2024年高考一輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)100講

第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律

第3.9講動(dòng)力學(xué)中的STSE問(wèn)題

【考點(diǎn)知識(shí)精講】

STSE是科學(xué)(Science),技術(shù)(Technology),社會(huì)(Society),環(huán)境(Environment)的英文縮寫，

是對(duì)STS的延伸，因?yàn)橛捎谠诎l(fā)展科技、生產(chǎn)的同時(shí)，保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境已成為當(dāng)今

的社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。STSE問(wèn)題試題取材于社會(huì)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)，突

出對(duì)知識(shí)的理解、應(yīng)用、分析和綜合能力的考查，注重學(xué)科知識(shí)與能力的具體應(yīng)用，是高考

一道亮麗的風(fēng)景線。動(dòng)力學(xué)是高中物理最重要、最基礎(chǔ)的內(nèi)容，是和生活、體育、交通結(jié)合

緊密的知識(shí)點(diǎn)，也是高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

【方法歸納】

解決STSE問(wèn)題的方法

在解決生活和生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)：

分析建構(gòu)

(1)根據(jù)所描述的情景--o物理過(guò)程....＞物理模型

(2)分析各階段的物理量

(3)選取合適的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解.

【高考真題精練】

1.(2022新高考江蘇卷)高鐵車廂里的水平桌面上放置一本書，書與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,最大靜

摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g=10m/s2.若書不滑動(dòng)，則高鐵的最大加速度不超過(guò)()

A.2.0m/s2B.4.0m/s2

C.6.0m/s2D.8.0m/s2

2.(2022高考上海)神舟十三號(hào)在返回地面的過(guò)程中打開(kāi)降落傘后，在大氣層中經(jīng)歷了豎直向下的減速

運(yùn)動(dòng)。若返回艙所受的空氣阻力隨速度的減小而減小，則加速度大小()

A.一直減小B.一直增大

C.先增大后減小D.先減小后增大

3.(2022山東物理)某糧庫(kù)使用額定電壓U=380V,內(nèi)阻R=0.25O的電動(dòng)機(jī)運(yùn)糧。如圖所示，配重

和電動(dòng)機(jī)連接小車的纜繩均平行于斜坡，裝滿糧食的小車以速度v=2m/s沿斜坡勻速上行，此時(shí)電流

/=40Ao關(guān)閉電動(dòng)機(jī)后，小車又沿斜坡上行路程L到達(dá)卸糧點(diǎn)時(shí)，速度恰好為零。卸糧后，給小車一個(gè)

向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻速下行。已知小車質(zhì)量叫=100kg,車上糧食質(zhì)量7巧=1200kg,配

重質(zhì)量機(jī)0=40kg,取重力加速度g=10m/s2,小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正

比，比例系數(shù)為匕配重始終未接觸地面，不計(jì)電動(dòng)機(jī)自身機(jī)械摩擦損耗及纜繩質(zhì)量。求：

(1)比例系數(shù)上值；

(2)上行路程L值。

4.(2021年6月浙江選考物理)機(jī)動(dòng)車禮讓行人是一種文明行為。如圖所示，質(zhì)量〃2=l.Oxl()3kg的汽

車以匕=36km/h的速度在水平路面上勻速行駛，在距離斑馬線s=20m處，駕駛員發(fā)現(xiàn)小朋友排著長(zhǎng)

/=6m的隊(duì)伍從斑馬線一端開(kāi)始通過(guò)，立即剎車，最終恰好停在斑馬線前。假設(shè)汽車在剎車過(guò)程中所受阻

力不變，且忽略駕駛員反應(yīng)時(shí)間。

(1)求開(kāi)始剎車到汽車停止所用的時(shí)間和所受阻力的大?。?/p>

(2)若路面寬L=6m,小朋友行走的速度%=0.5m/s,求汽車在斑馬線前等待小朋友全部通過(guò)所需的

時(shí)間；

⑶假設(shè)駕駛員以％=54m/h超速行駛，在距離斑馬線s=20m處立即剎車，求汽車到斑馬線時(shí)的速度。

5.(2020?全國(guó)卷I)我國(guó)自主研制了運(yùn)-20重型運(yùn)輸機(jī)。飛機(jī)獲得的升力大小/可用F=初2描寫，k為

系數(shù)；。是飛機(jī)在平直跑道上的滑行速度，廠與飛機(jī)所受重力相等時(shí)的。稱為飛機(jī)的起飛離地速度。已知

飛機(jī)質(zhì)量為1.21X105kg時(shí)，起飛離地速度為66m/s；裝載貨物后質(zhì)量為1.69Xdkg,裝載貨物前后起飛

離地時(shí)的左值可視為不變。

(1)求飛機(jī)裝載貨物后的起飛離地速度；

(2)若該飛機(jī)裝載貨物后，從靜止開(kāi)始勻加速滑行1521m起飛離地，求飛機(jī)在滑行過(guò)程中加速度的大

小和所用的時(shí)間。

6.(2020新高考山東卷)一質(zhì)量為機(jī)的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時(shí)間f的關(guān)系圖像如圖所示。

乘客所受支持力的大小用尺表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是

A.0~4時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mg

B.ti~t2時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)^<mg

C.r2~/3時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N<mg

D.f2~/3時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N>mg

7.(2020高考江蘇物理)中歐班列在歐亞大陸開(kāi)辟了“生命之路”，為國(guó)際抗疫貢獻(xiàn)了中國(guó)力量.某運(yùn)送防

疫物資的班列由40節(jié)質(zhì)量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時(shí)，第2節(jié)對(duì)第3

節(jié)車廂的牽引力為尸.若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對(duì)倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力

為()

19FFF

A.FB.C.—D.—

201920

8.(2018全國(guó)理綜1124)汽車A在水平冰雪路面上行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車8,立即采取

制動(dòng)措施，但仍然撞上了汽車及兩車碰撞時(shí)和兩車都完全停止后的位置如圖所示，碰撞后8車向前

滑動(dòng)了4.5m,A車向前滑動(dòng)了2.0m,已知A和8的質(zhì)量分別為2.0xl()3kg和1.5xl()3kg,兩車與

該冰雪路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10,兩車碰撞時(shí)間極短，在碰撞后車輪均沒(méi)有滾動(dòng)，重力加速度大

小g=10m/s?.求

(1)碰撞后的瞬間8車速度的大小;

(2)碰撞前的瞬間A車速度的大小。

9.（17分）（2016高考四川理綜物理）避險(xiǎn)車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施，由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施

等組成，如圖豎直平面內(nèi)，制動(dòng)坡床視為與水平面夾角為。的斜面。一輛長(zhǎng)12m的載有貨物的貨車因剎

車失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床，當(dāng)車速為23m/s時(shí)，車尾位于制動(dòng)坡床的低端，貨物開(kāi)始在車廂內(nèi)向車頭滑

動(dòng)，當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)了4m時(shí)，車頭距制動(dòng)坡床頂端38m,再過(guò)一段時(shí)間，貨車停止。己知貨車質(zhì)量

是貨物質(zhì)量的4倍，貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4；貨車在制動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)受到的坡床阻力大小為貨

車和貨物總重的0.44倍。貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取cos6=1,sin6=0.1,g=10m/s2o求:

（1）貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向;

（2）制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度。

【最新模擬題精練】

1.（2023湖北武漢4月調(diào)研）一敞口正方體水箱邊長(zhǎng)為2m,水箱的右側(cè)面上有一個(gè)小孔。（孔的大小忽

略不計(jì)），。到水箱底的距離a/?=0.5m,用塞子將a堵住，往水箱中注水至水面到達(dá)c,c到水箱底的距

離cZ?=1.5m,如圖所示。已知重力加速度大小為lOm/s?。現(xiàn)使水箱以6mzs2的加速度水平向右勻加速直

線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)打開(kāi)小孔，則流出水箱的水的體積最多為（）

a

b

A.0.8m3B.1.2m3C.1.6m3D.2m3

2.（2023湖南懷化二模）當(dāng)物體從高空下落時(shí)，在無(wú)風(fēng)的條件下，空氣對(duì)物體的阻力會(huì)隨物體速度的增

大而增大，因此物體下落一段距離后將會(huì)勻速下落，這個(gè)速度稱為此物體下落的穩(wěn)態(tài)速度。物理學(xué)習(xí)興趣

小組探究發(fā)現(xiàn)，在相同的環(huán)境條件下，球形物體的穩(wěn)態(tài)速度僅與球半徑及質(zhì)量有關(guān)，下表是某學(xué)習(xí)興趣小

組探究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（g取lOm/s?）

小球ABCDE

小球半徑r（xl0-3m）0.50.51.52.02.5

小球質(zhì)量m(xl0-6kg)254540100

小球穩(wěn)態(tài)速度V（m/s）1640402032

試根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析判斷下列說(shuō)法正確的是（）

A.探究球形物體所受空氣阻力/與球的速度v關(guān)系時(shí)應(yīng)該選擇B、C兩球

B.探究球形物體所受空氣阻力/與球的半徑廠關(guān)系時(shí)應(yīng)該選擇A、B兩球

C.由上表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出球形物體所受空氣阻力/與球的速度v及半徑r的關(guān)系式為/=5"2

D.B、C兩球達(dá)到穩(wěn)態(tài)速度時(shí)所受空氣阻力之比為/：人=1：3

3.（2023天津河西區(qū)一模）2022年10月9日搭載天基太陽(yáng)天文臺(tái)“夸父一號(hào)”的長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成

功發(fā)射。下圖為火箭發(fā)射后，第6秒末的照片，現(xiàn)用毫米刻度尺對(duì)照片進(jìn)行測(cè)量，刻度尺的0刻度線與剛

發(fā)射時(shí)火箭底部對(duì)齊。假設(shè)火箭發(fā)射后6秒內(nèi)沿豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且質(zhì)量不變。已知火箭高為

40.6米，起飛質(zhì)量為250噸，重力加速度g取9.8m/S?。則下列估算正確的是（）

A.火箭豎直升空的加速度大小為2.2m/s?

B.火箭豎直升空的加速度大小為4.2m/s?

C.火箭升空所受到的平均推力大小為3.5X1（）7N

D.火箭升空所受到的平均推力大小為3.0X1C）6N

.4.（2022山東棗莊一模）如圖所示為商場(chǎng)安裝的智能化臺(tái)階式自動(dòng)扶梯，為節(jié)約能源，在沒(méi)有乘客乘行

時(shí)，自動(dòng)扶梯以較小的速度斜向上勻速運(yùn)行，當(dāng)有乘客乘行時(shí)，自動(dòng)扶梯先以加速度。加速運(yùn)行，再勻速

運(yùn)行。若人的質(zhì)量為扶梯與水平面的夾角為仇全過(guò)程中乘客與扶梯始終相對(duì)靜止，下列說(shuō)法正確的

是（）

A,加速運(yùn)行時(shí)，乘客處于超重狀態(tài)

B.加速運(yùn)行時(shí)，乘客對(duì)扶梯的作用力豎直向下

C.加速運(yùn)行時(shí)，乘客所受摩擦力大小為機(jī)asin。

D.勻速運(yùn)行時(shí)，乘客所受摩擦力與速度方向相同

5.（2022河北石家莊二中模擬）趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)上運(yùn)動(dòng)員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑，設(shè)球拍和球的質(zhì)

量分別為M、加，球拍平面和水平面之間的夾角為。，球拍與球保持相對(duì)靜止，它們間的摩擦力及空氣

阻力不計(jì)，則（）

A.運(yùn)動(dòng)員的加速度為gtan。

B.球拍對(duì)球的作用力為叫

C.運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為（/+〃z）gcos。

D.若加速度大于gsin。，球一定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)

6.（2022山東淄博二模）古代勞動(dòng)人民常用夯錘（如圖甲）將地砸實(shí)，打夯時(shí)四個(gè)勞動(dòng)者每人分別握住

夯錘的一個(gè)把手，一個(gè)人喊號(hào)，號(hào)聲一響，四人同時(shí)用力將地上質(zhì)量為90kg的夯錘豎直向上提起；號(hào)音

一落，四人同時(shí)松手，夯錘落下將地面砸實(shí)。以豎直向上為正方向，若某次打夯過(guò)程松手前夯錘運(yùn)動(dòng)的v

T圖像如圖乙所示。不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2,下列說(shuō)法正確的是（）

A.松手后，夯錘立刻落下做自由落體運(yùn)動(dòng)

B.夯錘離地的最大高度為0.45m

C.夯錘上升過(guò)程中的時(shí)間為0.45s

D.松手前，夯錘所受合外力大小為300N

7.（2022?山東濱州二模）如圖所示裝置，A為L(zhǎng)形框架，定滑輪1固定在A上方，定滑輪2、3固定在

豎直墻面上，定滑輪1和定滑輪2處于同一水平線上，定滑輪2和定滑輪3處于同一豎直線上。物體B被

一根細(xì)線通過(guò)三個(gè)定滑輪與L形框架A相連，連線始終處于豎直或者水平。初始狀態(tài)系統(tǒng)靜止，物體B距

離A底板上表面為d,已知A的質(zhì)量為B的質(zhì)量為相，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,所有接觸面均光滑，不

計(jì)定滑輪的質(zhì)量。從物體B下落到恰與A底板上表面接觸的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.A和B接觸面有彈力，且彈力對(duì)B做正功

B.物體B下落過(guò)程中，A與B的速度大小始終相等

(M+5m)d

C.物體B下落的時(shí)間為

2mg

D.物體B下落到剛與A接觸時(shí)，B的速度為Ji。'啰

\M+5m

8.（2022年高考廣東梅州二模）一國(guó)產(chǎn)無(wú)人駕駛汽車質(zhì)量為2.0x103kg,在試駕過(guò)程中以8m/s的速度行駛。

人工智能發(fā)現(xiàn)車頭前方20nl處的斑馬線上有行人，為禮讓行人開(kāi)始減速，從發(fā)現(xiàn)行人到停止運(yùn)動(dòng)，其可

圖像如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.汽車減速過(guò)程的加速度大小為2m/s2

B.汽車停止時(shí)車頭距斑馬線1m

C.圖示過(guò)程中汽車運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為4m/s

D.汽車在減速過(guò)程中受到的合力約為4.6XKPN

9.（2022北京豐臺(tái)模擬）“血沉”是指紅細(xì)胞在一定條件下沉降的速度，在醫(yī)學(xué)中具有重要意義。測(cè)量“血

沉”可將經(jīng)過(guò)處理后的血液放進(jìn)血沉管內(nèi)，由于重力作用，血液中的紅細(xì)胞將會(huì)下沉。設(shè)血沉管豎直放置

且足夠深，紅細(xì)胞的形狀為球體。已知紅細(xì)胞下落受到血液的粘滯阻力表達(dá)式為/=6萬(wàn)/十，其中〃為血

液的粘滯系數(shù)，r為紅細(xì)胞半徑，v為紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的速率。若某血樣中半徑為r的紅細(xì)胞，由靜止下沉直到

勻速運(yùn)動(dòng)的速度為以，紅細(xì)胞密度為血液的密度為夕2。以下說(shuō)法正確的是（）

A.該紅細(xì)胞先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)

9/v

B.該紅細(xì)胞的半徑可表示為r=1n

2g（。1-烏）

C.若血樣中紅細(xì)胞的半徑較小，則紅細(xì)胞勻速運(yùn)動(dòng)的速度較大

D.若采用國(guó)際單位制中的基本單位來(lái)表示〃的單位，則其單位為上7

m-s

10.（2021江西南昌一模）地鐵在某段軌道上做直線運(yùn)動(dòng)，某同學(xué)在乘坐地鐵時(shí)，用細(xì)繩把圓珠筆綁在地鐵

的豎直扶桿上，在地鐵啟動(dòng)時(shí)用手機(jī)拍攝了圓珠筆相對(duì)豎直扶桿運(yùn)動(dòng)的視頻，如圖所示。事后在電腦上

測(cè)量出圓珠筆相對(duì)豎直扶桿靜止時(shí)細(xì)繩與豎直桿的夾角為5°,相對(duì)靜止時(shí)間為8s,則這段時(shí)間內(nèi)地鐵

速度變化量的大小約為（