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2020高考物理创新应用题型专练

创新题型1 生活实际与运动学解决情景创新问题,首先要仔细研读题目,把题目中的情景与我们高中物理的哪种模型符合,然后再选用合适的规律、方法去解决。

创新情景猛一看高、新、深,但实际上都是高抬腿、低落脚,所用的知识都不会超出我们平常所用的知识,有的甚至还是非常简单的,这部分题目的着力点是怎样从情景中提取出模型,不会在过程复杂、知识偏难上下功夫。

创新题型1 与运动学相关的创新情景1.匀加速直线运动模型的情境:高铁出站、飞机起飞、运动员起跑、车辆起步。

2.匀减速直线运动模型的情境:高铁进站、飞机着陆、车辆刹车、车辆通过收费站、通过人行横道。

3.平抛运动的模型:乒乓球、足球、篮球、链球等的抛出速度水平时的抛体运动。

4.斜抛运动的模型:乒乓球、足球、篮球、链球等的抛出速度斜向上或斜向下时的抛体运动。

5.匀速圆周运动模型的情境:汽车转弯、火车转弯、赛车转弯、运动员过弯道。

6.连接体模型的情境:机车与车厢等。

7.传送带模型:安检传送带。

[模型突破演练]1.(2019·山东菏泽模拟)如图所示,一辆汽车正通过一弯道半径为R的道路(已知车辆通过该路段时的转弯半径均为R).道路左低右高,其水平宽度为s,右侧与左侧之间的竖直高度为h,重力加速度为g,考虑到雨雪天气,路面结冰,此路段应限速为( )A. 2RghsB.Rghh2+s2C. RghsD.Rghs2.(2019·广西柳州5月冲刺)大飞机重大专项是提高我国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略决策,中国制造的大飞机“C919”已于2017年5月5日成功首飞.若飞机在某次降落过程中某时刻水平方向速度为90 m/s,竖直方向速度为9 m/s,在水平方向做加速度为3 m/s2的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度为0.3 m/s2的匀减速直线运动,直到飞机着陆时竖直方向的速度刚好减为零,在此降落的全过程中( )A.飞机上的乘客处于失重状态 B.飞机运动轨迹为抛物线C.飞机的位移为1 350 m D.飞机在水平方向的平均速度为45 m/s3.(2019·湖南长沙5月模拟)某科研单位设计了一空间飞行器,飞行器从地面起飞时,发动机提供的动力方向与水平方向夹角α=60°,使飞行器恰好沿与水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方由静止开始匀加速飞行,如图所示.经时间t后,将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小,使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行.飞行器所受空气阻力不计.下列说法中正确的是( )A.加速时动力的大小等于2mgB.加速与减速时的加速度大小之比为2∶1C.减速飞行时间t后速度减为零D.加速过程发生的位移与减速到零的过程发生的位移大小之比为2∶14.目前交警部门开展的“车让人”活动深入人心。

如图7-1所示,司机发现前方有行人1正通过人行横道时开始做匀减速直线运动,恰好在停车线处停止运动。

汽车在减速过程中,第一秒和最后一秒内的位移分别为14 m和1 m,则汽车匀减速运动的过程中的平均速度为()A.6 m/s B.6.5 m/s C.7 m/s D.7.5 m/s5.某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞减速下落。

他打开降落伞后的速度图线如图7-2甲所示。

降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为α=37°,如图乙所示。

已知运动员的质量为50 kg,降落伞的质量也为50 kg,不计运动员所受的阻力,打开伞后伞所受阻力F阻与速度v成正比,即F阻=kv(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。

则下列判断正确的是()A.k=100 N·s/mB.打开伞瞬间运动员的加速度a=20 m/s2,方向竖直向上C.悬绳能够承受的拉力至少为312.5 ND.悬绳能够承受的拉力至少为625 N6.甲、乙两个同学对挑乒乓球,该甲同学持拍的拍面与水平方向成α角,乙同学持拍的拍面与水平方向成β角,如图7-3所示。

设乒乓球击打拍面时速度与拍面垂直,且乒乓球每次击打球拍前与击打后速度大小相等,不计空气阻力,则乒乓球击打甲的球拍的速度v1与乒乓球击打乙的球拍的速度v2之比为()A.sin βsin αB.cos αcos βC.tan αtan βD.tan βtan α7.如图7-4所示,在投球游戏中,小明坐在可沿竖直方向升降的椅子上,停在不同高度将球水平抛出,落入固定的球筐中。

已知球筐距地面的高度为h,球质量为m,抛出点与球筐中心的水平距离为L,忽略空气阻力。

下列说法中正确的是()A.抛出点越高,抛出时所需的初速度越小,入筐时球的动能越小B.抛出点越低,抛出时重力势能就越小,入筐时球的动能越小C.在高度为H=32h的位置抛出时,入筐时球的动能最小D.在高度为H=h+L2的位置抛出时,入筐时球的动能最小8.如图7-5所示,球网高出球台H,网到球台边的距离为L,某人在乒乓球训练中,从左侧L2处,将球沿垂直于网的方向水平击出,球恰好通过网的上沿落到右侧台面边缘。

设乒乓球的运动为平抛运动,忽略一切阻力,则A.击球点的高度与网高度之比是2∶1B.乒乓球在网左、右两侧运动时间之比为2∶1C.乒乓球过网时与落到台面边缘时竖直方向速度之比为1∶2D.乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶29.(2019·湖南株洲一模)在某次跳投表演中,篮球以与水平面成45°角的速度落入蓝圈,设投球点和篮圈正好在同一水平面上.如图所示,已知投球点到篮圈的距离为10 m,不考虑空气阻力,篮球、篮圈均可视为质点,g取10 m/s2,则篮球投出后的最高点相对篮圈的竖直高度为( )A.2.5 mB.5 mC.7.5 mD.10 m210.甲、乙两个同学打乒乓球,某次动作中,甲同学持拍的拍面与水平方向成45°角,乙同学持拍的拍面与水平方向成30°角,如图所示.设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直,且乒乓球每次击打拍面前后的速度大小相等,不计空气阻力,则乒乓球击打甲的拍面时的速度为v1与乒乓球击打乙的拍面时的速度v2的比值为( )A.63B. 2C.22D.3311.如图所示,网球运动员发球时以某一速度将球水平击出,网球飞行一段时间后落地.若不计空气阻力,则( ) A.初速度越大,球在空中飞行的时间越长B.下落过程中球处于超重状态C.下落过程中重力对球做功的功率不变D.下落过程中相同时间内球的速度变化量相同12.取稍长的细杆,其一端固定一枚铁钉,另一端用羽毛做一个尾翼,做成A、B两只飞镖,将一软木板挂在竖直墙壁上,作为镖靶.在离墙壁一定距离的同一处,将它们水平掷出,不计空气阻力,两只飞镖插在靶上的状态如图所示.则下列说法中正确的是( )A.A镖掷出时的初速度比B镖掷出时的初速度大B.B镖插入靶时的末速度比A镖插入靶时的末速度大C.B镖的运动时间比A镖的运动时间短D.A镖的质量一定比B镖的质量大13.如图所示是网球发球机,某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度,然后向竖直墙面发射网球.假定网球水平射出,某两次射出的网球碰到墙面时与水平方向夹角分别为30°和60°,若不考虑网球在空中受到的阻力,则( )A.两次发射的初速度之比为3∶1B.碰到墙面前空中运动时间之比为 1∶3C.下降高度之比为1∶3D.碰到墙面时动能之比为 3∶114.图甲为某体校的铅球训练装置,图乙是该装置的示意图.假设运动员以 6 m/s的速度将铅球从倾角为30°的轨道底端推出,当铅球向上滑到某一位置时,其动能减少了72 J,机械能减少了12 J,已知铅球(包括其中的上挂设备)的质量为12 kg,滑动过程中阻力大小恒定,g取10 m/s2,则下列判断正确的是( )A.铅球上滑过程中减少的动能全部转化为重力势能B.铅球向上运动的加速度大小为4 m/s2C.铅球返回底端时的动能为144 JD.运动员每推一次铅球消耗的能量至少为60 J15.如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材,由调速器、安全带、安全钩、缓降绳索等组成.发生火灾时,使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上,然后将安全带系在腰部,通过缓降绳索安全着陆.如图乙所示,在某中学某次火灾逃生演练过程中,一体重为60 kg的逃生者从离地面18 m的高处,利用缓降器材由静止开始匀加速下3滑,当速度达到6 m/s时,以大小为2.5 m/s2的加速度减速,到达地面时速度恰好为零.假设逃生者在下降过程中悬空且不接触墙面,不计空气阻力(g取10 m/s2).求:(1)逃生者减速下滑过程中的位移;(2)减速下滑时逃生者对缓降绳索的拉力大小;(3)从开始到到达地面整个过程的时间.16.我国在无人机的应用方面越来越广泛.现利用无人机对农作物喷洒农药,已知无人机空载重量为15 kg,标准载药量为7 kg,无人机满载药量后从地面竖直升空,先加速到3 m/s后立即减速,最后悬停在距地面3 m的高度,若无人机升空受到的阻力大小恒为14 N,加速、减速阶段看成匀变速直线运动,且加速度大小相等.(g取10 m/s2)(1)求上升过程中无人机的升力分别为多少?(2)悬停后无人机水平飞行喷洒农药,经2 s匀加速到4 m/s,然后匀速运动,已知喷洒药物的最大宽度为8 m,则飞行1 min喷洒的农作物最大面积是多少?17.长传突破是足球运动中运用远距离空中过顶传球突破对方防线的战术方法.防守队员甲在本方球门前某位置M抢截得球,将球停在地面上,利用对方进攻后不及回防的时机,瞬间给予球一个速度v,使球斜飞入空中,最后落在对方禁区附近地面上P点处.在队员甲踢球的同时,突前的同伴队员乙由球场中的N点向P点做直线运动,队员乙在N点的初速度v1=2 m/s,队员乙在NP间先匀加速运动,加速度a=4 m/s2,速度达到v2=8 m/s后匀速运动.经过一段时间后,队员乙恰好在球落在P点时与球相遇,已知MP的长度s=60 m,NP的长度L=11.5 m,将球员和球视为质点,忽略球在45空中运动时的空气阻力,重力加速度g 取10 m/s 2.(1)求足球在空中的运动时间;(2)求队员甲在M 点给予足球的速度v 的大小.创新题型2 航天运动与功能关系1.匀速圆周运动模型:天体和航天器围绕中心天体做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,满足GMm r 2=mv 2r=mω2r =m4π2T 2r ,其动能为E k =12mv 2=GMm 2r=mgR 22r。

2.变轨运动模型:天体和航天器围绕地球做轨道半径变化的圆周运动。

分析提炼变轨过程中万有引力做功和机械能变化情况。

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