專題3.10 與牛頓運(yùn)動定律相關(guān)的實(shí)際問題 【考綱解讀與考頻分析】 學(xué)習(xí)知識的目的是為了運(yùn)用知識分析解決實(shí)際問題，與牛頓運(yùn)動定律相關(guān)的實(shí)際問題是高考命題熱點(diǎn)。 【高頻考點(diǎn)定位】： 與牛頓運(yùn)動定律相關(guān)的實(shí)際問題 考點(diǎn)一：與牛頓運(yùn)動定律相關(guān)的實(shí)際問題 1. （2019年4月浙江選考）如圖所示，小明撐桿使船離岸，則下列說法正確的是（ ） A. 小明與船之間存在摩擦力 B. 桿的彎曲是由于受到桿對小明的力 C. 桿對岸的力大于岸對桿的力 D. 小明對桿的力和岸對桿的力是一對相互作用力 【答案】A 【解析】小明與船之間存在運(yùn)動的趨勢，則它們之間存在摩擦力，選項(xiàng)A正確；桿的彎曲是由于桿受到小明對桿的力，選項(xiàng)B錯誤；桿對岸的力與岸對桿的力是作用與反作用力，大小相等，選項(xiàng)C錯誤；小明對桿的力和桿對小明的力是一對相互作用力，選項(xiàng)D錯誤；故選A. 2．（2017年4月浙江選考）游船從某碼頭沿直線行駛到湖對岸，小明對過程進(jìn)行觀測記錄數(shù)椐如下表 運(yùn)動過程 運(yùn)動時(shí)間 運(yùn)動狀態(tài) 勻加速運(yùn)動 0~40s 初速度v0=0；末速度v=4.2m/s 勻速運(yùn)動 40s~640s v=4.2m/s 勻減速運(yùn)動 640s~720s 靠岸時(shí)v1=0.2m/s （1）求游船勻加速運(yùn)動過程中加速度大小a1及位移大小x1； （2）若游船和游客的總質(zhì)量M=8000kg，求游船勻減速運(yùn)動過程中所受的合力大小F； （3）求游船在整個行駛過程中的平均速度大小。 【名師解析】（1）船勻加速運(yùn)動過程中加速度大小 a1== m/s2=0.105m/s2, 勻加速運(yùn)動時(shí)間：t1=40s， 勻加速運(yùn)動位移大小為x1=a1t12=×0.105×402m=84m （2）游船勻減速運(yùn)動過程的加速度大小 a2== m/s2=0.05m/s2, 根據(jù)牛頓第二定律得到F=Ma2=8000×0.05N=400N 所以游船勻減速運(yùn)動過程中所受的合力大小F=400N （3）勻加速運(yùn)動過程位移x1=84m， 勻速運(yùn)動時(shí)間t2=640s-40s=600s ， 勻速運(yùn)動位移x2=vt2=4.2×(640-40)m=2520m 勻減速運(yùn)動時(shí)間t3=720s-640s=80s， 勻減速運(yùn)動過程位移x3=（v+v1） t3=×（4.2+0.2）×80m=176m 總位移x= x1+ x2+ x3=84m+2520m+176m=2780m 行駛總時(shí)間為t=720s 所以整個過程中行駛的平均速度大小v=x/t=3.86m/s。 3.（浙江新高考2018年4月選考科目物理試題）如圖所示，小芳在體重計(jì)上完成下蹲動作，下列F-t圖像能反應(yīng)體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的是（ ） A. B. C. D. 【參考答案】 C 【名師解析】對人的運(yùn)動過程分析可知，人下蹲的過程可以分成兩段：人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，此時(shí)人對傳感器的壓力小于人的重力的大??；在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，此時(shí)人對傳感器的壓力大于人的重力的大小，故C正確，A、B、D錯誤； 故選C。 【點(diǎn)睛】人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)。 4.（2018年11月浙江選考物理） 如圖所示為某一游戲的局部簡化示意圖。D為彈射裝置，AB是長為21m的水平軌道，傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10m的圓形支架上，B為圓形的最低點(diǎn)，軌道AB與BC平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi)。某次游戲中，無動力小車在彈射裝置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上軌道AB，并恰好能沖到軌道BC的最高點(diǎn)。已知小車在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍，軌道BC光滑，則小車從A到C的運(yùn)動時(shí)間是（ ） A. 5s B. 4.8s C. 4.4s D. 3s 【參考答案】A 【名師解析】小車在水平軌道上運(yùn)動，由0.2mg=ma，解得加速度大小a=0.2g。運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)，由v2= v02-2aL，解得v=4m/s，小車從A到C的運(yùn)動的平均速度=m/s，小車從A到C的運(yùn)動時(shí)間是t1==3s. 設(shè)斜直軌道BC長s，傾角為θ，由幾何關(guān)系可得：sinθ=，小車在傾斜軌道上運(yùn)動的加速度a=gsinθ=，v2=2as，在BC上運(yùn)動時(shí)間是t2=，聯(lián)立解得：t2=2s。小車從A到C的運(yùn)動時(shí)間是t= t1+t2=5s選項(xiàng)A正確。 5.（2018高考全國理綜III）地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機(jī)通過豎井運(yùn)送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相同；兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于第①次和第②次提升過程（ ） A．礦車上升所用的時(shí)間之比為4:5 B．電機(jī)的最大牽引力之比為2:1 C．電機(jī)輸出的最大功率之比為2:1 D．電機(jī)所做的功之比為4:5 【參考答案】AC 【命題意圖】 本題考查速度圖像，牛頓運(yùn)動定律、功和功率及其相關(guān)的知識點(diǎn)。 【解題思路】設(shè)第次所用時(shí)間為t，根據(jù)速度圖象的面積等于位移（此題中為提升的高度）可知，×2t0×v0=×（t+3t0/2）×v0，解得：t=5t0/2，所以第次和第次提升過程所用時(shí)間之比為2t0∶5t0/2=4∶5，選項(xiàng)A正確；由于兩次提升變速階段的加速度大小相同，在勻加速階段，由牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma，可得提升的最大牽引力之比為1∶1，選項(xiàng)B錯誤；由功率公式，P=Fv，電機(jī)輸出的最大功率之比等于最大速度之比，為2∶1，選項(xiàng)C正確；加速上升過程的加速度a1=，加速上升過程的牽引力F1=ma1+mg=m(+g)，減速上升過程的加速度a2=-，減速上升過程的牽引力F2=ma2+mg=m(g -)，勻速運(yùn)動過程的牽引力F3=mg。第次提升過程做功W1=F1××t0×v0+ F2××t0×v0=mg v0t0；第次提升過程做功W2=F1××t0×v0+ F3×v0×3t0/2+ F2××t0×v0 =mg v0t0；兩次做功相同，選項(xiàng)D錯誤。 【易錯剖析】解答此題常見錯誤主要有四方面：一是對速度圖像面積表示位移掌握不到位；二是運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律求解牽引力錯誤；三是不能找出最大功率；四是不能得出兩次提升電機(jī)做功。實(shí)際上，可以根據(jù)兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相同，利用功能關(guān)系得出兩次做功相同。 6.（2018年4月浙江選考）可愛的企鵝喜歡在冰面上游玩，如圖所示，有一企鵝在傾角為的斜面上，先以加速度從冰面底部由靜止開始沿直線向上“奔跑”，時(shí)，突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行，最后退滑到出發(fā)點(diǎn)，完成一次游戲企鵝在滑動過程中姿勢保持不變。若企鵝肚皮與冰面間的動摩擦因數(shù)，已知，求： 企鵝向上“奔跑”的位移大?。? 企鵝在冰面上滑動的加速度大小； 企鵝退滑到出發(fā)點(diǎn)的速度大小。計(jì)算結(jié)果可用根式表示 【名師解析 】： 企鵝向上“奔跑”的位移大小為： 企鵝在冰面上滑動過程，由牛頓第二定律得： 代入數(shù)據(jù)得：。 企鵝在冰面上滑動時(shí)做勻減速運(yùn)動，勻減速的初速度為： 勻減速的位移為： 下滑過程，由動能定理得： 解得： 答：企鵝向上“奔跑”的位移大小是； 企鵝在冰面上滑動的加速度大小是； 企鵝退滑到出發(fā)點(diǎn)的速度大小是。 【2年模擬再現(xiàn)】 1．（2019洛陽聯(lián)考）綽號“威龍”的第五代制空戰(zhàn)機(jī)殲－20具備高隱身性、高機(jī)動性能力，為防止極速提速過程中飛行員因缺氧暈厥，殲－20新型的抗荷服能幫助飛行員承受最大9倍重力加速度。假設(shè)某次垂直飛行測試實(shí)驗(yàn)中，殲－20加速達(dá)到50 m/s后離地，而后開始豎直向上飛行試驗(yàn)。該飛機(jī)在10 s內(nèi)勻加速到3 060 km/h，勻速飛行一段時(shí)間后到達(dá)最大飛行高度18.5 km。假設(shè)加速階段所受阻力恒定，約為重力的0.2。已知該殲－20質(zhì)量為20噸，聲速為340 m/s，忽略戰(zhàn)機(jī)因油耗等導(dǎo)致質(zhì)量的變化。則下列說法正確的是(　　) A．本次飛行測試的勻速階段運(yùn)行時(shí)間為26.5 s B．加速階段系統(tǒng)的推力為1.84×106 N C．加速階段時(shí)飛行員有暈厥可能 D．飛機(jī)在勻速階段時(shí)爬升高度為14.25 km 【參考答案】　B 【名師解析】　加速階段初速度v0＝50 m/s，末速度v＝3 060 km/h＝850 m/s，根據(jù)v＝v0＋at，加速度a＝80 m/s2＝8g，飛行員不會昏厥，選項(xiàng)C錯誤；根據(jù)牛頓第二定律F－mg－f＝ma，推力F＝mg＋f＋ma＝1.84×106 N，選項(xiàng)B正確；加速階段上升的高度x＝v0t＋at2＝4 500 m，即勻速上升距離14 km，選項(xiàng)D錯誤；勻速飛行時(shí)間t＝＝ s＝16.47 s，選項(xiàng)A錯誤。 2.（2019浙江G12名校協(xié)作體模擬）跳樓機(jī)是能體驗(yàn)強(qiáng)烈失重、超重感覺的娛樂場所，游戲時(shí)跳樓機(jī)完把乘有十多人的座艙送到140.8m高的地方，讓座艙自由落下，當(dāng)落到離地面44m時(shí)制動系統(tǒng)開始啟動，座艙勻減速運(yùn)動到地面時(shí)剛好停止，若某游客手中托著質(zhì)量為100g的手機(jī)進(jìn)行這個游戲，g取10m/s2（空氣阻力不計(jì)，可能用到的數(shù)據(jù)442=1936）試求： （1）當(dāng)座艙落到地面高度為50m的位置時(shí)，手機(jī)對手的作用力： （2）從最高點(diǎn)運(yùn)動到地面，整個過程的總時(shí)間： （3）當(dāng)座艙落到離地面高度為15m位置時(shí)，手要用多大的力才能托住手機(jī)。 【名師解析】（1）由題意可知落到離地面高度為50m的位置時(shí)，處于自由落體過程，完全失重，所以手機(jī)對手的作用力F1=0； （2）自由下落過程，由位移公式得：h1=gt12 由速度位移的關(guān)系得：v2=2gh1 解得：t1=4.4s 減速過程，由h2=vt2 解得：t2=2s 整個過程的總時(shí)間：t=t1+t2=6.4s （3）設(shè)減速過程的加速度大小為a，由速度位移的關(guān)系式得：v2=2ah2 解得：a=22m/s2 對手機(jī)由牛頓第二定律得：F2-mg=ma 解得：F2=3.2N 答：（1）當(dāng)座艙落到離地面高度為50m的位置時(shí)，手機(jī)對手的作用力是0； （2）從最高點(diǎn)運(yùn)動到地面，整個過程的總時(shí)間是6.4s； （3）當(dāng)座艙落到離地面高度為15m位置時(shí)，手要用3.2N的力才能托住手機(jī) 3．（16分）（2019上海嘉定一模）某電動機(jī)工作時(shí)輸出功率P與拉動物體的速度v之間的關(guān)系如圖（a）所示?，F(xiàn)用該電動機(jī)在水平地面內(nèi)拉動一物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），運(yùn)動過程中輕繩始終處在拉直狀態(tài)，且不可伸長，如圖（b）所示。已知物體質(zhì)量m=1kg，與地面的動摩擦因數(shù)μ1=0.35，離出發(fā)點(diǎn)左側(cè)s距離處另有一段動摩擦因數(shù)為μ2、長為d的粗糙材料鋪設(shè)的地面。（g取10m/s2） （1）若s足夠長，電動機(jī)功率為2W時(shí)，物體在地面能達(dá)到的最大速度是多少？ （2）在μ1=0.35的水平地面運(yùn)動，當(dāng)物體速度為0.1m/s時(shí)，加速度為多少？ （3）若s=0.16m，物體與粗糙材料之間動摩擦因數(shù)μ2=0.45。啟動電動機(jī)后，分析物體在達(dá)到粗糙材料之前的運(yùn)動情況。若最終能以0.1m/s速度滑過粗糙材料，則d應(yīng)為多少？ 【名師解析】.（16分） （6分）（1）電動機(jī)拉動物體后，水平方向受拉力F和摩擦力f1 f1=μ1N，N=mg，f1=3.5N （2分） 物體速度最大時(shí)，加速度為零，F(xiàn)1=f1 （1分） 根據(jù)P=Fv，vm=P/F1= P/f1，vm=4/7 m/s （3分） （4分）（2）當(dāng)v=0.1m/s時(shí)，由圖像及P=Fv可知，拉力F2= P/v= 4N （2分） 由牛頓第二定律F =ma F2 - f1=ma1 a1=0.5m/s2 （2分） （6分）（3）由（2）知，物體在速度達(dá)到0.5m/s前，拉力F恒定，物體做初速為零的勻加速直線運(yùn)動。 a1=0.5m/s2 （1分） 速度達(dá)到v1=0.5m/s時(shí)，應(yīng)經(jīng)過s’= v12/2a1=0.25m＞0.16m 所以小物體一直做勻加速運(yùn)動到達(dá)粗糙材料，到達(dá)粗糙材料時(shí)速度v1==0.4m/s （2分） （或假設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動到達(dá)粗糙材料，則速度v==0.4m/s，不超過0.5m/s，假設(shè)成立。） 注：寫出勻加速直線運(yùn)動（1分），加速度a1正確（1分），速度v1正確（1分）。 在粗糙材料上運(yùn)動時(shí)， f2=μ2N，N=mg，f2=4.5N 由牛頓第二定律 F2 -f2 =ma2，a2=-0.5m/s2 （1分） 小物體停止前最多滑行d2=v22- v12/2a2=0.15m （2分） 注：摩擦力f2正確或加速度a2正確（1分），d2正確（2分）。 預(yù)測考點(diǎn)一：與牛頓運(yùn)動定律相關(guān)的實(shí)際問題 【2年模擬再現(xiàn)】 1．（2019江西南昌三模）某實(shí)驗(yàn)小組打算制作一個火箭．甲同學(xué)設(shè)計(jì)了一個火箭質(zhì)量為m，可提供恒定的推動力，大小為F＝2mg，持續(xù)時(shí)間為t．乙同學(xué)對甲同學(xué)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了改進(jìn)，采用二級推進(jìn)的方式，即當(dāng)質(zhì)量為m的火箭飛行經(jīng)過時(shí)，火箭丟棄掉的質(zhì)量，剩余時(shí)間，火箭推動剩余的繼續(xù)飛行．若采用甲同學(xué)的方法火箭最高可上升的高度為h，則采用乙同學(xué)的方案火箭最高可上升的高度為（ ）（重力加速度取g，不考慮燃料消耗引起的質(zhì)量變化）（　　） A．1.5h B．2h C．2.75h D．3.25h 【參考答案】C 【命題意圖】本題以火箭發(fā)射為情景，考查牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動規(guī)律及其相關(guān)知識點(diǎn)。 【解題思路】甲同學(xué)的設(shè)計(jì)方案：對火箭加速過程：由牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma，解得加速度a=g，加速過程火箭上升高度為：x＝gt2 ，持續(xù)時(shí)間t得到的速度為：v＝gt ；失去推力后火箭做豎直上拋運(yùn)動，又上升高度：x′＝＝gt2 ，上升的總高度：h＝x+x′＝gt2。乙同學(xué)改進(jìn)后的方案，前t/2時(shí)間的加速過程：由牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma1，解得加速度a1=g，則前t/2時(shí)間上升的高度為x1＝g（）2 =gt2，持續(xù)時(shí)間t/2時(shí)間得到的速度為v1=g，后t/2時(shí)間的加速過程：由牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma2，解得加速度a2=3g，則后t/2時(shí)間上升的高度為x2＝v1t/2+3g（）2 =gt2 ，后t/2時(shí)間后火箭速度v2= v1+a2=2gt，失去推力后火箭做豎直上拋運(yùn)動，又上升高度：x3＝＝2gt2 ，上升的總高度：h’＝x1+x2+ x3＝gt2+gt2 +2gt2＝2.75gt2=2.75h，選項(xiàng)C正確。 【試題拓展】若設(shè)計(jì)成三級推進(jìn)的方式發(fā)射火箭，即當(dāng)質(zhì)量為m的火箭飛行經(jīng)過t/3時(shí)間時(shí)，火箭丟棄掉m/3的質(zhì)量，然后以相同的推力再加速飛行t/3時(shí)間時(shí)，在丟棄m/3的質(zhì)量，最后以相同的推力再加速飛行t/3時(shí)間，你能夠計(jì)算出火箭飛行的高度嗎？ 2.（2019鄭州聯(lián)考）某班級同學(xué)要調(diào)換座位，一同學(xué)用斜向上的拉力拖動桌子沿水平地面勻速運(yùn)動。已知桌子的總質(zhì)量為10 kg，若拉力的最小值為50 N，此時(shí)拉力與水平方向間的夾角為θ。重力加速度大小為g=10 m/s2，桌子與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，不計(jì)空氣阻力，則（ ） A．μ=，θ=60°　 B．μ=，θ=60° C．μ=，θ=30°　 D．μ=，θ=30° 【參考答案】．D 【名師解析】對桌子受力分析，如圖所示。根據(jù)平衡條件可知，水平方向有Fcos θ–Ff=0，豎直方向有FN+Fsin θ–G=0，其中Ff=μFN，故F=，令μ=tan α，則F=；當(dāng)θ=α?xí)r，F(xiàn)有最小值，F(xiàn)min=Gsin α=50 N，α=30°，故μ=tan 30°=，θ=30°，選項(xiàng)D正確。 3．（2018洛陽一模）如圖所示，某科研單位設(shè)計(jì)了一空間飛行器，飛行器從地面起飛時(shí)，發(fā)動機(jī)提供的動力方向與水平方向夾角α＝60°，使飛行器恰恰與水平方向成θ＝30°角的直線斜向右上方勻加速飛行，經(jīng)時(shí)間t后，將動力的方向沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)其大小，使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行，飛行器所受空氣阻力不計(jì)，下列說法中正確的是( 　) A．加速時(shí)動力的大小等于mg B．加速時(shí)加速度的大小為g C．減速時(shí)動力的大小等于mg D．減速飛行時(shí)間t后速度為零 【參考答案】.BC 【命題意圖】 本題考查力的合成、牛頓運(yùn)動定律及其相關(guān)的知識點(diǎn)。 【名師解析】畫出使飛行器恰恰與水平方向成θ＝30°角的直線斜向右上方勻加速飛行時(shí)的受力矢量圖，如圖1所示，由2mgcos30°=F，可得加速時(shí)動力的大小等于F=mg，選項(xiàng)A錯誤；動力F與飛船重力mg的合力等于mg，所以飛船加速時(shí)加速度的大小為g，選項(xiàng)B正確；畫出使飛行器沿原方向勻減速飛行時(shí)的受力矢量圖，如圖2所示，由sin60°=F’/mg可得減速時(shí)動力的大小等于F’=mg，選項(xiàng)C正確；加速飛行時(shí)間t后的速度為v=at=gt。減速飛行的合外力大小為mgcos60°=mg/2，減速飛行的加速度大小為g/2，減速飛行時(shí)間2t后速度為零，選項(xiàng)D錯誤。 圖1 圖2 4. （2019山東聯(lián)考）北京歡樂谷游樂場天地雙雄是目前亞洲唯一的雙塔太空梭。它是能體驗(yàn)強(qiáng)烈失重、超重感覺的娛樂設(shè)施，先把乘有十多人的座艙，送到76 m高的地方，讓座艙自由落下，當(dāng)落到離地面28 m時(shí)制動系統(tǒng)開始啟動，座艙勻減速運(yùn)動到地面時(shí)剛好停止．若某游客手中托著質(zhì)量為1 kg的飲料瓶進(jìn)行這個游戲，g取9.8 m/s2，則：  A．當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時(shí)，飲料瓶對手的作用力大于9.8N B．當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時(shí)，飲料瓶對手的作用力為零 C．當(dāng)座艙落到離地面高度為15m的位置時(shí)，飲料瓶對手的作用力小于9.8N D. 當(dāng)座艙落到離地面高度為15m的位置時(shí)，手要用26.6N的力才能托住飲料瓶 【參考答案】.BD 【名師解析】當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時(shí)，處于完全失重狀態(tài)；故飲料瓶對手的壓力為零．選項(xiàng)B正確A錯誤。座艙自由落體過程，有： v2=2g（H-h）…① 座艙勻減速運(yùn)動到地面過程，根據(jù)速度位移公式，有： v2=2ah…② 由①②解得：a＝120/7 m/s2 =16.8 m/s2 當(dāng)座艙落到離地面高度為15m的位置時(shí)，飲料瓶處于超重狀態(tài)，有： F-mg=ma，解得F=26.6N，即當(dāng)座艙落到離地面高度為15m的位置時(shí)，手要用26.6N的力才能托住飲料瓶，選項(xiàng)C錯誤D正確。 5．（9分）(2019浙江臺州模擬)2019年1月3日，中國的“嫦娥四號”成為了人類歷史上第一個在月球背面成功實(shí)施軟著陸的人類探測器。“嫦娥四號“探測器在距離月面100m高度的A點(diǎn)時(shí)，利用發(fā)動機(jī)的反推力作用懸停，用自身的三維成像敏感器對著陸區(qū)進(jìn)行障礙檢測，選出月面C點(diǎn)為最安全的著陸點(diǎn)。此時(shí)，探測器調(diào)整發(fā)動機(jī)的反推力，沿水平方向從靜止勻加速直線運(yùn)動，然后再以相同加速度大小勻減速直線運(yùn)動，剛好在C點(diǎn)正上方的B點(diǎn)減速為零。已知AB長10m，從A到B的運(yùn)動時(shí)間為20s，探測器總質(zhì)量為300kg（忽略噴氣對探測器質(zhì)量的影響），探測器在月球表面的重力為地球表面的，求探測器： （1）從A運(yùn)動到B過程中的最大速率； （2）勻加速運(yùn)動時(shí)的加速度大?。? （3）勻減速運(yùn)動時(shí)發(fā)動機(jī)的反推力大小。 【命題意圖】 本題以“嫦娥四號“探測器為情景，考查勻變速直線運(yùn)動和牛頓運(yùn)動定律及其相關(guān)的知識點(diǎn)。 【解題思路】（1）探測器從A運(yùn)動到B的平均速度為：＝＝m/s＝0.5m/s 最大速度：vm＝2＝1.0m/s （2）加速時(shí)間t1＝＝10s 加速度大小a＝＝0.1m/s2， （3）x軸方向的合力：Fx＝ma＝30N 根據(jù)力的平行四邊形法則可得： F＝＝10N≈500N。 6.（2019福建龍巖三模）《道路交通安全法》規(guī)定汽車通過紅綠燈路口時(shí)，需按信號燈指示行駛。若某路口有等待通行的多輛汽車，第一輛汽車前端剛好與路口停止線對齊，汽車質(zhì)量均為m=1 500 kg，車長均為L=4.8 m，前后相鄰兩車之間的距離均為x=1.2 m。每輛汽車勻加速起動t1=4 s后保持v=10 m/s的速度勻速行駛，運(yùn)動過程中阻力恒為f=1 800 N，求： （1）汽車勻加速階段的牽引力F大小； （2）由于人的反應(yīng)時(shí)間，綠燈亮起時(shí)，第一個司機(jī)滯后△t=0.8 s起動，且后面司機(jī)都比前一輛汽車滯后0.8 s起動汽車，綠燈時(shí)長20 s。綠燈亮起后經(jīng)多長時(shí)間第五輛汽車最后端恰好通過停止線。 【名師解析】 解：（1）依題意得，汽車前4 s的加速度 =2.5 m/s2 ① 由牛頓第二定律得 ② 解得F=5 550 N ③ （2）第五輛車最后端通過停止線，需前進(jìn)距離 m ④ 汽車勻加速階段加速時(shí)間 s ⑤ 汽車勻加速的位移 20 m ⑥ 汽車勻速行駛時(shí)間 =0.88 s ⑦ 第五輛車延遲時(shí)間 s ⑧ 第五輛汽車最后端恰好通過停止線的時(shí)間 s <20 s ⑨ 【1年仿真原創(chuàng)】 1．本組照片記錄了一名騎車人因自行車前輪突然陷入一較深的水坑而倒地的過程．下面是從物理的角度去解釋此情境的，其中正確的是(　　) A. 這是因?yàn)樗永锏乃畬ψ孕熊嚽拜喌淖枇μ?，而使人和車一起倒地? B. 騎車人與自行車原來處于運(yùn)動狀態(tài)，車前輪陷入水坑后前輪立刻靜止，但人與車的后半部分由于慣性仍保持原有的運(yùn)動狀態(tài)，因此摔倒 C. 因?yàn)樽孕熊嚨那拜喯萑胨雍螅孕熊囘€能加速運(yùn)動，所以人和車一起倒地了 D. 因?yàn)樽孕熊嚨那拜喯萑胨雍?，自行車的慣性立即消失，而人由于慣性將保持原有的運(yùn)動狀態(tài)，故人向原來的運(yùn)動方向倒下了 【參考答案】B 【名師解析】騎車人因自行車前輪突然陷入一較深的水坑而倒地，其原因是: 騎車人與自行車原來處于運(yùn)動狀態(tài)，車前輪陷入水坑后前輪立刻靜止，但人與車的后半部分由于慣性仍保持原有的運(yùn)動狀態(tài)，因此摔倒,選項(xiàng)B正確。 2. 用遙控直升機(jī)下輕繩懸掛質(zhì)量為m的攝像機(jī)可以拍攝學(xué)生在操場上的跑操情況。開始時(shí)遙控直升機(jī)懸停在C點(diǎn)正上方。若遙控直升機(jī)從C點(diǎn)正上方運(yùn)動到D點(diǎn)正上方經(jīng)歷的時(shí)間為t，已知CD之間距離為L，直升機(jī)的質(zhì)量為M，直升飛機(jī)的運(yùn)動視作水平方向的勻加速直線運(yùn)動。在拍攝過程中懸掛攝影機(jī)的輕繩與豎直方向的夾角始終為β，假設(shè)空氣對攝像機(jī)的作用力始終水平。則（ ） β β L A B C D E F d A．輕繩中的拉力FT=mg/cosβ B．遙控直升機(jī)加速度a=gtanβ C．直升機(jī)所受的合外力為F合= D．這段時(shí)間內(nèi)空氣對攝像機(jī)作用力的大小為 【參考答案】.AD 【名師解析】 對攝像機(jī)受力分析，攝像機(jī)受到輕繩拉力FT和重力mg，由FTcosβ=mg，解得輕繩中的拉力FT= mg /cosβ，選項(xiàng)A正確。由L=at2，解得遙控直升機(jī)加速度a=，選項(xiàng)B錯誤。直升機(jī)所受的合外力為F合=Ma= ，選項(xiàng)C錯誤。設(shè)攝像機(jī)受到的風(fēng)力為F，繩子拉力為T ，重力為mg。則FTsinβ-F=ma，F(xiàn)Tcosβ=mg，解得：，選項(xiàng)D正確。 3. 如圖是一架小型四旋翼無人機(jī)，它是一種能夠垂直起降的遙控飛行器，具有體積小、使用靈活、飛行高度低、機(jī)動性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)進(jìn)行試驗(yàn)：無人機(jī)從地面由靜止開始以額定功率豎直向上起飛．經(jīng)t＝20s上升到h＝47m,，速度達(dá)到v＝6 m/s。之后，不斷調(diào)整功率繼續(xù)上升，最終懸停在高H = 108 m.處．已知無人機(jī)的質(zhì)量m＝4kg，無論動力是否啟動，無人機(jī)上升、下降過程中均受空氣阻力，且大小恒為f＝4 N.取g＝10 m/s2，求 (1）無人機(jī)的額定功率； （2）當(dāng)懸停在H高處時(shí)，突然關(guān)閉動力設(shè)備．無人機(jī)由靜止開始豎直墜落，2s末啟動動力設(shè)備，無人機(jī)立即獲得向上的恒力F，使其到達(dá)地面時(shí)速度恰好為0，則F是多大？ 【參考答案】（1）107W（2）43.2N 【名師解析】(1) 無人機(jī)從地面由靜止開始以額定功率豎直向上起飛．由動能定理，Pt-（mg+f）h=mv2， 解得：P=107W. (2)失去升力后下落過程，由牛頓第二定律，mg-f=ma1， 經(jīng)過2s后的速度為：v1=a1t1， 下落高度：h1= a1t12， 恢復(fù)升力后減速下落，0-v12=2a2(H- h1)， 由牛頓第二定律，mg-f-F=ma2， 聯(lián)立解得：F=43.2N。 16