长度
(3)滑雪者到达C点的速度。
考点6 超重和失重
1.(2023·浙江·学业考试真题)在上《超重与失重》新课时,老师请艾力同学站在压力传感器上完成几个下蹲起立的动作,如图所示是压力传感器在某个阶段的示数变化情况,则图中对应的是该同学完成了( )
A. 一次下蹲动作
B. 一次下蹲起立的动作
C. 一次起立动作
D. 一次起立下蹲动作
2.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)目前,很多智能手机都有加速度传感器。用手托着手机,打开加速度传感器应用程序,手掌迅速向下运动,让手机脱离手掌而自由下落。然后接住手机,观察到手机屏幕上“加速度—时间”关系曲线如图所示,以竖直向上为正方向。曲线最低点、最高点分别为A、B。与A对应的时刻加速度值是,则该手机( )
A. 与A对应的时刻速度最大
B. 与B对应的时刻处于失重状态
C. 与A对应的时刻处于完全失重状态
D. 与B对应的时刻加速度值一定是
3.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,无人机可以实现空中航拍,也可以快速运送货物,关于无人机在空中飞行过程中下列说法正确的是( )
A. 无人机悬停时只受到重力作用
B. 无人机向下运动时处于失重状态
C. 无人机向上运动时处于超重状态
D. 沿曲线轨迹运动时的合外力一定不为零
4.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,升降机地板上站着一个重力为的人。当他对地板的压力时,升降机可能做下列的哪种运动( )
A. 加速下降
B. 静止
C. 匀速下降
D. 匀速上升
5.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)关于下列图片中现象的解说正确的是( )
A. 图甲中宇航员在天宫二号上展示的水珠成球形是因为不受地球的引力作用
B. 图乙中电缆线使用金属网状编织层包裹着导线是利用了静电屏蔽的原理
C. 图丙中剪断细绳OA瞬间,两小球加速度都相同
D. 图丁中人用手接触起电机的金属球时头发竖起来,属于尖端放电
考点7 动力学图像问题
1.(2026·浙江·学业考试真题)超低空跳伞表演的情景如图所示,跳伞运动员从悬停的飞机上跳下,短时间竖直下降后再打开降落伞。下列图像中,与运动员打开降落伞前的运动最接近的是( )
A. B.
C. D.
2.(2023·浙江·学业考试真题)目前,无人机已经成为物流行业升维战的新武器。据官方数据,截止2023年8月底,中国美团无人机已经在深圳、上海等城市建立了7个商圈和17条航线,为14个社区写字楼和4个5A级景区提供了无人机配送服务。如图(a)所示,某次一架无人机在恒定升力F的作用下从地面静止竖直向上升起,其运动图像如图(b)所示。已知无人机飞行时受到的空气阻力与速率成正比,即,方向与速度方向相反,则下列说法正确的是( )
A. 无人机前内的位移等于
B. 由图b可知无人机在第后处于悬停状态
C. 前空气给无人机的作用力先逐渐减小后不变
D. 无人机在第4秒过程中机械能不变
考点8 斜面模型中的动力学问题
1.(2022·浙江·学业考试真题)第24届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示,长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接,斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A点由静止出发,推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s,紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(图2所示),到C点共用时5.0s。若雪车(包括运动员)可视为质点,始终在冰面上运动,其总质量为110kg,sin15°=0.26,重力加速度取,求雪车(包括运动员)
(1)在直道AB上的加速度大小;
(2)过C点的速度大小;
(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小。
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专题04 运动和力的关系
考点1 牛顿第一定律 惯性
1.【答案】C
2.【答案】B
3.【答案】B
考点2 实验:探究加速度与力、质量的关系
1.【答案】A
2.【答案】BC
3.【答案】(1)D (2)AD
4.【答案】① 3.12 .13 .14 .15 .16 .17 ② 0.1 ③ 0.75
5.【答案】① 5g ② 0.55
6.【答案】(1)AD (2)① 0.1 ② 0.771
7.【答案】(1)B (2)A (3)① 远大于 ② 系统误差 (4)① 16.45 ② 0.42
考点3 牛顿第二定律
1.【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】A
考点4 牛顿运动定律的两类基本问题
1.【答案】(1);(2)49.6m;(3)16N, 方向与运动方向相反
考点5 牛顿运动定律的应用
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】(1) (2) (3)
4.【答案】(1) 2m/s2;(2) 7.96m;(3) 0.08J
5.【答案】(1) (2) (3)
6.【答案】(1)6s (2)7m/s2 (3)58m/s
7.【答案】(1);(2);(3)
考点6 超重和失重
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】A
5.【答案】B
考点7 动力学图像问题
1.【答案】C
2.【答案】C
考点8 斜面模型中的动力学问题
1.【答案】(1);(2)12m/s;(3)66N
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专题04 运动和力的关系
4年真题
考点分类
浙江考情
命题规律
考点01 牛顿第一定律 惯性
2023-2024高二上浙江(1题)、2022浙江(1题)、2021浙江(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:牛顿第三定律。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点02 实验:探究加速度与力、质量的关系
2026浙江(1题)、2024-2025高二上浙江(1题)、2023-2024高二上浙江(1题)、2023浙江(1题)、2021浙江(3题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:验证加速度与力成正比的实验、利用向心力演示仪探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系、计算某点的瞬时速度。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点03 牛顿第二定律
2026浙江(1题)、2024-2025高二上浙江(1题)、2023浙江(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:牛顿第二定律的内容和表达式。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点04 牛顿运动定律的两类基本问题
2021浙江(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:已知受力求运动。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点05 牛顿运动定律的应用
2026浙江(1题)、2024-2025高二上浙江(1题)、2023-2024高二上浙江(3题)、2021浙江(2题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:牛顿第二定律的初步应用、已知运动求受力、匀变速直线运动速度与位移的关系、自由落体运动的规律及应用。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点06 超重和失重
2024-2025高二上浙江(2题)、2023-2024高二上浙江(2题)、2023浙江(1题)
·情境:常将生活设施与科技应用交织构建命题情境。
·重点:超重和失重的概念、超重和失重现象分析。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点07 动力学图像问题
2026浙江(1题)、2023浙江(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:x-t图像。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点08 斜面模型中的动力学问题
2022浙江(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:无外力,物块在粗糙斜面滑动。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点1 牛顿第一定律 惯性
1.(2022·浙江·学业考试真题)如图所示,运动爱好者在无风时借助绳子缓慢下降,下列说法正确的是( )
A. 运动爱好者对绳子的力和绳子对他的力是一对平衡力
B. 绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力大于他的重力
C. 绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力方向竖直向上
D. 绳子对运动爱好者的力和岩石对他的力是一对作用力和反作用力
【答案】C
【详解】A.运动爱好者对绳子的力和绳子对他的力是一对相互作用力,A错误;B.运动爱好者缓慢下降,受力平衡,所以绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力大小等于他的重力,B错误;C.运动爱好者受力平衡,绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力与他的重力平衡,故合力方向竖直向上,C正确;D.绳子对运动爱好者的力和岩石对他的力不是相互作用力,D错误。故选C。
2.(2021·浙江·学业考试真题)2021年9月26日,第十四届全运会中浙江队组合吴江/徐佳炜以1分35秒422的成绩获得皮划艇静水男子500米双人皮艇决赛冠军。下列说法正确的是( )
A. 冲刺瞬间,可以将船视为质点
B. “1分35秒422”是比赛的时间
C. 桨对水的作用力大于水对浆的作用力
D. 比赛冲刺的瞬时速度为5.23m/s
【答案】B
【详解】A.在冲刺瞬间,船的长度不能忽略不计,此时不能将船视为质点,选项A错误;B.“1分35秒422”是指比赛的时间,选项B正确;C.桨对水的作用力与水对桨的作用力是一对相互作用力,大小相等,选项C错误;D.根据题给条件可能计算出比赛全过程皮划艇的平均速度而全程的平均速度与冲刺时的瞬时速度之间没有任何必然联系,选项D错误。故选B。
3.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,用同一根匀质细绳把一本厚重的书扎一圈,然后把细绳的上端悬挂起来,下端用手牵住。当迅速将细绳下端猛力往下一拉时,发现书上面绳子未断而下面绳子断了。这一现象的合理解释是( )
A. 上面绳子更牢固
B. 书的质量大惯性也大
C. 上面绳子的弹力小于书重力
D. 下面绳子的弹力等于书重力和手拉力之和
【答案】B
【详解】由于书本质量较大,其惯性较大,运动状态不易改变,则用手迅速向下拉绳的瞬间,当书本由于惯性未动时,上段绳所受的拉力未增大,而此时下段细绳承受的力将比上段细绳承受的力大,因此下段细绳将会先断。故选 B。
考点2 实验:探究加速度与力、质量的关系
1.(2021·浙江·学业考试真题)下列实验中采用控制变量法研究的实验是( )
A. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
B. 验证机械能守恒定律
C. 用多用电表测量电学中的物理量
【答案】A
【详解】A.探究加速度与物体受力、物体质量的关系是通过控制变量法研究的。故A正确;B.验证机械能守恒定律没有用到控制变量法。故B错误;C.用多用电表测量电学中的物理量没有用到控制变量法。故C错误。故选A。
2.(2021·浙江·学业考试真题)(多选)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,下列对图片中存在问题纠正的说法正确的是( )
A. 图中,打点计时器、小车安装完全正确 B. 图中,转动旋钮,取交流电压等于8V
C. 图中,应调节纸带使其位于轨道中轴线上,让纸带穿过两个限位孔且纸带处于复写纸放的下面
【答案】BC
【详解】A.打点计时器限位孔位置不正确,A错误;B.电磁打点计时器使用8V左右的交流电压,B正确;C.应调节纸带使其位于轨道中轴线上,让纸带穿过两个限位孔且纸带处于复写纸放的下面,C正确。故选BC。
3.(2026·浙江·学业考试真题)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。
(1)本实验中,需研究某个物理量与另外两个物理量的定量关系,所采用的研究方法与下列实验一致的是 ;
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究弹簧弹力与形变量的关系
C. 探究互成角度的力的合成规律
D. 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
(2)下列操作正确的是 (多选)
A. 打点计时器应连接交流电源
B. 应使槽码质量远大于小车质量
C. 先释放小车,再接通打点计时器
D. 平衡阻力时,应使小车与纸带相连
【答案】(1)D (2)AD
【讲解】(1) A.本实验探究加速度与力、质量三个物理量的关系,采用控制变量法。探究平抛运动的特点采用的是运动的分解法,将平抛运动分解为水平、竖直方向的分运动研究,不是控制变量法,故A错误;B.探究弹簧弹力与形变量的关系是直接探究两个物理量的单一对应关系,无需控制其他变量,未使用控制变量法,故B错误;C.探究互成角度的力的合成规律采用的是等效替代法,不是控制变量法,故C错误;D.探究向心力大小与半径、角速度、质量三个物理量的关系,同样使用控制变量法,每次控制两个量不变,研究向心力与第三个量的关系,和本实验方法一致,故D正确。故选D。
(2) A.打点计时器的工作电源为交流电源,故A正确;B.本实验为了让槽码的重力近似等于小车的拉力,需要槽码质量远小于小车质量,而非远大于,故B错误;C.使用打点计时器时必须先接通电源,待打点稳定后再释放小车,若先释放小车再接通电源,纸带开头的点会缺失,数据利用率低,故C错误;D.平衡阻力的目的是让小车所受重力的分力抵消小车运动过程中受到的所有阻力,包括纸带与打点计时器间的摩擦力,因此平衡阻力时需要将小车与纸带相连,故D正确。故选AD。
4.(2023·浙江·学业考试真题)某实验小组在做探究小车加速度与力、质量关系的实验中,得到如下纸带,已知打点计时器所用交流电的频率为,相邻计数点之间还有4个点未画出。则C点的位置读数为 。相邻计数点之间的时间间隔 s,小车下滑的加速度大小为 (计算保留2位有效数字)。
【答案】① 3.12 .13 .14 .15 .16 .17 ② 0.1 ③ 0.75
【详解】[1]刻度尺精度为1mm,读数时需估读一位,根据图示可读得C点的位置读数为;[2]根据题意,该打点计时器的打点周期为0.02s,而相邻计数点之间还有4个点未画出,则可知相邻计数点之间的时间间隔[3]根据逐差相等公式可得根据图示可读得E点位置读数为,代入数据解得
5.(2021·浙江·学业考试真题)已知小车(含小车配重)质量为300g,通过补偿该实验摩擦力之后(如图),在槽码处选择拉小车的钩码质量合适的是 (5g或500g),更符合本次试验要求。
小车拖动纸带如下,已知xOA=2.24cm,xOB=5.04cm,xOC=8.39cm,xOD=12.29cm,则小车的加速度为 m/s2。(保留两位小数)
【答案】① 5g ② 0.55
【详解】[1]通过补偿该实验摩擦力之后,在槽码处选择拉小车的钩码质量应选择远远小于小车质量的,即选择5g更符合本实验要求。[2]由题意可知xOA=2.24cm xAB=2.80cm xBC=3.35cm xCD=3.90cm根据匀变速直线运动的推论,即则有
6.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)(多选)某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。
A. 实验主要用到的物理研究方法是控制变量法 B. 补偿阻力时必须将槽码用细绳跨过滑轮连接在小车上
C. 为减小系统误差,应使槽码质量远大于小车质量 D. 实验时,应使小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车
(2)实验中得到的一条纸带,如图所示
①图中1、2、3……为选取的计数点,已知相邻计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用交流电源频率为50Hz,则相邻计数点间的时间间隔为 s;
②由图中数据可知,打计数点4时小车的瞬时速度的大小为 m/s(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)AD (2)① 0.1 ② 0.771
【讲解】(1) A.实验中研究加速度和力的关系时保持质量不变,研究加速度和质量关系时保持力不变,即该实验主要用到的物理研究方法是控制变量法,选项A正确;B.补偿阻力时不挂槽码,只让小车拖着纸带在木板上匀速运动,选项B错误;C.为减小系统误差,应使槽码质量远小于小车质量,这样才能近似认为小车受的牵引力等于槽码的重力,选项C错误;D.实验时,应使小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,选项D正确。故选AD。
(2) ①[1]图中相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s;②[2]打计数点4时小车的瞬时速度的大小为
7.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是
A. 放大法 B. 控制变量法
C. 补偿法
(2)该实验过程中操作正确的是
A. 先接通打点计时器电源,后释放小车
B. 补偿阻力时未连接纸带 C. 调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)在小车质量 (选填“远大于”或“远小于”)槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述处理引起的误差为 (选填“偶然误差”或“系统误差”)。
(4)经正确操作后获得一条纸带,截取其中一段如图2 所示。计数点5 的读数为 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为 50Hz,则打计数点 4 时小车的速度大小为 m/s(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)B (2)A (3)① 远大于 ② 系统误差 (4)① 16.45 ② 0.42
【讲解】(1) 本实验变量太多,故采用的研究方法为控制变量法。故选B。
(2) A.实验过程中,纸带有限,为了节约纸带,应先接通打点计时器电源,后释放小车,故A正确;B.补偿阻力时小车需要连接纸带,一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡,另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动,故B错误;C.为使小车所受合力为绳子拉力,应调节滑轮高度使细绳与长木板平行,故C错误。故选A。
(3) [1][2]小车质量为 M,槽码质量为m。设绳子拉力为F,对小车和槽码,根据牛顿第二定律分别有联立解得可知在小车质量远大于槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力,上述做法引起的误差是由于实验原理不完善造成的,属于系统误差。
(4) [1]刻度尺最小分度值为0.1cm,故读数估读到0.01cm,所以计数点5 的读数为16.45cm;[2]纸带可知计数点间时间为,故打计数点 4 时小车的速度大小为
考点3 牛顿第二定律
1.(2026·浙江·学业考试真题)下列单位中,属于国际单位制基本单位的是( )
A. m
B. N
C. W
D. J
【答案】A
【详解】国际单位制中力学范畴的基本物理量为长度、质量、时间,对应的基本单位分别为、、,其他基本物理量及其单位分别为电流(A)、热力学温度(K)、物质的量(mol)、发光强度(cd),其他由物理量的关系推导得到的单位为导出单位。故选A。
2.(2023·浙江·学业考试真题)物理老师给同学们做了一个有趣的实验,用一根筷子穿透了一颗土豆,现在他一手拿筷子,另一只手拿锤子敲击筷子上端,那么你认为该演示实验的现象或原理正确的是( )
A. 土豆会沿着筷子向上爬
B. 该实验原理是利用牛顿第二定律
C. 该实验原理是利用牛顿第三定律
D. 土豆越大越难完成该实验
【答案】A
【详解】ABC.该实验的原理是牛顿第一定律,即惯性定律,任何物体总要保持原有的运动状态(静止或匀速直线运动),除非外力迫使它改变这种状态。当拿锤子敲击筷子上端时,筷子快速下降,而土豆由于具有惯性,要保持原有的运动状体,位置保持不变,但筷子下降,则土豆相对筷子在向上运动,即土豆会沿着筷子向上爬,故A正确、BC错误;D.土豆越大惯性越大,越容易完成实验,故D错误。故选A。
3.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)下列属于国际单位制基本单位的是( )
A. s
B. N
C. Wb
D. J
【答案】A
【详解】国际单位制(SI)基本单位共有七个:米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、开尔文(K)、摩尔(mol)、坎德拉(cd)。这些是基本单位,而其他单位均为导出单位(由基本单位通过公式推导得出)。故选A。
考点4 牛顿运动定律的两类基本问题
1.(2021·浙江·学业考试真题)2021年8月11日小米发布了名为Cyber Dog的机器狗。据悉该机器狗拥有多种传感器可实现陪伴、买菜、导盲等功能。小米实验室某次对机器狗的实验过程如下:该机器狗沿着笔直的测试公路从静止开始匀加速前进,经过10s后到达最大速度,这段时间通过的距离16m。保持最大速度匀速前进8s后做匀减速直线运动,经过5s停止运动。已知机器狗(含测试设备)总质量为25kg,求:
(1)该机器狗匀加速直线运动时的加速度大小;
(2)从静止开始到最后停止,该机器狗通过的位移;
(3)在减速阶段该机器狗所受合外力。
【答案】(1);(2)49.6m;(3)16N, 方向与运动方向相反
【详解】
(1)根据匀变速直线运动位移时间公式 代入数据,解得(2)根据匀变速直线运动速度时间公式可知,该机器狗的最大速度为匀速前进的时间内通过的位移为匀减速的时间内通过的位移为所以从静止开始运动到停止,总共通过的位移为(3)根据匀变速速度位移公式可知,匀减速阶段的加速度为根据牛顿第二定律可知,匀减速阶段的该机器狗的合外力为方向与运动方向相反。
考点5 牛顿运动定律的应用
1.(2021·浙江·学业考试真题)如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时( )
A. 小车只受重力、支持力作用
B. 木板对小车的作用力方向水平向左
C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【答案】D
【详解】A.小车加速向左运动,受到自身的重力和电机的驱动力,受到长木板对小车的支持力和阻力,A错误;B.木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力,根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向,B错误;CD.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力,等大反向,C错误,D正确。故选D。
2.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,人用力推沙发,但沙发纹丝不动。下列属于一对作用力与反作用力的是( )
A. 人所受重力与人对地面的压力
B. 人所受重力与地面对人的支持力
C. 人对沙发的力与沙发对人的力
D. 人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力
【答案】C
【详解】A.根据牛顿第三定律可知,作用力与反作用力大小等大、方向相反、作用在不同的物体上,而人所受重力与人对地面的压力,方向相同,故二者不是一对作用力与反作用力,故A错误;B.人所受重力与地面对人的支持力是一对平衡力,故B错误;C.人对沙发的力与沙发对人的力是一对作用力与反作用力,故C正确;D.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力是一对平衡力,故D错误。故选 C。
3.(2026·浙江·学业考试真题)一种巨型娱乐器械如图所示,一个可乘坐二十多人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上距位置高处,然后让座舱由静止自由下落。落到距位置时制动系统启动,座舱做匀减速直线运动,到位置时速度恰好为零,求:
(1)座舱落到距位置时的速度大小;
(2)座舱做匀减速直线运动时的加速度大小;
(3)座舱做匀减速直线运动时,舱内质量为的人所受支持力大小。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 座舱由静止自由下落,落到距位置时,下落高度速度大小满足代入数据解得
(2) 制动后座舱做匀减速直线运动,由匀变速直线运动的规律可知,匀减速阶段的加速度大小满足代入数据解得
(3) 匀减速阶段加速度方向竖直向上,设人所受支持力大小为,由牛顿第二定律可知代入数据解得
4.(2021·浙江·学业考试真题)传送带广泛应用在生产和生活中如图所示,工作人员将质量m=1kg的邮件无初速轻放在速度大小v=0.4m/s匀速运动的水平传送带上,经20s邮件离开传送带。已知该邮件和传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,求:
(1)邮件刚放在传送带上时加速度a的大小;
(2)0~20s内邮件位移x的大小;
(3)0~20s内滑动摩擦力对邮件所做的功W。
【答案】(1) 2m/s2;(2) 7.96m;(3) 0.08J
【详解】
(1)邮件刚放在传送带上时受向前的滑动摩擦力,大小为F=μmg根据牛顿第二定律可知(2)加速过程邮件的总位移x=x1+v(t-t1)=7.96m
(3)滑动摩擦力对邮件所做的功W=Fx1=0.08J
5.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,在一次消防演练中,为快速侦察发生火灾的楼层情况,停在地面的无人机在消防员的操控下,竖直匀加速上升掠过第一个目标楼层后,随即竖直匀减速上升到达第二个目标楼层,并悬停待命。已知无人机质量为2kg,加速上升阶段升力。若无人机飞行时所受空气阻力恒为重力的,求无人机
(1)加速上升阶段的加速度大小;
(2)减速上升阶段所需的升力大小;
(3)全程所需的时间。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 加速上升阶段,根据牛顿第二定律解得
(2) 加速上升阶段,根据速度位移关系减速上升阶段,根据速度位移关系根据牛顿第二定律联立解得
(3) 全程所需的时间解得
6.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)我国自主设计制造的“山东号”航母,其舰载机依靠自身发动机动力加速至滑跃起飞。如图所示是供训练使用的跑道,若飞机从静止起飞时需通过长度为x1 的水平跑道和长度为的倾斜跑道。两跑道平滑连接,倾斜跑道末端离水平跑道高为h=6.4 m。质量的飞机起飞过程中发动机推力大小恒为,方向与速度方向相同。若跑道固定于地面,飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为其重力的0.1倍,方向与速度方向相反。飞机视为质点且质量不变,求飞机
(1)在水平跑道运动的时间t1 ;
(2)在倾斜跑道的加速度大小a2;
(3)飞离倾斜跑道的速度大小 v2 。
【答案】(1)6s (2)7m/s2 (3)58m/s
【讲解】(1) 在水平跑道,设飞机加速度大小为,由牛顿第二定律代入题中数据,解得根据公式代入题中数据,解得(2) 在倾斜跑道,由牛顿第二定律:其中联立解得(3) 以上分析可得,在跑道连接处飞机速度根据公式联立解得
7.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)2022年北京冬季奥运会上,跳台滑雪使观众心潮澎湃。自由式滑雪女子大跳台比赛,中国选手谷爱凌获得金牌。位于北京市石景山区首钢老工业园区北区,是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛的场地。在赛道上有一段倾角斜坡AB和一段水平赛道BC,如图所示,有一滑雪者若从倾角的坡顶A 处由静止开始自由下滑至坡底B处后再滑上一段水平雪地到C处。斜坡与水平面平滑连接,滑雪者滑板与雪道间的摩擦会随运动速度变化,假设滑雪者速度小于时滑雪板与雪地间的动摩擦因数为,速度大于时动摩擦因数变为,空气阻力忽略,滑雪者到达B处的速度大小为,BC长为。(,g取)求:
(1)滑雪者在斜坡上运动总时间;
(2)坡道AB的长度
(3)滑雪者到达C点的速度。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】
(1)根据题意可知,滑雪者在段,刚开始滑雪者速度小于时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数为,由牛顿第二定律有代入数据解得当滑雪者速度大于时,由牛顿第二定律有解得由运动学公式可得,滑雪者在斜坡上运动总时间为(2)从静止下滑至速度为6m/s时,由位移公式可得代入数据解得由运动学公式可得解得(3)滑雪者在水平面运动,假设滑雪者运动到点时速度大于,由牛顿第二定律有解得由位移公式有解得假设成立,则滑雪者到达C点的速度为。
考点6 超重和失重
1.(2023·浙江·学业考试真题)在上《超重与失重》新课时,老师请艾力同学站在压力传感器上完成几个下蹲起立的动作,如图所示是压力传感器在某个阶段的示数变化情况,则图中对应的是该同学完成了( )
A. 一次下蹲动作
B. 一次下蹲起立的动作
C. 一次起立动作
D. 一次起立下蹲动作
【答案】A
【详解】一次下蹲要经历向下加速(失重)和向下减速(超重),两个过程,由图可知该同学恰好完成一次下蹲。故选A。
2.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)目前,很多智能手机都有加速度传感器。用手托着手机,打开加速度传感器应用程序,手掌迅速向下运动,让手机脱离手掌而自由下落。然后接住手机,观察到手机屏幕上“加速度—时间”关系曲线如图所示,以竖直向上为正方向。曲线最低点、最高点分别为A、B。与A对应的时刻加速度值是,则该手机( )
A. 与A对应的时刻速度最大
B. 与B对应的时刻处于失重状态
C. 与A对应的时刻处于完全失重状态
D. 与B对应的时刻加速度值一定是
【答案】C
【详解】AC.与A对应的时刻向下的加速度最大,处于完全失重状态,此时仍在向下加速,没有达到最大,故A错误,C正确;B.与B对应的时刻加速度竖直向上,处于超重状态,故B错误;D.与B对应的时刻加速度向上,且达到最大,根据题图无法得出与B对应的时刻加速度的值,故D错误。故选C。
3.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,无人机可以实现空中航拍,也可以快速运送货物,关于无人机在空中飞行过程中下列说法正确的是( )
A. 无人机悬停时只受到重力作用
B. 无人机向下运动时处于失重状态
C. 无人机向上运动时处于超重状态
D. 沿曲线轨迹运动时的合外力一定不为零
【答案】D
【详解】ABC.悬停时平衡状态,还有其他力与重力平衡,向上向下运动时由加速度来决定超重还是失重,所以无人机向下运动时不一定处于失重状态,无人机向上运动时不一定处于超重状态,故ABC错误;D.根据曲线运动的条件可知,沿曲线轨迹运动时的合外力一定不为零,故D正确。故选D。
4.(2024-2025高二上·浙江·学业考试真题)如图所示,升降机地板上站着一个重力为的人。当他对地板的压力时,升降机可能做下列的哪种运动( )
A. 加速下降
B. 静止
C. 匀速下降
D. 匀速上升
【答案】A
【详解】由于人对地板的压力550N小于人的重力600N,升降机处于失重状态,升降机加速下降或减速上升即可。故选A。
5.(2023-2024高二上·浙江·学业考试真题)关于下列图片中现象的解说正确的是( )
A. 图甲中宇航员在天宫二号上展示的水珠成球形是因为不受地球的引力作用
B. 图乙中电缆线使用金属网状编织层包裹着导线是利用了静电屏蔽的原理
C. 图丙中剪断细绳OA瞬间,两小球加速度都相同
D. 图丁中人用手接触起电机的金属球时头发竖起来,属于尖端放电
【答案】B
【详解】A.宇航员在天宫二号上展示的水珠成球形是因为水滴具有表面张力,故A错误;B.使用金属网状编织层包裹着导线是为了屏蔽外界信号的干扰,利用了静电屏蔽的原理,故B正确;C.剪断细绳瞬间,弹簧弹力不突变,A球在重力和弹力作用下产生向下的加速度,加速度不为零,由于弹簧弹力不发生突变,因此在剪断细绳瞬间B球重力与弹簧弹力在这一瞬间合力仍为零,即此时B球加速度为零,故C错误;D.人与金属球接触后,成为等势体,人体电势与金属球相同,带同种电荷,相互排斥,从而使头发竖起来,故D错误。故选B。
考点7 动力学图像问题
1.(2026·浙江·学业考试真题)超低空跳伞表演的情景如图所示,跳伞运动员从悬停的飞机上跳下,短时间竖直下降后再打开降落伞。下列图像中,与运动员打开降落伞前的运动最接近的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.图像的斜率反映物体的速度,选项A中图线的斜率为0,表示运动员打开降落伞前处于静止状态,不符合实际,故A错误;B.选项B中图像的斜率为一负的定值,说明运动员打开降落伞前处于匀速状态,且速度方向与位移方向相反,不符合实际,故B错误;C.图像的斜率反映物体的加速度,选项C中图线为过原点的倾斜直线,表示初速度为0、加速度恒定的匀加速运动,和打开降落伞前短时间内、速度不大时,空气阻力远小于重力的下落运动最接近,故C正确;D.选项D中图线的斜率不断增大,代表加速度不断变大的加速运动,根据牛顿第二定律可知,运动员的加速度大小满足结合实际,当速度越来越大时,运动员受到的阻力应逐渐增大,加速度逐渐减小,该图线不符合运动员下落时加速度随阻力增大而减小的规律,故D错误。故选C。
2.(2023·浙江·学业考试真题)目前,无人机已经成为物流行业升维战的新武器。据官方数据,截止2023年8月底,中国美团无人机已经在深圳、上海等城市建立了7个商圈和17条航线,为14个社区写字楼和4个5A级景区提供了无人机配送服务。如图(a)所示,某次一架无人机在恒定升力F的作用下从地面静止竖直向上升起,其运动图像如图(b)所示。已知无人机飞行时受到的空气阻力与速率成正比,即,方向与速度方向相反,则下列说法正确的是( )
A. 无人机前内的位移等于
B. 由图b可知无人机在第后处于悬停状态
C. 前空气给无人机的作用力先逐渐减小后不变
D. 无人机在第4秒过程中机械能不变
【答案】C
【详解】A.速度—时间图像的面积表示位移,若无人机在前内做匀变速直线运动,则其位移应为而根据图像可知,在前内无人机任意时刻的速度大小都大于任意时刻所对应的匀变速直线运动的速度大小,因此可知,无人机前内的位移大于,故A错误;B.由图b可知,无人机在第后做匀速直线运动,而不是悬停,故B错误;C.根据速度时间图像可知,无人机先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀速直线运动,根据牛顿第二定律有空气对无人机的作用力即为升力与空气阻力的合力,可知,升力与空气阻力的合力先逐渐减小,而当无人机做匀速直线运动时有即升力与阻力的合力后不变,因此可知,前空气给无人机的作用力先逐渐减小后不变,故C正确;D.无人机在第4秒过程中,除重力做功外,空气作用力对无人机做正功,因此可知,无人机的机械能增加,故D错误。故选C。
考点8 斜面模型中的动力学问题
1.(2022·浙江·学业考试真题)第24届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示,长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接,斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A点由静止出发,推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s,紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(图2所示),到C点共用时5.0s。若雪车(包括运动员)可视为质点,始终在冰面上运动,其总质量为110kg,sin15°=0.26,重力加速度取,求雪车(包括运动员)
(1)在直道AB上的加速度大小;
(2)过C点的速度大小;
(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小。
【答案】(1);(2)12m/s;(3)66N
【详解】
(1)AB段解得(2)AB段解得BC段过C点的速度大小(3)在BC段有牛顿第二定律解得
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