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1、牛顿运动定律【关键词：日常生活中的动力学知识】高中物理逐渐体现以能力考核为主，理论与实际，以解决现实问题为中心，是高考命题的一个指导 思想。因为考生在解决实际问题时，最能显示其能力大小，而且还能引导学生关注身边发生的现象和事 件，关注科技进步和社会发展。作为中学物理主干知识的力学，它在日常生活、生产实际和现代科技中 的应用必定是命题的素材。力学知识在日常生产、生活和现代科技中应用非常广泛，主要有（1）体育运动方面：如跳高、跳水 体操、铅球、标枪等；（2）天体物理方面：如天体的运行、一些星体的发现、人类的太空活动等；（3） 交通安全方面：汽车制动、安全距离、限速等等。由上述题材形成的实际问题，立
2、意新，情景活，对考生获取信息的能力、分析理解能力、空间想象 能力等有较高的要求；同时对考生学科基础知识的掌握程度也是一个考验。解这类问题与解其他物理问题的不同之处在于，首先要把实际问题转化为物理问题。这也是这类问 题使一部分考生感到困难的原因。为实现这一转化，应重视以下几点：1、从最基本的概念、规律和方法出发考虑问题。以实际情景立意的题目，往往不落俗套、不同于常 见题型，由“题海”中总结出来的套路一般很难应用。这时从最基本的概念、规律和方法出发分析、思 考才是正途。这也正是命题者的匠心所具。2、要分析实际现象的空间、时间特征。力学问题总与时间和空间有关，从空间上，要关注场景的细 节，正确把握力
3、的特征；从时间上，要分析实际现象如何一步一步演变，把这个演变的过程和典型的物 理过程相对照，寻求转化。3、要有提出疑问，并探求结果的意义。面对题目给出的实际现象，应能抓住现象的本质特征，找出 原因、原因的原因，抓住了这串因果链，实际上就是找到了解题思路，向物理问题的转化也就自然 实现了。4、要画示意图，而且要选好的角度。这可以大大降低思考的难度，尤其对于空间想象能力要求较高 的题目。对应练习题：1题1（惯性制导系统中的加速度计） 惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元 件之一是加速度计，加速度计的构造原理的示意图如图所示沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一 质量为m的滑块，
4、滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连，滑块原 来静止，弹簧处于自然长度滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。 设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度（）A.方向向左，大小为ks/m 方向向右，大小为ks/mC. 方向向左，大小为2ks/mD. 方向向右，大小为2ks/m2为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速v=120km/h，假设 前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t=0.50 s,刹车时汽车受到
5、阻力的大小f为汽车重力的0.40倍.该高速公路上汽车间的距离s至少应 为多少?取重力加速度 g=10 m/s23. 某些城市交通部门规定汽车在市区某些街道行驶速度不得超过v =30km/h。一辆汽车在该水平路段紧m急刹车时车轮抱死，沿直线滑行一段距离后停止，交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长s =10m。从手册 m中查出该车车轮与地面间的动摩擦因数n =0.72，g=10m/s2。（1）请你通过计算判断汽车是否超速行驶；（2）目前，有一种先进的汽车制动装置，可保证车轮在制动时不被抱死，使车轮仍有一定的滚动。安装了这种防抱死装置的汽车，在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力，从而使刹车距 离大大
6、减小。假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为F，驾驶员的反应时间为t，汽车的质 量为m，汽车刹车前匀速行驶的速度为v，试推出驾驶员发现情况后，紧急刹车时的安全距离s 的表达式。4. 从 2007 年1 月1 日起,广州市全面禁止摩托车上路,摩托车行驶的安全性较差是“禁摩”的原因之一. 若摩托车行驶中不慎发生事故，驾驶员以36 km/h的速度正面撞上水泥电杆，碰撞时间为At=0.05 s,设 碰撞后驾驶员变为静止,求:（1）碰撞过程中驾驶员的平均加速度 a 的大小.平（2）若驾驶员的质量为 m =70 kg, 试估算碰撞时驾驶员所受的撞击力大小.5. （杂技“顶杆”表演） 表演“顶杆”杂技时，一
7、人站在地上（称为“底人”），肩上扛一长6m、质量 为 5kg 的竹竿。一质量为 40kg 的演员在竿顶从静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到竿底时速度正好为 零。假设加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑总时间为3s，问这两个阶段竹竿对“底人”的压力 分别为多大？ （g取10m/s2）6、据报道，某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大垂直气流的作用后，使飞机在10s内下降高度1700m,造成众多乘客和机组人员的伤害事故。如果只研究飞机在竖直方向上的运 动，且假定这一运动是匀变速直线运动，试计算：（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大,方向怎样？（2）乘客所系安全带必须提供乘
8、客体重多少倍的拉力，才能使乘客不脱离座椅（g=10m/s2）？3）未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体的什么部位？7、一质量为m=40kg的小孩在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计 示数F的变化如图3-13-12所示.试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2.图 3 13 128、科研人员乘气球进行科学考察.气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg.气球在空中停留 一段时间后，发现气球漏气而下降，及时堵住.堵住时气球下降速度为1 m/s,且做匀加速运动，4 s内下 降了 12 m .为使气球
9、安全着陆，向舱外缓慢抛出一定的压舱物.此后发现气球做匀减速运动，下降速度 在5分钟内减少3 m/s若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度g = 9.89m/s2，求抛掉的压 舱物的质量.9在一次“模拟微重力环境”的实验中，实验人员乘座实验飞艇到达 6000m 的高空，然后让其由静止下 落，下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的 0.04倍，实验人员可以在飞艇内进行微重力影响的实验， 当飞船下落到距地面的高度为 3000m 时，开始做匀减速运动，以保证飞艇离地面的高度不得低于 500m， 重力加速度 g 恒取 10m/s2. 试计算：（1）飞艇加速下落的时间 （2）飞艇匀减速运动时的加速度
10、不得小于多少？高中物理辅导10. 风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室.小球 孔径略大于细杆直径，如图所示.(1)当杆在水平方向上同定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为 小球所受重力的 0.5 倍.求小球与杆间的动摩擦因数.(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为 37并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下 距离s所需时间为多少(sin37=0. 6, cos37=0. 8)?11、在 2008 年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃 了主火炬，体现了残疾运动 员坚忍不拔的意志和自强不息的精神
11、。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动乙员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的0摩擦。重力加速度取g = 10m /s 2。当运动员与吊椅一起正以加速度a = 1m/s 2上升时，试求(1) 运动员竖直向下拉绳的力；(2) 运动员对吊椅的压力。12、航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2婕，动力系统提供的恒定升力F=28 N。试飞时， 飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。(1) 第一次试飞，飞
12、行器飞行t = 8 s时到达高度H = 64 m。求飞行器所受阻力f的大小；1(2) 第二次试飞，飞行器飞行 t = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到2的最大高度 h；(3) 为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 t 。313、消防队员在某高楼进行训练,他要从距地面高 h =34.5 处的一扇窗户外沿一条竖直悬挂的绳子滑下,在下滑过程中，他先匀加速下滑,此时手脚对悬绳的压N =640 N,紧接着再匀减速下滑，此时手脚对悬绳1的压力N =2 080 N,滑至地面时速度为安全速度v =3 m/s.已知消防队员的质量为m =80 kg,手脚和
13、悬2绳间的动摩擦因数为M =0.5, g =10 m/s2，求:(1) 他在加速下滑、减速下滑两过程中的加速度大小;(2) 他沿绳滑至地面所用的总时间 t.14、卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以v0 = 12 m / s的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关。某时刻，车厢脱落，并以大小为a = 2 m / s 2的加速度减速滑行。在车厢脱落t = 3 s后，司机才发觉并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍。假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢 都停下后两者之间的距离。15、总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上 过 2s 拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳
14、伞过程中的 vt 据图像求：（g取10m/s2）（1）t=ls时运动员的加速度和所受阻力的大小。（2）估算 14s 内运动员下落的高度及克服阻力做的功。（3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。16、一跳水运动员从离水面10m高的平台上跃起，举双臂直立身体离开台面，此时中心位于从手到脚全 长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方 向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多少？ （g取10m/s2结果 保留两位数字）17“蹦极跳”是一种能获得强烈失重，超重感觉非常“刺激”的惊险娱乐项目：人处在离沟底水面上方 二十
15、多层楼的高处（或悬崖上），用橡皮弹性绳拴住身体，让人自由下落，落到一定位置时弹性绳拉紧， 设人体立即做匀减速运动，到接近水面时刚好减速到零，然后再反弹。已知某“勇敢者”头戴重为 50N 的安全帽，开始下落的高度为76m，设计的系统使落到离水面28m时弹性绳才绷紧，则当他落到离水面 高50m左右位置时戴着安全帽的头顶感觉如何？当他落到离水面15m左右的位置时，头下脚上，则其颈 部要用多大的力才能拉住安全帽？ （g=10m/s2）18撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图 17 所示的三个阶段：持杆助跑、 撑杆起跳上升、越杆下落。在第二十九届北京奥运会比赛中，身高 1.74m 的俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃 以 5.05m 的成绩打破世界纪录。设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度 a=1.0 m/s2 匀加速助跑，速度达到 v =8.0m/s 时撑杆起跳，使重心升高 h1=4.20m 后越过横杆，过杆时的速度不计，过杆后做自由落体运动， 重心下降h2=4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90s。已知伊辛巴耶娃的质量 m=65 kg，重力加速度g取10 m/s2，不计撑杆的质量和空气的阻力。求：（1）伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离；（2）伊辛巴耶娃在撑杆起跳上升阶段至少要做的功；（3）在伊辛巴耶娃接触软垫到速度减为零的过程中，软垫对运
