2020年高考物理考點(diǎn)練習(xí)3.11牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的極值問題(解析版)

1、20202020 年高考物理 100100 考點(diǎn)最新模擬題千題精練第三部分牛頓運(yùn)動(dòng)定律專題 3.113.11 牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的極值問題一選擇題1.（ 2018 安徽合肥三模） 如圖所示，點(diǎn) P 位于傾角為 37勺斜面底端 Q 的正上方 22.5cm 處?，F(xiàn)從 P 點(diǎn)向 斜面搭建一光滑傾斜直軌道，使小物塊從 P 點(diǎn)由靜止開始沿該軌道滑至斜面， g 取 IOm/s2。則小物塊滑至斜 面的最短時(shí)間為（）A. 0. 1sB. 0. 2sC. 0. 3s D. 0. 4s【參考答案】.B【命題意圖】本題考查等時(shí)圓模型、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)?！窘忸}思路】在線段 PQ 上找一點(diǎn)

2、 O, 0 點(diǎn)到 P 點(diǎn)的距離和到斜面的距離相等，以 0 點(diǎn)為圓心，以 PO 為半 徑做一圓，該圓與斜面的切點(diǎn)為 M ,如圖。設(shè) OQ=L , PO=R ,由圖中幾何關(guān)系得：R=Lsin53 , R+L=22.5cm , 小物塊沿 PM 滑至斜面的最短時(shí)間為 t,小物塊沿 PM 滑動(dòng)的加速度為 a,則有 PM=2Rcos18.5【方法歸納】此題為等時(shí)圓模型。從豎直面內(nèi)等時(shí)圓的最高點(diǎn)沿光滑桿滑至等時(shí)圓周上任意點(diǎn)的時(shí)間都相等。從豎直面內(nèi)等時(shí)圓周上的任意點(diǎn)沿光滑桿滑至等時(shí)圓的最低點(diǎn)的時(shí)間都相等。2如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓環(huán)軌道與水平面相切于M 點(diǎn)，與豎直墻相切于 A 點(diǎn)。豎直墻上另一點(diǎn)

3、B 與 M 的連線和水平面的夾角為 60 C 是圓環(huán)軌道的圓心。已知在同一時(shí)刻a、b 兩球分別由 A、t=0.2s，選項(xiàng) B 正確。B 兩點(diǎn)從靜止開始沿光滑傾斜直軌道 AM、BM 運(yùn)動(dòng)到 M 點(diǎn)；c 球由 C 點(diǎn)自由下落到 M 點(diǎn)。則（）A.a球最先到達(dá) M 點(diǎn)B. b 球最先到達(dá) M 點(diǎn)C. c 球最先到達(dá) M 點(diǎn)D. b 球和 c 球都可能最先到達(dá)M 點(diǎn)【參考答案】C如圖所示，令圓環(huán)半徑為R,貝 U c 球由 C 點(diǎn)自由下落到 M 點(diǎn)用時(shí)滿足 R=1gt2,所以 tc= R）。綜上所述可得 tb ta tc。3.如圖 1 所示，在傾角為0的斜面上方的 A 點(diǎn)處旋轉(zhuǎn)一光滑的木板 AB, B

4、端剛好在斜面上，木板與豎直 方向 AC 所成角度為a,一小物塊由 A 端沿木板由靜止滑下，要使物塊滑到斜面的時(shí)間最短，則a與0角的大小關(guān)系（）【名師解a 球令 AM 與水平面成則 a 球下滑到 M 用時(shí)滿足 AM = 2Rsin0=；gsin ，即 ta=同理 b 球從 B 點(diǎn)下滑到 M 點(diǎn)用時(shí)也滿足M 點(diǎn)的豎直圓的半徑,r 為過 B、M 且與水平面相切于0C.a=20D.a=33【參考答案】A.a= 0B.a=?【名師解析】如圖所示，在豎直線 AC 上選取一點(diǎn) 0,以適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度為半徑畫圓，使該圓過A 點(diǎn)，且與斜面相切于 D 點(diǎn)。由等時(shí)圓模型的特點(diǎn)知，由A 點(diǎn)沿斜面滑到 D 點(diǎn)所用時(shí)間比由 A

5、 點(diǎn)到達(dá)斜面上其他各點(diǎn)所用時(shí)間都短。將木板下端 B 點(diǎn)與 D 點(diǎn)重合即可，而/ C0D =0,貝U a=扌。選項(xiàng) B 正確。4.（ 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(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力方向與水平方向夾角a=60使飛行器恰恰與水平方向成0=30角的直線斜向右上方勻加速飛行，經(jīng)時(shí)間 t 后，將動(dòng)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(dòng)力的大小等于 mgB .加速時(shí)加速度的大小為 g一J3C .減速時(shí)動(dòng)力的大小等于mgD 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(dòng)定律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)?！窘忸}思路】畫出使飛行器恰恰與水平方向成=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 2mgcos30F,可得加速時(shí)動(dòng)力的大小等于 F=、3mg,選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；動(dòng)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 /n 可得減速時(shí)動(dòng)力的大小等于F=3mg,選項(xiàng) C