高考物理模拟试题力学压轴题和高中物理初赛力学模拟试题大题详解
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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。
2022高考物理复习冲刺压轴题精练力学部分专题8动量守恒定律一、单选题1.若采用下图中甲、乙两种实验装置来验证动量守恒定律(图中小球半径相同、质量均已知,且m A>m B,B、B´两点在同一水平线上),下列说法正确的是A.采用图甲所示的装置,必需测量OB、OM、OP和ON的距离B.采用图乙所示的装置,必需测量OB、B´N、B´P和B´M的距离C.采用图甲所示的装置,若m A•ON=m A•OP+m B•OM,则表明此碰撞动量守恒=,则表明此碰撞机械能也守恒D.2.如图所示,一质量为0.5kg的一块橡皮泥自距小车上表面1.25m高处由静止下落,恰好落入质量为2kg、速度为2.5m/s沿光滑水平地面运动的小车上,并与小车一起沿水平地面运动,取g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是A.橡皮泥下落的时间为0.3sB.橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为3.5m/sC.橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统动量守恒D.整个过程中,橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5J3.我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠.观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则()A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功4.一枚火箭搭载着卫星以速率v 0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离.已知前部分的卫星质量为m 1,后部分的箭体质量为m 2,分离后箭体以速率v 2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v 1为()A.v 0-v 2B.v 0+v 2C.21021m v v v m =-D.5.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m 的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m 的小球从槽高h 处开始自由下滑则()A.在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒B.在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动D.被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒,小球能回到槽高h 处二、多选题6.如图所示,水平面上固定着两根足够长的平行导槽,质量为2m 的U 形管恰好能在两导槽之间自由滑动,一质量为m 的小球沿水平方向,以初速度0v 从U 形管的一端射入,从另一端射出。
高中物理压轴题之力学(高中题型整理,突破提升,有答案)简介本篇文档汇总了高中物理力学部分的压轴题,旨在帮助学生突破提升。
以下是一些经典问题及其答案。
第一题问题:一个质量为2kg的物体在水平地面上,受到一个力120N的作用,加速度为多少?答案:根据牛顿第二定律,力等于质量乘以加速度,即 F = ma。
代入已知数据:120N = 2kg * a解得加速度 a = 60m/s²。
第二题问题:一个力为30N的物体在水平桌面上受到3N的摩擦力,求物体的加速度。
答案:首先,我们需要考虑摩擦力的方向。
根据题目描述,摩擦力的方向与物体运动的方向相反,所以摩擦力是阻碍运动的力。
根据牛顿第二定律,合力等于质量乘以加速度,即 F = ma。
考虑到摩擦力的影响,我们可以得到 F - f = ma,其中 F 是施在物体上的力,f 是摩擦力。
代入已知数据:30N - 3N = 3kg * a解得加速度 a = 9.0m/s²。
第三题问题:一个质量为10kg的物体处于自由下落状态,求它的重力加速度。
答案:根据牛顿第二定律,重力等于质量乘以重力加速度,即 F = mg。
根据题目的描述,物体处于自由下落状态,没有受到任何其他力的影响,所以重力就是唯一的力。
代入已知数据:F = 10kg * g解得重力加速度g ≈ 9.8m/s²。
......这里仅列举了几个例子,更多高中物理力学题目及其答案可以参考相关教材或习题集。
通过不断练习这些题目,你将能够更好地掌握物理力学知识,提升你的解题能力。
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。
1、如图6所示,宇宙飞船在距火星表面H高度处作匀速圆周运动,火星半径为R 。
当飞船运行到P点时,在极短时间内向外侧点喷气,使飞船获得一径向速度,其大小为原来速度的α倍。
因α很小,所以飞船新轨道不会与火星表面交会。
飞船喷气质量可以不计。
(1)试求飞船新轨道的近火星点A的高度h近和远火星点B的高度h远;(2)设飞船原来的运动速度为v0,试计算新轨道的运行周期T 。
2、有一个摆长为l的摆(摆球可视为质点,摆线的质量不计),在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O的距离为x处(x<l)的C点有一固定的钉子,如图所示,当摆摆动时,摆线会受到钉子的阻挡.当l一定而x取不同值时,阻挡后摆球的运动情况将不同.现将摆拉到位于竖直线的左方(摆球的高度不超过O点),然后放手,令其自由摆动,如果摆线被钉子阻挡后,摆球恰巧能够击中钉子,试求x的最小值.3、如图所示,一根长为L的细刚性轻杆的两端分别连结小球a和b,它们的质量分别为m a和m b. 杆可绕距a球为L/4处的水平定轴O在竖直平面内转动.初始时杆处于竖直位置.小球b几乎接触桌面.在杆的右边水平桌面上,紧挨着细杆放着一个质量为m的立方体匀质物块,图中ABCD为过立方体中心且与细杆共面的截面.现用一水平恒力F作用于a球上,使之绕O轴逆时针转动,求当a转过角时小球b速度的大小.设在此过程中立方体物块没有发生转动,且小球b与立方体物块始终接触没有分离.不计一切摩擦.4、把上端A封闭、下端B开口的玻璃管插入水中,放掉部分空气后放手,玻璃管可以竖直地浮在水中(如下图).设玻璃管的质量m=40克,横截面积S=2厘米2,水面以上部分的长度b=1厘米,大气压强P0=105帕斯卡.玻璃管壁厚度不计,管内空气质量不计.(1)求玻璃管内外水面的高度差h.(2)用手拿住玻璃管并缓慢地把它压入水中,当管的A端在水面下超过某一深度时,放手后玻璃管不浮起.求这个深度.(3)上一小问中,放手后玻璃管的位置是否变化如何变化(计算时可认为管内空气的温度不变)5、一个光滑的圆锥体固定在水平的桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角θ=30°(如右图).一条长度为l的绳(质量不计),一端的位置固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为m的小物体(物体可看作质点,绳长小于圆锥体的母线).物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动(物体和绳在上图中都没画出).6、一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量为m的物体,如图所示.绳的P端拴在车后的挂钩上,Q端拴在物体上.设绳的总长不变,绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计.开始时,车在A点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,左侧绳长为H.提升时,车加速向左运动,沿水平方向从A经过B驶向C.设A到B的距离也为H,车过B点时的速度为v B.求在车由A 移到B的过程中,绳Q端的拉力对物体做的功.7、在两端封闭、内径均匀的直玻璃管内,有一段水银柱将两种理想气体a和b隔开.将管竖立着,达到平衡时,若温度为T,气柱a和b的长度分别为l a和l b;若温度为T',长度分别为l抋和l抌.然后将管平放在水平桌面上,在平衡时,两段气柱长度分别为l攁和l攂.已知T、T挕8、如图所示,质量为Kg的小车放在光滑的水平面上,其中M91圆弧,BC部分水平且不AB部分为半径R=的光滑4光滑,长为L=2m,一小物块质量m=6Kg,由A点静止释放,刚好滑到C点静止(取g=102m),求:s①物块与BC间的动摩擦因数②物块从A滑到C过程中,小车获得的最大速度9、如图所示,在光滑水平面上放一质量为M、边长为l的正方体木块,木块上搁有一长为L的轻质光滑棒,棒的一端用光滑铰链连接于地面上O点,棒可绕O点在竖直平面内自由转动,另一端固定一质量为m的均质金属小球.开始时,棒与木块均静止,棒与水平面夹角为α角.当棒绕O点向垂直于木块接触边方向转动到棒与水平面间夹角变为β的瞬时,求木块速度的大小.10 、如图所示,一半径为R的金属光滑圆环可绕其竖直直径转动.在环上套有一珠子.今逐渐增大圆环的转动角速度ω,试求在不同转动速度下珠子能静止在环上的位置.以珠子所停处的半径与竖直直径的夹角θ表示.11、如图所示,一木块从斜面AC的顶端A点自静止起滑下,经过水平面CD后,又滑上另一个斜面DF,到达顶端F点时速度减为零。
5 1 t /sx /cm 2 3 4 6 7 80 2 -2甲乙 图31 -1 高考物理力学模拟试题一、选择题:每小题4分1.杭州高三月考物体沿一直线运动,在t 时间内通过的路程为S ,它在S/3处的速度为v 1,在中间时刻t/2时的速度为v 2,则v 1和v 2的关系为( ) A .当物体作匀加速直线运动时,v 1>v 2 B .当物体作匀减速直线运动时,v 1>v 2C .当物体作匀速直线运动时,v 1=v 2D .当物体作匀减速直线运动时,v 1<v 22.如图1所示,A 、B 两质量相等的长方体木块放在光滑的水平面上,一颗子弹以水平速度v 先后穿过A 和B(此过程中A 和B 没相碰)。
子弹穿过B 后的速度变为2v /5 ,子弹在A 和B 内的运动时间t A : t B =1:2,若子弹在两木块中所受阻力相等,则:( )A .子弹穿过B 后两木块的速度大小之比为1:2 B .子弹穿过B 后两木块的速度大小之比为1:4C .子弹在A 和B 内克服阻力做功之比为3:4D .子弹在A 和B 内克服阻力做功之比为1:23.某物理学博士的毕业论文是“声速与空气压强和空气密度的关系”。
他在文中给出了四个可能的关系式,其中只有一个是正确的,式中k 为比例常数无单位,P 为空气压强,ρ为空气密度。
正确的关系式是……………………( ) A .ρPkPB .PkPρC ρPkD .Pkρ4.如图2所示,弹簧下端悬一滑轮,跨过滑轮的细线两端系有A 、B 两重物, mB=2kg ,不计线、滑轮质量及摩擦,则A 、B 两重物在运动过程中,弹簧的示数可能为:(g=10m/s2)( ) A .40N B .60N C .80N D .100N5.如图3所示,四个完全相同的弹簧都呈竖直,它们的上端受到大小都为F 的拉力作用,而下端的情况各不相同;a 中弹簧下端固定在地面上,b 中弹簧下端受大小也为F 的拉力作用, c 中弹簧下端拴一质量为m 的物块且在竖直向上运动,d 中弹簧下端拴一质量为2m 的物块且在竖直方向上运动。
高三物理力学压轴预测题及答案1.(16分)如图所示,水平传送带沿顺时针匀速转动,在传送带上的P 点放一质量m =1kg 的静止小物块。
小物块随传送带运动到A 点后水平抛出,恰好无碰撞的沿圆弧切线从B 点进入竖直光滑圆弧轨道运动。
B 、C 为圆弧的两端点,其连线水平。
小物块离开C 点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动,经0.8s 通过D 点。
己知小物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.3,圆弧半径R =1.0m ,圆弧对应的圆心角θ=1060,轨道最低点为O ,A 点距水平面的高度h =0.8m ,小物块与斜面间的动摩擦因数μ2=13,重力加速度g 取10m/s 2。
试求:(1)小物块离开A 点的水平初速度v 1;(2)若传送带的速度为5m/s ,则P A 间的距离是多大?(3)小物块经过O 点时对轨道的压力; (4)斜面上CD 间的距离。
2.(15分)如图所示,水平传送带的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接,钢管内径很小。
传送带的运行速度为v 0=6m/s ,将质量m =1.0kg 的可看作质点的滑块无初速地放到传送带A 端,传送带长度为L =12.0m ,“9”字全高H =0.8m ,“9”字上半部分圆弧半径为R =0.2m ,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.3,重力加速g =10m/s 2,试求:(1)滑块从传送带A 端运动到B 端所需要的时间;(2)滑块滑到轨道最高点C 时对轨道作用力的大小和方向;(3)若滑块从“9”形轨道D 点水平抛出后,恰好垂直撞在倾角θ=45°的斜面上P 点,求P 、D 两点间的竖直高度 h (保留两位有效数字)。
3.(16分)如图所示,某货场利用固定于地面的、半径R=1.8m的四分之一圆轨道将质量为m1=10 kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,已知当货物由轨道顶端无初速滑下时,到达轨道底端的速度为5m/s.为避免货物与地面发生撞击,在地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B,长度均为l=2m,质量均为m2=20 kg,木板上表面与轨道末端相切.货物与木板间的动摩擦因数为μ=0.4,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g =10 m/s2)求(1)货物沿圆轨道下滑过程中克服摩擦力做的功;(2)通过计算判断货物是否会从木板B的右端滑落?若能,求货物滑离木板B右端时的速度;若不能,求货物最终停在B板上的位置。
压轴题04力学三大观点的综合应用目录一,考向分析 (1)二.题型及要领归纳 (2)热点题型一应用三大动力学观点创新解决经典模型问题 (2)热点题型二应用三大动力学观点解决多过程问题 (4)热点题型三借助碰撞、爆炸等模型综合考察能量观、动量观及运动观 (5)三.压轴题速练 (6)一,考向分析1.本专题是力学三大观点在力学中的综合应用,高考中本专题将作为计算题压轴题的形式命题。
2.熟练应用力学三大观点分析和解决综合问题。
3.用到的知识、规律和方法有:动力学观点(牛顿运动定律、运动学规律);动量观点(动量定理和动量守恒定律);能量观点(动能定理、机械能守恒定律、功能关系和能量守恒定律)。
5.本专题的核心问题与典型模型的表现形式(1)直线运动:水平面上的直线运动、斜面上的直线运动、传送带上的直线运动。
(2)圆周运动:绳模型圆周运动、杆模型圆周运动、拱形桥模型圆周运动。
(3)平抛运动:与斜面有关的平抛运动、与圆轨道有关的平抛运动。
6.本专题的常见过程与情境7.应对策略(1)力的观点解题:要认真分析运动状态的变化,关键是求出加速度。
(2)两大定理解题:应确定过程的初、末状态的动量(动能),分析并求出过程中的冲量(功)。
(3)过程中动量或机械能守恒:根据题意选择合适的初、末状态,列守恒关系式,一般这两个守恒定律多用于求某状态的速度(率)。
8.力学三大观点对比力学三大观点对应规律表达式动力学观点牛顿第二定律F 合=ma匀变速直线运动规律v =v 0+atx =v 0t +12at 2v 2-v 02=2ax 等能量观点动能定理W 合=ΔE k 机械能守恒定律E k1+E p1=E k2+E p2功能关系W G =-ΔE p 等能量守恒定律E 1=E 2动量观点动量定理I 合=p ′-p 动量守恒定律p 1+p 2=p 1′+p 2′9.选用原则(1)当物体受到恒力作用做匀变速直线运动(曲线运动某一方向可分解为匀变速直线运动),涉及时间与运动细节时,一般选用动力学方法解题.(2)当涉及功、能和位移时,一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题,题目中出现相对位移(摩擦生热)时,应优先选用能量守恒定律.(3)不涉及物体运动过程中的加速度而涉及物体运动时间的问题,特别是对于打击类问题,因时间短且冲力随时间变化,应用动量定理求解.(4)对于碰撞、爆炸、反冲、地面光滑的板—块问题,若只涉及初、末速度而不涉及力、时间,应用动量守恒定律求解.二.题型及要领归纳热点题型一应用三大动力学观点创新解决经典模型问题【例1】(2022·全国乙卷·T25)如图(a ),一质量为m 的物块A 与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上:物块B 向A 运动,0=t 时与弹簧接触,到02t t =时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A 、B 的v t -图像如图(b )所示。
2021年高三第一次高考模拟考试理综物理试题含解析一、单项选择题:本大题共4小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项最符合题目要求.选对的得4分,错选或不答的得0分.13.在物理学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。
关于科学家和他们的贡献,下列说法中不正确的是:A.牛顿最早提出力不是维持物体运动的原因B.卡文迪许首先通过实验测出万有引力常量C.安培提出了分子电流假说D.英国植物学家布朗,发现了悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象【答案】A【命题立意】本题旨在考查物理学史【解析】A、伽利略最早提出力不是维持物体运动的原因,故A错误;B、卡文迪许首先通过实验测出万有引力常量,故B正确;C、安培提出了分子电流假说,故C正确;D、英国植物学家布朗,发现了悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象,故D正确;本题选不正确的,故选:A。
【举一反三】本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。
14.如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。
今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小。
若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体:A.温度升高,压强增大,内能减少B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加D.温度降低,压强减小,内能增加【答案】C【命题立意】本题旨在考查理想气体的状态方程、热力学第一定律。
【解析】F 向下压活塞时,外力对气体做功,因和外界没有热交换,故由热力学第一定律可知气体的内能增加;因理想气体不计分子势能,故气体的分子平均动能增加,气体温度升高;由理想气体的状态方程可知,因温度升高、气体体积减小,故气体的压强增大;故选C。
【易错警示】理想气体由于分子间距离较大,故物体的内能不计分子势能,即内能只与温度有关和气体的体积无关。
江苏省2023年高考物理模拟试题知识点分类训练:力学解答题(动量、机械振动与机械波)一、解答题2.(2023·江苏·模拟预测)光滑的足够长的固定水平杆上套有物块长的长度为0.6m =l 此时轻绳在物块A 物体不动,将弹性物块由静止释放。
当轻绳再次竖直时,物块为2kg 和1kg ,重力加速度撞前后竖直速度大小保持不变,碰撞瞬间地面对B 的支持力与摩擦力视为恒力,则物块B 与地面第一次碰撞后的速度大小为多少?3.(2023·江苏淮安·模拟预测)窗帘是我们日常生活中很常见的一种家具装饰物,具有遮阳隔热和调节室内光线的功能。
图甲为罗马杆滑环窗帘示意图。
假设窗帘质量均匀分布在每一个环上,将图甲中的窗帘抽象为图乙所示模型。
长滑杆水平固定,上有10个相同的滑环,滑环厚度忽略不计,滑环从左至右依次编号为1、2、3……10。
窗帘拉开后,相邻两环间距离均为0.2m L =,每个滑环的质量均为0.4kg m =,滑环与滑杆之间的动摩擦因数均为0.1μ=。
窗帘未拉开时,所有滑环可看成挨在一起处于滑杆右侧边缘处,滑环间无挤压,现在给1号滑环一个向左的初速度,使其在滑杆上向左滑行(视为只有平动);在滑环滑行的过程中,前、后滑环之间的窗帘绷紧后,两个滑环立即以共同的速度向前滑行,窗帘绷紧的过程用时极短,可忽略不计。
不考虑空气阻力的影响,重力加速度210m/s g =。
(1)若要保证2号滑环能动起来,求1号滑环的最小初速度;(2)假设1号滑环与2号滑环间窗帘绷紧前其瞬间动能为E ,求窗帘绷紧后瞬间两者的总动能以及由于这部分窗帘绷紧而损失的动能;(3)9号滑环开始运动后继续滑行0.05m 后停下来,求1号滑环的初速度大小。
4.(2023·江苏徐州·统考一模)如图所示,质量1kg m =的小球用长1m L =的轻绳悬挂在固定点O 上,足够长的木板C 置于光滑水平地面上,两物块A 、B 放置在C 上,A 置于C 的左端,B 与A 相距0. 5m 。
高考物理模拟试题力学压轴题和高中物理初赛力学模拟试题大题详解文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]1、如图6所示,宇宙飞船在距火星表面H 高度处作匀速圆周运动,火星半径为R 。
当飞船运行到P 点时,在极短时间内向外侧点喷气,使飞船获得一径向速度,其大小为原来速度的α倍。
因α很小,所以飞船新轨道不会与火星表面交会。
飞船喷气质量可以不计。
(1)试求飞船新轨道的近火星点A 的高度h 近和远火星点B 的高度h 远 ; (2)设飞船原来的运动速度为v 0 ,试计算新轨道的运行周期T 。
2、有一个摆长为l 的摆(摆球可视为质点,摆线的质量不计),在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O 的距离为x 处(x <l )的C 点有一固定的钉子,如图所示,当摆摆动时,摆线会受到钉子的阻挡.当l 一定而x 取不同值时,阻挡后摆球的运动情况将不同.现将摆拉到位于竖直线的左方(摆球的高度不超过O 点),然后放手,令其自由摆动,如果摆线被钉子阻挡后,摆球恰巧能够击中钉子,试求x 的最小值.3、如图所示,一根长为L 的细刚性轻杆的两端分别连结小球a 和b ,它们的质量分别为m a 和 m b . 杆可绕距a 球为L/4处的水平定轴O 在竖直平面内转动.初始时杆处于竖直位置.小球b 几乎接触桌面.在杆的右边水平桌面上,紧挨着细杆放着一个质量为m 的立方体匀质物块,图中ABCD 为过立方体中心且与细杆共面的截面.现用一水平恒力F作用a Ob ABCDF于a球上,使之绕O轴逆时针转动,求当a转过角时小球b速度的大小.设在此过程中立方体物块没有发生转动,且小球b与立方体物块始终接触没有分离.不计一切摩擦.4、把上端A封闭、下端B开口的玻璃管插入水中,放掉部分空气后放手,玻璃管可以竖直地浮在水中(如下图).设玻璃管的质量m=40克,横截面积S=2厘米2,水面以上部分的长度b=1厘米,大气压强P0=105帕斯卡.玻璃管壁厚度不计,管内空气质量不计.(1)求玻璃管内外水面的高度差h.(2)用手拿住玻璃管并缓慢地把它压入水中,当管的A端在水面下超过某一深度时,放手后玻璃管不浮起.求这个深度.(3)上一小问中,放手后玻璃管的位置是否变化如何变化(计算时可认为管内空气的温度不变)5、一个光滑的圆锥体固定在水平的桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角θ=30°(如右图).一条长度为l的绳(质量不计),一端的位置固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为m的小物体(物体可看作质点,绳长小于圆锥体的母线).物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动(物体和绳在上图中都没画出).6、一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量为m的物体,如图所示.绳的P端拴在车后的挂钩上,Q端拴在物体上.设绳的总长不变,绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计.开始时,车在A点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,左侧绳长为H.提升时,车加速向左运动,沿水平方向从A经过B驶向C.设A到B的距离也为H,车过B点时的速度为v B.求在车由A移到B的过程中,绳Q端的拉力对物体做的功.7、在两端封闭、内径均匀的直玻璃管内,有一段水银柱将两种理想气体a 和b 隔开.将管竖立着,达到平衡时,若温度为T,气柱a 和b 的长度分别为l a 和l b ;若温度为T ',长度分别为l 抋和l 抌.然后将管平放在水平桌面上,在平衡时,两段气柱长度分别为l 攁和l 攂.已知T 、T 挕8、如图所示,质量为Kg M 9=的小车放在光滑的水平面上,其中AB 部分为半径R=的光滑41圆弧,BC 部分水平且不光滑,长为L=2m ,一小物块质量m=6Kg ,由A 点静止释放,刚好滑到C 点静止(取g=102s m ),求:①物块与BC 间的动摩擦因数②物块从A 滑到C 过程中,小车获得的最大速度9、如图所示,在光滑水平面上放一质量为M 、边长为l 的正方体木块,木块上搁有一长为L 的轻质光滑棒,棒的一端用光滑铰链连接于地面上O 点,棒可绕O 点在竖直平面内自由转动,另一端固定一质量为m 的均质金属小球.开始时,棒与木块均静止,棒与水平面夹角为α角.当棒绕O 点向垂直于木块接触边方向转动到棒与水平面间夹角变为β的瞬时,求木块速度的大小.10 、 如图所示,一半径为R 的金属光滑圆环可绕其竖直直径转动.在环上套有一珠子.今逐渐增大圆环的转动角速度ω,试求在不同转动速度下珠子能静止在环上的位置.以珠子所停处的半径与竖直直径的夹角θ表示.11、如图所示,一木块从斜面AC 的顶端A 点自静止起滑下,经过水平面CD 后,又滑上另一个斜面DF ,到达顶端F 点时速度减为零。
两斜面倾角不同,但木块与所有接触面间的摩擦系数相同,若AF 连线与水平面夹角为θ,试求木块与接触面间的滑动摩擦系数μ。
12.图中的AOB 是游乐场中的滑道模型,它位于竖直平面内,由两个半径都是R 的1/4圆周连接而成,它们的圆心1O 、2O 与两圆弧的连接点O 在同一竖直线上.B O 2沿水池的水面.一小滑块可由弧AO 的任意点从静止开始下滑.mR ω θ r 图AFθ1.若小滑块从开始下滑到脱离滑道过程中,在两个圆弧上滑过的弧长相等,则小滑块开始下滑时应在圆弧AO 上的何处(用该处到1O 的连线与竖直线的夹角表示).2.凡能在O 点脱离滑道的小滑块,其落水点到2O 的距离如何 详解: 1参考解答:对圆轨道应用动力学,有:v 0 =HR GM+ ① 则椭圆轨道上P 点的速度:v P =2020)v (v α+=21α+HR GM+ ② 对P →A 过程,机械能守恒:21m 2P v H R GmM + = 21m 2Av Ar GmM③ 比较P 、A 两点,用开普勒第二定律(此处特别注意,P 点的速度取垂直矢径的分速度): v 0r P = v A r A ④解①②③④四式可得: r A =α++1HR 同理,对P 和B 用能量关系和开普勒第二定律,可得:r B = α-+1HR 椭圆的长半轴:a =2r r BA + =21HR α-+ 最后对圆轨道和椭圆轨道用开普勒第三定律可得椭圆运动的周期。
答:h 近 = α+α-1R H ,h 远 = α-α+1R H ;T = 0v )H R (2+π232)11(α- 。
2.参考解答摆线受阻后在一段时间内摆球作圆周运动,若摆球的质量段时间为m ,则摆球受重力mg 和摆线拉力T 的作用,设在这内任一时刻的速度为v ,如图预解20-5所示。
用α表示此时摆线与重力方向之间的夹角,则有方程式2cos mv T mg l xα+=- (1)运动过程中机械能守恒,令θ表示摆线在起始位置时与竖直方向的夹角,取O 点为势能零点,则有关系21cos [()cos )]2mgl mv mg x l x θα-=--- (2)摆受阻后,如果后来摆球能击中钉子,则必定在某位置时摆线开始松弛,此时T =0,此后摆球仅在重力作用下作斜抛运动。
设在该位置时摆球速度0v v =,摆线与竖直线的夹角0αα=,由式(1)得20()cos v g l x α=-, (3) 代入(2)式,求出02cos 3()cos 2l x l x θα=-+ (4)要求作斜抛运动的摆球击中C 点,则应满足下列关系式:000()sin cos l x v t αα-=, (5)20001()cos sin 2l x v t gt αα-=-+ (6) 利用式(5)和式(6)消去t ,得到220()sin 2cos g l x v αα-= (7)由式(3)、(7)得到0cos α=(8) 代入式(4),求出arccos θ=⎣⎦(9)θ越大,cos θ越小,x 越小,θ最大值为/2π,由此可求得x 的最小值:(2x =,所以3)0.464x t l == (10)3..参考答案:如图所示,用b v 表示a 转过α角时b 球速度的大小,v 表示此时立方体速度的大小,则有v v =αcos b (1)由于b 的,相在水平用力和做功的总和为0所做的功应等于球a 、b 的增小,因量.现用a v 表示此时a 球速度的大为a 、b 角速度相同,l Oa 41=,l Ob 43=,所以得 b a v v 31= (2) 根据功能原理可知22221cos 434321cos 4421sin 4v v v m l l g m m l l g m m l F b b b a a a +⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⋅ααα (3) 将(1)、(2)式代入可得222)cos (21cos 434321cos 443121sin 4ααααb b b b a b a m l l g m m l l g m m l F v v v +⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅ 解得()()[]ααα2cos 18182cos 13sin 9m m m g m m F l b a b a b ++--+=v4.玻璃管A 端浮在水面上方时,管受力平衡.设管中空气压强为P 1,则管所受内外空气压力之差(竖直方向)是f=(P 1-P 0)S 0(a)用ρ表示水的密度,P1=P0+ρgh, (b)则: f=ρghS. (c)f应与管所受重力平衡:ρghS=mg. (d)(2)管竖直没入水中后,设管A端的深度为H,管内气柱长度为l,则A端所在处水内压强为:P A=P0+Hρg, (f)管内气压,由管内水面在水下的深度可知:为:P2=P0+Hρg+lρg. (g)管所受两者压力之差(竖直方向)为:f'=(P2-P A)S=lρgS.(h)随着管的下降,管内水面也必下降,即管内水面在水下的深度增大〔若管内水面的深度不变(或减小),则P2不变(或减小),而因管A端的下降,管内空气的体积却减小了,这与玻-马定律不符〕.因此,P2增大,l减小,故f'减小.当管A端到达某一深度H0时,f'与管所受重力相等,超过这一深度后,f'小于重力,放手后管不浮起.由此,当H=H0时,f'=lρgS=mg, (i)这时,由玻-马定律:P2lS=P1(b+h)S. (k)代入数值后,(3)由上一小问解答的分析可知,当管A端的深度超过H0时,f'<mg.故放手后管的位置要变化,将自行下沉.5、题目要求考生说明每问解法的根据.物体做水平匀速圆周运动有两种可能:一种是物体与锥体表面接触(见图1);一种是物体与锥体表面不接触(见图2).当接触时,物体受力如图1所示,T是绳对物体的拉力,N是支持力,mg是重力.物体与锥面间无摩擦.将力沿水平方向和竖直方向分解,按牛顿定律得:Tcosθ+Nsinθ=mg. (b)由(a)、(b)两式消去T,可得N跟v的关系如下:率,并将θ=30°代入,可得因为N是支持力,最小等于0,所以当v>v b时,物体不再与锥面接触.或:T=.只受重力和绳子拉力作用(如图2所示).用表示绳与圆锥体轴线之间的夹角,将力沿水平方向和竖直方向分解,按牛顿定律得:Tcos=mg. (e)2T2-3mgT-2m2g2=0解此方程,取合理值,得:T=2mg.6、设绳的P端到达B处时,左边绳与水平地面所成夹角为θ,物体从井底上升的高度为h,速度为v,所求的功为W,则:因绳总长不变,所以:v=v B cosθ. (c)将(b)、(c)两式代入(a)式,得:评分说明:全题13分.列出(a)式的,给3分.列出(b)式的,给3分.列出(c)式的,给5分.列出(d)式的,给1分.最后结果正确的,再给1分. 7、对于a 段气体,有:对于b 段气体,有:压强关系有:p b -p a =p 抇b -p 抇a ,(e)p a =p b .(f)由以上各式可得:8.解:由A 点滑到C 点,物块静止,由于系统水平方向动量守恒,C 处车也静止。