17-21届高考物理真题分项汇编-牛顿定律解析版.doc
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1、专题03 牛顿定律(解析版)近5年(2017-2021)高考物理试题分类解析 2021浙江卷第4题. 2021年5月15日,天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中,经大气层的减速,速度从减为;打开降落伞后,经过速度进一步减为;与降落伞分离,打开发动机减速后处于悬停状态;经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动,则着陆器()A. 打开降落伞前,只受到气体阻力的作用B. 打开降落伞至分离前,受到的合力方向竖直向上C. 打开降落伞至分离前,只受到浮力和气体阻力的作用D. 悬停状态中,发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力【答案】B【解析】A打开降落伞前,在大气层中
2、做减速运动,则着陆器受大气阻力作用以及火星的引力作用,选项A错误;B打开降落伞至分离前做减速运动,则其加速度方向与运动方向相反,加速度方向向上,则合力方向竖直向上,B正确;C打开降落伞至分离前,受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用,选项C错误;D悬停状态中,发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力,由于还受到火星的吸引力,则与气体的阻力不是平衡力,选项D错误。故选B。全国1卷第题11.我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用描写,k为系数;v是飞机在平直跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度,已知飞机质量为时,起飞离地速度为66 m/s;装载
3、货物后质量为,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度;(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地,求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。【答案】(1);(2)2m/s2,【解析】(1)空载起飞时,升力正好等于重力:满载起飞时,升力正好等于重力:由上两式用比例法解得:或公式法解由解得,由解得。代入,得,代入数据解得(2)满载货物的飞机做初速度为零的匀加速直线运动,所以解得:由加速的定义式变形得:解得:2020全国2卷第12题12.如图,一竖直圆管质量为M,下端距水平地面的高度为H,顶端塞有一质量为m的小球。圆管由静止自由下落,
4、与地面发生多次弹性碰撞,且每次碰撞时间均极短;在运动过程中,管始终保持竖直。已知M =4m,球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg, g为重力加速度的大小,不计空气阻力。(1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间,管和球各自的加速度大小;(2)管第一次落地弹起后,在上升过程中球没有从管中滑出,求管上升的最大高度;(3)管第二次落地弹起的上升过程中,球仍没有从管中滑出,求圆管长度应满足的条件。【答案】(1)a1=2g,a2=3g;(2);(3)【解析】(1)管第一次落地弹起的瞬间,小球仍然向下运动。设此时管的加速度大小为a1,方向向下;球的加速度大小为a2,方向向上;球与管之间的摩擦力大小为f,由牛顿运动定
5、律有Ma1=Mg+f ma2= f mg 联立式并代入题给数据,得a1=2g,a2=3g(2)管第一次碰地前与球的速度大小相同。由运动学公式,碰地前瞬间它们的速度大小均为方向均向下。管弹起的瞬间,管的速度反向,球的速度方向依然向下。设自弹起时经过时间t1,管与小球的速度刚好相同。取向上为正方向,由运动学公式v0a1t1= v0+a2t1联立式得设此时管下端高度为h1,速度为v。由运动学公式可得由式可判断此时v0。此后,管与小球将以加速度g减速上升h2,到达最高点。由运动学公式有设管第一次落地弹起后上升的最大高度为H1,则H1= h1+ h2联立式可得易错点:没有考虑速度相等前和速度相等后两个阶
6、段运动情况不同,直接用公式算最大高度。(3)设第一次弹起过程中球相对管的位移为x1。在管开始下落到上升H1这一过程中,由动能定理有Mg(HH1)+mg(HH1+x1)4mgx1=0联立式并代入题给数据得同理可推得,管与球从再次下落到第二次弹起至最高点的过程中,球与管的相对位移x2为设圆管长度为L。管第二次落地弹起后的上升过程中,球不会滑出管外的条件是x1+ x2L联立式,L应满足条件为2020全国3卷第12题12.如图,相距L=11.5m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10 kg的载物箱(可视为质点),以初速
7、度v0=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数= 0.10,重力加速度取g =10m/s2。(1)若v=4.0 m/s,求载物箱通过传送带所需的时间;(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度;(3)若v=6.0m/s,载物箱滑上传送带后,传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中,传送带对它的冲量。【答案】(1)2.75s;(2) ,;(3)0【解析】(1)传送带的速度为时,载物箱在传送带上先做匀减速运动,设其加速度为a,由牛顿第二定律有: 设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为x1,由运动学公式有联立式,代入题给数据得x1=4.5
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