2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 力學(xué)計算題 粵教版

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1、2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 力學(xué)計算題 粵教版 一、五種典型的模型 1、勻變速直線運動 2、平拋運動 3、圓周運動 4、碰撞和反沖 5、板塊 6、彈簧連接體 二、典型的力學(xué)綜合計算題 1.如圖甲所示,粗糙水平面CD與光滑斜面DE平滑連接于D處;可視為質(zhì)點的物塊A、B緊靠一起靜置于P點,某時刻A、B在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離,此后A向左運動.已知:斜面的高度H=1.2m;A、B質(zhì)量分別為1kg和0.8kg,且它們與CD段的動摩擦因數(shù)相同;A向左運動的速度平方與位移大小關(guān)系如圖乙;重力加速度g取10m/s2. (1)求A、B與CD段的動摩擦因數(shù); (2)求A、B

2、分離時B的速度大小vB; 乙 0 16 8 D C P B A x E 甲 H 2.如圖所示,光滑水平面上靜止放置質(zhì)量M = 2kg,長L = 0.84m的長木板C;離板左端S = 0.12m處靜止放置質(zhì)量mA =1kg的小物塊A,A與C間的動摩擦因數(shù)μ = 0.4;在板右端靜止放置質(zhì)量mB = 1kg的小物塊B,B與C間的摩擦忽略不計.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,A、B均可視為質(zhì)點,g = 10m/s2.現(xiàn)在木板上加一水平向右的力F,問: (1)當(dāng)F = 9N時,小物塊A的加速度為多大? (2)若F足夠

3、大,則A與B碰撞之前運動的最短時間是多少? 3.如圖,長度S=2m的粗糙水平面MN的左端M處有一固定擋板,右端N處與水平傳送帶平滑連接.傳送帶以一定速率v逆時針轉(zhuǎn)動,其上表面NQ間距離為L=3m.可視為質(zhì)點的物塊A和B緊靠在一起并靜止于N處,質(zhì)量mA=mB=1kg.A、B在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離,并分別向左、右運動,分離過程共有能量E=9J轉(zhuǎn)化為A、B的動能.設(shè)A、B與傳送帶和水平面MN間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2,與擋板碰撞均無機械能損失.取重力加速度g=10m/s2,求: (1)分開瞬間A、B的速度大??; (2)B向右滑動距N的最遠(yuǎn)距離; 4.如圖所示,

4、半徑1.0的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個端點和圓心的連線與水平方向間的夾角,另一端點為軌道的最低點,其切線水平。C點右側(cè)的光滑水平面上緊挨C點靜止放置一木板,木板質(zhì)量M= 3kg,上表面與C點等高.質(zhì)量為m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點)從空中點以V0=2.4的速度水平拋出,恰好從軌道的端沿切線方向進(jìn)入軌道。已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)0.4,取,0.6.求: (1) 物體到達(dá)點時的速度大小VB; (2) 物塊經(jīng)過C點時對軌道的壓力; (3) 木板長度滿足什么條件,才能使物塊不滑離木板。 5.如圖所示,在豎直平面內(nèi),粗糙的斜面軌道AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD相切

5、于B,C是最低點,圓心角∠BOC=37°,D與圓心O等高,圓弧軌道半徑R=1.0 m。現(xiàn)有一個質(zhì)量為m=0.2 kg可視為質(zhì)點的小物體,從D點的正上方E點處自由下落,DE距離h=1.6 m。物體與斜面AB之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2。求: (1)物體第一次通過C點時軌道對物體的支持力FN的大??; (2)要使物體不從斜面頂端飛出,斜面的長度LAB至少要多長; (3)若斜面已經(jīng)滿足(2)要求,物體從E點開始下落,直至最后在光滑圓弧軌道做周期性運動,在此過程中系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q的大小。 6.如圖

6、甲所示,光滑曲面軌道固定在豎直平面內(nèi),下端出口處在水平方向上.一平板車靜止在光滑水平地面上,右端緊靠曲面軌道,平板車上表面恰好與曲面軌道下端相平.一質(zhì)量為m的小物塊從曲面軌道上某點由靜止釋放,初始位置距曲面下端高度h=0.8m.物塊經(jīng)曲面軌道下滑后滑上平板車,最終沒有脫離平板車.平板車開始運動后的速度圖象如圖乙所示,重力加速度g=10m/s2. (1)根據(jù)圖乙寫出平板車在加速過程中速度v與時間t的關(guān)系式. (2)求平板車的質(zhì)量M. 圖甲 (3)求物塊與平板車間的動摩擦因數(shù)μ. m?s–1 圖乙 7.如圖,輪半徑r=10 cm的傳送帶

7、,水平部分AB的長度L=1.5 m,與一圓心在O點半徑R=1 m的豎直光滑圓軌道的末端相切于A點,AB高出水平地面H=1.25 m.一質(zhì)量m=0.1 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點),在水平力F作用下靜止于圓軌道上的P點,OP與豎直線的夾角θ=37°.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1. (1)求水平力F的大?。? (2)撤去F,使滑塊由靜止開始下滑. ①若傳送帶一直保持靜止,求滑塊的落地點與B間的水平距離. ②若傳送帶以v0=0.5 m/s的速度沿逆時針方向運行(傳送帶上部分由B到A運動),求滑塊在傳送帶上滑過痕跡的長

8、度. 8.某校興趣小組制作了一個游戲裝置,其簡化模型如圖所示,在A點用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以某一水平速度彈射出去,沿水平直線軌道運動到B點后,進(jìn)入半徑R=0.1m的光滑豎直圓形軌道,運行一周后自B點向C點運動,C點右側(cè)有一陷阱,C、D 兩點的豎直高度差h=0.2m,水平距離s=0.6m,水平軌道AB長為L1=0.5m,BC長為L2 =1.5m,小滑塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,重力加速度g=10m/s2。 (1)若小滑塊恰能通過圓形軌道的最高點,求小滑塊在A點彈射出的速度大?。? (2)若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運行一周離開圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱

9、即為勝出。求小滑塊在A點彈射出的速度大小范圍。 (3)若小滑塊是與從光滑斜軌道E點靜止釋放的小球發(fā)生完全非彈性碰撞后,離開A點的,求當(dāng)滿足(2)中游戲規(guī)則時,釋放點E與過A水平面的豎直高度H的大小范圍。(小球質(zhì)量與小滑塊的質(zhì)量相等,且均可視為質(zhì)點,斜軌道與水平地面平滑連接)。, xx屆高三二輪復(fù)習(xí)力 學(xué) 計 算 題 參考答案 1.解:(1)由圖象可知,分離時物塊A的初速度vA=4m/s, ①(1分) A最終位置與P點距離sA=8m, ②(1分) 從A、B分離到A勻減速運動停止,有 ③(1分) 得A的加速

10、度大小 a=1m/s2 ④(1分) 由牛頓第二定律可知 ⑤(2分) 解得 μ=0.1 ⑥(2分) 【或:從A、B分離到A勻減速運動停止,由動能定理 (3分) 解得 μ=0.1 (1分)】 (2)A、B分離過程,由動量守恒 ⑦(2分) 解得 vB=5m/s ⑧(2分) 2.解:(1)設(shè)M和mA一起向右加速

11、,它們之間靜摩擦力為f 由牛頓第二定律得:F=(M+mA)a……………………………………………2分 得:……………………………………………2分 ,表明加速度的結(jié)果是正確的.(1分) (2)mA在與mB碰之前運動時間最短,必須加速度最大,則: ……………………………………………2分 ……………………………………………1分 解得:……………………………………………1分 3.解:(1) 設(shè)A、B分開時速度大小分別為vA、vB 由A、B系統(tǒng)能量守恒有 ① 由A、B系統(tǒng)動量守恒有 ② 聯(lián)立解得:③ (2)假設(shè)B不能從傳送帶Q端離開,且在傳送帶上運行最大對

12、地位移為s2, 由動能定理得 ④ 解得:⑤ 由題意可知,假設(shè)成立.⑥ 所以B沿傳送帶向右滑動距N的最遠(yuǎn)距離為2.25m 4. 解:(1)從A到B,物體做平拋運動,由幾何關(guān)系得: (2)從B到C,機械能守恒 聯(lián)立解得FN=58N 根據(jù)牛頓第三定律,物塊在C點對軌道的壓力大小為58N,方向豎直向下 (3)m從滑上M到與M相對靜止過程中,動量守恒 設(shè)板的最小長度為L,根據(jù)能量守恒定律得 評分標(biāo)準(zhǔn):、

13、式各1分。其余每式2分。 5.解:(1)物體從E到C,由機械能守恒得: mg(h+R)=mvC2 ………………① 在C點,由牛頓第二定律得: FN-mg= ………………………………② 聯(lián)立①②解得FN=12.4 N (2)從E~D~C~B~A過程,由動能定理得 WG-Wf=0 ………………………………③ WG=mg[(h+Rcos 37°)-LABsin 37°] ………………④ Wf=μmgcos37°LAB ……

14、………………………… ⑤ 聯(lián)立③④⑤解得LAB=2.4 m (3)因為,mgsin 37°>μmgcos 37°(或μ<tan 37°) 所以,物體不會停在斜面上。物體最后以C為中心,B為一側(cè)最高點沿圓弧軌道做往返運動。從E點開始直至穩(wěn)定,系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量 Q=Ep …… ⑥ ΔEp=mg(h+Rcos 37°) ⑦ 聯(lián)立⑥⑦解得Q=4.8J 6.解: (1)平板車在加速過程中v與t的關(guān)系式為 ①(3分) (2)物塊沿

15、曲面下滑過程,機械能守恒,有 ②(2分) 代入數(shù)據(jù)解得物塊離開軌道時的速度 v0=4m/s ③(1分) 物塊滑上車之后最終沒有脫離平板車,動量守恒,有 ④(3分) 由圖象知物塊與平板車最后的共同速度 vt=1m/s ⑤(1分) 代入數(shù)據(jù)解得平板車的質(zhì)量 M=3m ⑥(2分) (3)平板車在加速過程中,由牛頓第二定律可得

16、 ⑦(3分) 由圖象知平板車的加速度 a=2m/s2 ⑧(1分) 代入數(shù)據(jù)解得物塊與平板車間的動摩擦因數(shù)μ=0.6 ⑨(2分) 7、解:(1)滑塊靜止于P點時,由平衡條件知 F=mgtan θ 代入數(shù)值得F=0.75 N (2)①滑塊從P到A的過程,由機械能守恒定律得 mg(R-Rcos θ)=mv 從A到B的過程,由動能定理得 -μmgL=mv-mv 解得vB=1 m/s 經(jīng)傳送帶的B點時,根據(jù)

17、牛頓第二定律 mg-FN= 得FN=0 所以滑塊從B點開始做平拋運動,設(shè)滑塊在空中飛行的時間為t,落地點與B點間的水平距離為x,則 H=gt2 x=vBt 解得x=0.5 m ②傳送帶逆時針運行時,滑塊做勻減速運動,運動情況與傳送帶保持靜止時相同.設(shè)滑塊運動的加速度為a,滑塊在傳送帶上運動的時間為t′,則 vB=vA+at′ -μmg=ma 滑過痕跡的長度L′=L+v0t′ 解得L′=2 m 8、解:小滑塊恰能通過圓軌道最高點的速度為v,由牛

18、頓第二定律: ① (1分) 由B到最高點小滑塊機械能守恒得: ……………②(1分) 由A到B動能定理: ………………③(1分) 由以上三式解得A點的速度為: …………………(1分) (2)若小滑塊剛好停在C處,則A到C動能定理: …④(2分) 解得A點的速度為 …………………………………………………(1分) 若小滑塊停在BC段,應(yīng)滿足 ………………………(1分) 若小滑塊能通過C點并恰好越過壕溝,利用平拋運動則有 : 豎直方向: ……………………⑤(1分) 水平方向: ………………………⑥(1分) 從A到C由動能定理: …………………⑦(2分) 解得: ………………………………………(1分) 所以初速度的范圍為: 和 ……………………(1分) (3)以小球和小滑塊為系統(tǒng),依據(jù)題意在A點完全非彈性碰撞前、后系統(tǒng)動量守恒: ………………………………………………………………… ⑧(2分) 小球從E點到光滑斜面底端,由動能定理:…………………⑨(1分) 結(jié)合(2)問的速度范圍可以求出H范圍是:1.8m≤H≤3.2m和H≥5m………(1)

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