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    练习1 动力学与运动学综合问题—2025年高考物理压轴题专项通关秘籍(全国通用)

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    练习1 动力学与运动学综合问题—2025年高考物理压轴题专项通关秘籍(全国通用)

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    这是一份练习1 动力学与运动学综合问题—2025年高考物理压轴题专项通关秘籍(全国通用),文件包含秘籍1动力学与运动学综合问题原卷版docx、秘籍1动力学与运动学综合问题解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共30页, 欢迎下载使用。

    1、匀变速直线运动基本规律
    (1)速度公式:v=v0+at.
    (2)位移公式:x=v0t+eq \f(1,2)at2.
    (3)位移速度关系式:v2-veq \\al( 2,0)=2ax.
    这三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.均为矢量式,应用时应规定正方向.
    2、两个重要推论
    (1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初、末时刻速度矢量和的一半,即:eq \x\t(v)=v=eq \f(v0+v,2).
    (2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即:Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2.
    3、v0=0的四个重要推论
    (1)1T末、2T末、3T末、……瞬时速度的比为:v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n
    (2)1T内、2T内、3T内……位移的比为:x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2
    (3)第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移的比为:xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
    (4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:
    t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(eq \r(2)-1)∶(eq \r(3)-eq \r(2))∶…∶(eq \r(n)-eq \r(n-1))
    4、牛顿第二定律
    (1)表达式为F=ma.
    (2)理解:核心是加速度与合外力的瞬时对应关系,二者总是同时产生、同时消失、同时变化.
    5、求解多阶段运动问题的四点注意
    (1)准确选取研究对象,根据题意画出物体在各阶段的运动示意图,直观呈现物体的运动过程.
    (2)明确物体在各阶段的运动性质,找出题目给定的已知量、待求未知量以及中间量.
    (3)合理选择运动学公式,列出物体在各阶段的运动方程,同时列出物体各阶段间的关联方程.
    (4)匀变速直线运动涉及的公式较多,各公式相互联系,大多数题目可一题多解,解题时要开阔思路,通过分析、对比,根据已知条件和题目特点适当地拆分、组合运动过程,选取最简捷的解题方法.
    6、动力学图像分析
    (1)动力学中常见的图象v-t图象、x-t图象、F-t图象、F-a图象等.
    (2)解决图象问题的关键:
    ①看清图象的横、纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从零开始。
    ②理解图象的物理意义,能够抓住图象的一些关键点,如斜率、截距、面积、交点、拐点等,判断物体的运动情况或受力情况,再结合牛顿运动定律求解.
    1.(2024•贵州模拟)如图,一小型卡车行驶在平直公路上,车上装有三个完全相同、质量均为m的光滑圆柱形匀质物体,A、B水平固定,C自由摆放在A、B之上。当卡车以某一恒定的加速度刹车时,C对A的压力恰好为零,已知重力加速度大小为g,则C对B的压力大小为( )
    A.33mgB.233mgC.3mgD.2mg
    【解答】解:卡车以某一恒定的加速度刹车时,其加速度水平向左,则C所受的合力水平向左,而C对A的压力恰好为零,则C只受重力和B对C的支持力,由竖直方向平衡有,自身重力与B对C的支持力平衡,NBCsin60°=mg
    解得B球对C球的支持力为NBC=233mg
    由牛顿第三定律可知C对B的压力大小为233mg,故B正确,ACD错误。
    故选:B。
    2.(2024•山西模拟)如图所示,劲度系数为400N/m的竖直轻弹簧下端固定在地面上,上端与质量为2kg的物块1连接,质量为4kg的物块2叠放在1上,系统处于静止状态。现对物块2施加竖直向上的拉力,使物块2竖直向上做匀加速直线运动,已知拉力在t=0.2s内为变力,0.2s后为恒力,取g=10m/s2,下列说法正确的是( )
    A.物块2匀加速直线运动的加速度大小为4m/s2
    B.t=0时,拉力的大小为24N
    C.t=0.2s时,拉力的大小为28N
    D.t=0.2s时,弹簧弹力的大小为56N
    【解答】解:系统处于静止状态,根据受力平衡可知(m1+m2)g=kx0
    0~0.2s过程中根据位移—时间公式可知x=12at2
    t=0时对系统,根据牛顿第二定律可知F1=(m1+m2)a
    t=0.2s时,对物块1根据牛顿第二定律可知F﹣m1g=m1a
    弹簧弹力F=k(x0﹣x)
    对物块2根据牛顿第二定律可知F2﹣m2g=m2a
    联立解得x0=0.15m,x=0.08m,a=4m/s2,F=28N,F1=24N,F2=56N,故AB正确,CD错误。
    故选:AB。
    3.(2023秋•兴化市期末)根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域,当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域,浮力顿减,称之为“掉深”。如图甲所示,我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。t=0时,该潜艇“掉深”,随后采取措施自救脱险,在0~50s内潜艇竖直方向的v﹣t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。不计水的粘滞阻力,则( )
    A.潜艇在t=20s时下沉到最低点
    B.潜艇竖直向下的最大位移为750m
    C.潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为5:2
    D.潜艇在0~20s内处于超重状态
    【解答】解:A.由v﹣t图像可知,在50s内先向下加速后向下减速,则t=50s潜艇向下到达最大深度。故A错误;
    B.由图像可知潜艇竖直向下的最大位移为图线与坐标轴所围面积,即
    ℎ=12×30×50m=750m
    故B正确;
    C.潜艇在“掉深”时向下加速,则由图像中图线的斜率表示加速度可得a=3020m/s2=1.5m/s2
    在自救时加速度大小可表示为a'=3030m/s2=1m/s2
    可知加速度大小之比为aa'=32
    故C错误;
    D.潜艇在0~20s内向下加速,具有向下的加速度,处于失重状态。故D错误。
    故选:B。
    4.(2023秋•武汉期末)如图所示,轻质弹簧1一端与静止在倾斜木板上的物体A相连,另一端与细线相连,该弹簧与倾斜木板保持平行,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。B、C通过轻质弹簧2连接,且B、C始终未触及地面。初始时系统处于静止状态,木板与水平面间的夹角为30°,若mA:mB:mC=3:1:2,发生以下变化时,物体A始终保持静止,则( )
    A.木板与水平面的夹角减小时,A受到的静摩擦力减小
    B.木板与水平面夹角保持30°不变,剪断细线后,A所受摩擦力增大
    C.剪断细线瞬间,B、C一起以加速度g自由下落
    D.剪断细线瞬间,B的加速度为3g
    【解答】解:A、设A、B、C质量分别为3m、m、2m,初始时对A物体受力分析有
    3mgsin30°+f=3mg
    则木板与水平面的夹角减小时,由三角函数单调性知,A物体受到的静摩擦力增大,故A错误;
    B、剪断细线后,对A物体受力分析有
    3mgsin30°=f′
    联立可得
    f=f′
    故B错误;
    CD、剪断细线瞬间,2弹簧弹力没有突变,大小为F=2mg,则C的加速度为零,B的加速度为a,根据牛顿第二定律有
    mg+F=ma
    解得
    a=3g
    故C错误,D正确。
    故选:D。
    5.(2023秋•长沙期末)A、B两小球同一时刻从不同的高度由静止释放,A球所受空气阻力可忽略,B球所受空气阻力的大小与物体速率成正比,两小球同一时刻落到水平地面,落地瞬间均以原速率反弹,规定向下为正方向,关于两小球的速度v与时间t的图像,下列可能正确的是( )
    A.B.
    C.D.
    【解答】解:A、B球所受空气阻力大小与物体速率成正比,B球下降阶段加速度大小a1=g−kvm,上升阶段加速度大小a2=g+kvm,球下降阶段与上升阶段加速度大小不同,小球落地后以原速度大小反弹,根据t=vt−v0a,B球下降阶段与上升阶段时间不同,故A错误;
    BC、由于v﹣t图像的斜率代表加速度,B球所受空气阻力大小与物体速率成正比,B球下降阶段加速度越来越小,则B球下降阶段图像的斜率越来越小,故BC错误;
    D、A球上升阶段与下降阶段所需时间相同,加速度相同,B球上升阶段加速度较大,根据t=vt−v0a,所需时间较短,下降阶段加速度随时间减小,上升阶段加速度随时间而减小,故D正确。
    故选:D。
    6.(2023秋•下城区校级期末)一辆货车载着质量均为m的完全相同的圆柱形空油桶,在车厢底层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只油桶c自由地摆放在油桶a、b上面,如图所示。忽略油桶间的摩擦作用,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
    A.当货车做匀速直线运动时,油桶a所受的合力为mg
    B.当货车做匀速直线运动时,油桶c对a的压力大小为12mg
    C.当货车做匀速直线运动时,油桶c对a的压力大小为mg
    D.当货车向右的加速度增大到33g时,油桶c会脱离b
    【解答】解:A.当货车匀速直线运动时,油桶a处于平衡状态所受合力为零,故A错误;
    BC.当货车匀速直线运动时,根据对称性可知a、b对c的支持力大小相等,且方向之间的夹角为60°,则根据平衡条件有2FNcs30°=mg
    解得FN=3mg3
    根据牛顿第三定律可知油桶c对a的压力大小为3mg3,故BC错误;
    D.假设当货车向右的加速度增大到a0时,c和b之间恰好作用力为零,即c脱离了b,则根据牛顿第二定律和力的合成有
    tan60°=mgma0
    解得a0=33g
    说明当货车向右的加速度增大到33g时,油桶c会脱离b,故D正确。
    故选:D。
    7.(2023秋•洛阳期末)夏季经常发生强对流天气,某次天空突降冰雹,假设冰雹下落过程中空气阻力大小与速度大小平方成正比,则冰雹下落过程中,速度v或加速度a随时间t变化的图像可能正确的是( )
    A.B.
    C.D.
    【解答】解:根据题意有f=kv
    根据牛顿第二定律有mg﹣f=ma,解得a=g−kvm
    可知冰雹下落过程的加速度随着速度的增大而减小,则冰雹做加速度逐渐减小的加速运动,可知v﹣t图像的切线斜率逐渐减小
    根据ΔaΔt=−km•ΔvΔt=−km•a
    可知a﹣t图像的切线斜率绝对值逐渐减小,故D正确,ABC错误。
    故选:D。
    8.(2023秋•青岛期末)游泳运动员蛙泳时的动作可分为蹬腿加速度a和惯性前进b两个过程,将这两个过程简化为水平方向的直线运动,v﹣t图像如图。已知运动员的体重为60kg,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是( )
    A.0~0.5s内运动员做匀加速直线运动
    B.0.2~0.5s内运动员加速度大小为6m/s2
    C.0~0.5s内运动员平均速度大小为1.7m/s
    D.惯性前进过程中,水对运动员作用力大小为40N
    【解答】解:A.0~0.2s内运动员做匀加速直线运动,0.2~0.5s内运动员做匀减速直线运动,故A错误;
    B0.2~0.5s内运动员加速度大小
    a=|ΔvΔt|=|2−2.20.5−0.2|m/s2=23m/s2
    故B错误;
    C.v﹣t图线与轴围成的面积等于位移,则0~0.5s内运动员平均速度的大小为
    v=12×0.2×2.2+12×(0.5−0.2)×(2.2+2)0.5m/s=1.7m/s
    故C正确;
    D.运动员受重力和水的作用力,则
    F2+(mg)2=(ma)2
    得F=40226N
    故D错误。
    故选:C。
    9.(2023秋•常州期末)如图,水平传送带以恒定速度v顺时针转动,传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧。将小物块P轻放在传送带左侧某位置,P在传送带带动下向右运动,与弹簧接触时速度恰好达到v。取P放置点为坐标原点,全过程P始终处在传送带上,以水平向右为正方向,木块在向右运动或向左运动的过程中,加速度a与位移x的关系图像正确的是( )
    A.B.
    C.D.
    【解答】解:物块与弹簧接触时速度恰好达到v说明与弹簧接触前物块做匀加速,根据牛顿第二定律可知ma=μmg
    即a=μg
    方向水平向右,与弹箭接触后在开始的一段时间内P相对于传送带静止,即P受弹簧弹力和静摩擦力平衡,P做匀速直线运动,则a1=0
    物块运动到弹力大于最大静摩擦力后,则kx﹣μmg=ma,即a=kmx﹣ug
    方向向左,故A正确,BCD错误。
    故选:A。
    10.(2023秋•石家庄期末)如图所示,在竖直平面内有半径为R的半圆,最低点为A,B是半圆上一点,AB为光滑倾斜轨道,AC是倾角为θ=45°、高为h=2R的光滑固定斜面。现自B点由静止释放小球甲的同时,自C点以初速度大小v0沿斜面向下射出小球乙,发现两小球同时到达A点。已知重力加速度为g,则小球乙的初速度大小的为( )
    A.gR2B.gRC.2gRD.gR2
    【解答】解:根据“等时圆”原理可知,甲球从B到达A的时间等于小球从圆弧最高点沿直径自由下落到底部的时间,设下落时间为t,
    则有:2R=12gt2
    解得:t=4Rg;
    对小球乙,在斜面沿斜面下滑的加速度大小为:a=mgsinθm=gsinθ=22g
    斜面长为L=2Rsinθ=22R
    根据位移—时间关系可得:L=v0t+12at2
    解得:v0=gR2,故A正确、BCD错误。
    故选:A。
    11.(2023秋•包河区校级期末)质量为m=0.5kg的物块在光滑的水平面上受到水平拉力F的作用,从静止开始计时做加速直线运动,其运动的xt−t和v2﹣x图像分别如图甲、乙所示,根据图像信息分析,下列说法正确的是( )
    A.图乙的斜率大小是图甲的斜率大小的2倍
    B.水平拉力F为5N
    C.前2m的中间时刻的速度大小为52m/s
    D.前2s内的中点位置的速度大小为52m/s
    【解答】解:AB.根据
    x=12at2
    可得
    xt=12at
    则图甲图像的斜率
    k1=12a
    根据
    v2=2ax
    则图乙图像的斜率
    k2=2a=202m/s2
    则a=5m/s2
    水平拉力F=ma=0.5×5N=2.5N
    由此可知,图乙的斜率大小是图甲的斜率大小的4倍,水平拉力为2.5N,故AB错误;
    C.前2m末的速度
    v=2ax=2×5×2m/s=25m/s
    则中间时刻的速度大小为
    v'=v2=5m/s
    故C错误;
    D.前2s内的位移
    x2=12at22=12×5×22m=10m
    则中点位置的速度大小为
    v″=2ax22=5×10m/s=52m/s
    故D正确。
    故选:D。
    12.(2023秋•沙坪坝区校级期末)如图甲所示,在竖直放置的弹簧上放置一物块m,最开始对m施加竖直向下的力F使得弹簧压缩l0。在t=0时撤去F释放小物块,计算机通过小物块上的速度传感器描绘出它的v﹣t图线如图乙所示。其中Oab段为曲线,bc段为直线,倾斜直线Od是t=0时图线的切线。重力加速度为g,不计弹簧自身重力及空气阻力,则下列说法正确的是( )
    A.弹簧在t2时刻恢复原长
    B.l0=v22t2+v1+v22(t3−t2)
    C.弹簧的劲度系数k=mv3l0t1
    D.小物块向上的最大位移为l0+v12(t4−t3)
    【解答】解:A.由图可知,在t2时小物块的速度达到了最大值,此时加速度为零时,其受到的重力与弹簧的弹力大小相等,所以此时弹簧没有处于原长状态,故A错误;
    B.Oab段为曲线,则弹簧压缩l0>l0=v22t2+v1+v22(t3−t2),故B错误;
    C.v﹣t图像斜率表示加速度,由图可知,刚释放物块时,其加速度为a=v3t1
    由牛顿第二定律得kl0﹣mg=ma
    解得k=mv3+mgt1l0t1
    故C错误;
    D.由v﹣t图像可知,其图像与坐标轴围成的面积为位移,则离开弹簧后,物块的位移为x'=v12(t4﹣t3)
    所以物体在整个过程的位移为x=l0+x'=l0+v12(t4−t3)
    故D正确。
    故选:D。
    13.(2023•大荔县一模)如图所示,足够长的倾斜传送带以恒定速率v0顺时针运行。一小木块以初速度v1从传送带的底端滑上传送带。木块在传送带上运动全过程中,关于木块的速度v随时间t变化关系的图像可能的是( )
    A.B.
    C.D.
    【解答】解:A、当v1<v0时,若满足:mgsinθ>μmgcsθ(θ为传送带的倾角),即μ<tanθ。
    物块从v1匀减速上滑到速度为零,然后反向匀加速下滑,滑动摩擦力始终沿斜面向上,由牛顿第二定得:mgsinθ﹣μmgcsθ=ma
    其加速度恒定,v﹣t图像的斜率不变,v﹣t图像与坐标轴所围面积表示位移,可判断出物块返回底端时的速度大小仍等于v1,故A正确;
    B、当v1<v0时,若满足:mgsinθ<μmgcsθ,即μ<tanθ。
    物块从v1匀加速上滑到v0,滑动摩擦力沿斜面向上,由牛顿第二定律得:μmgcsθ﹣mgsinθ=ma
    共速后与传送一起匀速运动,匀速运动时满足:mgsinθ=f静<μmgcsθ,故B正确;
    C、当v1>v0时,若满足:mgsinθ>μmgcsθ
    物块从v1匀减速到v0,滑动摩擦力沿斜面向下,由牛顿第二定律得:
    mgsinθ+μmgcsθ=ma1
    从v0匀减速到0,然后反向匀加速运动,滑动摩擦力沿斜面向上,由牛顿第二定律的:
    mgsinθ﹣μmgcsθ=ma2
    可知:a1>a2,加速度从a1变为a2,图像的斜率变小;
    t轴上方图像所围面积应该等于t轴下方图像所围面积,所以返回底端时物块的速度应该小于v1,故C错误;
    D、当v1>v0时,若满足:mgsinθ<μmgcsθ
    从v1匀减速到v0,滑动摩擦力沿斜面向下,由牛顿第二定律得:
    μmgcsθ+mgsinθ=ma
    共速后与传送一起匀速运动,匀速运动时,满足mgsinθ=f静<μmgcsθ,故D正确。
    故选:ABD。
    14.(2023•厦门模拟)如图所示,小明从羽毛球筒中取出最后一个羽毛球时,一手拿着球筒,另一只手迅速拍打筒的上端边缘,使筒获得向下的初速度并与手发生相对运动,筒内的羽毛球就可以从上端出来。已知球筒质量为M=90g(不含球的质量),球筒与手之间的滑动摩擦力为f1=2.6N;羽毛球质量为m=5g,球头离筒的上端距离为d=9.0cm,球与筒之间的滑动摩擦力为f2=0.1N。重力加速度g=10m/s2,空气阻力忽略不计,当球筒获得一个初速度后。( )
    A.羽毛球的加速度大小为10m/s2
    B.羽毛球的加速度大小为30m/s2
    C.若羽毛球头部能从上端筒口出来,则筒获得的初速度至少为355m/s
    D.若羽毛球头部能从上端筒口出来,则筒获得的初速度至少为3m/s
    【解答】解:AB、依题意,对羽毛球受力分析,由于羽毛球相对于筒向上运动,受到筒对它竖直向下的摩擦力作用,根据牛顿第二定律得mg+f2=ma1
    代入数据解得羽毛球的加速度为a1=30m/s2,故A错误,B正确;
    CD、对筒受力分析,根据牛顿第二定律有Mg﹣f1﹣f2=Ma2,代入数据解得a2=﹣20m/s2
    负号表示筒的加速度方向竖直向上,说明筒向下做匀减速直线运动,若敲打一次后,羽毛球头部能从上端筒口出来,则当羽毛球到达筒口时二者速度相等,此时筒获得的初速度为最小vmin,有a1t=vmin+a2t,(vmint+12a2t2)−12a1t2=d
    代入数据解得:vmin=3m/s,故C错误,D正确。
    故选:BD。
    15.(2023•沙坪坝区校级开学)一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为35m的小物块a相连,如图所示。质量为m的小物块b紧靠a静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为x0。从t=0时开始,对b施加沿斜面向上的拉力,使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后,物块a、b分离;再经过同样长的时间,b距其出发点的距离恰好也为x0。弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g。则( )
    A.a、b在弹簧压缩量为x02处分离
    B.b的加速度为15gsinθ
    C.作用于b上的最小拉力为2mgsinθ
    D.a在匀加速运动的时间为x02gsinθ
    【解答】解:A、由于初速度为0,b在分离前位移x1和分离后相等时间内位移x2之比为:x1x2=13
    且由题可知:x1+x2=x0
    解得:x1=14x0
    初始时压缩量为x0,分离前位移14x0,即压缩量减小14x0,可得a、b在弹簧压缩量为Δx=34x0时分离,故A错误;
    B、两物体刚好要分离时a与b之间无相互作用力,对a由牛顿第二定律可得
    k⋅34x0−35mgsinθ=35ma
    初始时小物体b紧靠a静止在斜面上,将二者看成一个整体,可知弹力大小与整体重力的分力大小相等,有
    kx0=(35m+m)gsinθ
    解得:a=gsinθ,故B错误;
    C、分离前对整体分析可知,由牛顿第二定律有
    F+kΔx−(m+35m)gsinθ=(m+35m)a
    则刚开始运动时拉力最小,则Δx=x0,且
    kx0=(m+35m)gsinθ
    可得:Fmin=85mgsinθ,故C错误;
    D、a与b在b向上运动的位移x1=14x0刚好分离,此前a在匀加速运动,则有:14x0=12at2
    解得:t=x02gsinθ,故D正确。
    故选:D。
    16.(2023春•宁波期末)滑滑梯是小朋友们爱玩的游戏现有直滑梯AB、AC、AD和BD,A、B、C、D在竖直平面内的同一圆周上,且A为圆周的最高点,D为圆周的最低点,如图所示,已知圆周半径为R。在圆周所在的竖直平面内有一位置P,距离A点为3R,且与A等高。各滑梯的摩擦均不计,已知重力加速度为g,则( )
    A.如果小朋友在A点沿滑梯AB、AC由静止滑下,tAB>tAC
    B.如果小朋友分别从A点和B点沿滑梯AC,BD由静止滑下tBD>tAC
    C.若设计一部上端在P点,下端在圆周上某点的直滑梯,则小朋友沿此滑梯由静止滑下时,在滑梯上运动的最短时间是3Rg
    D.若设计一部上端在P点,下端在圆周上某点的直滑梯,则小朋友沿此滑梯由静止滑下时,在滑梯上运动的最短时间是4Rg
    【解答】解:AB、假设AB、AC与AD的夹角分别为α、β,则从AB、AC、BD下滑时有
    2Rcsα=12gcsαtAB2
    2Rcsβ=12gcsβtAC2
    2Rsinα=12gsinαtBD2
    解得tAB=tAC=tBD=4Rg
    故AB错误;
    CD、由AB项分析,画出以P点为最高点的半径为r的等时圆,如图,
    当两圆相切时时间最短,有
    (R+r)2=(R−r)2+(3R)2
    解得r=3R4
    所以最短时间为tmin=4g×3R4=3Rg
    故C正确,D错误。
    故选:C。
    17.(2023•宜春一模)北京时间2022年12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在太空执行任务183天后,“最忙出差三人组”的陈冬、刘洋、蔡旭哲于21时01分安全顺利出舱。返回过程中返回舱速度195m/s时在距离地表10km的地方打开降落伞,返回舱先做匀变速直线运动最终降低到5m/s,之后保持匀速运动,匀速时间99.8s。待高度只剩1m时,底部的反推发动机点火,让返回舱进行最后一次减速至3m/s,使其安全触地。忽略空气阻力,g=10m/s2,以下说法中正确的是( )
    A.从开伞到着地过程中,航天员始终处于超重状态
    B.开伞后匀变速运动过程中返回舱的加速度为1.9m/s2
    C.反推发动机点火的推力至少为返回舱重力的1.8倍
    D.设返回舱重力mg,则从开伞到落地重力的冲量为95.25mg
    【解答】1、解:根据题意分析宇航员返回时经历了匀减速直线运动,匀速直线运动,匀减速直线运动三个阶段
    A.返回舱中途的匀速过程并非超重现象,故A错误;
    B.匀速位移为x2=vt=499m则开伞到减速到5m/s位移为x1=h﹣x2﹣1=10000m﹣499m﹣1m=9500m
    由v2−v02=2ax推出a=v2−v022x1=1952−522×9500m/s2=2m/s2,故B错误;
    C.根据最后1m由v'2﹣v2=2a'x'得a'=v'2−v22x'=52−332×1m/s2=8m/s2,方向竖直向上,
    由牛顿第二律得F﹣mg=ma得F=1.8mg故C正确;
    D.根据t=Δva可得两段减速时间分别为t1=Δv'a1=195−52s=95s、t2=Δv2a2=5−38s=0.25s,则总时间为t=95s+99.8s+0.25s=195.05s,则重力冲量总计为195.05mg,故D错误。
    故选:C。
    18.(2023•思明区二模)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为μ2.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则( )
    A.当 F<2 μmg 时,A、B 都相对地面静止
    B.当 F=52μmg 时,A 的加速度为13μg
    C.当 F>3μmg 时,A 相对 B 滑动
    D.无论 F 为何值,B 的加速度不会超过12μg
    【解答】解:D、物块A、B之间的最大静摩擦力为:fmax=2μmg
    物块B与地面间的最大静摩擦力为:f′max=μ2(2m+m)g=1.5μmg
    物块B的最大加速度为:am=2μmg−1.5μmgm=12μg,则无论 F 为何值,B 的加速度不会超过12μg,故D正确;
    C、物块A、B相对静止与相对滑动的临界条件为:A、B之间的静摩擦力达到最大值,处于临界时A、B整体的加速度等于B的最大加速度为am,则有:
    F−μ2(2m+m)g=3mam,解得:F=3μmg
    可知当 F>3μmg 时,A相对B发生滑动,故C正确;
    A、因物块B与地面间的最大静摩擦力为1.5μmg,小于A、B之间的最大静摩擦力2μmg,以A、B整体为研究对象,当F<1.5μmg时,A、B 都相对地面静止。结合C选项的结论,可知当1.5μmg<F≤3μmg时,A、B相对静止一起相对地面滑动,故A错误;
    B、由A选项的分析,当F=52μmg时,A、B相对静止一起相对地面滑动,以A、B整体为研究对象,由牛顿第二定律有:a=52μmg−1.5μmg3m=13μg,故B正确。
    故选:BCD。
    做好本类型压轴问题需要用到的相关知识有:匀变速直线运动规律、受力分析、牛顿运动定律等。牛顿第二定律对于整个高中物理的串联作用起到至关重要的效果,是提高学生关键物理素养的重要知识点,所以要求考生了解题型的知识点及要领,对于常考的模型要求有充分的认知。
    题型一 结合牛顿定律与运动学公式考察经典多过程运动模型(选择题)
    题型二 动力学图像的理解与应用(选择题)
    题型三 结合新情景考察动力学观点(选择题)

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