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备考2024届高考物理一轮复习讲义第三章运动和力的关系专题五牛顿第二定律的综合应用题型3动力学中的多过程问题

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题型3　动力学中的多过程问题1.解决多过程问题的思路（1）将“多过程”分解为许多“子过程”，各“子过程”间由“衔接点”连接.（2）对各“衔接点”进行受力分析和运动分析，必要时画出受力示意图和过程示意图.（3）根据“子过程”“衔接点”的模型特点选择合理的物理规律列方程.（4）分析“衔接点”速度、加速度等的关联，确定各段间的时间关联，并列出相关的辅助方程.（5）联立方程组，分析求解，对结果进行必要的验证或讨论.2.解题关键（1）紧抓两个分析：受力分析和运动过程分析.（2）画出运动情境示意图帮助分析运动过程.研透高考明确方向7.[竖直方向多过程问题]无人机的质量为m＝2kg，在地面上由静止开始以最大升力竖直向上起飞，经时间t＝4s时离地面的高度为H1＝48m，已知无人机动力系统所能提供的最大升力为36N，假设无人机运动过程中所受空气阻力的大小恒定，g取10m/s2.（1）求无人机运动过程中所受空气阻力的大小；（2）当无人机悬停在距离地面高度H2＝45m处时，无人机由于信号故障突然失去全部升力，由静止开始竖直坠落，若要无人机到达地面时速度刚好减为0，则从开始下落后经多长时间需要立刻恢复无人机的最大升力？答案　（1）4N　（2）2.5s解析　（1）无人机以最大升力上升时，设其加速度大小为a1，根据位移公式H1＝12a1t2解得a1＝6m/s2设最大升力为F，根据牛顿第二定律有F－mg－f＝ma1解得空气阻力f＝4N （2）设失去动力时无人机的加速度大小为a2，则有a2＝mg－fm＝8m/s2设从刚开始下落经t1时间需要恢复无人机的最大升力，恢复升力时无人机的速度v1＝a2t1t1时间内无人机下落的高度h1＝v122a2恢复最大升力后，设无人机的加速度大小为a3，则有a3＝F＋f－mgm＝10m/s2从恢复升力至下落到地面无人机运动的位移h2＝v122a3且有h1＋h2＝H2联立解得t1＝2.5s.8.[斜面方向多过程问题]如图所示，一质量为1kg的小球套在一根固定的倾斜直杆上，直杆与水平面夹角θ＝30°.现小球在F＝20N的竖直向上的拉力作用下，从A点静止出发沿杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数为36，g取10m/s2.（1）求小球运动时的加速度大小；（2）若1.2s后撤去F，求小球上滑过程中与A点的最大距离.答案　（1）2.5m/s2　（2）2.4m解析　（1）设小球运动时的加速度大小为a1，对小球受力分析由牛顿第二定律得（F－mg）sin30°－μ（F－mg）cos30°＝ma1解得a1＝2.5m/s2（2）刚撤去F时，小球的速度v1＝a1t1＝3m/s小球的位移x1＝v12t1＝1.8m撤去力F后，小球继续上滑，设上滑时的加速度大小为a2，对小球受力分析由牛顿第二定律得mgsin30°＋μmgcos30°＝ma2解得a2＝7.5m/s2小球上滑时间t2＝v1a2＝0.4s上滑位移x2＝v12t2＝0.6m 则小球上滑过程中与A点的最大距离为xm＝x1＋x2＝2.4m.

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所属： 高考 - 一轮复习
发布时间：2024-02-07 11:20:01 页数：3
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文章作者：随遇而安

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