2013高三动力学解题模型及经典习题.doc

2013高三动力学解题模型及经典习题模型法常常有下面三种情况(1)“对象模型”：即把研究的对象的本身理想化用来代替由具体物质组成的、代表研究对象的实体系统，称为对象模型（也可称为概念模型），实际物体在某种条件下的近似与抽象，如质点、光滑平面、理想气体、理想电表等；常见的如“力学”中有质点、点电荷、轻绳或杆、轻质弹簧、单摆、弹簧振子、弹性体、绝热物质等；(2)条件模型：把研究对象所处的外部条件理想化.排除外部条件中干扰研究对象运动变化的次要因素，突出外部条件的本质特征或最主要的方面，从而建立的物理模型称为条件模型(3)过程模型：把具体过理过程纯粹化、理想化后抽象出来的一种物理过程，称过程模型理想化了的物理现象或过程，如匀速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动等。有些题目所设物理模型是不清晰的，不宜直接处理，但只要抓住问题的主要因素，忽略次要因素，恰当的将复杂的对象或过程向隐含的理想化模型转化，就能使问题得以解决。审视物理情景 构建物理模型 转化为数学问题 还原为物理结论解决物理问题的一般方法可归纳为以下几个环节：原始的物理模型可分为如下两类：对象模型（质点、轻杆、轻绳、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、理想电表、理想变压器、匀强电场、匀强磁场、点光源、光线、原子模型等）过程模型（匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、自由落体运动、竖直上抛运动、简谐运动简、谐波等）物理模型物理解题方法：如整体法、假设法、极限法、逆向思维法、物理模型法、等效法、物理图像法等1. 2010福建16质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦 因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10ms， 则物体在t=0至t=12s这段时间的位移大小为A.18m B.54m C.72m D.198m 答案：B22010湛江市一模理综一个静止的质点，在05s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F 随时间t的变化图线如图所示。则质点在 ( C ) A第2 S末速度方向改变 B第2 s末加速度为零 C第4 S末运动速度为零 D第4 s末回到原出发点32010上海物理5将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体（A）刚抛出时的速度最大 （B）在最高点的加速度为零（C）上升时间大于下落时间 （D）上升时的加速度等于下落时的加速度【解析】，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，D错误；根据，上升时间小于下落时间，C错误，B也错误，本题选A。本题考查牛顿运动定律和运动学公式。难度：中。FAB4湖南省长沙市一中雅礼中学2010届高三三月联考如图，质量为M的楔形物A静置在水平地面上，其斜面的倾角为斜面上有一质量为m的小物块B，B与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉B，使之匀速上滑在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止关于相互间作用力的描述正确的有（ CD ）AB给A的作用力大小为BB给A摩擦力大小为 C地面受到的摩擦力大小为 abcdD地面受到的压力大小为5河南省桐柏实验高中2010届高三上学期期末模拟如图所示，ad、bd、 cd是竖直面内的三根固定的光滑细杆，a、c、位于同一圆周上，点为圆周上最高点，点为圆周上最低点。每根杆上都套有一个小圆环，三个圆环分别从、c处由静止释放，用t1 、t2 、t3依次表示各环到达d点所用的时间，则（ D ）At 1t2 t3 B。t 1t2 t3Ct 3t1 t2 D。t 1t2 t36广东省阳东广雅中学2010届高三周测如图所示，光滑水平面上有质量分别为m1和m2的甲、乙两木块，两木块中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，现用一水平力F向左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时，两木块之间的距离是 （ B ）A B C D7. 河南省桐柏实验高中2010届高三上学期期末模拟如图所示,物体A B C放在光滑水平面上用细线a b连接,力F作用在A上,使三物体在水平面上运动,若在B上放一小物体D,D随B一起运动,且原来的拉力F保持不变,那么加上物体D后两绳中拉力的变化是( A )ABCFabA.Ta增大 B.Tb增大C.Ta变小 D.Tb不变82010海南物理6在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止现将该木板改置成倾角为45的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑若小物块与木板之间的动摩擦因数为则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为ABCD【答案】A 【解析】木板水平时，小物块的加速度，设滑行初速度为，则滑行时间为；木板改成后，小物块上滑的加速度，滑行时间，因此，A项正确。9.（09广东物理8）某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重，至时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正） （ A ）解析：由图可知，在t0-t1时间内，弹簧秤的示数小于实际重量，则处于失重状态，此时具有向下的加速度，在t1-t2阶段弹簧秤示数等于实际重量，则既不超重也不失重，在t2-t3阶段，弹簧秤示数大于实际重量，则处于超重状态，具有向上的加速度，若电梯向下运动，则t0-t1时间内向下加速，t1-t2阶段匀速运动，t2-t3阶段减速下降，A正确；BD不能实现人进入电梯由静止开始运动，C项t0-t1内超重，不符合题意。10.（09江苏13）（15分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2，动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。（1）第一次试飞，飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所阻力f的大小；（2）第二次试飞，飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h；（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 。解析：（1）第一次飞行中，设加速度为匀加速运动由牛顿第二定律解得（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为匀加速运动设失去升力后的速度为，上升的高度为由牛顿第二定律解得（3）设失去升力下降阶段加速度为；恢复升力后加速度为，恢复升力时速度为由牛顿第二定律 F+f-mg=ma4且V3=a3t3解得t3=(s)(或2.1s)11福建省泉州市四校2010届高三上学期期末联考如图所示，一质量M=0.2kg的长木板静止在光滑的水平地面上，另一质量m=0.2kg的小滑块，以V0=1.2m/s的速度从长木板的左端滑上长木板。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数1=0.4， g=10m/s2, 问：（1）经过多少时间小滑块与长木板速度相等？V0（2）从小滑块滑上长木板，到小滑块与长木板相对静止，小滑块运动的距离为多少？（滑块始终没有滑离长木板）解析：（1）（4分）分析m的受力，由牛顿第二定律有分析M的受力，由牛顿第二定律有设经过时间t两者速度相同 且代入数据，联解可得t=0.15s(2) （4分）小滑块做匀减速运动（1分）初速度为 （2分）12. 山东省育才中学2010届高三9月月考放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示，重力加速度g=10m/s2，求：t/sV/(m/s)（1）物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小； （2）物块在36s中的加速度大小； （3）物块质量是多少？解：(1).在69s内物体匀速运动,则物体所受滑动摩擦力-（2分）（2）.由于图象的斜率就是物体的加速度则: -（3分）（3）.在36s内:F-f=ma -（2分）得：m=1kg -（1分）13湖北省襄樊四中2010届高三摸底考试如图9所示，质量为m=lkg的小球穿在斜杆上，斜杆与水平方向的夹角为=30，球恰好能在杆上匀速滑动若球受到一大小为F=20N的水平推力作用，可使小球沿杆向上加速滑动（g取10m/s2），求：图9Fm（1）小球与斜杆间的动摩擦因数的大小；（2）小球沿杆向上加速滑动的加速度大小答案：（1）；（2）1.55m/s2解析：（1）（4分）对小球受力分析，由平衡条件可知：平行于杆方向：mgsin=f1y轴方向：N1=mgcos （1分）f1=N1 （1分）解得小球与斜杆间的动摩擦因数=tan30= （2分）（2）（4分）水平推力作用后，由牛顿第二定律：Fcosmgsinf2=ma （1分）f2=N2=(Fsin+mgcos) （1分）解得小球沿杆向上加速滑动的加速度：a=10=1.55m/s2 （2分）14河南省武陟一中2010届高三第一次月考一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以v0 = 12 m/s的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关。某时刻，车厢脱落，并以大小为a = 2 m/s2的加速度减速滑行。在车厢脱落t = 3s后，司机才发觉并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍。假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的距离。解：设卡车的质量为M，车所受阻力与车重之比为；刹车前卡车牵引力的大小为，卡车刹车前后加速度的大小分别为和。重力加速度大小为g。由牛顿第二定律有设车厢脱落后，内卡车行驶的路程为，末速度为，根据运动学公式有 式中，是卡车在刹车后减速行驶的路程。设车厢脱落后滑行的路程为，有 卡车和车厢都停下来后相距 由至式得 带入题给数据得 15： 2004夏季高考理综全国1卷25(20分)一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为，盘与桌面间的动摩擦因数为。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？(以g表示重力加速度)ABa 答案： 25（20分）解：设圆盘的质量为m，桌长为l，在桌布从圆盘上抽出的过程中，盘的加速度为，有 桌布抽出后，盘在桌面上作匀减速运动，以a2表示加速度的大小，有 设盘刚离开桌布时的速度为v1，移动的距离为x1，离开桌布后在桌面上再运动距离x2后便停下，有 盘没有从桌面上掉下的条件是 设桌布从盘下抽出所经历时间为t，在这段时间内桌布移动的距离为x，有 而 由以上各式解得 16.(06全国卷24)一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送之间的动摩擦因数为.初始时,传送带与煤块都是静止的,现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度到达v0后,便以此速度做匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,相对于传送带不再滑动,求此黑色痕迹的长度. 答案 l = 解析 根据“传送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度a小于传送带的加速度a0,根据牛顿第二定律,可得a=g 设经历时间t,传送带由静止开始加速到速度等于v0,煤块则由静止加速到v,有v0=a0t v =at 由于aa0,故vL/v, 所以工件在6s内先匀加速运动，后匀速运动，ABv故有S1=1/2 vt1 S2vt2 且t1+t2t S1S2L 联立求解得: t12s；v=at1, a1m/s2 若要工件最短时间传送到B处,工件加速度仍为a，设传送带速度为v ,工件先加速后匀速，同上 L v t1 v t2 若要工件最短时间传送到B处,工件加速度仍为a，设传送带速度为v ,工件先加速后匀速，同上 L v t1 v t2 又 t2tt1 联立求解得 将式化简得 从式看出，其t有最小值.因而通过解答可知工件一直加速到所用时间最短2.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查,如图为一水平传送带装置示意图,紧绷的传送带AB 始终保持v=1 m/s恒定的速率运行.旅客把行李无初速地放在A处设行李与传送带间的动摩擦因数=0.1,A、B间的距离L=2 m,g取 10 m/s2.若乘客把行李放上传送带的同时,也以v=1 m/s的恒定速度平行于传送带运动去取行李,则 ( ) A.乘客与行李同时到达B B.乘客提前0.5 s到达BC.行李提前0.5 s到达BD.若传送带速度足够大,行李最快也要2 s才能到达B答案 BD（二）倾斜放置运行的传送带这种传送带是指两皮带轮等大，轴心共面但不在同一水平线上（不等高），传送带将物体在斜面上传送的装置处理这类问题，同样是先对物体进行受力分析，再判断摩擦力的方向是关键，正确理解题意和挖掘题中隐含条件是解决这类问题的突破口这类问题通常分为：运动学型；动力学型；能量守恒型 3、如图示，传送带与水平面夹角为370 ，并以v=10m/s运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5， AB长16米，求：以下两种情况下物体从A到B所用的时间.（1）传送带顺时针方向转动ABvNfmg（2）传送带逆时针方向转动解： （1）传送带顺时针方向转动时受力如图示：mg sinmg cos= m aa = gsingcos= 2m/s2S=1/2a t2（2）传送带逆时针方向转动物体受力如图：开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动ABvNfmgNfmga=g sin370 + g cos370 = 10m/s2 t1=v/a=1s S1=1/2 at2 =5m S2=11m 1秒后，速度达到10m/s，摩擦力方向变为向上物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动a2=g sin370 - g cos370 = 2 m/s2 S2= vt2+1/2a2 t22 11=10 t2+1/22t22 t2=1s t=t1+t2=2s4.如图所示是长度为L8.0m水平传送带，其皮带轮的半径为R0.20m，传送带上部距地面的高度为h0.45m。一个旅行包（视为质点）以v010m/s的初速度从左端滑上传送带。旅行包与皮带间的动摩擦因数0.60。g取10m/s2。求：若传送带静止,旅行包滑到B端时,若没有人取包,旅行包将从B端滑落。包的落地点距B端的水平距离为多少？设皮带轮顺时针匀速转动，当皮带轮的角速度值在什么范围内，包落地点距B端的水平距离始终为中所得的水平距离？若皮带轮的角速度1=40 rad/s，旅行包落地点距B端的水平距离又是多少？ABv0Lh解: (1)传送带静止时,包做减速运