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专题2 运动和力+实际情景
1. (2024 浙江宁波期末) 如图所示为太空探索公司猎鹰火箭助推器回收画面。火箭发射时,助推器点火
提供向上的推力,使火箭上升到40km 高空时,速度达到1.2km/s,然后助推器脱落,并立即关闭发动机,
在接近地面10km 处重启发动机减速并使助推器的速度在着陆时为零。火箭助推器运动过程中所受地球引
力可视为不变,等于地球表面时的重力,运动过程中,受到的阻力大小恒为助推器重力的0.2 倍,助推器
推力恒定不变。
(1)助推器能上升到距离地面的最大高度;
(2)重启发动机前助推器的最大速度为多少;
(3)重启发动机产生的推力是助推器重力的多少倍。
2. (2024 天津宁河区期末) 2023 年8 月16 日,备受瞩目
世界机器人大会在北京盛大开幕。新一代送餐机
器人首次登场,如图所示,只要设置好路线、放好餐盘,它就会稳稳地举着托盘,到达指定的位置送餐。
已知配餐点和目标位置在一条直线通道上,机器人送餐时从静止开始启动,加速过程的加速度大小
,速度达到
后匀速,之后适时匀减速,减速历时
恰好把食物平稳送到目标位置,
整个送餐用时
。若载物平台始终呈水平状态,食物与餐盘的总质量
,食物、餐盘与平台间
无相对滑动,取重力加速度
,试求:
(1)机器人加速过程的时间
;
(2)配餐点和目标位置的直线距离
;
(3)减速过程中平台对食物和餐盘整体
平均作用力的大小
。
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3. .(12 分)(2024 浙江绍兴期末)如图1 为全国最陡雪道之一丝绸之路滑雪场的艾文道,坡度接近
.
雪道的简化图如图2 所示,它由倾斜直滑道
和水平直滑道
组成,滑雪板与两滑道的动摩擦因数
均为0.25.可视为质点的小杰沿滑道下滑,经过
点时速度为
,最后停在水平轨道上,已知滑道
和
的长分别为
,倾斜滑道与水平面夹角
,小杰在
和
段的运动均可
视为匀变速直线运动,通过
点前后速度大小不变,空气阻力不计.
.求:
图1 图2
(1)小杰在
段上的加速度
的大小;
(2)若
,求从
点出发到停在
上的总时间;
(3)为了安全起见,小杰在水平直滑道上运动时不能超过
点,求经过
点时速度
的范围.
4.(10 分)(2024 山东聊城一模)潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时,浮力顿减,潜艇如同
“汽车掉下悬崖”,称之为“掉深”,曾有一些潜艇因此沉没。我海军某潜艇在执行任务期间,突然遭遇
“水下断崖”急速“掉深”,全艇官兵紧急自救脱险,创造了世界潜艇史上的奇迹。总质量为6.0×106kg
的某潜艇,在高密度海水区域距海平面200m,距海底138m 处沿水平方向缓慢潜航,如图所示。当该潜艇
驶入低密度海水区域A 点时,浮力突然降为5.4×107N,15s 后,潜艇官兵迅速对潜艇减重(排水),结果
潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮,避免了一起严重事故。已知在整个运动过程中,潜艇所受阻力大小
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恒为1.2×106N 潜艇减重的时间忽略不计,海底平坦,重力加速度g 取10m/s2,
=8.31,求:
(1)潜艇“掉深”15s 时的速度;
(2)潜艇减重排出水的质量;
(3)潜艇从A 点开始“掉深”到返回A 点过程中阻力的冲量。(结果取2 位有效数字)
5. (2024 浙江金华期末)如图为某公司研发的智能搬运型机器人。在某次搬运过程中,机器人将质量为
的货物沿直线搬运至
远的包装台处,机器人从静止开始做匀加速直线运动,
时速度达到最大
速度
,然后做匀速直线运动,最后在离包装台
处开始做匀减速直线运动,到达包装台处恰好停
止。求:
(1)机器人加速和减速阶段的加速度大小;
(2)机器人搬运货物的总时间;
(3)机器人匀加速阶段受到货物的作用力;
(4)其他条件不变,只改变机器人变速运动阶段的加速度大小,最多可节省的时间。已知货物与机器人
置物平台问的动摩擦因数为0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
6. (2024 浙江绍兴市期末)如图所示,滑草场的滑道由
段和
段组成,
段倾角
段倾角
段高
,滑草车与滑道
段、
段的动摩擦因数都为
,滑草车经
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过滑道交接处(
点)的能量损失忽略不计,载人滑草车(可视为质点)从A 点由静止下滑,最终恰好停
在
点,不计空气阻力,
。
(1)求滑草车在
段的加速度大小;
(2)求
段
的长度;
(3)若
两点位置不变,即
两点竖直高度差
和水平距离
均不变,调节斜面倾角和长度,使
点竖直向下移动一小段距离,试判断滑草车从
点由静止下滑后能否仍停在
点,并说明理由.
7. . (2024 江西赣州3 月质检)热气球下面用绳子吊着一个质量
的物体,从地面由静止一起沿竖直
方向匀加速上升,经过时间
速度达到
,此时吊着物体的绳子断开,物体落回地面,在物
体落地前的整个过程中,不计物体受到的空气阻力,重力加速度取
,求:
(1)加速阶段绳子对物体的拉力T 的大小;
(2)物体落地前的整个过程,上升的最大高度h;
(3)从绳子断开到落地整个运动过程中物体的平均速度。
8. (2023 安徽合肥六校联考) 某同学练习控制一质量为2kg 的无人机垂直升降,运动过程中受到的空气
阻力大小恒为4N,方向与运动方向相反,无人机能够获得的最大升力为36N。某次飞行练习,无人机从地
面上由静止开始以最大升力竖直向上起飞,4s 后无人机出现故障突然失去升力,排除故障后无人机重新获
得最大升力,当无人机停止下落时离地面的高度为27m。已知重力加速度g=10m/s2。求:
(1)突然失去升力时距离地面的高度;
(2)无人机上升的最大高度;
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(3)该同学排除故障所用的时间。
9. (2024 湖南长沙名校联考)如下图所示为长沙市地标建筑
国金中心,其内置观光电梯,到达位于
高层的餐厅的游客可以
鸟瞰长沙。电梯从地面到93 层的餐厅只需要48s,整个过程经历加速、匀速
和减速三个阶段,加速和减速阶段可视为匀变速过程,且加速度大小相等。电梯上行的最大速度为
当电梯加速上升时,质量为50kg 的人站在置于电梯地板上的台秤上,台秤的示数为65kg,g 取
,求:
(1)电梯加速上升的加速度大小;
(2)餐厅距地面的高度。
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