高考物理专题复习:力学题专题.doc
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力学高考专题一、单项选择题1、a:b是一条水平的绳上相距为l的两点。
一列简谐横波沿绳传播:其波()(A)经过平衡位置向上运动(B)处于平衡位置上方位移最大处(C)经过平衡位置向下运动(D)处于平衡位置下方位移最大处2、两颗人造地球卫星:都在圆形轨道上运行:它们的质量相等:轨道半径之比r1/r2=2:则它们动能之比E1/E2等于()(A)2 (B)(C)1/2 (D)43、如图:位于水平地面上的质量为M的小木块:在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作加速运动。
若木块与地面之间的滑动摩擦系数为μ:则木块的加速度为()(A)F/M (B)Fcosα/M(C)(Fcosα-μMg)/M(D)[Fcosα-μ(Mg-Fsinα)]/M4、如图:一木块放在水平桌面上:在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用:木块处于静止状态。
其中F1=10牛、F2=2牛。
若撤去力F1:则木块在水平方向受到的合力为()(A)10牛:方向向左(B)6牛:方向向右(C)2牛:方向向左 (D)零5、如图所示的装置中:木块B与水平桌面间的接触是光滑的:子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内:将弹簧压缩到最短。
现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统):则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()(A)动量守恒、机械能守恒(B)动量不守恒、机械能不守恒(C)动量守恒、机械能不守恒(D)动量不守恒、机械能守恒6、两辆完全相同的汽车:沿水平直路一前一后匀速行驶:速度均为v0:若前车突然以恒定的加速度刹车:在它刚停住时:后车以前车刹车时的加速度开始刹车。
已知前车在刹车过程中所行的距离为s:若要保证两辆车在上述情况中不相撞:则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为( )(A)s (B)2s (C)3s (D)4s7、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星( )。
(A)它可以在地面上任一点的正上方:且离地心的距离可按需要选择不同值(B)它可以在地面上任一点的正上方:但离地心的距离是一定的(C)它只能在赤道的正上方:但离地心的距离可按需要选择不同值(D)它只能在赤道的正上方:且离地心的距离是一定的8、一列沿x 方向传播的横波:其振幅为A :波长为λ:某一时刻波的图象如图所示。
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。
高考物理经典力学计算题集萃=10m/s沿x1.在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点以速度v0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(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.3.一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)5.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/m·s2)6.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(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/m·s2,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=6.4×103km,万有引力常量G=(2/3)×10-10N·m2/kg2,求地球质量(结果要求保留二位有效数字).12.如图所示,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)13.如图所示,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)14.如图所示,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:(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)(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.(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:(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①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)(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.21.如图所示,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22.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)/2T2.26.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=m,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v=m/s向右滑动,金属块与木块之间的滑动摩擦因数μ=,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28.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m,另一质量是1kg、可视为质点的滑块C以速度v=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.30.如图1-85所示,AB和CD为两个对称斜面,其上部足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R=m,一个质量为m=1kg的物体在离弧高度为h=m处,以初速度m/s沿斜面运动,若物体与两斜面间的动摩擦因数μ=,重力加速度g=10m/s2,则(1)物体在斜面上(不包括圆弧部分)走过路程的最大值为多少?(2)试描述物体最终的运动情况.(3)物体对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少?31.如图所示,一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后部,木箱到驾驶室的距离L=m,已知木箱与车板间的动摩擦因数μ=,平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的倍,平板车以v=m/s恒定速度行驶,突然驾驶员刹车使车做匀减速运动,为使木箱不撞击驾驶室.g取1m/s2,试求:(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间.(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大.32.如图1-87所示,1、2两木块用绷直的细绳连接,放在水平面上,其质量分别为m1=kg、m2=kg,它们与水平面间的动摩擦因数均为μ=.在t=0时开始用向右的水平拉力F=N拉木块2和木块1同时开始运动,过一段时间细绳断开,到t=s时1、2两木块相距Δs=m(细绳长度可忽略),木块1早已停止.求此时木块2的动能.(g取10m/s2)33.如图1-88甲所示,质量为M、长L=m、右端带有竖直挡板的木板B静止在光滑水平面上,一个质量为m的小木块(可视为质点)A以水平速度v0=m/s滑上B的左端,之后与右端挡板碰撞,最后恰好滑到木板B的左端,已知M/m=3,并设A与挡板碰撞时无机械能损失,碰撞时间可以忽略不计,g取10m/s2.求(1)A、B最后速度;(2)木块A与木板B之间的动摩擦因数.(3)木块A与木板B相碰前后木板B的速度,再在图1-88乙所给坐标中画出此过程中B相对地的v-t图线.34.两个物体质量分别为m1和m2,m1原来静止,m2以速度v向右运动,如图所示,它们同时开始受到大小相等、方向与v相同的恒力F的作用,它们能不能在某一时刻达到相同的速度说明判断的理由.35.如图所示,ABC是光滑半圆形轨道,其直径AOC处于竖直方向,长为m.半径OB处于水平方向.质量为m的小球自A点以初速度v水平射入,求:(1)欲使小球沿轨道运动,其水平初速度v的最小值是多少(2)若小球的水平初速度v小于(1)中的最小值,小球有无可能经过B点若能,求出水平初速度大小满足的条件,若不能,请说明理由.(g取10m/s2,小球和轨道相碰时无能量损失而不反弹)36.试证明太空中任何天体表面附近卫星的运动周期与该天体密度的平方根成反比.37.在光滑水平面上有一质量为kg的小球,以m/s的速度向前运动,与一个质量为kg的静止的木块发生碰撞,假设碰撞后木块的速度为m/s,试论证这种假设是否合理.38.如图所示在光滑水平地面上,停着一辆玩具汽车,小车上的平台A是粗糙的,并靠在光滑的水平桌面旁,现有一质量为m的小物体C以速度v沿水平桌面自左向右运动,滑过平台A后,恰能落在小车底面的前端B处,并粘合在一起,已知小车的质量为M,平台A离车底平面的高度OA=h,又OB=s,求:(1)物体C刚离开平台时,小车获得的速度;(2)物体与小车相互作用的过程中,系统损失的机械能.39.一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右端离竖直挡板m,现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以一定速度v从B的左端水平滑上B,如图1-92所示,已知A和B间的动摩擦因数μ=,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞前后速度大小不变.①若v=2m/s,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长②若v=4m/s,要使A最终不脱离B,则木板B又至少有多长(g取10m/s2)40.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,动摩擦因数为μ,滑块CD上表面为光滑的1/4圆弧,它们紧靠在一起,如图1-93所示.一可视为质点的物块P质量也为m,它从木板AB右端以初速v0滑入,过B点时速度为v/2,后又滑上滑块,最终恰好滑到最高点C处,求:(1)物块滑到B处时,木板的速度vAB;(2)木板的长度L;(3)物块滑到C处时滑块CD的动能.41.一平直长木板C静止在光滑水平面上,今有两小物块A和B分别以2v和v的初速度沿同一直线从长木板C两端相向水平地滑上长木板,如图1-94所示.设A、B两小物块与长木板C间的动摩擦因数均为μ,A、B、C三者质量相等.①若A、B两小物块不发生碰撞,则由开始滑上C到静止在C上止,B通过的总路程是多大经过的时间多长②为使A、B两小物块不发生碰撞,长木板C的长度至少多大42.在光滑的水平面上停放着一辆质量为M的小车,质量为m的物体与一轻弹簧固定相连,弹簧的另一端与小车左端固定连接,将弹簧压缩后用细线将m栓住,m静止在小车上的A点,如图1-95所示.设m与M间的动摩擦因数为μ,O点为弹簧原长位置,将细线烧断后,m、M开始运动.(1)当物体m位于O点左侧还是右侧,物体m的速度最大简要说明理由.(2)若物体m达到最大速度v1时,物体m已相对小车移动了距离s.求此时M的速度v2和这一过程中弹簧释放的弹性势能Ep(3)判断m与M的最终运动状态是静止、匀速运动还是相对往复运动并简要说明理由.43.如图1-96所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑1/4圆弧轨道,两轨道恰好相切.质量为M的小木块静止在O点,一质量为m的小子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,恰能到达圆弧最高点C(小木块和子弹均可看成质点).问:(1)子弹入射前的速度(2)若每当小木块返回或停止在O点时,立即有相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧能上升的最大高度为多少44.如图所示,一辆质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块,=2m/s的滑块与平板车间的动摩擦因数μ=.开始时平板车和滑块共同以v速度在光滑水平面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反,平板车足够长,以至滑块不会滑到平板车右端.(取g=10m/s2)求:(1)平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离.(2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v.(3)为使滑块始终不会从平板车右端滑下,平板车至少多长(M可当作质点处理)45.如图所示,质量为kg的小车静止在光滑轨道上,在它的下面挂一个质量为kg的小球B,车旁有一支架被固定在轨道上,支架上O点悬挂一个质量仍为kg的小球A,两球的球心至悬挂点的距离均为m.当两球静止时刚好相切,两球心位于同一水平线上,两条悬线竖直并相互平行.若将A球向左拉到图中的虚线所示的位置后从静止释放,与B球发生碰撞,如果碰撞过程中无机械能损失,求碰撞后B球上升的最大高度和小车所能获得的最大速度.46.如图所示,一条不可伸缩的轻绳长为l,一端用手握着,另一端系一个小球,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,且使绳始终与半径为r的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动.若人手提供的功率恒为P,求:(1)小球做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.=200g,通过定滑轮用绳子挂在轻弹簧的一端,47.如图所示,一个框架质量m1弹簧的另一端固定在墙上,当系统静止时,弹簧伸长了10cm,另有一粘性物=200g,从距框架底板H=30cm的上方由静止开始自由下落,并体质量m2用很短时间粘在底板上.g取10m/s2,设弹簧右端一直没有碰到滑轮,不计滑轮摩擦,求框架向下移动的最大距离h多大48.如图所示,在光滑的水平面上,有两个质量都是M的小车A和B,两车之间用轻质弹簧相连,它们以共同的速度v向右运动,另有一质量为m=M/2的粘性物体,从高处自由落下,正好落在A车上,并与之粘合在一起,求这以后的运动过程中,弹簧获得的最大弹性势能E.49.一轻弹簧直立在地面上,其劲度系数为k=400N/m,在弹簧的上端与盒子A连接在一起,盒子内装物体B,B的上下表面恰与盒子接触,如图1-102所示,A和B的质量mA=mB=1kg,g=10m/s2,不计阻力,先将A向上抬高使弹簧伸长5cm后从静止释放,A和B一起做上下方向的简谐运动,已知弹簧的弹性势能决定于弹簧的形变大小.(1)试求A的振幅;(2)试求B的最大速率;(3)试求在最高点和最低点A对B的作用力.。
物理高考力学专题力学是物理学的一门重要分支,也是高考物理考试的重要内容之一。
在高考力学专题中,主要包括牛顿运动定律、万有引力定律、力的合成与分解、动量定理等内容。
下面将分别介绍这些内容。
1. 牛顿运动定律:牛顿运动定律是描述物体运动规律的基本定律,共包括三个定律。
第一定律:一个物体如果受到的合外力为零,则物体将保持静止或匀速直线运动的状态。
第二定律:物体所受合外力等于物体质量与加速度的乘积。
第三定律:任何物体之间存在作用力,作用力大小相等、方向相反。
2. 万有引力定律:万有引力定律是描述天体间相互作用力的定律,由牛顿提出。
万有引力定律公式为F = G * m₁ * m₂ / r²,其中F表示力的大小,G为万有引力常数,m₁和m₂分别为两个天体的质量,r为两个天体之间的距离。
根据此定律,我们可以解释行星的轨道、地球上物体的重力等现象。
3. 力的合成与分解:力的合成是指将几个力按照一定的规则合成为一个力的过程。
力的合成可通过向量的几何法或三角法进行计算。
力的分解是指将一个力分解为若干具有特定方向的力的过程。
力的分解可通过向量分解法进行计算。
4. 动量定理:动量定理是描述物体受力后动量变化的定理,可以用来分析和解释物体的运动规律。
动量定理公式为FΔt = mΔv,其中F表示作用在物体上的合外力,Δt表示作用时间,m表示物体质量,Δv表示物体速度的改变量。
在应用高考力学专题时,需要对以上内容进行理解和掌握,能够通过推导和计算等方式解决相关问题。
同时,还需要通过大量的练习题来巩固和加深对力学专题的理解。
总的来说,高考力学专题是物理考试中的重要内容,涵盖了牛顿运动定律、万有引力定律、力的合成与分解、动量定理等内容。
理解和掌握这些内容,对于解答与力学相关的物理题目至关重要。
通过不断的学习和实践,我们可以提高在高考力学专题上的应试能力,为取得好成绩打下坚实的基础。
高考物理实验专题复习:力学实验—、基本仪器1、请认真观察本题图示并读出螺旋测微器的测量结果为mm,游标卡尺的测量结果为mm。
二、纸带(一)匀加速直线运动(用纸带计算瞬时速度和加速度)1.(9分)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。
他将打点计时器接到频率为50Hz 的交流电源上,实验时得到一条纸带。
他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这个点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明£>, 第二十一个点下标明E。
测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm,OE长为13.73cm,财丁C点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运动的加速度大小为m/s2, AB的距离应为cm。
(保留三位有效数字)参考答案1.(每);旨 & B /1—14. 56cm —13. 73cm(用纸带计算瞬时速度和加速度,分析由于电源频率引起的误差)2、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02S的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打3、C、。
、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:(1) __________________________________计算VF的公式V F = ;(2)以A点对应的时刻为t=0,根据表格中数据做出物体的v-t图象,利用图象求得其加速度a =m/s2;(3)如果当时电网中交变电流的频率是上51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填:偏大、偏小或不变)。
参考答案 4. (12 分)(1)* =<10? (2)=0.425±0.005m/s2;图略(3)偏小(纸带的迁移)3、(本题满分13分(1)(3分)图中给出的是用螺旋测微器测量某一圆柱形工件的直径时的示数图,由图可知此工件的直径应为mm o2(10分)如图甲所示,是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动,以替代打点计时器。
力学综合题(三大观点解力学问题)1.如图所示,质量为14m kg =和质量为22m kg =可视为质点的两物块相距d 一起静止在足够长且质量为2M kg =的木板上,已知1m 、2m 与木板之间的动摩擦因数均为10.4μ=,木板与水平面的动摩擦因数为20.2μ=.某时刻同时让1m 、2m 以初速度速度16/v m s =,24/v m s =的速度沿木板向右运动。
取210/g m s =,求:(1)若1m 与2m 不相碰,1m 与2m 间距d 的最小值; (2)M 在水平面滑行的位移x 。
2.如图,I 、II 为极限运动中的两部分赛道,其中I 的AB 部分为竖直平面内半径为R 的14光滑圆弧赛道,最低点B 的切线水平;II 上CD 为倾角为30︒的斜面,最低点C 处于B 点的正下方,B 、C 两点距离也等于R .质量为m 的极限运动员(可视为质点)从AB 上P 点处由静止开始滑下,恰好垂直CD 落到斜面上。
求: (1)极限运动员落到CD 上的位置与C 的距离; (2)极限运动员通过B 点时对圆弧轨道的压力; (3)P 点与B 点的高度差。
3.某电动机工作时输出功率P 与拉动物体的速度v 之间的关系如图(a )所示。
现用该电动机在水平地面拉动一物体(可视为质点),运动过程中轻绳始终处在拉直状态,且不可伸长,如图(b )所示。
已知物体质量1m kg =,与地面的动摩擦因数10.35μ=,离出发点C 左侧S 距离处另有动摩擦因数为20.45μ=、长为0.5d m =的粗糙材料铺设的地面AB 段。
(g 取210/)m s(1)若S 足够长,电动机功率为2W 时,物体在地面能达到的最大速度是多少? (2)若启动电动机,物体在C 点从静止开始运动,到达B 点时速度恰好达到0.5/m s ,则BC 间的距离S 是多少?物体能通过AB 段吗?如果不能停在何处?4.如图所示,光滑水平地面上放置一质量3M kg =的长木板,长木板右端固定一轻质弹簧,其劲度系数300/k N m =,弹簧的自由端到长木板左端的距离0.8L m =。
直线运动及图像直线运动及图像【知识框架】直线运动是高考中的基础章节,很多的题型的基本解法都涉及到直线运动的公式,所以希望提起同学们的注意。
【板块一】直线运动公式复习 【基础知识】1、定义:沿着一条直线运动,在相等时间内速度变化相等,即加速度恒定的运动,叫做匀变速直线运动。
2、特征:速度大小随时间均匀变化,加速度的大小和方向恒定不变。
3、运动公式:0v v at =+ 2012s v ta t =+ 2202t v v as -= 02t v v s vt t +== ⑴以上四个公式中共有五个物理量:s 、t 、a 、0v 、t v ,这五个物理量中只有三个是独立的,可以任意选定。
只要其中三个物理量确定之后,另外两个就唯一确定了。
每个公式中只有其中的四个物理量,当已知某三个而要求另一个时,往往选定一个公式就可以了。
如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等,那么另外的两个物理量也一定对应相等。
⑵以上五个物理量中,除时间t 外,s 、0v 、t v 、a 均为矢量。
习惯上一般以0v 的方向为正方向,以t=0时刻的位移为零,这时s 、t v 和a 的正负就都有了确定的物理意义。
4、几个常用的结论①221321...n n s s s s s s s aT -∆=-=-==-==恒量,即任意相邻相等时间内的位移之差相等,可以推广到s m -s n =(m-n)aT 2。
此公式是判断物体是否做匀变速运动的依据之一。
②2202t s t v v v v v +==≤③初速为零的匀变速直线运动ⅰ前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为1∶4∶9∶…… ⅱ第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1∶3∶5∶…… ⅲ前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为1∶2∶3∶…… ⅳ第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为1∶()12-∶∶……【典型例题】【例1】物体的位移随时间变化的函数关系式是S=4t+2t 2(m), 则它运动的初速度加速度分别为( )A .0、4m/s 2B .4m/s 、2m/s 2C .4m/s 、1m/s 2D .4m/s 、4m/s 2【例2】一个物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s,在这1s内该物体的()A.位移的大小可能小于4mB.位移的大小可能大于4mC.加速度的大小可能小于4m/s2D.加速度的大小可能大于10m/s2【例3】两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知()A.在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同B.在时刻t1两木块速度相同C.在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同D.在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同【例4】从地面竖直向上抛出一物体A,同时在离地面有一高度处另有一物体B自由下落,两物体在空中达到同一高度时速度大小都是v,则下述正确的是()A.物体A上抛初速度大小和B物体落地时的速度大小都是2vB.物体A和B落地时间相同C.物体A能上升的最大高度和物体B开始下落时的高度相同D.两物体在空中达同一高度处,一定是B物体开始下落时高度的中点【例5】从高H下以水平速度v1平抛一个小球1,同时从地面以速度v2竖直上抛出一个小球2,两球可在空中相遇则()A.从抛出到相遇所用时间为1HvB.从抛出到相遇所用时间为2HvC.抛出时两球间的水平距离为12v Hv⋅D.相遇时小球2上升的高度为2212gHHv⎛⎫⋅-⎪⎝⎭【例6】一杂技演员,用一只手抛球.他每隔0.40s抛出一球,接到球便立即把球抛出,已知除抛、接球的时刻外,空中总有四个球,将球的运动看作是竖直方向的运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,取g=10m/s2) ()A.1.6m B.2.4m C.3.2m D.4.0m【例7】有一种“傻瓜”相机的曝光时间(快门从打开到关闭的时间)是固定不变的.为了估测相机的曝光时间,有位同学提出了下述实验方案:他从墙面上A点的正上方与A相距H=1.5 m处,使一个小石子自由下,在小石子下落通过A点后,按动快门,对小石子照相得到如图所示的照片,由于小石子的运动,它在照片上留下一条模糊的径迹CD.已知每块砖的平均厚度约为6 cm,从这些信息估算该相机的曝光时间最近于( )A.0.5 sB. 0.06 sC. 0.02 sD. 0.008 s1234567直线运动及图像【例8】图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。
力学大题一、解答题1.如图所示,三个质量均为m 的小物块A 、B 、C ,放置在水平地面上,A 紧靠竖直墙壁,一劲度系数为k 的轻弹簧将A 、B 连接,C 紧靠B ,开始时弹簧处于原长,A 、B 、C 均静止。
现给C 施加一水平向左、大小为F 的恒力,使B 、C 一起向左运动,当速度为零时,立即撤去恒力,一段时间后A 离开墙壁,最终三物块都停止运动。
已知A 、B 、C 与地面间的滑动摩擦力大小均为f ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内。
(弹簧的弹性势能可表示为:2p 12E kx =,k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量) (1)求B 、C 向左移动的最大距离0x 和B 、C 分离时B 的动能k E ;(2)为保证A 能离开墙壁,求恒力的最小值min F ;(3)若三物块都停止时B 、C 间的距离为BC x ,从B 、C 分离到B 停止运动的整个过程,B 克服弹簧弹力做的功为W ,通过推导比较W 与BC fx 的大小;(4)若5F f =,请在所给坐标系中,画出C 向右运动过程中加速度a 随位移x 变化的图像,并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a 、x 值(用f 、k 、m 表示),不要求推导过程。
以撤去F 时C 的位置为坐标原点,水平向右为正方向。
2.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?3.如图,一竖直圆管质量为M,下端距水平地面的高度为H,顶端塞有一质量为m的小球。
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用专题2.3.力学中三种力(能力篇)一.选择题1..(2019·洛阳六校联考)把一个重为G的物体,用一个水平力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直且足够高的平整的墙上,如图所示,从t =0开始物体所受的摩擦力F f随时间t的变化关系可能正确的是【名师解析】由推力F的表达式F=kt可知,力F从零逐渐增大.当力F比较小时,物体沿墙壁下滑,物体所受的摩擦力为滑动摩擦力,大小为F f=μF=μkt,即滑动摩擦力与时间t成正比.当滑动摩擦力F f=G 时,物体的速度达到最大,当F f>G时物体开始做减速运动,物体所受的滑动摩擦力继续随时间而增大.当物体速度减为零后,物体静止在墙壁上,此后摩擦力变为静摩擦力.根据平衡条件可知此后静摩擦力F f=G 保持不变.所以从t =0开始物体所受的摩擦力F f随时间t的变化关系可能正确的是图象B。
【参考答案】B2. (2019河北衡水质检)如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。
已知b球质量为m,杆与水平面成角,不计所有摩擦,重力加速度为g。
当两球静止时,Oa绳与杆的夹角也为,Ob绳沿竖直方向,则下列说法正确的是A. a可能受到2个力的作用B. b可能受到3个力的作用C. 绳子对a的拉力等于mgD. a的重力为【参考答案】C【名师解析】对a球受力分析可知,a受到重力,绳子的拉力以及杆对a球的弹力,三个力的合力为零,故A错误;对b球受力分析可知,b受到重力,绳子的拉力,两个力合力为零,杆子对b球没有弹力,否则b不能平衡,故B错误;由于b受到重力和绳子拉力处于平衡状态,则绳子拉力,同一根绳子上的拉力相等,故绳子对a的拉力等于mg,故C正确;分别对AB两球分析,运用合成法,如图,根据正弦定理列式得:解得:,故D错误。
【名师点拨】分别对ab两球分析,运用合成法,用T表示出ab两球的重力,同一根绳子上的拉力相等,即绳子ab两球的拉力是相等的,根据正弦定理列式求解。
力学题的深入研究
最近辅导学生的过程中,发现几道力学题虽然不是特别难,但容易错,并且辅导书对这几道题或语焉不详,或似是而非,或浅尝辄止,本文对其深入研究,以飨读者。
【题1】(1)某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规
律。
物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面
打点计吋器电源的频率为50Hz o
上(尚未到达滑轮处)。
从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个
①通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点 _____ 和_______ 之间某
吋刻开始减速。
②计数点5对应的速度大小为 ________ m/s,计数点6对应的速度大小
为______ m/so (保留三位有效数字)。
③物块减速运动过程屮加速度的大小为a二_____ m/s2,若用纟來计算物
g
块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因
数的真实值____________ (填“偏大”或“偏小”)。
【原解析】一般的辅导书是这样解的:
①和②一起研究:根据乙=儿,其中T = 5x^ = OAs ,得
(9.00+11.0 l)xl0-2| 心 , (11.01 + 12.28) xl0~2/
= ------------------------ = 1.00m Is、 = ------------------------------ = 1 • 16/n/ s , 2x0.1 2x0.1
「7 = (12.28+10.06)x1° =] ]4加/s ,因为v6 > v5, v7 < v6,所以可判断物块2x0.1 在两相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。
这样解是有错误的。
其中冬是正确的,*、*7是错误的。
因为公式
竝是匀变速运动的公式,而在6、7之间不是匀变速运动了。
2T
第一问应该这样解析:
①物块在两相邻计数点6和7之间某吋刻开始减速。
根据1到6Z间的As = 2.00cm ,如果继续做匀加速运动的话,则6、7之间的距离应该为s67 = 556 + As = 11.01+2.00 = 13.01,但图中567= 12.28cm,所以是在6和7之间开始减速。
第二问应该这样解析:
②根据1到6之间的As = 2.00",加速度a =耸=] ° mls = 2.00m/s
T~ 0.12
所以* 二v_ +aT= 1.00+ 2.00x0.1 = i.20m/s。
因为v =£L±£L=(10・66+&61)X10-2 =@96 物/$
8 2T 2x0.1
v7 = v8-aT= 0.964- (-2) x 0.1 = l.l&n/s。
③首先求相邻两个相等时间间隔的位移差,从第7点开始依次为,
3=10.6061 = 1.99cm, As*2 = &61-6.60=2.01如,Ay3 =6.60-4.60= 2.00cm,求平均值A.v = -(Av, + Av2 + ) = 2.00^ ,所以
力口速度a = = 2.00x]0皿」s1 = 2.00ml s1
T2 O.l2
根据“mg = ma,得a = “g这是加速度的理论值,实际上/zmg+ f = md (此
式中/为纸带与打点计时器的摩擦力),得ajg 丄这是加速度的理论m
值。
因为a'> a所以“二纟的测量值偏大。
g
【答案】(1)①6和7,②1.00m/5, 1.16m/5,③2.00,偏大
【点评】本题考查打点计时器纸带数据处理及测摩擦因数的原理及误差分析。
难度・难O
处理打点计吋器纸带的题目很多,但设问:通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点__________ 和_______ Z间某时刻开始减速的题目在高考屮第一次出
现,考生很可能根据纸带表面数据,认为7和8之间的距离开始小于6和7之间的距离而错填7和8,只有计算了6和7之间的理论距离(如果一直做匀加速运动的话)大于实际距离之后才能正确判断。
此题物理情景依I口,但设问是创新的。
【扩展】求在6和7 Z间什么时刻开始做减速运动?
【解法1公式法】设在6之后f时刻开始做减速运动,有
1 。
1 9 v6t + -at- + % (0.1 — /)
d(0.1 —小
其中b=1.2 + 2x“ 解得t = 0.045 o
从1到11的速度图象如下:
v/m/s
将比=1.20m/s, a = 2.00m/s?, s61 =0.1228??代入解得t = 0.045
【题2】•如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上・A、B间的动摩擦因数为U,B与地面间的动摩擦因数为丄□・最人静摩擦力
2
等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则
(A)当E<2 Mmg时,A、B都相对地面静止
(B)当F = u mg时,A的加速度为+ u g
(C)当F>3 Mmg时,A相对B滑动
(D)无论F为何值,B的加速度不会超过+ u g
A
【解析】AB之间的摩擦力.齐=2/zmg, B与地之间的摩擦力/2=弓“加g,所以B 的加速度不会超过a Bm - —~ , D正确,此时F = 3mci = >jbimg。
所以
m 2 2
当F <»mg时,AB 一起相对地面运动,所以A错误。
F>即F >3/jmg时,AB有相对运动,C正确。
当F = -pmg时,AB -起相对地面运动,A 的加速度a A=^^ = -pg , B正确。
2m 3
【答案】BCD
【点评】本题要先判断AB-起相对地面运动和A、B有相对运动的条件,所以要先做D,后做A、B、Co
【扩展】画出A、B的加速度随力F变化的图像。