近十年高考物理力学压轴题
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力学压轴选择题(全国甲卷和Ⅰ卷)高考物理力学压轴题是考查学生物理学科素养高低的试金石,表现为综合性强、求解难度大、对考生的综合分析能力和应用数学知识解决物理问题的能力要求高等特点。
一、命题范围1.万有引力与宇宙航行(压轴指数★★★)①行星冲日问题。
结合开普勒第二定律和万有引力定律解决。
②结合最近航天事业发展的最新动态,利用万有引力与宇宙航行的知识解决相关问题。
2、牛顿运动定律综合性题目(压轴指数★★★★)整体法和隔离法在牛顿第二定律中的应用,临界问题和瞬时性问题。
3、共点力平衡(压轴指数★★★)三力平衡的处理方法,除常规的合成法,正交分解法,还要注意一些特殊的方法,例如相似三角形法和正弦定理和余弦定理处理相关问题。
4、机械能守恒定律和能量守恒定律(压轴指数★★★★★)利用机械能守恒定律或动能定理、能量守恒定律处理力学综合类题目。
二、命题类型1.力学情境综合型。
物理情境选自生活生产情境或学习探究情境,物理力学情境综合型试题的物理模型有:斜面、板块、弹簧等模型。
研究对象包含两个或两个以上物体、物理过程复杂程度高。
已知条件情境化、隐秘化、需要仔细挖掘题目信息。
求解方法技巧性强、灵活性高、应用数学知识解决问题的能力要求高的特点。
命题点常包含:匀变速直线运动、圆周运动、抛体运动等。
命题常涉及运动学、力学、功能关系等多个物理规律的综合运用,有时也会与相关图像联系在一起。
2.单一物体多过程型、多物体同一过程型问题。
对单一物体多过程型问题,比较多过程的不同之处,利用数学语言列方程求解。
对于多物体同一过程型问题,要灵活选取研究对象,善于寻找相互联系。
选取研究对象,或采用隔离法,或采用整体法,或将隔离法与整体法交叉使用。
预测2023年高考物理压轴题重点要放在单个物体与弹簧模型结合的直线运动、圆周运动与抛体运动以及多物体与板块模型、运动图像相结合的直线运动问题上。
在复习备考中应注意以下几点:1.读懂题目情境,要注重审题,深究细琢,纵观全局重点推敲,挖掘并应用隐含条件,梳理解题思路、用数学语言表达物理过程。
高考物理最难压轴题一、一物体在水平面上做匀速圆周运动,当向心力突然减小为原来的一半时,下列说法正确的是:A. 物体将做匀速直线运动B. 物体将做匀变速曲线运动C. 物体的速度将突然减小D. 物体的速率在短时间内不变(答案:D)二、在双缝干涉实验中,若保持双缝间距不变,增大光源到双缝的距离,则干涉条纹的间距将:A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定(答案:B)三、一轻质弹簧一端固定,另一端用一细线系住一小物块,小物块放在光滑的水平面上。
开始时弹簧处于原长状态,现对小物块施加一个拉力,使小物块从静止开始做匀加速直线运动。
在拉力逐渐增大的过程中,下列说法正确的是:A. 弹簧的弹性势能保持不变B. 小物块的动能保持不变C. 小物块与弹簧组成的系统机械能增大D. 小物块与弹簧组成的系统机械能守恒(答案:C)四、在电场中,一个带负电的粒子(不计重力)在电场力作用下,从A点移动到B点,电场力做了负功。
则下列说法正确的是:A. A点的电势一定低于B点的电势B. 粒子的电势能一定减小C. 粒子的动能一定增大D. 粒子的速度可能增大(答案:D)注:此题考虑的是粒子可能受到其他力(如洛伦兹力)的影响,导致速度方向变化,但电场力做负功仍使电势能增加。
五、一轻质杆两端分别固定有质量相等的小球A和B,杆可绕中点O在竖直平面内无摩擦转动。
当杆从水平位置由静止释放后,杆转至竖直位置时,下列说法正确的是:A. A、B两球的速度大小相等B. A、B两球的动能相等C. A、B两球的重力势能相等D. 杆对A球做的功大于杆对B球做的功(答案:D)六、在闭合电路中,当外电阻增大时,下列说法正确的是:A. 电源的电动势将增大B. 电源的内电压将增大C. 通过电源的电流将减小D. 电源内部非静电力做功将增大(答案:C)七、一物体以某一速度冲上一光滑斜面(足够长),加速度恒定。
前4s内位移是1.6m,随后4s内位移是零,则下列说法中正确的是:A. 物体的初速度大小为0.6m/sB. 物体的加速度大小为6m/s²(方向沿斜面向下)C. 物体向上运动的最大距离为1.8mD. 物体回到斜面底端,总共需时12s(答案:C)八、在核反应过程中,质量数和电荷数守恒。
高考物理力学压轴综合大题专题复习高考物理压轴综合大题专题复1.一辆质量为M的平板车在光滑的水平地面上以速度v0向右做匀速直线运动。
现在将一个质量为m(M=4m)的沙袋轻轻地放到平板车的右端。
如果沙袋相对平板车滑动的最大距离等于车长的4倍,那么当沙袋以水平向左的速度扔到平板车上时,为了不使沙袋从车上滑出,沙袋的初速度最大是多少?解:设平板车长为L,沙袋在车上受到的摩擦力为f。
沙袋轻轻放到车上时,设最终车与沙袋的速度为v′,则有:Mv = (M+m)v′ - fL2fL = mv/5又因为M=4m,所以可得:2fL = mv/5 = 8fL/5fL = 0因为沙袋不会从车上滑落,所以摩擦力f为0,即沙袋不受任何水平力,初速度最大为0.2.在光滑的水平面上,有一块质量为M=2kg的木板A,其右端挡板上固定一根轻质弹簧,在靠近木板左端的P处有一大小忽略不计质量m=2kg的滑块B。
木板上Q处的左侧为粗糙面,右侧为光滑面,且PQ间距离L=2m。
某时刻,木板A以速度υA=1m/s的速度向左滑行,同时滑块B以速度υB=5m/s的速度向右滑行。
当滑块B与P处相距时,二者刚好处于相对静止状态。
若在二者其共同运动方向的前方有一障碍物,木块A与障碍物碰后以原速率反弹(碰后立即撤去该障碍物)。
求B与A的粗糙面之间的动摩擦因数μ和滑块B最终停在木板A上的位置。
(g取10m/s2)解:设M和m的共同速度为v,由动量守恒得mvB - MυA = (m+M)v代入数据得:v=2m/s对AB组成的系统,由能量守恒得umgL = 2MυA^2 + 2mυB^2 - 2(M+m)v^2代入数据得:μ=0.6木板A与障碍物发生碰撞后以原速度反弹。
假设B向右滑行,并与弹簧发生相互作用。
当AB再次处于相对静止时,共同速度为u。
由动量守恒得mv - Mu = (m+M)u设B相对A的路程为s,由能量守恒得umgs = (m+M)υA^2 - (m+M)u^2代入数据得:s=3m因为s>L/4,所以滑块B最终停在木板A的左端。
高中物理力学压轴题及解析高中物理力学是高中阶段物理课程的重要组成部分,压轴题往往考察学生对力学知识的综合运用能力。
本文将针对高中物理力学压轴题,给出详细的题目及解析,帮助同学们巩固力学知识,提高解题能力。
一、高中物理力学压轴题题目:一质量为m的小车,在水平地面上受到一恒力F作用,从静止开始加速运动。
已知小车所受阻力与速度成正比,比例系数为k。
求小车在力F作用下的加速度a与速度v的关系。
二、解析1.首先,根据题目描述,小车受到的合力F合= F - kv,其中F为恒力,kv为阻力。
2.根据牛顿第二定律,合力等于质量乘以加速度,即F合= ma。
3.将合力表达式代入牛顿第二定律,得到ma = F - kv。
4.整理得到加速度a的表达式:a = (F - kv) / m。
5.由于小车从静止开始加速,可以使用初速度为0的匀加速直线运动公式v = at,将加速度a代入,得到v = (F - kv)t / m。
6.进一步整理得到速度v与时间t的关系:v = (F/m)t - (k/m)t^2。
7.由于要求速度v与加速度a的关系,可以将v对a求导,得到dv/da = (F/m) - 2(k/m)t。
8.令dv/da = 0,求得极值点,即t = F / (2km)。
将此值代入v的表达式,得到v = F^2 / (4km)。
9.因此,小车在力F作用下的加速度a与速度v的关系为:a = F / m - 2k/m * v。
三、总结通过对本题的解析,我们可以发现,解决这类力学压轴题的关键在于熟练运用牛顿第二定律、运动学公式,以及掌握阻力与速度成正比的关系。
此外,同学们在解题过程中要注意合理运用数学知识,如求导、求极值等,以提高解题速度和准确度。
注意:本文所提供的题目及解析仅供参考,实际考试题目可能有所不同。
1989~1998高考物理压轴题的回顾与启示(一)1989年
1、题目:用斜杠把直角棱变成运动的车轮
题目解析:本题考查的是牛顿力法。
用斜杠把直角棱变成运动的车轮,是牛顿力法的一种应用,牛顿力法的本质是将动力的作用矩变成重心力和
轮力,从而使车轮运动起来。
结论:本题考查了物理中常见的牛顿力法,旨在考查学生物理概念的
应用能力。
(二)1998年
1、题目:用一个气垫使一个鸟窝悬空
题目解析:本题考查的是流体力学。
气垫使一个鸟窝悬空,是流体力
学中浮力的一种应用,浮力是由气体分子撞击鸟窝,使鸟窝获得抵抗重力
的力从而悬空。
结论:本题考查了流体力学中的浮力,旨在考查学生物理概念的理解
能力。
启示:高考物理压轴题的答题需要考生熟悉物理学的基本知识,同时
也要具备运用物理知识解决实际问题的能力,才能正确完成考试任务。
力学理综(全国卷)34.(22分)一传送带装置示意如图,其中传送带经过AB 区域时是水平的,经过BC 区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,未画出),经过CD 区域时是倾斜的,AB 和CD 都与BC 相切。
现将大量的质量均为m 的小货箱一个一个在A 处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运送到D 处,D 和A 的高度差为h 。
稳定工作时传送带速度不变,CD 段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L 。
每个箱子在A 处投放后,在到达B 之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动(忽略经BC 段时的微小滑动)。
已知在一段相当长的时间T 内,共运送小货箱的数目为N 。
这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦。
求电动机的平均抽出功率P 。
参考解答:以地面为参考系(下同),设传送带的运动速度为v 0,在水平段运输的过程中,小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动,设这段路程为s ,所用时间为t ,加速度为a ,则对小箱有s =1/2at 2 ①v 0=at ②在这段时间内,传送带运动的路程为s 0=v 0t ③由以上可得s 0=2s ④用f 表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力,则传送带对小箱做功为A =fs =1/2mv 02 ⑤传送带克服小箱对它的摩擦力做功A 0=fs 0=2·1/2mv 02 ⑥两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量Q =1/2mv02 ⑦可见,在小箱加速运动过程中,小箱获得的动能与发热量相等。
T 时间内,电动机输出的功为W =P T ⑧此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热,即W =1/2Nmv 02+Nmgh +NQ ⑨已知相邻两小箱的距离为L ,所以v 0T =NL ⑩联立⑦⑧⑨⑩,得P =T Nm [222T L N +gh]理综(四川、贵州、云南、陕西、甘肃)25.(20分)如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A 点由静止出发绕O 点下摆,当摆到最低点B 时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处A 。
最近两年全国各地高考物理压轴题汇集(详细解析63题)1(20分)如图12所示,PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平地面上,整个空间有一个平行于PR的匀强电场E,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B,一个质量为m=0.1 kg,带电量为q=0.5 C 的物体,从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动,进入磁场后恰能做匀速运动。
当物体碰到板R端的挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动停在C点,PC=L/4,物体与平板间的动摩擦因数为μ=0.4,取g=10m/s2 ,求:(1)判断物体带电性质,正电荷还是负电荷(2)物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2(3)磁感应强度B的大小(4)电场强度E的大小和方向图122(10分)如图2—14所示,光滑水平桌面上有长L=2m的木板C,质量m c=5kg,在其正中央并排放着两个小滑块A和B,m A=1kg,m B=4kg,开始时三物都静止.在A、B间有少量塑胶炸药,爆炸后A以速度6m/s水平向左运动,A、B中任一块与挡板碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A、B都与挡板碰撞后,C的速度是多大(2)到A、B都与挡板碰撞为止,C的位移为多少3(10分)为了测量小木板和斜面间的摩擦因数,某同学设计如图所示实验,在小木板上固定一个轻弹簧,弹簧下端吊一个光滑小球,弹簧长度方向与斜面平行,现将木板连同弹簧、,放手后,木板沿斜面下小球放在斜面上,用手固定木板时,弹簧示数为F1,测得斜面斜角为θ,则木板与斜面间动摩擦因数滑,稳定后弹簧示数为F2为多少(斜面体固定在地面上)4有一倾角为θ的斜面,其底端固定一挡板M ,另有三个木块A 、B 和C ,它们的质量分别为m A =m B =m ,m C =3 m ,它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上,并通过轻弹簧与挡板M 相连,如图所示.开始时,木块A 静止在P 处,弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动,P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动,与木块A 相碰后立刻一起向下运动,但不粘连,它们到达一个最低点后又向上运动,木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 静止于P 点,木块C 从Q 点开始以初速度032v 向下运动,经历同样过程,最后木块C 停在斜面上的R 点,求P 、R 间的距离L ′的大小。
1、如图10是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置,M 为半径为 1.0R m =、固定于竖直平面内的14光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平,N 为待检验的固定曲面,该曲面在竖直面内的截面为半径r =的14圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M 轨道的上端点,M 的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量0.01m kg =的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M 的上端点,水平飞出后落到N 的某一点上,取210/g m s =,求: (1)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能p E 多大?(2)钢珠落到圆弧N 上时的速度大小N v 是多少?(结果保留两位有效数字)2、(10分)建筑工地上的黄沙堆成圆锥形,而且不管如何堆其角度是不变的。
若测出其圆锥底的周长为12.5m ,高为1.5m ,如图所示。
(1)试求黄沙之间的动摩擦因数。
(2)若将该黄沙靠墙堆放,占用的场地面积至少为多少?3、(16分)如图17所示,光滑水平地面上停着一辆平板车,其质量为2m ,长为L ,车右端(A 点)有一块静止的质量为m 的小金属块.金属块与车间有摩擦,与中点C 为界, AC 段与CB 段摩擦因数不同.现给车施加一个向右的水平恒力,使车向右运动,同时金属块在车上开始滑动,当金属块滑到中点C 时,即撤去这个力.已知撤去力的瞬间,金属块的速度为v 0,车的速度为2v 0,最后金属块恰停在车的左端(B 点)。
如果金属块与车的AC 段间的动摩擦因数为1μ,与CB 段间的动摩擦因数为2μ,求1μ与2μ的比值.4、(18分)如图10所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场,左侧匀强电场的场强大小为E 、方向水平向右,其宽度为L ;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向外;右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为B 、方向垂直纸面向里。
一个带正电的粒子(质量m,电量q,不计重力)从电场左边缘a 点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到了a 点,然后重复上述运动过程。
史上最难高考物理压轴题一、在一密闭容器中,装有一定质量的理想气体,现对气体进行等容加热,使其温度升高,则气体分子的平均动能将如何变化?A. 减小B. 不变C. 增大D. 无法确定(答案)C二、一物体在水平面上做匀速直线运动,现突然给物体施加一与运动方向相同的恒力,则物体的运动状态将如何变化?A. 继续做匀速直线运动B. 做匀加速直线运动C. 做匀减速直线运动D. 做曲线运动(答案)B三、一轻质弹簧竖直放置,下端固定在地面上,上端放一重物,重物在弹簧的作用下处于静止状态。
现给重物一个向下的初速度,使重物开始上下振动。
在振动过程中,重物加速度为零的位置是?A. 重物运动到最高点时B. 重物运动到最低点时C. 重物运动到平衡位置时D. 无法确定(答案)C四、在电场中,一带电粒子仅在电场力作用下从某点由静止开始运动,则该粒子在运动过程中,其电势能的变化情况是?A. 一直增大B. 一直减小C. 先增大后减小D. 先减小后增大(答案)B五、一物体在恒力作用下做曲线运动,其速度方向与力的方向的夹角将如何变化?A. 一直增大B. 一直减小C. 保持不变D. 可能增大也可能减小(答案)D六、在磁感应强度为B的匀强磁场中,一通电导线与磁场方向垂直放置,当导线中的电流强度为I时,导线所受的安培力大小为F。
若将电流强度增大为2I,其他条件不变,则导线所受的安培力大小将变为?A. F/2B. FC. 2FD. 4F(答案)C七、一物体在水平面上做匀变速直线运动,其加速度方向与速度方向相反,当加速度逐渐减小时,物体的速度将如何变化?A. 逐渐增大B. 逐渐减小C. 先增大后减小D. 先减小后增大(答案)B八、在光的双缝干涉实验中,若将双缝的间距增大,则干涉条纹的间距将如何变化?A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定(答案)B。
压轴题用力学三大观点处理多过程问题1.用力学三大观点(动力学观点、能量观点和动量观点)处理多过程问题在高考物理中占据核心地位,是检验学生物理思维能力和综合运用知识解决实际问题能力的重要标准。
2.在命题方式上,高考通常会通过设计包含多个物理过程、涉及多个力学观点的复杂问题来考查学生的综合能力。
这些问题可能涉及物体的运动状态变化、能量转换和守恒、动量变化等多个方面,要求考生能够灵活运用力学三大观点进行分析和解答。
3.备考时,学生应首先深入理解力学三大观点的基本原理和应用方法,掌握相关的物理公式和定理。
其次,要通过大量的练习来提高自己分析和解决问题的能力,特别是要注重对多过程问题的训练,学会将复杂问题分解为多个简单过程进行分析和处理。
考向一:三大观点及相互联系考向二:三大观点的选用原则力学中首先考虑使用两个守恒定律。
从两个守恒定律的表达式看出多项都是状态量(如速度、位置),所以守恒定律能解决状态问题,不能解决过程(如位移x,时间t)问题,不能解决力(F)的问题。
(1)若是多个物体组成的系统,优先考虑使用两个守恒定律。
(2)若物体(或系统)涉及速度和时间,应考虑使用动量定理。
(3)若物体(或系统)涉及位移和时间,且受到恒力作用,应考虑使用牛顿运动定律。
(4)若物体(或系统)涉及位移和速度,应考虑使用动能定理,系统中摩擦力做功时应用摩擦力乘以相对路程,动能定理解决曲线运动和变加速运动特别方便。
考向三:用三大观点的解物理题要掌握的科学思维方法1.多体问题--要正确选取研究对象,善于寻找相互联系选取研究对象和寻找相互联系是求解多体问题的两个关键。
选取研究对象后需根据不同的条件采用隔离法,即把研究对象从其所在的系统中抽离出来进行研究;或采用整体法,即把几个研究对象组成的系统作为整体进行研究;或将隔离法与整体法交叉使用。
通常,符合守恒定律的系统或各部分运动状态相同的系统,宜采用整体法;在需讨论系统各部分间的相互作用时,宜采用隔离法;对于各部分运动状态不同的系统,应慎用整体法。
历年高考物理压轴题精选(三)2008年(宁夏卷)23.(15分)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。
双星系统在银河系中很普遍。
利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。
已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T ,两颗恒星之间的距离为r ,试推算这个双星系统的总质量。
(引力常量为G )24.(17分)如图所示,在xOy 平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行于y 轴向下;在x 轴和第四象限的射线OC 之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为B ,方向垂直于纸面向外。
有一质量为m ,带有电荷量+q 的质点由电场左侧平行于x 轴射入电场。
质点到达x 轴上A 点时,速度方向与x 轴的夹角ϕ,A 点与原点O 的距离为d 。
接着,质点进入磁场,并垂直于OC 飞离磁场。
不计重力影响。
若OC 与x 轴的夹角为ϕ,求 (1)粒子在磁场中运动速度的大小: (2)匀强电场的场强大小。
24.(17分)(1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧。
由于质点飞离磁场时,速度垂直于OC ,故圆弧的圆心在OC 上。
依题意,质点轨迹与x 轴的交点为A ,过A 点作与A 点的速度方向垂直的直线,与OC 交于O '。
由几何关系知,AO '垂直于OC ',O '是圆弧的圆心。
设圆弧的半径为R ,则有R =dsin ϕ⎺由洛化兹力公式和牛顿第二定律得RvmqvB 2= ②将⎺式代入②式,得ϕsin mqBd v =③(2)质点在电场中的运动为类平抛运动。
设质点射入电场的速度为v 0,在电场中的加速度为a ,运动时间为t ,则有 v 0=v cos ϕ ④v sin ϕ=at ⑤d =v 0t⑥ 联立④⑤⑥得dv a ϕϕcos sin 2=⑦设电场强度的大小为E ,由牛顿第二定律得qE =ma⑧联立③⑦⑧得ϕϕcos 3sin 2md qB E =⑨2008年(海南卷)16.如图,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y 轴正方向,磁场方向垂直于xy 平面(纸面)向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样.一带正电荷的粒子从P(x=0,y=h)点以一定的速度平行于x 轴正向入射.这时若只有磁场,粒子将做半径为R 0的圆周运动;若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动.现在,只加电场,当粒子从P 点运动到x=R 0平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与x 轴交于M 点.不计重力.求(I)粒子到达x=R 0平面时速度方向与x 轴的夹角以及粒子到x 轴的距离;(Ⅱ)M 点的横坐标x M .16.(I)设粒子质量、带电量和入射速度分别为m 、q 和v 0,则电场的场强E 和磁场的磁感应强度B 应满足下述条件qE=qv o B ①②现在,只有电场,入射粒子将以与电场方向相同的加速度③做类平抛运动.粒子从P(x=0,y=h)点运动到x=R o平面的时间为④粒子到达x=R0平面时速度的y分量为⑤由①②⑧④⑤式得⑥此时粒子速度大小为,⑦速度方向与x轴的夹角为⑧粒子与x轴的距离为⑨(II)撤除电场加上磁场后,粒子在磁场中做匀速圆周运动.设圆轨道半径为R,则⑩由②⑦⑩式得⑨粒子运动的轨迹如图所示,其中圆弧的圆心C位于与速度v的方向垂直的直线上,该直线与x轴和y轴的夹角均为π/4.由几何关系及○11式知C点的坐标为过C点作x轴的垂线,垂足为D。
1.质量为M 的平板车在光滑的水平地面上以速度v0向右做匀速直线运动:若将一个质量为m (M= 4m )的沙袋轻轻地放到平板车的右端:沙袋相对平板车滑动的最大距离等于车长的41:若将沙袋以水平向左的速度扔到平板车上:为了不使沙袋从车上滑出:沙袋的初速度最大是多少?解:设平板车长为L :沙袋在车上受到的摩擦力为f 。
沙袋轻轻放到车上时:设最终车与沙袋的速度为v′:则()v m M Mv '+=0 =-fL ()2022121Mv v m M -'+ 又M= 4m 可得:258mv fL =设沙袋以水平向左的初速度扔到车上:显然沙袋的初速度越大:在车上滑行的距离越长:沙袋刚好不从车上落下时:相对与车滑行的距离为L :其初速度为最大初速设为v :车的最终速度设为v 终:以向右为坐标的正方向:有:()终v m M mv Mv +=-0 =-fL ()2202212121mv Mv v m M --+终又M= 4m 258mv fL = 可得:v=v0(v=3v0舍去)车的最终速度设为v 终=053v 方向向左2在光滑的水平面上有一质量M=2kg 的木版A :其右端挡板上固定一根轻质弹簧:在靠近木版左端的P 处有一大小忽略不计质量m=2kg 的滑块B 。
木版上Q 处的左侧粗糙:右侧光滑。
且PQ 间距离L=2m :如图所示。
某时刻木版A 以υA=1m/s 的速度向左滑行:同时滑块B 以υB=5m/s 的速度向右滑行:当滑块B 与P 处相距L43时:二者刚好处于相对静止状态:若在二者其共同运动方向的前方有一障碍物:木块A 与障碍物碰后以原速率反弹(碰后立即撤去该障碍物)。
求B 与A 的粗糙面之间的动摩擦因数μ和滑块B 最终停在木板A 上的位置。
(g 取10m/s2)解: 设M.m 共同速度为v :由动量守恒得 mvB-MV A=(m+M)v 代入数据得: v=2m/s对AB 组成得系统:由能量守恒4143umgL=21MV A2+21mvB2—21(M+m)V2代入数据得: u=0.6木板A 与障碍物发生碰后以原速度反弹:假设B 向右滑行:并与弹簧发生相互作用:当AB 再次处于相对静止时:共同速度为u由动量守恒得mv —Mv=(m+m)u 设B 相对A 的路程为s :由能量守恒得umgs=(m+M)v2--( m+M)u2 代入数据得:s=32(m)由于s>41L :所以B 滑过Q 点并与弹簧相互作用:然后相对A 向左滑动到Q 点左边:设离Q 点距离为s1 S1=s-41L=0.17(m)3.(15分)一轻质弹簧:两端连接两滑块A 和B :已知mA=0.99kg : mB=3kg :放在光滑水平桌面上:开始时弹簧处于原长。
高考物理压轴题分析及求解方法一、力学部分【例1】【2017·新课标Ⅲ卷】(20分)如图,两个滑块A 和B 的质量分别为m A =1 kg 和m B =5 kg ,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m =4 kg ,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1。
某时刻A 、B 两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v 0=3 m/s 。
A 、B 相遇时,A 与木板恰好相对静止。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g =10 m/s 2。
求(1)B 与木板相对静止时,木板的速度;(2)A 、B 开始运动时,两者之间的距离。
审题:A 、B 摩擦系数相同,但B 的质量大于A 的质量,故B 对木板的摩擦力大于A 对木板的摩擦力,而木板受地面的摩擦力小于A 、B 对木板摩擦力的合力,故木板先向右加速,后与B 一起减速,而A 先向左减速,后向右加速。
关键:是物理过程分析,只要物理过程清楚了,解题思路就有了。
【解析】(1)滑块A 和B 在木板上滑动时,木板也在地面上滑动。
设A 、B 和木板所受的摩擦力大小分别为f 1、f 2和f 3,A 和B 相对于地面的加速度大小分别是a A 和a B ,木板相对于地面的加、B 速度大小为a 1。
在物块B 与木板达到共同速度前有① ② ③由牛顿第二定律得 ④ ⑤ ⑥设在t 1时刻,B 与木板达到共同速度,设大小为v 1。
由运动学公式有对B :⑦ 对木板:⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得⑨ 10.4t s =(2)在t 1时间间隔内,B 相对于地面移动的距离为201112B B S v t a t =-⑩11A f m g μ=21B f m g μ=32()A B f m m m g μ=++1A A f m a =2B B f m a =2131f f f ma --=101B v v a t =-111v a t =1 1 m/s v =设在B 与木板达到共同速度v 1后,木板的加速度大小为a 2,对于B 与木板组成的体系,由牛顿第二定律有⑪由①②④⑤式知,A B a a =,再由⑦⑧可知,B 与木板达到共同速度时,A 的速度大小也为v 1,但运动方向与木板相反。
历年高考物理压轴题(精选)(文末附详解)第1题如图12所示,PR 是一块长为L =4 m 的绝缘平板固定在水平地面上,整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E ,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B ,一个质量为m =0.1 kg ,带电量为q =0.5 C 的物体,从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动,进入磁场后恰能做匀速运动。
当物体碰到板R 端的挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动停在C 点,PC =L/4,物体与平板间的动摩擦因数为μ=0.4,取g=10m/s 2 ,求:(1)判断物体带电性质,正电荷还是负电荷?(2)物体与挡板碰撞前后的速度v 1和v 2(3)磁感应强度B 的大小(4)电场强度E 的大小和方向图12第2题如图2—14所示,光滑水平桌面上有长L=2m的木板C,质量m c=5kg,在其正中央并排放着两个小滑块A和B,m A=1kg,m B=4kg,开始时三物都静止.在A、B间有少量塑胶炸药,爆炸后A以速度6m/s水平向左运动,A、B中任一块与挡板碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A、B都与挡板碰撞后,C的速度是多大?(2)到A、B都与挡板碰撞为止,C的位移为多少?3(10分)为了测量小木板和斜面间的摩擦因数,某同学设计如图所示实验,在小木板上固定一个轻弹簧,弹簧下端吊一个光滑小球,弹簧长度方向与斜面平行,现将木板连同弹簧、小球放在斜面上,用手固定木板,放手后,木板沿斜面下滑,稳定后弹簧示数时,弹簧示数为F1为F,测得斜面斜角为θ,则木板与斜面间动摩擦因数为多少?2(斜面体固定在地面上)4有一倾角为θ的斜面,其底端固定一挡板M ,另有三个木块A 、B 和C ,它们的质量分别为m A =m B =m ,m C =3 m ,它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上,并通过轻弹簧与挡板M 相连,如图所示.开始时,木块A 静止在P 处,弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动,P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动,与木块A 相碰后立刻一起向下运动,但不粘连,它们到达一个最低点后又向上运动,木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 静止于P 点,木块C 从Q 点开始以初速度032v 向下运动,经历同样过程,最后木块C 停在斜面上的R 点,求P 、R 间的距离L ′的大小。
力学
2003年理综(全国卷)
34.(22分)一传送带装置示意如图,其中传送带经过AB 区域时是水平的,经过BC 区域
时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,未画出),经过CD 区域时是倾斜的,AB 和CD 都
与BC 相切。
现将大量的质量均为m 的小货箱一个一个
在A 处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运送
到D 处,D 和A 的高度差为h 。
稳定工作时传送带速度
不变,CD 段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L 。
每
个箱子在A 处投放后,在到达B 之前已经相对于传送带
静止,且以后也不再滑动(忽略经BC 段时的微小滑动)。
已知在一段相当长的时间T 内,共运送小货箱的数目为
N 。
这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦。
求电动机的平均抽出功率P 。
参考解答:
以地面为参考系(下同),设传送带的运动速度为v 0,在水平段运输的过程中,小货
箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动,设这段路程为s ,所用时间为t ,加速度为a ,则对
小箱有
s =1/2at 2①
v 0=at ②
在这段时间内,传送带运动的路程为
s 0=v 0t ③
由以上可得
s 0=2s ④
用f 表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力,则传送带对小箱做功为
A =fs =1/2mv 02⑤
传送带克服小箱对它的摩擦力做功
A 0=fs 0=2·1/2mv 02⑥
两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量
Q =1/2mv
02⑦
可见,在小箱加速运动过程中,小箱获得的动能与发热量相等。
T 时间内,电动机输出的功为
W =P T ⑧
此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热,即
W =1/2Nmv 02+Nmgh +NQ ⑨
已知相邻两小箱的距离为L ,所以
v 0T =NL ⑩联立⑦⑧⑨⑩,得
P =T Nm [22
2T L N +gh]
2005年理综(四川、贵州、云南、陕西、甘肃)
25.(20分)如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)
从A 点由静止出发绕O 点下摆,当摆到最低点B 时,女演员在极短时间
内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处A 。
求男演员落
地点C 与O 点的水平距离s 。
已知男演员质量m 1和女演员质量m 2之比
m 1/m 2=2秋千的质量不计,秋千的摆长为R ,C 点低5R 。
解:设分离前男女演员在秋千最低点B 的速度为v 0,由机械能守恒定律,
202121)(2
1)(v m m gR m m +=+设刚分离时男演员速度的大小为v 1,方向与v 0相同;女演员速度的大小为v 2,方向与
v 0相反,由动量守恒,2211021)(v m v m v m m -=+分离后,男演员做平抛运动,设男
演员从被推出到落在C 点所需的时间为t ,根据题给条件,由运动学规律,22
14gt R =
t v x 1=,根据题给条件,女演员刚好回A 点,由机械能守恒定律,222221v m gR m =
,已知m 1=2m 2,由以上各式可得x =8R 2006年全国理综(天津卷)
25.(22分)神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是
观测双星系统的运动规律。
天文学家观测河外星系麦哲伦云时,发现了LMCX-3双
星系统,它由可见星A 和不可见的暗星B 构成,两星视为质点,不考虑其它天体的
影响,A 、B 围绕两者连线上的O 点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,
如图所示。
引力常量为G ,由观测能够得到可见星A 的速率v 和运行周期。
(1)可见得A 所受暗星B 的引力F A 可等效为位于O 点处质量为m /
的星体(视为质点)对它的引力,设A 和B 的质量分别为m 1、m 2。
试求m /
的(用m 1、m 2表示);(2)求暗星B 的质量m 2与可见星A 的速率v 、运行周期T 和质量m 1之间的关系式;
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量m I 的两倍,它将有可能成为黑洞。
若可见星A 的速率v =2.7m/s ,运行周期T =4.7π×104s ,质量m 1=6m I ,试通
过估算来判断暗星B 有可能是黑洞吗?
(G =6.67×1011-N ·m/kg 2,m I =2.0×1030kg )
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