高中物理人教专题7.2 力学计算题的命题视角（解析版）.docx

第七部分 计算压轴满分策略
专题7.2 力学计算题的命题视角
目录
命题视角(一)　力与运动 1
命题视角(二)　能量与动量 13
命题视角(三)　力学三大观点的综合应用 23
高考题型一　用动力学和能量观点解决多过程问题 23
高考题型二　用动力学和能量观点解决传送带问题 25
高考题型三　应用三大观点解决“板块”模型问题 27
高考题型四　应用三大观点解决多过程问题 28
命题视角(一)　力与运动
【例题】 (2022·“七彩阳光”联考)某科研机构采用无人机将山里的特产送下山，或利用无人机运输急救药品和生活必需品，帮助部分山区居民解决交通不便的情况。如图所示是某次无人机在基地进行物流配送与飞行测试：实验中该无人机空载先从地面由静止竖直向上匀加速起飞，上升到100 m高度时无人机速度达到20 m/s，随后以等大加速度减速正好到达目标所在位置。当无人机满载物品后，又以4 m/s2加速度匀加速下降。已知无人机在飞行测试阶段受到的空气阻力为重力的0.1倍，已知该无人机的空载质量为80 kg，有效载荷为20 kg，求：
(1)无人机从静止到目标所在位置的时间；
(2)在上升阶段中，当无人机速度达到最大速度20 m/s时，无人机发动机的功率；
(3)无人机从目标所在位置回到地面时，当达到最大速度后匀速飞行5 s，最后匀减速直线运动回到地面速度恰好为零，求减速阶段无人机的制动力。
命题角度
1.本题以无人机配送飞行测试为情景命题。
2.通过对运动情景的建模，考查学生的科学思维能力，通过对运动分析和受力分析考查学生的分析推理能力。
3.利用牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律解决多过程问题。
【审题破题】
1.快速读题，提取关键信息
(1)运动分析：“匀加速起飞”、“等大加速度减速”、“匀加速下降”等信息，构建匀变速直线运动模型。
(2)受力分析：“空气阻力为重力的0.1倍”知无人机受重力和空气阻力，由牛顿第二定律列方程求解加速度。
2.联想情景，构建运动模型
(1)上升阶段　　　　　　　　　　　(2)下降阶段
　　　　
解题关键
1.读题干，提信息，找关联。
2.理思路、建模型、列方程。
(1)上升阶段：“0—v—0”模型，两过程a相同，则时间相等，匀加速运动的末速度是匀减速运动的初速度
(2)上升阶段，利用牛顿第二定律求出牵引力F，再利用P＝Fv求解功率P。
(3)上升、下降过程位移大小相等。根据牛顿第二定律列方程求解。
【规范答题】
(1)匀加速上升过程：
v＝2ax，解得a＝2 m/s2①
此过程时间t1＝＝10 s②　1分
匀减速上升过程：a＝－2 m/s2，t2＝t1＝10 s③　1分
故t＝t1＋t2＝20 s④　1分
(2)上升阶段速度达到vm时
F－(mg＋0.1mg)＝ma⑤　1分
又P＝Fvm⑥
解得P＝20 800 W⑦　1分
(3)无人机上升的总高度为h＝200 m
匀加速下降过程h1＝＝50 m
匀速飞行过程h2＝vmt＝100 m1分
匀减速下落过程v＝2a2(h－h1－h2)1分
由牛顿第二定律得
Mg－0.1Mg－F′＝－Ma21分
联立解得
F′＝1 300 N1分
【感悟真题】
1.(2022·浙江1月选考)第24届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图所示，长12 m水平直道AB与长20 m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8 m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(图所示)，到C点共用时5.0 s。若雪车(包括运动员)可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110 kg，sin 15°＝0。26，求雪车(包括运动员)
(1)在直道AB上的加速度大小；
(2)过C点的速度大小；
(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小。
【答案】　(1) m/s2　(2)12 m/s　(3)66 N
【解析】　(1)AB段v＝2a1x1
解得a1＝ m/s2
(2)AB段v1＝a1t1
解得t1＝3 s，t2＝(5－3) s＝2 s
BC段x2＝v1t2＋a2t，a2＝2 m/s2
过C点的速度大小
v＝v1＋a2t2＝12 m/s
(3)在BC段有牛顿第二定律
mgsin θ－Ff＝ma2，解得Ff＝66 N。
2.(2022·山东高考，16)某粮库使用额定电压U＝380 V，内阻R＝0.25 Ω的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度v＝2 m/s沿斜坡匀速上行，此时电流I＝40