高考物理力学综合计算题共16页

高考物理历年真题-力学综合计算题10道及答案解析
- 题目一：
一个圆柱体半径R和质量m用绳子连接到一条竖直支架上，
该支架上仍有另一端的绳子，使用Newton定律可以知道，当
绳子拉长的距离为L时，它的线速度v及角速度ω分别为多少？
解：
根据牛顿定律，在围绕支架旋转的圆柱体m的力F = ma，其
中m是质量，a是圆柱体的加速度。

而加速度的表达式可以写成：a = v2/r，其中r是竖直支架的半径。

于是，有：F = mv2/r。

根据力的定义F = mω2L，可以得到：ω2 = F/mL = v2/rL。

于是，就可以得到绳子拉长距离为L时，线速度v及角速度ω
分别为：v = √(rF/m)，ω = √(F/(mL)).
- 题目二：
一个质量为m2的圆柱体在水中自由落体，同时，一个质量
为m1的球体在水面上以初速度V移动，请问，当他们相遇时，球体的速度V'是多少？
解：
由于在物体相遇时，动能守恒，所以原球体速度V应该等于
最终球体速度V'。

水的阻力力大小可以用系数k表示，有F_water = kv (即
F_water = -kmv)。

令变量x表示球体的速度变化量，有：V = V + x，V' = V - x
根据动能守恒定律，有：m1V^2 / 2 + m2v^2/2 = m1(V + x)^2 / 2 + m2(V - x)^2 / 2
代入m1V^2 / 2、m2v^2/2以及F_water，则可以求得最终球体速度V'：
V' = V - (k/2)(m1 + m2)V。

专题一：重力、弹力、摩擦力三大基础力第一节、弹力问题1、（单选）体育课上一学生将足球踢向墙壁，如图所示，下列关于足球与墙壁作用时墙壁给足球的弹力方向的说法中，正确的是( )A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于墙壁(斜向左上方)的方向解析足球与墙壁的作用是球面与平面接触，足球所受弹力方向垂直于墙壁指向足球球心，即斜向左上方的方向，故选项D正确。

答案 D2、（单选）如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是( ) A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向解析：选A.用支持力、静摩擦力方向的判断方法解题．M处支持力方向与支持面(地面)垂直，即竖直向上，选项A 正确；N处支持力方向与支持面(原木接触面)垂直，即垂直MN向上，故选项B错误；摩擦力方向与接触面平行，故选项C、D错误．3、（单选）如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等，盒子沿倾角为α的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是( ) A．无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力B．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力C．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力D．盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力解析：选A.先以盒子和小球组成的系统为研究对象，无论上滑还是下滑，用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a＝g sin α，方向沿斜面向下，由于盒子和小球始终保持相对静止，所以小球的加速度大小也是a＝g sin α，方向沿斜面向下，小球重力沿斜面向下的分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要盒子的左、右侧面提供弹力．故选项A正确．4、（单选）如图所示，一位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m的小球。

高三物理力学综合检测题一、选择题(1-6题单选，每小题5分；7-12题多选，每小题5分，共60分)1．如图所示，质量为m的木块A放在地面上的质量为M的三角形斜劈B上，现用大小均为F，方向相反的力分别推A和B，它们均静止不动，则()A．A与B之间一定存在弹力B．地面受向右的摩擦力C．B对A的支持力一定等于mgD．地面对B的支持力的大小一定等于Mg2. 如图，长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球，其下方有一个倾角为θ的光滑斜面体，放在光滑水平面上．开始时小球刚好与斜面接触无压力，现在用水平力F缓慢向左推动斜面体，直至细绳与斜面平行为止，对该过程中有关量的描述正确的是()A．绳的拉力和球对斜面的压力都在逐渐减小B．绳的拉力在逐渐减小，球对斜面的压力逐渐增大C．重力对小球做负功，斜面弹力对小球不做功D．推力F做的功是mgL(1－cos θ)3. 如图，斜面上a、b、c三点等距，小球从a点正上方O点抛出，做初速度为v0的平抛运动，恰落在b点．若小球初速度为v，其落点位于c，则()A．v0＜v＜2v0B．v＝2v0C．2v0＜v＜3v0D．v＞3v04．火星表面特征非常接近地球，可能适合人类居住．已知火星半径是地球半径的12，质量是地球质量的19，自转周期基本相同．地球表面重力加速度是g，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是()A．王跃在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的2 9B．火星表面的重力加速度是2g 3C．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2 3D．王跃在火星上能向上跳起的最大高度是3h 25. 甲、乙两物体在同一地点同时开始做直线运动的v-t图像如图所示。

根据图像提供的信息可知()A. 6 s末乙追上甲B. 在乙追上甲之前,甲、乙相距最远为10 mC. 8 s末甲、乙两物体相遇,且离出发点有22 mD. 在0～4 s内与4～6 s内甲的平均速度相等6．竖直向上抛出一小球，小球在运动过程中，所受空气阻力大小不变．规定向上方向为正方向，小球上升到最高点所用时间为t0，下列关于小球在空中运动过程中的加速度a、位移x、重力的瞬时功率P和机械能E随时间t变化的图象中，正确的是()7．(多选)(2015·广州毕业班测试)如图，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，引力常量为G，则()A．甲星所受合外力为5GM2 4R2B．乙星所受合外力为GM2 R2C．甲星和丙星的线速度相同D．甲星和丙星的角速度相同8．为了探测X星球，总质量为m1的探测飞船载着登陆舱在以该星球中心为圆心的圆轨道上运动，轨道半径为r1，运动周期为T1.随后质量为m2的登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，则()A．X星球表面的重力加速度g X＝4π2r1 T21B．X星球的质量M＝4π2r31 GT21C．登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比v1v2＝m1r2m2r1D．登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期T2＝r32 r31T19．我国自行研制的新一代8×8轮式装甲车已达到西方国家第三代战车的水平，将成为中国军方快速部署型轻甲部队的主力装备．设该装甲车的质量为m，若在平直的公路上从静止开始加速，前进较短的距离s速度便可达到最大值v m.设在加速过程中发动机的功率恒定为P，装甲车所受阻力恒为F f，当速度为v(v<v m)时，所受牵引力为F.以下说法正确的是() A．装甲车速度为v时，装甲车的牵引力做功为FsB．装甲车的最大速度v m＝P F fC．装甲车速度为v时加速度为a＝F－F f mD．装甲车从静止开始达到最大速度v m所用时间t＝2s v m10. 半径分别为R和R/2的两个半圆，分别组成图甲、乙所示的两个圆弧轨道，一小球从某一高度下落，分别从图甲、乙所示的开口向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都沿着轨道内侧运动并恰好能从开口向下半圆轨道的最高点通过，则下列说法正确的是( )A．图甲中小球开始下落的高度比图乙中小球开始下落的高度高B．图甲中小球开始下落的高度和图乙中小球开始下落的高度一样高C．图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙中小球对轨道最低点的压力大D．图甲中小球对轨道最低点的压力和图乙中小球对轨道最低点的压力一样大11. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C 处的速度为零，AC＝h.圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A．弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g.则圆环()A．下滑过程中，加速度一直减小B．下滑过程中，克服摩擦力做的功为14mv2C．在C处，弹簧的弹性势能为14mv2－mghD．上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度12．质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比Mm可能为()A．2 B．3 C．4 D．5一．选择题答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12二、非选择题(共4小题，共40分。

2020高考物理计算题专题练习——力学综合计算（共24题，含解析）1．在竖直平面内，某一游戏轨道由直轨道AB 和弯曲的细管道BCD 平滑连接组成，如图所示．小滑块以某一初速度从A 点滑上倾角为θ=37°的直轨道AB ，到达B 点的速度大小为2m/s ，然后进入细管道BCD ，从细管道出口D 点水平飞出，落到水平面上的G 点．已知B 点的高度h 1=1.2m ，D 点的高度h 2=0.8m ，D 点与G 点间的水平距离L =0.4m ，滑块与轨道AB 间的动摩擦因数μ=0.25，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8．（1）求小滑块在轨道AB 上的加速度和在A 点的初速度；（2）求小滑块从D 点飞出的速度；（3）判断细管道BCD 的内壁是否光滑．2．如图，物块A 通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块B 沿水平方向与A 相撞，碰撞后两者粘连在一起运动；碰撞前B 的速度的大小v 及碰撞后A 和B 一起上升的高度h 均可由传感器（图中未画出）测得．某同学以h 为纵坐标，v 2为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为k =1.92 ×10-3 s 2/m ．已知物块A 和B 的质量分别为m A =0.400 kg 和m B =0.100 kg ，重力加速度大小g =9.80 m/s 2．（1）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求h –v 2直线斜率的理论值k 0；（2）求k 值的相对误差δ（δ=00k k k ×100%，结果保留1位有效数字）．3．雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关．雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g．（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W．（2）将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数．a．设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落趋近的最大速度v m与半径r的关系式；b．示意图中画出了半径为r1、r2（r1>r2）的雨滴在空气中无初速下落的v–t图线，其中_________对应半径为r1的雨滴（选填①、②）；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的v–t图线．（3）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零．将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f ∝v2（提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0）．4．一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m的小物块a相连，如图所示．质量为35m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施加沿斜面向上的外力，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．求：(1)弹簧的劲度系数；(2)物块b加速度的大小；(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式．5．如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切．BC为圆弧轨道的直径．O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=35，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g．求：（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；（2）小球到达A点时动量的大小；（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间．6．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。

高考复习资料之——力学计算题集粹（49个）1．在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1ｋｇ的质点以速度ｖ０＝10ｍ／ｓ沿ｘ轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图1-70所示，求：图1-70（1）如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间以及Ｐ的坐标；（2）质点经过Ｐ点时的速度．2．如图1-71甲所示，质量为1ｋｇ的物体置于固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力Ｆ，1ｓ末后将拉力撤去．物体运动的ｖ-ｔ图象如图1-71乙，试求拉力Ｆ．图1-713．一平直的传送带以速率ｖ＝2ｍ／ｓ匀速运行，在Ａ处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间ｔ＝6ｓ，物体到达Ｂ处．Ａ、Ｂ相距Ｌ＝10ｍ．则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率，物体能较快地传送到Ｂ处．要让物体以最短的时间从Ａ处传送到Ｂ处，说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍，则物体从Ａ传送到Ｂ的时间又是多少?4．如图1-72所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度ｇ／2竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为起动前压力的17／18，已知地球半径为Ｒ，求火箭此时离地面的高度．（ｇ为地面附近的重力加速度）图1-725．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ2ｓ２）图1-736．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算：（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?（2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２）（3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?（注：飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体）7．宇航员在月球上自高ｈ处以初速度ｖ０水平抛出一小球，测出水平射程为Ｌ（地面平坦），已知月球半径为Ｒ，若在月球上发射一颗月球的卫星，它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少?8．把一个质量是2ｋｇ的物块放在水平面上，用12Ｎ的水平拉力使物体从静止开始运动，物块与水平面的动摩擦因数为0．2，物块运动2秒末撤去拉力，ｇ取10ｍ／ｓ２．求（1）2秒末物块的即时速度．（2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离．9．如图1-74所示，一个人用与水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一个重Ｇ＝200Ｎ的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ２）．求图1-74（1）推力Ｆ的大小．（2）若人不改变推力Ｆ的大小，只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子，推力作用时间ｔ＝3．0ｓ后撤去，箱子最远运动多长距离?10．一网球运动员在离开网的距离为12ｍ处沿水平方向发球，发球高度为2．4ｍ，网的高度为0．9ｍ．（1）若网球在网上0．1ｍ处越过，求网球的初速度．（2）若按上述初速度发球，求该网球落地点到网的距离．取ｇ＝10／ｍ2ｓ２，不考虑空气阻力．11．地球质量为Ｍ，半径为Ｒ，万有引力常量为Ｇ，发射一颗绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星，卫星的速度称为第一宇宙速度．（1）试推导由上述各量表达的第一宇宙速度的计算式，要求写出推导依据．（2）若已知第一宇宙速度的大小为ｖ＝7．9ｋｍ／ｓ，地球半径Ｒ＝6．4310３ｋｍ，万有引力常量Ｇ＝（2／3）３10－10Ｎ2ｍ２／ｋｇ２，求地球质量（结果要求保留二位有效数字）．12．如图1-75所示，质量2．0ｋｇ的小车放在光滑水平面上，在小车右端放一质量为1．0ｋｇ的物块，物块与小车之间的动摩擦因数为0．5，当物块与小车同时分别受到水平向左Ｆ１＝6．0Ｎ的拉力和水平向右Ｆ２＝9．0Ｎ的拉力，经0．4ｓ同时撤去两力，为使物块不从小车上滑下，求小车最少要多长．（ｇ取10ｍ／ｓ２）图1-7513．如图1-76所示，带弧形轨道的小车放在上表面光滑的静止浮于水面的船上，车左端被固定在船上的物体挡住，小车的弧形轨道和水平部分在Ｂ点相切，且ＡＢ段光滑，ＢＣ段粗糙．现有一个离车的ＢＣ面高为ｈ的木块由Ａ点自静止滑下，最终停在车面上ＢＣ段的某处．已知木块、车、船的质量分别为ｍ１＝ｍ，ｍ２＝2ｍ，ｍ３＝3ｍ；木块与车表面间的动摩擦因数μ＝0．4，水对船的阻力不计，求木块在ＢＣ面上滑行的距离ｓ是多少?（设船足够长）图1-7614．如图1-77所示，一条不可伸长的轻绳长为Ｌ，一端用手握住，另一端系一质量为ｍ的小球，今使手握的一端在水平桌面上做半径为Ｒ、角速度为ω的匀速圆周运动，且使绳始终与半径Ｒ的圆相切，小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动，若人手做功的功率为Ｐ，求：图1-77（1）小球做匀速圆周运动的线速度大小．（2）小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小．15．如图1-78所示，长为Ｌ＝0．50ｍ的木板ＡＢ静止、固定在水平面上，在ＡＢ的左端面有一质量为Ｍ＝0．48ｋｇ的小木块Ｃ（可视为质点），现有一质量为ｍ＝20ｇ的子弹以ｖ０＝75ｍ／ｓ的速度射向小木块Ｃ并留在小木块中．已知小木块Ｃ与木板ＡＢ之间的动摩擦因数为μ＝0．1．（ｇ取10ｍ／ｓ２）图1-78（1）求小木块Ｃ运动至ＡＢ右端面时的速度大小ｖ２．（2）若将木板ＡＢ固定在以ｕ＝1．0ｍ／ｓ恒定速度向右运动的小车上（小车质量远大于小木块Ｃ的质量），小木块Ｃ仍放在木板ＡＢ的Ａ端，子弹以ｖ０′＝76ｍ／ｓ的速度射向小木块Ｃ并留在小木块中，求小木块Ｃ运动至ＡＢ右端面的过程中小车向右运动的距离ｓ．16．如图1-79所示，一质量Ｍ＝2ｋｇ的长木板Ｂ静止于光滑水平面上，Ｂ的右边放有竖直挡板．现有一小物体Ａ（可视为质点）质量ｍ＝1ｋｇ，以速度ｖ０＝6ｍ／ｓ从Ｂ的左端水平滑上Ｂ，已知Ａ和Ｂ间的动摩擦因数μ＝0．2，Ｂ与竖直挡板的碰撞时间极短，且碰撞时无机械能损失．图1-79（1）若Ｂ的右端距挡板ｓ＝4ｍ，要使Ａ最终不脱离Ｂ，则木板Ｂ的长度至少多长?（2）若Ｂ的右端距挡板ｓ＝0．5ｍ，要使Ａ最终不脱离Ｂ，则木板Ｂ的长度至少多长?17．如图1-80所示，长木板Ａ右边固定着一个挡板，包括挡板在内的总质量为1．5Ｍ，静止在光滑的水平地面上．小木块Ｂ质量为Ｍ，从Ａ的左端开始以初速度ｖ０在Ａ上滑动，滑到右端与挡板发生碰撞，已知碰撞过程时间极短，碰后木块Ｂ恰好滑到Ａ的左端就停止滑动．已知Ｂ与Ａ间的动摩擦因数为μ，Ｂ在Ａ板上单程滑行长度为ｌ．求：图1-80（1）若μｌ＝3ｖ０２／160ｇ，在Ｂ与挡板碰撞后的运动过程中，摩擦力对木板Ａ做正功还是负功?做多少功?（2）讨论Ａ和Ｂ在整个运动过程中，是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的．如果不可能，说明理由；如果可能，求出发生这种情况的条件．18．在某市区内，一辆小汽车在平直的公路上以速度ｖＡ向东匀速行驶，一位观光游客正由南向北从班马线上横过马路．汽车司机发现前方有危险（游客正在Ｄ处）经0．7ｓ作出反应，紧急刹车，但仍将正步行至Ｂ处的游客撞伤，该汽车最终在Ｃ处停下．为了清晰了解事故现场．现以图1-81示之：为了判断汽车司机是否超速行驶，警方派一警车以法定最高速度ｖｍ＝14．0ｍ／ｓ行驶在同一马路的同一地段，在肇事汽车的起始制动点Ａ紧急刹车，经31．5ｍ后停下来．在事故现场测得AB＝17．5ｍ、BC＝14．0ｍ、BD＝2．6ｍ．问图1-81①该肇事汽车的初速度ｖＡ是多大?②游客横过马路的速度大小?（ｇ取10ｍ／ｓ２）19．如图1-82所示，质量ｍＡ＝10ｋｇ的物块Ａ与质量ｍＢ＝2ｋｇ的物块Ｂ放在倾角θ＝30°的光滑斜面上处于静止状态，轻质弹簧一端与物块Ｂ连接，另一端与固定挡板连接，弹簧的劲度系数ｋ＝400Ｎ／ｍ．现给物块Ａ施加一个平行于斜面向上的力Ｆ，使物块Ａ沿斜面向上做匀加速运动，已知力Ｆ在前0．2ｓ内为变力，0．2ｓ后为恒力，求（ｇ取10ｍ／ｓ２）图1-82（1）力Ｆ的最大值与最小值；（2）力Ｆ由最小值达到最大值的过程中，物块Ａ所增加的重力势能．20．如图1-83所示，滑块Ａ、Ｂ的质量分别为ｍ１与ｍ２，ｍ１＜ｍ２，由轻质弹簧相连接，置于水平的气垫导轨上．用一轻绳把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后绑紧．两滑块一起以恒定的速度ｖ０向右滑动．突然，轻绳断开．当弹簧伸长至本身的自然长度时，滑块Ａ的速度正好为零．问在以后的运动过程中，滑块Ｂ是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析，证明你的结论．图1-8321．如图1-84所示，表面粗糙的圆盘以恒定角速度ω匀速转动，质量为ｍ的物体与转轴间系有一轻质弹簧，已知弹簧的原长大于圆盘半径．弹簧的劲度系数为ｋ，物体在距转轴Ｒ处恰好能随圆盘一起转动而无相对滑动，现将物体沿半径方向移动一小段距离，若移动后，物体仍能与圆盘一起转动，且保持相对静止，则需要的条件是什么?图1-8422．设人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，根据万有引力定律、牛顿运动定律及周期的概念，论述人造地球卫星随着轨道半径的增加，它的线速度变小，周期变大．23．一质点做匀加速直线运动，其加速度为ａ，某时刻通过Ａ点，经时间Ｔ通过Ｂ点，发生的位移为ｓ1，再经过时间Ｔ通过Ｃ点，又经过第三个时间Ｔ通过Ｄ点，在第三个时间Ｔ内发生的位移为ｓ3，试利用匀变速直线运动公式证明：ａ＝（ｓ3－ｓ1）／2Ｔ2．24．小车拖着纸带做直线运动，打点计时器在纸带上打下了一系列的点．如何根据纸带上的点证明小车在做匀变速运动？说出判断依据并作出相应的证明．25．如图1－80所示，质量为1ｋｇ的小物块以5ｍ／ｓ的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板，木板的质量为4ｋｇ．经过时间2ｓ以后，物块从木板的另一端以1ｍ／ｓ相对地的速度滑出，在这一过程中木板的位移为0.5ｍ，求木板与水平面间的动摩擦因数．图1－80 图1－8126．如图1－81所示，在光滑地面上并排放两个相同的木块，长度皆为ｌ＝ 1.00ｍ，在左边木块的最左端放一小金属块，它的质量等于一个木块的质量，开始小金属块以初速度ｖ0＝2.00ｍ／ｓ向右滑动，金属块与木块之间的滑动摩擦因数μ＝0.10，ｇ取10ｍ／ｓ2，求：木块的最后速度．27．如图1－82所示，Ａ、Ｂ两个物体靠在一起，放在光滑水平面上，它们的质量分别为ｍＡ＝3ｋｇ、ｍＢ＝6ｋｇ，今用水平力ＦＡ推Ａ，用水平力ＦＢ拉Ｂ，ＦＡ和ＦＢ随时间变化的关系是ＦＡ＝9－2ｔ（Ｎ），ＦＢ＝3＋2ｔ（Ｎ）．求从ｔ＝0到Ａ、Ｂ脱离，它们的位移是多少？图1－82 图1－8328．如图1－83所示，木块Ａ、Ｂ靠拢置于光滑的水平地面上．Ａ、Ｂ的质量分别是2ｋｇ、3ｋｇ，Ａ的长度是0.5ｍ，另一质量是1ｋｇ、可视为质点的滑块Ｃ以速度ｖ0＝3ｍ／ｓ沿水平方向滑到Ａ上，Ｃ与Ａ、Ｂ间的动摩擦因数都相等，已知Ｃ由Ａ滑向Ｂ的速度是ｖ＝2ｍ／ｓ，求：（1）Ｃ与Ａ、Ｂ之间的动摩擦因数；（2）Ｃ在Ｂ上相对Ｂ滑行多大距离？（3）Ｃ在Ｂ上滑行过程中，Ｂ滑行了多远？（4）Ｃ在Ａ、Ｂ上共滑行了多长时间？29．如图1－84所示，一质量为ｍ的滑块能在倾角为θ的斜面上以ａ＝（ｇｓｉｎθ）／2匀加速下滑，若用一水平推力Ｆ作用于滑块，使之能静止在斜面上．求推力Ｆ的大小．。

高考物理力学计算题（十六）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．如图，质量m0=1kg的平板B上表面水平，板长L=1m，开始时静止在光滑水平面上，在平板左端静止着一块质量m A=1kg的物块A，一颗质量m B=0.01kg的子弹以v0=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=200m/s，已知A与B 之间的动摩擦因数μ=0.2，求：①子弹刚穿过木块A的速度大小？②A物体在B板上摩擦生热是多少？2．某航空母舰上飞机在跑道加速时，发动机最大加速度为5m/s2，所需起飞速度50m/s，跑道长90m．（1）若航空母舰静止，为了使飞机在跑道开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它有多大的初速度？（2）如果没有弹射装置，且航空母舰以v0的速度匀速行驶的过程中，为了使飞机能正常起飞，v0的大小至少多大？3．如图所示，三角形传送带以v=7m/s的速度顺时针匀速转动，传送带两边倾斜部分的长度都是L=9m，且与水平方向的夹角均为37°．现有两个质量均为m=1kg 的可视为质点的物体A和B，从传送带顶端处都以v0=1m/s的对地初速度同时分别沿传送带两倾斜部分下滑，两个物体与传送带间的动摩擦因数都是μ=0.75．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：（1）A、B两物体到达传送带底端的时间差；（2）A、B两物体整个下滑过程中因摩擦产生的总热量．4．如图所示，在光滑的水平桌面上有一长为L=2m的木板C，它的两端各有一块挡板．C的质量为m C=5kg，在C的中央并排放着两个可视为质点的滑块A与B，其质量分别为m A=1kg、m B=4kg，开始时A、B、C均处于静止状态，并且A、B 间夹有少许炸药，炸药爆炸使得A以v A=6m/s的速度水平向左运动，设堡寨释放的化学能全部转化为机械能，不计一切摩擦，两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体，爆炸与碰撞时间不计，求：（1）爆炸释放的化学能为多少？（2）从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止，板C的位移多大？方向如何？5．在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用．在轻核聚变的核反应中，两个氘核（H）以相同的动能E0做对心碰撞，该反应中释放的核能为△E，假设释放的核能全部转化为氦核（He）和另一种粒子的动能．①写出核反应方程式②在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和另一种粒子的动能各是多少？6．如图所示，光滑水平地面上停放着一辆小车，小车左端靠在竖直墙壁上，其左侧半径为R的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，轨道最低点B与水平轨道BC 相切，C点为水平轨道的最右端，BC=1.3R，整个轨道处于同一竖直面内．将质量为小车质量一半的物块（可视为质点）从A点无初速释放，物块与小车上表面BC之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g（i）求物块运动到B点时的速率（ii）判断物块最终是否能够从C点飞出，并说明理由．7．操场上有一简易乒乓球台，长为L=2.8m，宽为d=1.5m，中间的球网高h=15cm，如图所示，某同学在球台一端中间以水平速度v=10m/s垂直球网发球，此时有稳定的风吹过球台，乒乓球在飞行过程中将受到平行球网方向、大小为F=5.4×10﹣2N的水平风力作用，已知乒乓球质量为m=2.7g，重力加速度g=10m/s2，若要使该同学发出的球能够落到对面的球台上，击球点到球台的高度范围为多少？8．如图1所示，斜面体ABC放在粗糙的水平地面上．小滑块在斜面底端以初速度v0=9.6m/s沿斜面上滑．斜面倾角θ=37°，滑块与斜面的动摩擦因数μ=0.45．整个过程斜面体保持静止不动，已知小滑块的质量m=1kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．试求：（1）小滑块回到出发点时的速度大小．（2）请选取合适的标度，定量画出斜面与水平地面之间的摩擦力F f随时间t变化的图象．9．某物理兴趣小组举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示．赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为r的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到D点，并能越过以D点为圆心半径为R的壕沟．已知赛车质量m=0.2kg，通电后以额定功率P=1.5w工作，进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N，随后在运动中受到的阻力均可不计．图中AB间距L=10.00m，r=0.18m，R=4m，θ=60°．问：（1）要使赛车能够通过弧形壕沟，则赛车过D点时速度至少多少？（2）要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取g=l0m/s2）（3）若赛车刚好能过小圆轨道最高点，求赛车经过D点后第一次落地点与D点的水平距离．10．王芳同学乘坐“和谐号”动车组从台州到北京旅游，发现车厢内有速率显示屏．动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间，她记录了不同时刻的速率，部分数据列于表格中．她通过微信查到本次动车组相关信息：动车组由4节动车和4节拖车组成，其中第1节、第3节、第6节、第8节是动车．设每节动车在行驶中的瞬时功率相同，每节车箱质量为m=20t，车厢受到的阻力恒为重力的0.025倍（g取10m/s2）．在王芳同学记录动车组速率这段时间内，求：（1）动车组位移的大小；（2）每节动车的平均功率；（3）当动车组的速度v2=60m/s时，第3节动车对第4节拖车的作用力大小．t/s v/m•s﹣1030100403005040050500605507011．如图所示，一个半径为R、内侧光滑的圆形轨道平放于光滑水平面上并被固定，其圆心为O．有a、b两个可视为质点的小球，分别静止靠在轨道内侧、直径AB的两端，两球质量分别为m a=4m和m b=m．现给a球一个沿轨道切线方向的水平初速度v0，使其从A向B运动并与b球发生弹性碰撞，已知两球碰撞时间极短，求两球第一次碰撞和第二次碰撞之间的时间间隔．12．如图所示，质量分别为m A=0.60kg、m B=0.50kg的长板紧挨在一起静止在光滑的水平面上，质量为m C=0.10kg的木块C以初速v0=10m/s滑上A板左端，最后C木块和B板相对静止时的共同速度v CB=1.0m/s．求：（1）A板最后速度v A的大小；（2）C木块刚离开A板时速度v C的大小．13．2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举办，冰壶是冬奥会运动项目之一．冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图．比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O．为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2=0.004．在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少．（g 取10m/s2）14．如图所示，离水平地面高h=5m、长L=3.4m的水平传送带以v=2m/s的速度顺时针转动．质量分别为1kg、1.5kg的小物块A、B（均可视为质点）由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳相连．现将B轻轻放在传送带的左端（B与定滑轮间的绳水平伸直，A与滑轮间的绳竖直伸直），当B运动到传送带的右端时因绳突然断掉而做平抛运动．B与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，传送带由电动机带动，与滚轮间无相对滑动，轮轴处的摩擦不计，滑轮质量和摩擦也不计，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）A上升的最大高度H；（2）B从开始运动到落地前经历的时间t及刚落地时的速率v B；（3）B在传送带上运动的过程中电动机的平均输出功率．15．质量m A=1.0kg的小球A由空中自由下落，下落t=0.5s时，在它此刻正下方△h=1m的另一质量m B=4.0kg的小球B恰好开始自由下落，且B球下落点距地面高度h=1.2m．忽略空气阻力及碰撞时间，已知两球碰撞前后始终在一条直线上运动且碰撞时机械能无损失，求B球从开始运动到落地的时间．（g=10m/s2）16．如图所示，在高h1=30m的光滑水平平台上，物块A以初速度v o水平向右运动，与静止在水平台上的物块B发生碰撞，m B=2m A，碰撞后物块A静止，物块B以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动，并恰好沿光滑圆弧形轨道BC 的B点的切线方向进入圆弧形轨道，B点的高度h2=15m，圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与地面上长为L=70m的水平粗糙轨道CD平滑连接，物块B沿轨道BCD运动与右边墙壁发生碰撞．g取10m/s2．求：（1）物块B由A到B的运动时间；（2）物块A初速度v o的大小；（3）若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出B点，最后停在轨道CD上的某点p（p点没画出）．设小物块与轨道CD 之间的动摩擦因数为μ，求μ的取值范围．17．一左端带有小斜面的长木板P静止于光滑的水平地面上，长木板质量为1kg，如图所示，木板上表面的ab部分为粗糙的水平面，长度为1.2m，bc部分为一光滑斜面，ab和bc两部分通过长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为1kg的小滑块（可看作质点）以大小为2m/s的水平初速度从a点向左运动，在斜面上升到最大高度为0.04m，返回后在到达a点前与长木板P相对静止，重力加速度为g=10m/s2．求①滑块在ab段受到的摩擦力f；②滑块最后距a点的距离s．18．如图所示，质量均为m的小球A和B，用轻弹簧相连，静止于光滑的水平地面上，A球紧靠竖直墙壁。

物理竞赛辅导测试卷〔力学综合1〕一、〔10分〕如图所时，A 、B 两小球用轻杆连接，A 球只能沿竖直固定杆运动，开场时，A 、B 均静止，B 球在水平面上靠着固定杆，由于微小扰动，B 开场沿水平面向右运动，不计一切摩擦，设A 在下滑过程中机械能最小时的加速度为a ，则a=。

二、(10分) 如下图，杆OA 长为R ，可绕过O 点的水平轴在竖直平面内转动，其端点A 系着一跨过定滑轮B 、C 的不可伸长的轻绳，绳的另一端系一物块M ，滑轮的半径可忽略，B 在O 的正上方，OB 之间的距离为H ，*一时刻，当绳的BA 段与OB 之间的夹角为α时，杆的角速度为ω，求此时物块M 的速度v M 三、〔10分〕在密度为ρ0的无限大的液体中，有两个半径为R 、密度为ρ的球，相距为d ，且ρ>ρ0，求两球受到的万有引力。

四、〔15分〕长度为l 的不可伸长的轻线两端各系一个小物体，它们沿光滑水平面运动。

在*一时刻质量为m 1的物体停下来，而质量为m 2的物体具有垂直连线方向的速度v ，求此时线的*力。

五、(15分)二波源B 、C 具有一样的振动方向和振幅，振幅为0.01m ，初位相相差π，相向发出两线性简谐波，二波频率均为100Hz ，波速为430m/s ，B 为坐标原点，C 点坐标为*C =30m ，求：①二波源的振动表达式；②二波的表达式；③在B 、C 直线上，因二波叠加而静止的各点位置。

六、(15分) 图是放置在水平面上的两根完全一样的轻质弹簧和质量为m 的物体组成的振子，没跟弹簧的劲度系数均为k ，弹簧的一端固定在墙上，另一端与物体相连，物体与水平面间的静摩擦因数和动摩擦因数均为μ。

当弹簧恰为原长时，物体位于O 点，现将物体向右拉离O 点至*0处(不超过弹性限度)，然后将物体由静止释放，设弹簧被压缩及拉长时其整体不弯曲，一直保持在一条直线上，现规定物体从最右端运动至最左端〔或从最左端运动至最右端〕为一个振动过程。

力学综合测试题一、选择题（每小题4分，共40分。

每小题至少有一个选项是正确的）1．根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是（ ）A ．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置B ．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方C ．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方D ．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方2．如图所示，三个木块A 、B 、C 在水平推力F 的作用下靠在竖直墙上，且处于静止状态，则下列说法中正确的是（ ）A ．A 与墙的接触面可能是光滑的B ．B 受到A 作用的摩擦力，方向可能竖直向下C ．B 受到A 作用的静摩擦力，方向与C 作用的静摩擦力方向一定相反D ．当力F 增大时，A 受到墙作用的静摩擦力一定不增大3．一个物体，受n 个力的作用而做匀速直线运动，现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零，而其他的力保持不变，则物体的加速度和速度 （ ） A ．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越快 B ．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越慢 C ．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越快 D ．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越慢4．如图所示，在粗糙水平面上放一三角形木块a ，当b 按下列四种不同方式运动时，a 三角形物体始终对地静止，试问，在哪种或哪几种情形下，a 三角形物体对地面有向右的静摩擦力．（ ） A ．b 物体沿斜面加速下滑 B ．b 物体沿斜面减速下滑 C ．b 物体沿斜面匀速下滑D ．b 物体受到一次冲击后沿斜面减速上滑 5 题 5．如图所示，一物体分别从3个不同高度，但同底的光滑斜面的顶端由静止开始滑下，斜面与水平面夹角分别为30°、45°、60°，滑到底端所用的时间t 1、t 2、t 3的关系是（ ） A ．t 1=t 2=t 3 B ．t 1=t 3>t 2 C ．t 1>t 2>t 3 D ．t 1<t 2<t 36．如图所示，不计重力的轻杆OP 能以O 为轴在竖直平面内自由转动，P 端悬挂一重物，另用一根轻绳通过定滑轮系在P 端。

专题14 力学综合计算题（解析版）—近5年（2017-2021）高考物理试题分类解析1.2021全国甲卷第11题. 如图，一倾角为θ的光滑斜面上有50个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为d ，减速带的宽度远小于d ；一质量为m 的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L 处由静止释放。

已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。

观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。

小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s 后停下。

已知小车与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g 。

（1）求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能； （2）求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能；（3）若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则L 应满足什么条件？【答案】（1）sin mgd θ；（2）()29sin 30mg L d mgs θμ+-；（3）sin s L d μθ>+ 【解析】（1）由题意可知小车在光滑斜面上滑行时根据牛顿第二定律有sin mg ma θ=设小车通过第30个减速带后速度为v 1，到达第31个减速带时的速度为v 2，则有22212v v ad -=因为小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同，故后面过减速带后的速度与到达下一个减速带均为v 1和v 2；经过每一个减速带时损失的机械能为22211122E mv mv ∆=- 联立以上各式解得sin E mgd θ∆=（2）由（1）知小车通过第50个减速带后的速度为v 1，则在水平地面上根据动能定理有21102mgs mv μ-=- 从小车开始下滑到通过第30个减速带，根据动能定理有()21129sin Δ2mg L d E mv θ+-=总（易错点：此式中注意是29不是30） 联立解得 ()Δ=29sin E mg L d mgs θμ+-总故在每一个减速带上平均损失的机械能为()29sin 3030mg L d mgs E E θμ+-∆'∆==总 （3）由题意可知 E E '∆>∆可得sin s L d μθ>+。

力学综合计算题（必修第一册第二册）（解析版）—2021年高考物理真题（6套）分类解析1.全国甲卷第11题. 如图，一倾角为θ的光滑斜面上有50个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为d ，减速带的宽度远小于d ；一质量为m 的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L 处由静止释放。

已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。

观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。

小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s 后停下。

已知小车与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g 。

（1）求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能； （2）求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能；（3）若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则L 应满足什么条件？【答案】（1）sin mgd θ；（2）()29sin 30mg L d mgs θμ+-；（3）sin s L d μθ>+ 【解析】（1）由题意可知小车在光滑斜面上滑行时根据牛顿第二定律有sin mg ma θ=设小车通过第30个减速带后速度为v 1，到达第31个减速带时的速度为v 2，则有22212v v ad -=因为小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同，故后面过减速带后的速度与到达下一个减速带均为v 1和v 2；经过每一个减速带时损失的机械能为22211122E mv mv ∆=- 联立以上各式解得sin E mgd θ∆=（2）由（1）知小车通过第50个减速带后的速度为v 1，则在水平地面上根据动能定理有21102mgs mv μ-=- 从小车开始下滑到通过第30个减速带，根据动能定理有()21129sin Δ2mg L d E mv θ+-=总（易错点：此式中注意是29不是30） 联立解得 ()Δ=29sin E mg L d mgs θμ+-总故在每一个减速带上平均损失的机械能为()29sin 3030mg L d mgs E E θμ+-∆'∆==总 （3）由题意可知 E E '∆>∆可得sin s L d μθ>+。