高中物理力学典型例题

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(完整版)高中物理力学经典的题(含答案),推荐文档

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高中物理力学计算题汇总经典精解(49题)1.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)图1-732.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)3.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? 4.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.5.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?6.一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.7.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.8.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1-719.一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?10.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1-7211.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.图1-84图1-8530.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=2.0m,一个质量为m=1kg的物体在离弧高度为h=3.0m处,以初速度4.0m/s沿斜面运动,若物体与两斜面间的动摩擦因数μ=0.2,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1-86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=1.6m,已知木箱与车板间的动摩擦因数μ=0.484,平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍,平板车以v0=22.0m/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.图1-86图1-8732.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=1.0kg、m2=2.0kg,它们与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.10.在t=0时开始用向右的水平拉力F=6.0N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=6.0s时1、2两木块相距Δs=22.0m(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=1.0m、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=4.0m/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.图1-8834.两个物体质量分别为m1和m2,m1原来静止,m2以速度v0向右运动,如图1-89所示,它们同时开始受到大小相等、方向与v0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.图1-89图1-90图1-9135.如图1-90所示,ABC是光滑半圆形轨道,其直径AOC处于竖直方向,长为0.8m.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0.2kg的小球,以5.0m/s的速度向前运动,与一个质量为0.3kg的静止的木块发生碰撞,假设碰撞后木块的速度为4.2m/s,试论证这种假设是否合理.38.如图1-91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v0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0.5m,现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以一定速度v0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=0.2,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v0=2m/s,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?②若v0=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)图1-92图1-9340.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v0/2,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2v0和v0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?图1-94图1-9542.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?图1-96图1-9744.如图1-97所示,一辆质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块,滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.4.开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s的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1-98所示,质量为0.3kg的小车静止在光滑轨道上,在它的下面挂一个质量为0.1kg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0.1kg的小球A,两球的球心至悬挂点的距离均为0.2m.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.图1-98图1-9946.如图1-99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.47.如图1-100所示,一个框架质量m1=200g,通过定滑轮用绳子挂在轻弹簧的一端,弹簧的另一端固定在墙上,当系统静止时,弹簧伸长了10cm,另有一粘性物体质量m2=200g,从距框架底板H=30cm的上方由静止开始自由下落,并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?图1-100图1-101图1-10248.如图1-101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v0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.参考解题过程与答案1.解:由匀加速运动的公式v2=v02+2as得物块沿斜面下滑的加速度为a=v2/2s=1.42/(2×1.4)=0.7ms-2,由于a<gsinθ=5ms-2,可知物块受到摩擦力的作用.图3分析物块受力,它受3个力,如图3.对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律有mgsinθ-f1=ma,mgcosθ-N1=0,分析木楔受力,它受5个力作用,如图3所示.对于水平方向,由牛顿定律有f2+f1cosθ-N1sinθ=0,由此可解得地面的作用于木楔的摩擦力f2=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ=1×0.7×(/2)=0.61N.此力的方向与图中所设的一致(由指向).2.解:(1)飞机原先是水平飞行的,由于垂直气流的作用,飞机在竖直方向上的运动可看成初速度为零的匀加速直线运动,根据h=(1/2)at2,得a=2h/t2,代入h=1700m,t=10s,得a=(2×1700/102)(m/s2)=34m/s2,方向竖直向下.(2)飞机在向下做加速运动的过程中,若乘客已系好安全带,使机上乘客产生加速度的力是向下重力和安全带拉力的合力.设乘客质量为m,安全带提供的竖直向下拉力为F,根据牛顿第二定律F+mg=ma,得安全带拉力F=m(a-g)=m(34-10)N=24m(N),∴安全带提供的拉力相当于乘客体重的倍数n=F/mg=24mN/m·10N=2.4(倍).(3)若乘客未系安全带,飞机向下的加速度为34m/s2,人向下加速度为10m/s2,飞机向下的加速度大于人的加速度,所以人对飞机将向上运动,会使头部受到严重伤害.3.解:设月球表面重力加速度为g,根据平抛运动规律,有h=(1/2)gt2,①水平射程为L=v0t,②联立①②得g=2hv02/L2.③根据牛顿第二定律,得mg=m(2π/T)2R,④联立③④得T=(πL/v0h).⑤4.解:前2秒内,有F-f=ma1,f=μN,N=mg,则a1=(F-μmg)/m=4m/s2,vt=a1t=8m/s,撤去F以后a2=f/m=2m/s,s=v12/2a2=16m.5.解:(1)用力斜向下推时,箱子匀速运动,则有Fcosθ=f,f=μN,N=G+Fsinθ,联立以上三式代数据,得F=1.2×102N.(2)若水平用力推箱子时,据牛顿第二定律,得F合=ma,则有F-μN=ma,N=G,联立解得a=2.0m/s2.v=at=2.0×3.0m/s=6.0m/s,s=(1/2)at2=(1/2)×2.0×3.02m/s=9.0m,推力停止作用后a′=f/m=4.0m/s2(方向向左),s′=v2/2a′=4.5m,则s总=s+s′=13.5m.6.解:根据题中说明,该运动员发球后,网球做平抛运动.以v表示初速度,H表示网球开始运动时离地面的高度(即发球高度),s1表示网球开始运动时与网的水平距离(即运动员离开网的距离),t1表示网球通过网上的时刻,h表示网球通过网上时离地面的高度,由平抛运动规律得到s1=vt1,H-h=(1/2)gt12,消去t1,得v=m/s,v≈23m/s.以t2表示网球落地的时刻,s2表示网球开始运动的地点与落地点的水平距离,s表示网球落地点与网的水平距离,由平抛运动规律得到H=(1/2)gt22,s2=vt2,消去t2,得s22H g ≈16m,网球落地点到网的距离s=s2-s1≈4m.7.解:设经过时间t,物体到达P点(1)xP=v0t,yP=(1/2)(F/m)t2,xP/yP=ctg37°,联解得t=3s,x=30m,y=22.5m,坐标(30m,22.5m)(2)vy=(F/m)t=15220y v v 13y/v0=15/10=3/2,∴α=arctg(3/2),α为v与水平方向的夹角.8.解:在0~1s内,由v-t图象,知a1=12m/s2,由牛顿第二定律,得F-μmgcosθ-mgsinθ=ma1,①在0~2s内,由v-t图象,知a2=-6m/s2,因为此时物体具有斜向上的初速度,故由牛顿第二定律,得-μmgcosθ-mgsinθ=ma2,②②式代入①式,得F=18N.9.解:在传送带的运行速率较小、传送时间较长时,物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程,设物体匀加速运动的时间为t1,则(v/2)t1+v(t-t1)=L,所以t1=2(vt-L)/v=(2×(2×6-10)/2)s=2s.为使物体从A至B所用时间最短,物体必须始终处于加速状态,由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变,所以其加速度也不变.而a=v/t=1m/s2.设物体从A至B所用最短的时间为t2,则(1/2)at22=L,t2=vmin=at2传送带速度再增大1倍,物体仍做加速度为1m/s2的匀加速运动,从A至B的传送时间为4.5.10.解:启动前N1=mg,升到某高度时N2=(17/18)N1=(17/18)mg,对测试仪N2-mg′=ma=m(g/2),∴g′=(8/18)g=(4/9)g,GmM/R2=mg,GmM/(R+h)2=mg′,解得:h=(1/2)R.11.解:(1)设卫星质量为m,它在地球附近做圆周运动,半径可取为地球半径R,运动速度为v,有GMm/R2=mv22)由(1)得:M=v2R/G==6.0×1024kg.12.解:对物块:F1-μmg=ma1,6-0.5×1×10=1·a1,a1=1.0m/s2,s1=(1/2)a1t2=(1/2)×1×0.42=0.08m,v1=a1t=1×0.4=0.4m/s,对小车:F2-μmg=Ma2,9-0.5×1×10=2a2,a2=2.0m/s2,s2=(1/2)a2t2=(1/2)×2×0.42=0.16m,v2=a2t=2×0.4=0.8m/s,撤去两力后,动量守恒,有Mv2-mv1=(M+m)v,v=0.4m/s(向右),∵((1/2)mv12+(1/2)Mv22)-(1/2)(m+M)v2=μmgs3,s3=0.096m,∴l=s1+s2+s3=0.336m.13.解:设木块到B时速度为v0,车与船的速度为v1,对木块、车、船系统,有m1gh=(m1v02/2)+((m2+m3)v12/2),m1v0=(m2+m3)v1,解得v0=5gh15,v1=gh15.木块到B后,船以v1继续向左匀速运动,木块和车最终以共同速度v2向右运动,对木块和车系统,有m1v0-m2v1=(m1+m2)v2,μm1gs=((m1v02/2)+(m2v12/2))-((m1+m2)v22/2),得v2=v1=gh15,s=2h.14.解:(1)小球的角速度与手转动的角速度必定相等均为ω.设小球做圆周运动的半径为r,线速度为v.由几何关系得r=22L R+,v=ω·r,解得v=ω22L R+.(2)设手对绳的拉力为F,手的线速度为v,由功率公式得P=Fv=F·ωR,∴F=P/ωR.小球的受力情况如图4所示,因为小球做匀速圆周运动,所以切向合力为零,即22L R+22L R+.。

高中物理力学试题(答案与解析)

高中物理力学试题(答案与解析)

一、选择题1.如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0 匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力()A.等于零B.不为零,方向向右C.不为零,方向向左D.不为零,v0 较大时方向向左,v0 较小时方向向右2.如图所示,竖直放置的弹簧,小球从弹簧正上方某一高处落下,从球接触弹簧到弹簧被压缩到最大的过程中,关于小球运动情况,下列说法正确的是()A.加速度的大小先减小后增大B.加速度的大小先增大后减小C.速度大小不断增大D.速度大小不断减小3.如图所示,三根横截面完全相同的圆木材A、B、C 按图示方法放在水平面上,它们均处于静止状态,则下列说法正确的是AB CA.B、C所受的合力大于 A 受的合力B.B、C对A 的作用力的合力方向竖直向上C.B 与C之间一定存在弹力D.如果水平面光滑,则它们仍有可能保持图示的平衡4.如图所示,一物块静止在粗糙的斜面上。

现用一水平向右的推力 F 推物块,物块仍静止不动。

则A.斜面对物块的支持力一定变小B.斜面对物块的支持力一定变大C.斜面对物块的静摩擦力一定变小D.斜面对物块的静摩擦力一定变大5.如图所示,两木块的质量分别为m1 和m2 ,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1 和k2 ,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧。

在这过程中下面木块移动的距离为A.m g B .1k1m g2k1C .m g D .1k2m g2k26.目前,我市每个社区均已配备了公共体育健身器材.图示器材为一秋千,用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点.由于长期使用,导致两根支架向内发生了稍小倾斜,如图中虚线所示,但两悬挂点仍等高.座椅静止时用 F 表示所受合力的大小,F1 表示单根轻绳对座椅拉力的大小,与倾斜前相比()A.F 不变,F1 变小 B .F 不变,F1 变大C.F 变小,F1 变小 D .F 变大,F1 变大7.如图所示,放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力 F 作用始终保持静止,当力 F 逐渐减小后,下列说法正确的是A.物体受到的摩擦力保持不变B.物体受到的摩擦力逐渐增大C.物体受到的合力减小D.物体对斜面的压力逐渐减小8.如图,在倾斜的天花板上用力 F 垂直压住一木块,使它处于静止状态,则关于木块受力情况,下列说法正确的是A.可能只受两个力作用B.可能只受三个力作用C.必定受四个力作用D.以上说法都不对9.如图所示,光滑球放在挡板和斜面之间,挡板由垂直斜面位置逆时针缓慢转到水平位置过程中,下列说法正确的是()A.球对斜面的压力逐渐减小B.球对斜面的压力逐渐增大C.球对挡板的压力减小D.球对挡板的压力先增大后减小10.如图,粗糙的水平地面上有一倾角为θ的斜劈,斜劈上一光滑、质量为m的物块在沿斜面向上的恒力 F 作用下,以速度v0 匀速下滑,斜劈保持静止,则()FθA.斜劈受到 5 力作用处于平衡状态B.斜劈受到地面摩擦力等于零C.斜劈受到地面摩擦力方向向左D.斜劈受到地面摩擦力大小与F大小有关11.如图所示,一木棒M搭在水平地面和一矮墙上,两个支撑点E、F 处受到的弹力和摩擦力的方向,下列说法正确的是A.E 处受到的支持力竖直向上B.F 处受到的支持力竖直向上C.E 处受到的静摩擦力沿EF方向D.F 处受到的静摩擦力沿水平方向12.如图所示,吊床用绳子拴在两棵树上等高位置,某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均处于静止状态。

高一物理力学典型例题

高一物理力学典型例题

以下是一些高一物理力学的典型例题:1. 一个物体在水平地面上做匀速直线运动,受到的摩擦力是20N,那么物体受到的拉力是()A. 大于20NB. 等于20NC. 小于20ND. 无法判断答案:B解析:物体做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,所以拉力等于摩擦力等于20N。

2. 一辆汽车在平直的公路上行驶,从甲地经过乙地到达丙地,若汽车在甲、乙两地间的平均速度为v1,在乙、丙两地间的平均速度为v2,则汽车从甲地到丙地的平均速度为()A. (v1+v2)/2B. v1+v2C. v1v2/(v1+v2)D. v1v2/v1+v2答案:C解析:设甲、乙两地间的距离为s1,乙、丙两地间的距离为s2,则汽车从甲地到乙地的时间t1=s1/v1,从乙地到丙地的时间t2=s2/v2,则汽车从甲地到丙地的平均速度v=s1+s2/t1+t2=s1+s2/s1/v1+s2/v2=v1v2/v1+v2。

3. 一个物体在竖直方向上做自由落体运动,其在t时间内位移为x,在紧接着的t时间内位移为x\prime,则物体刚下落时离地面的高度为()A. x+x\prime/t\textsuperscript{2}B. x-x\prime/t\textsuperscript{2}C.x+x\prime/t\textsuperscript{2}-gt\textsuperscript{2}/4D.x+x\prime/t\textsuperscript{2}+gt\textsuperscript{2}/4 答案:C解析:根据自由落体运动的位移时间关系公式,有x=gt\textsuperscript{2}/2;x′=g(t+t\textsubscript{0})\textsuperscript{2}/2,其中t\textsubscript{0}=t,解得物体刚下落时离地面的高度h=x+x′/t\textsuperscript{2}-gt\textsuperscript{2}/4。

高中物理 20个力学经典计算题汇总及解析

高中物理 20个力学经典计算题汇总及解析

高中物理 20个力学经典计算题汇总及解析1. 概述在力学领域中,经典的计算题是学习和理解物理知识的重要一环。

通过解题,我们能更深入地了解力学概念,提高解决问题的能力。

在本文中,我将为您带来高中物理领域中的20个经典力学计算题,并对每个问题进行详细解析,以供您参考和学习。

2. 一维运动1) 题目:一辆汽车以30m/s的速度行驶,经过10秒后匀减速停下,求汽车减速的大小和汽车在这段时间内行驶的距离。

解析:根据公式v=at和s=vt-0.5at^2,首先可求得汽车减速度a=3m/s^2,然后再求出汽车行驶的距离s=30*10-0.5*3*10^2=150m。

3. 二维运动2) 题目:一个质点在竖直平面内做抛体运动,初速度为20m/s,抛体初位置为离地30m的位置,求t=2s时质点的速度和所在位置。

解析:首先利用v=vo+gt求得t=2s时的速度v=20-9.8*2=-19.6m/s,然后再利用s=s0+vo*t-0.5gt^2求得t=2s时的位置s=30+20*2-0.5*9.8*2^2=30+40-19.6=50.4m。

1. 牛顿运动定律3) 题目:质量为2kg的物体受到一个5N的力,求物体的加速度。

解析:根据牛顿第二定律F=ma,可求得物体的加速度a=5/2=2.5m/s^2。

2. 牛顿普适定律4) 题目:一个质量为5kg的物体受到一个力,在10s内速度从2m/s 增加到12m/s,求物体受到的力的大小。

解析:利用牛顿第二定律F=ma,可求得物体受到的力F=5*(12-2)/10=5N。

3. 弹力5) 题目:一个质点的质量为4kg,受到一个弹簧的拉力,拉力大小为8N,求弹簧的弹性系数。

解析:根据弹簧的胡克定律F=kx,可求得弹簧的弹性系数k=8/0.2=40N/m。

4. 摩擦力6) 题目:一个质量为6kg的物体受到一个10N的水平力,地面对其的摩擦力为4N,求物体的加速度。

解析:首先计算摩擦力是否达到最大值f=μN=6*10=60N,由于摩擦力小于最大值,所以物体的加速度a=10-4/6=1m/s^2。

高考物理力学经典例题

高考物理力学经典例题

高考物理力学经典例题高考物理力学经典例题如下:例1:在研究斜抛运动时,将物体从同一高度以相同的初速度沿不同方向抛出,其中A做平抛运动,B做斜上抛运动,C做斜下抛运动。

比较这三个物体从抛出到落地的过程中,它们的速度增量的大小关系是()A. Δv_{A} > Δv_{B} = Δv_{C}B. Δv_{A} = Δv_{B} > Δv_{C}C. Δv_{A} = Δv_{B} < Δv_{C}D. Δv_{A} = Δv_{B} > Δv_{C}【分析】本题考查平抛运动和斜抛运动,掌握平抛运动和斜抛运动的加速度不变,从而可比较出速度增量的大小关系。

【解答】平抛运动和斜抛运动的加速度都是重力加速度$g$,根据$\Delta v = gt$可知,它们在相同的时间内速度的增量都相等,故D正确,ABC错误。

故选D。

例2:雨雪天气里安装防滑链的甲车在一段平直公路上匀速行驶,因雾气造成能见度较低,甲车发现前方处路面上放置三角警示牌,甲车立即采取紧急刹车措施,但还是与距离三角警示牌处、停在路上的一辆没有装防滑链的抛锚乙车发生了追尾碰撞事故,两车正碰时间极短,车轮均没有滚动,甲车的质量等于乙车质量。

求被碰后2s时乙车向前滑行的距离。

【分析】根据动量守恒定律求出碰后乙车的速度,再根据运动学公式求出被碰后$2s$时乙车向前滑行的距离。

【解答】设碰后乙车的速度为$v$,碰后两车共同的速度为$v_{共}$。

由于碰撞过程极短,故碰后系统内力远大于外力,满足动量守恒定律:$mv_{0} = (M + m)v_{共}$。

又因为碰后两车减速到停止的时间为$t$,根据运动学公式得:$t =\frac{v_{共}}{a}$。

联立解得:$v_{共} = 1m/s$。

被碰后$2s$时乙车向前滑行的距离为:$x = v_{共}t - \frac{1}{2}at^{2} = 1m$。

高中物理力学分析及经典题目

高中物理力学分析及经典题目

力学知识回顾以及易错点分析:一:竖直上抛运动的对称性如图1-2-2,物体以初速度v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为最高点,则:(1)时间对称性物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA.(2)速度对称性物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等.[关键一点]在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解.易错现象1、忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速度为零2、忽略竖直上抛运动中的多解3、小球或杆过某一位置或圆筒的问题二、运动的图象运动的相遇和追及问题1、图象:图像在中学物理中占有举足轻重的地位,其优点是可以形象直观地反映物理量间的函数关系。

位移和速度都是时间的函数,在描述运动规律时,常用x—t图象和v—t图象.(1) x—t图象①物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。

②表示物体处于静止状态②图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小.②图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向.③两种特殊的x-t图象(1)匀速直线运动的x-t图象是一条过原点的直线.(2)若x-t图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态(2)v—t图象①物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律.②图线斜率的意义a图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小.b图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向.③图象与坐标轴围成的“面积”的意义a图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。

b若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向.③常见的两种图象形式(1)匀速直线运动的v-t图象是与横轴平行的直线.(2)匀变速直线运动的v -t 图象是一条倾斜的直线.2、相遇和追及问题:这类问题的关键是两物体在运动过程中,速度关系和位移关系,要注意寻找问题中隐含的临界条件,通常有两种情况:(1)物体A 追上物体B :开始时,两个物体相距x 0,则A 追上B 时必有A B 0x x x -=,且A B V V ≥(2)物体A 追赶物体B :开始时,两个物体相距x 0,要使A 与B 不相撞,则有A B 0A B x V V x x -=≤,且易错现象:1、混淆x —t 图象和v-t 图象,不能区分它们的物理意义2、不能正确计算图线的斜率、面积3、在处理汽车刹车、飞机降落等实际问题时注意,汽车、飞机停止后不会后退3、弹力:(1)内容:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力。

高中力学中的机械能守恒定律有哪些典型例题

高中力学中的机械能守恒定律有哪些典型例题

高中力学中的机械能守恒定律有哪些典型例题在高中力学的学习中,机械能守恒定律是一个非常重要的知识点。

它不仅在解决物理问题时经常用到,也是理解能量转化和守恒的关键。

下面,我们就来一起探讨一些机械能守恒定律的典型例题。

例题一:自由落体运动一个质量为 m 的物体从高度为 h 的地方自由下落,忽略空气阻力,求物体下落至地面时的速度 v。

解析:在自由落体运动中,物体只受到重力的作用,重力势能逐渐转化为动能。

初始时刻,物体的机械能为重力势能 mgh,下落至地面时,物体的机械能为动能 1/2mv²。

因为机械能守恒,所以有 mgh =1/2mv²,解得 v =√2gh 。

这个例题是机械能守恒定律的最基本应用之一,它清晰地展示了重力势能如何转化为动能。

例题二:竖直上抛运动一个质量为 m 的物体以初速度 v₀竖直上抛,忽略空气阻力,求物体上升的最大高度 h。

解析:物体竖直上抛时,动能逐渐转化为重力势能。

在初始时刻,物体的机械能为动能 1/2mv₀²,当物体上升到最大高度时,速度为 0,机械能为重力势能 mgh。

由于机械能守恒,所以 1/2mv₀²= mgh,解得 h = v₀²/ 2g 。

这个例题与自由落体运动相反,是动能转化为重力势能的过程。

例题三:光滑斜面运动一个质量为 m 的物体从光滑斜面的顶端由静止开始下滑,斜面的高度为 h,斜面的长度为 L,求物体滑到底端时的速度 v。

解析:物体在斜面上运动时,重力势能转化为动能。

初始时刻,物体的机械能为重力势能 mgh,滑到底端时,物体的机械能为动能1/2mv²。

因为斜面光滑,没有摩擦力做功,机械能守恒。

根据几何关系,物体下落的高度 h 与斜面长度 L 和斜面倾角θ 有关,h =Lsinθ。

所以mgh = 1/2mv²,解得 v =√2gh =√2gLsinθ 。

这个例题展示了在斜面这种常见的情境中机械能守恒定律的应用。

高中物理《力学》练习题(附答案解析)

高中物理《力学》练习题(附答案解析)

高中物理《力学》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.下列关于曲线运动的说法中正确的是()A.曲线运动的速度一定变化,加速度也一定变化B.曲线运动的物体一定有加速度C.曲线运动的速度大小可以不变,所以做曲线运动的物体不一定有加速度D.在恒力作用下,物体不可能做曲线运动2.下列哪些物理量是矢量()①长度②温度③力④加速度A.③B.③④C.②③D.④3.如图所示,一小球在光滑水平面上从a点以沿ab方向的初速度0v开始运动。

若小球分别受到如图所示的三个水平方向恒力的作用,其中2F与0v在一条直线上,则下列说法中错误的是()A.小球在力1F作用下可能沿曲线ad运动B.小球在力2F作用下只能沿直线ab运动C.小球在力3F作用下可能沿曲线ad运动D.小球在力3F作用下可能沿曲线ae运动4.一个小球从2m高处落下,被水平面弹回,在1m高处被接住,则小球在这一过程中()A.位移大小是3m B.位移大小是1m C.路程是1m D.路程是2m5.图(a)中医生正在用“彩超”技术给病人检查身体;图(b)是某地的公路上拍摄到的情景,在路面上均匀设置了41条减速带,从第1条至第41条减速带之间的间距为100m。

上述两种情况是机械振动与机械波在实际生活中的应用。

下列说法正确的是()A.图(a)“彩超”技术应用的是共振原理B.图(b)中汽车在行驶中颠簸是多普勒效应C.图(b)中汽车在行驶中颠簸是自由振动D.如果图(b)中某汽车的固有频率为1.5Hz,当该汽车以3.75m/s的速度匀速通过减速带时颠簸最厉害6.如图所示为走时准确的时钟面板示意图,M、N为秒针上的两点。

以下判断正确的是()A.M点的周期比N点的周期大B.N点的周期比M点的周期大C.M点的角速度等于N点的角速度D.M点的角速度大于N点的角速度7.路灯维修车如图所示,车上带有竖直自动升降梯.若车匀速向左运动的同时梯子匀速上升,则关于梯子上的工人的描述正确的是A.工人相对地面的运动轨迹为曲线B.仅增大车速,工人相对地面的速度将变大C.仅增大车速,工人到达顶部的时间将变短D.仅增大车速,工人相对地面的速度方向与竖直方向的夹角将变小8.如图所示为三个运动物体A、B、C的速度—时间图像,其中A、B两物体从不同地点出发,A、C两物体从同一地点出发,A、B、C均沿同一直线运动,且A在B前方3 m处。

高中物理人教版必修一力学例题及解析

高中物理人教版必修一力学例题及解析

力学一、选择题:1.关于重力的说法,正确的是()A.重力就是地球对物体的吸引力B.只有静止的物体才受到重力C.同一物体在地球上无论怎样运动都受到重力D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的思路解析:重力是由于物体受到地球的吸引而产生的,地球对物体的吸引力产生两个效果:一个效果是吸引力的一部分使物体绕地球转动;另一个效果即另一部分力才是重力,也就是说重力通常只是吸引力的一部分.重力只决定于地球对物体的作用,而与物体的运动状态无关,也与物体是否受到其他的力的作用无关.答案:CD2.下列说法正确的是()A.马拉车前进,马先对车施力,车后对马施力,否则车就不能前进B.因为力是物体对物体的作用,所以相互作用的物体一定接触C.作用在物体上的力,不论作用点在什么位置,产生的效果均相同D.某施力物体同时也一定是受力物体思路解析:对于A选项,马与车之间的作用无先后关系.对于B选项,力的作用可以接触,如弹力、拉力等,也可以不接触,如重力、磁力等;对于C选项,力的作用效果,决定于大小、方向和作用点.对于D选项,施力的同时,必须受力,这是由力的相互性决定的.答案:D3.下列说法中正确的是()A.射出枪口的子弹,能打到很远的距离,是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用B.甲用力把乙推倒说明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用C.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受到力,不会施力D.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体思路解析:子弹在枪管内受到火药爆炸产生的强大推力,使子弹离开枪口时有很大的速度,但子弹离开枪口后,只受重力和空气阻力作用,并没有一个所谓的推力,因为不可能找到这个所谓的推力的施力物体,故不存在,A错.物体间的作用力总是相互的,甲推乙的同时,乙也推甲,故B错.不论物体是否有生命或是否有动力,它们受到别的物体的作用时,都会施力,马拉车时,车也拉马,故C错.自然界中的物体都是相互联系的,每一个物体既受到力的作用,也对周围的物体施以力的作用,所以每一个物体既是受力物体又是施力物体,故D正确.答案:D4.下列说法正确的是()A.力是由施力物体产生,被受力物体所接受的B.由磁铁间有相互作用力可知,力可以离开物体而独立存在C.一个力必定联系着两个物体,其中任意一个物体既是受力物体又是施力物体D.一个受力物体可以对应着一个以上的施力物体思路解析:力是物体与物体之间的相互作用,不是由哪个物体产生的;磁铁间的相互作用亦即磁场间的相互作用,磁场离不开磁铁,即磁力离不开磁铁,也就是离不开物体;力既有施力物体又有受力物体,这是由力的相互性决定的;一个物体可受多个力,因此有多个施力物体,因此,AB错,CD正确.答案:CD5.铅球放在水平地面上处于静止状态,下列关于铅球和地面受力的叙述正确的是()A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了弹性形变;铅球坚硬没发生形变B.地面受到向下的弹力是因为地面发生了弹性形变;铅球受到向上的弹力,是因为铅球也发生了形变C.地面受到向下的弹力是因为铅球发生了弹性形变;铅球受到向上的弹力,是因为地面发生了形变D.铅球对地面的压力即为铅球的重力思路解析:两个物体之间有弹力,它们必定相互接触且发生了形变,地面受到向下的弹力是因为铅球发生了形变,故A、B错.铅球对地面的压力的受力物体是地面而不是铅球,D错.只有C项正确.答案:C6.有关矢量和标量的说法中正确的是()A.凡是既有大小又有方向的物理量都叫矢量B.矢量的大小可直接相加,矢量的方向应遵守平行四边形定则C.速度是矢量,但速度不能按平行四边形定则求合速度,因为物体不能同时向两个方向运动D.只用大小就可以完整描述的物理量是标量思路解析:矢量的合成符合平行四边形定则,包括矢量的大小和方向.答案:AD7.关于弹力的下列说法中,正确的是()①相互接触的物体间必有弹力的作用②通常所说的压力、拉力、支持力等都是接触力,它们在本质上都是由电磁力引起的③弹力的方向总是与接触面垂直④所有物体弹力的大小都与物体的弹性形变的大小成正比A.①②B.①③C.②③D.②④思路解析:本题考查弹力的产生条件、弹力的方向及大小的决定因素,相互接触的物体间不一定有弹性形变,故①错.弹力的大小一般随形变的增大而增大,但不一定成正比,故④错.本题正确的选项是C.答案:C8.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是()A.物体与支持面之间的动摩擦因数越大,滑动摩擦力也越大B.物体对支持面的压力越大,滑动摩擦力也越大C.滑动摩擦力的方向一定与物体相对滑动的方向相反D.滑动摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反思路解析:滑动摩擦力的大小取决于接触面间的动摩擦因数和垂直于接触面的压力,故AB选项错误.滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,故D 错.C项正确. 答案:C9.如图4-1所示,木块A 放在水平的长木板上,长木板放在光滑的水平桌面上.木块与水平的弹簧秤相连,弹簧秤的右端固定.若用水平向左的恒力拉动长木板以速度v 匀速运动,弹簧秤的示数为F T .则( )图4-1A.木块A 受到的静摩擦力等于F TB.木块A 受到的滑动摩擦力等于F TC.若用恒力以2v 的速度匀速向左拉动长木板,弹簧秤的示数为F TD.若用恒力以2v 的速度匀速向左拉动长木板,弹簧秤的示数为2F T思路解析:A 受到的滑动摩擦力取决于A 对木板的压力及A 与木板间的动摩擦因数,与木板运动的速度无关,选项BC 正确. 答案:BC10.关于弹簧的劲度系数k ,下列说法正确的是( ) A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k 值越大 B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变无关 C.与弹簧发生的形变大小有关,形变越大,k 值越大D.与弹簧本身的特性、所受拉力的大小、形变大小都无关思路解析:劲度系数由弹簧本身的属性决定,故D 错.弹簧的形变量越大,受作用力越大,但k 不变,故AC 错,选项B 正确. 答案:B11.如图4-2所示,有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上,在白毛巾的中部用线与墙壁连接着,黑毛巾的中部用线拉住,设线均水平,欲将黑白毛巾分离开来,若每条毛巾的质量均为m ,毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ,则将黑毛巾匀速拉出需加的水平拉力为( )图4-2A.2μmgB.4μmgC.6μmgD.5μmg答案:设白毛巾上半部和下半部分别为1和3,黑毛巾的上下半部分别为2和4,那么两毛巾叠折时必有四个接触面,存在四个滑动摩擦力. 1和2接触面间的滑动摩擦力 F 1=μF N12=21μmg 2和3接触面间的滑动摩擦力 F 2=μF N23=μ(21mg+21mg)=μmg3和4接触面的滑动摩擦力 F 3=μF N34=μ(21mg+21mg+21mg)=23μmg 4和地面的滑动摩擦力 F 4=μF N =μ(21mg+21mg+21mg+21mg)=2μmg 则F=F 1+F 2+F 3+F 4=5μmg.答案:D12.在图5-1中,要将力F 沿两条虚线分解成两个力,则A 、B 、C 、D 四个图中,可以分解的是( )图5-1思路解析:我们在分解力的时候两个分力应作为平行四边形的两个邻边,合力应作为平行四边形的对角线,所以,应选A。

高一必修一物理经典力学典型例题(有答案,含解析)

高一必修一物理经典力学典型例题(有答案,含解析)

高一必修一物理经典力学典型例题1.倾角θ=37°的斜面底端与水平传送带平滑接触,传送带BC长L=6 m,始终以v0=6m/s的速度顺时针运动。

一个质量m=1 kg的物块从距斜面底端高度h1=5.4m的A点由静止滑下,物块通过B点时速度的大小不变。

物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.2,传送带上表面在距地面一定高度处,g取10m/s2。

(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求物块由A点运动到C点的时间;(2)求物块距斜面底端高度满足什么条件时,将物块静止释放均落到地面上的同一点D。

2.如图,倾斜的传送带向下匀加速运转,传送带与其上的物体保持相对静止。

那么关于传送带与物体间静摩擦力的方向,以下判断正确的是A.物体所受摩擦力为零B.物体所受摩擦力方向沿传送带向上C.物体所受摩擦力方向沿传送带向下D.上述三种情况都有可能出现3.(2018·江西师大附中)如图是工厂流水生产线包装线示意图,质量均为m=2.5 kg、长度均为l=0.36 m的产品在光滑水平工作台AB上紧靠在一起排列成直线(不粘连),以v0=0.6 m/s 的速度向水平传送带运动,设当每个产品有一半长度滑上传送带时,该产品即刻受到恒定摩擦力F f=μmg而做匀加速运动,当产品与传送带间没有相对滑动时,相邻产品首尾间距离保持2l(如图)被依次送入自动包装机C进行包装。

观察到前一个产品速度达到传送带速度时,下一个产品刚好有一半滑上传送带而开始做匀加速运动。

取g=10 m/s2。

试求:(1)传送带的运行速度v;(2)产品与传送带间的动摩擦因数μ:(3)满载工作时与空载时相比,传送带驱动电动机增加的功率∆P;(4)为提高工作效率,工作人员把传送带速度调成v'=2.4 m/s,已知产品送入自动包装机前已匀速运动,求第(3)问中的∆P′?第(3)问中在相当长时间内的等效∆P′′?4.如图所示,传送带AB段是水平的,长20 m,传送带上各点相对地面的速度大小是2 m/s,某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。

高一物理力学经典例题

高一物理力学经典例题

高一物理力学经典例题1. 一维运动中的速度与加速度计算题目描述一辆汽车以恒定速度v行驶了t时间,在某一时刻该车突然加速a,然后以加速度a行驶了一个时间间隔t1,最后以减速度b减速到停止。

求汽车以恒定速度v行驶的距离和总时间。

解答设汽车以恒定速度v行驶的距离为S1,加速度为a行驶的距离为S2,减速度为b行驶的距离为S3,总时间为T。

根据物理学中的基本关系式:速度v = 距离S / 时间t,我们可以得到以下关系:- 恒定速度v行驶的距离S1 = v × t - 初速度为v,加速度为a,时间间隔为t1时的位移S2 = v × t1 + 0.5 × a × t1² - 以减速度b减速到停止的位移S3 = 0.5 × b × (T - t -t1)² - 总时间T = t + t1 + (T - t - t1)代入上述方程,我们可以解得答案。

2. 牛顿第二定律与力的计算题目描述一个质量为m的物体,受到一个恒定的水平力F作用,获得了加速度a。

根据牛顿第二定律,计算物体所受的力F。

解答根据牛顿第二定律 F = ma,我们可以计算物体所受的力F。

给定质量m和加速度a,代入上述公式即可得到答案。

3. 竖直上抛运动中的最大高度和落地时间计算题目描述一个物体以初速度v0竖直向上抛出,经过一段时间后落回原点。

已知重力加速度g,求物体的最大高度和落地时间。

对于竖直上抛运动,我们可以利用运动学中的关系式来计算最大高度和落地时间。

1.计算最大高度:–最大高度h = (v0²) / (2g)2.计算落地时间:–首先计算上升时间t1 = v0 / g–再计算下降时间t2 = 2t1–最后计算落地时间t = t1 + t2代入已知的初速度v0和重力加速度g,即可计算出最大高度和落地时间。

4. 斜抛运动中的最大高度和飞行时间计算题目描述一个物体以初速度v0与水平面成角度θ斜抛出,求物体的最大高度和飞行时间。

高中物理力学题目(含解析)

高中物理力学题目(含解析)

高中力学习题1、如图2-1所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力,F1,F2和摩擦力,处于静止状态。

其中F1=10N,F2=2N。

若撤去力F1则木块在水平方向受到的合外力为()A.10N向左B.6N向右C.2N向左D.0【解答】由于木块原来处于静止状态,所以所受摩擦力为静摩擦力。

依据牛二定律有F1-F2-f=0此时静摩擦力为8N方向向左。

撤去F1后,木块水平方向受到向左2N的力,有向左的运动趋势,由于F2小于最大静摩擦力,所以所受摩擦力仍为静摩擦力。

此时-F2+f′=0即合力为零。

故D选项正确。

2、如图2-2所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体m,当用力缓慢抬起一端时,木板受到物体的压力和摩擦力将怎样变化?【解答】以物体为研究对象,如图2-3物体受重力、摩擦力、支持力。

物体在缓慢抬起过程中先静止后滑动。

静止时可以依据错解一中的解法,可知θ增加,静摩擦力增加。

当物体在斜面上滑动时,可以同错解二中的方法,据f=μN,分析N的变化,知f滑的变化。

θ增加,滑动摩擦力减小。

在整个缓慢抬起过程中y方向的方程关系不变。

依据错解中式②知压力一直减小。

所以抬起木板的过程中,摩擦力的变化是先增加后减小。

压力一直减小。

3、如图2-9天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。

两小球均保持静止。

当突然剪断细绳时,上面小球A与下面小球B的加速度为[]A.a1=g a2=gB.a1=2g a2=gC.a1=2g a2=0D.a1=0 a2=g【解答】分别以A,B为研究对象,做剪断前和剪断时的受力分析。

剪断前A,B静止。

如图2-10,A球受三个力,拉力T、重力mg和弹力F。

B球受三个力,重力mg和弹簧拉力F′A球:T-mg-F = 0 ①B球:F′-mg = 0 ②由式①,②解得T=2mg,F=mg剪断时,A球受两个力,因为绳无弹性剪断瞬间拉力不存在,而弹簧有形米,瞬间形状不可改变,弹力还存在。

如图2-11,A球受重力mg、弹簧给的弹力F。

高中物理力学经典例题

高中物理力学经典例题

1、如图1-1所示,长为5米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4米的两杆顶端A、B。

绳上挂一个光滑的轻质挂钩。

它钩着一个重为12牛的物体。

平衡时,绳中张力T=____2、如图2-1所示,轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B上,质量为m的物块悬挂在绳上O点,O与A、B两滑轮的距离相等。

在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的恒力F=mg。

先托住物块,使绳处于水平拉直状态,由静止释放物块,在物块下落过程中,保持C、D两端的拉力F不变。

(1)当物块下落距离h为多大时,物块的加速度为零?1 / 18(2)在物块下落上述距离的过程中,克服C端恒力F做功W为多少?(3)求物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H?3、如图3-1所示的传送皮带,其水平部分 ab=2米,bc=4米,bc与水平面的夹角α=37°,一小物体A与传送皮带的滑动摩擦系数μ=0.25,皮带沿图示方向运动,速率为2米/秒。

若把物体A轻轻放到a点处,它将被皮带送到c点,且物体A一直没有脱离皮带。

求物体A从a点被传送到c点所用的时间。

4、如图4-1所示,传送带与地面倾角θ=37°,AB长为16米,传送带以10米/秒的速度匀速运动。

在传送带上端A无初速地释放一个质量为0.5千克的物体,它与传送带之间的动摩擦系数为μ=0.5,求:(1)物体从A运动到B所需时间,(2)物体从A 运动到B 的过程中,摩擦力对物体所做的功(g=10米/秒2)5、如图5-1所示,长L=75cm的静止直筒中有一不计大小的小球,筒与球的总质量为4千克,现对筒施加一竖直向下、大小为21牛的恒力,使筒竖直向下运动,经t=0.5秒时间,小球恰好跃出筒口。

求:小球的质量。

(取g=10m/s2)6、如图6-1所示,A、B两物体的质量分别是m1和m2,其接触面光滑,与水平面的夹角为θ,若A、B与水平地面的动摩擦系数都是μ,用水平力F推A,使A、B一起加速运动,求:(1)A、B间的相互作用力(2)为维持A、B间不发生相对滑动,力F的取值范围。

高中物理经典题库-力学计算题49个

高中物理经典题库-力学计算题49个

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1-71图1-72图1-73图1-74图1-75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图1-80图1-81图1-82图1-83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.图1-80 图1-81图1-82 图1-83图1-84 图1-8532.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=1.0kg、m2=2.0kg,它们与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.10.在t=0时开始用向右的水平拉力F=6.0N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=6.0s时1、2两木块相距Δs=22.0m(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=1.0m、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=4.0m/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.图1-88图1-89 图1-90 图1-91图1-92 图1-93图1-96 图1-97图1-98 图1-99图1-100 图1-101 图1-10248.如图1-101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v0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.参考解题过程与答案1.解:设经过时间t,物体到达P点(1)xP=v0t,yP=(1/2)(F/m)t2,xP/yP=ctg37°,联解得t=3s,x=30m,y=22.5m,坐标(30m,22.5m) (2)vy=(F/m)t=15m/s,∴v=220yv v += 513m/s, tgα=vy/v0=15/10=3/2,∴ α=arctg(3/2),α为v与水平方向的夹角.2.解:在0~1s内,由v-t图象,知 a1=12m/s2,由牛顿第二定律,得F-μmgcosθ-mgsinθ=ma1, ①在0~2s内,由v-t图象,知a2=-6m/s2, 因为此时物体具有斜向上的初速度,故由牛顿第二定律,得 -μmgcosθ-mgsinθ=ma2, ② ②式代入①式,得 F=18N.3.解:在传送带的运行速率较小、传送时间较长时,物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程,设物体匀加速运动的时间为t1,则(v/2)t1+v(t-t1)=L,所以 t1=2(vt-L)/v=(2×(2×6-10)/2)s=2s.为使物体从A至B所用时间最短,物体必须始终处于加速状态,由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变,所以其加速度也不变.而 a=v/t=1m/s2.设物体从A至B所用最短的时间为t2,则 (1/2)at22=L, t2=2L a =2101⨯=25s. vmin=at2=1×25m/s=25m/s.传送带速度再增大1倍,物体仍做加速度为1m/s2的匀加速运动,从A至B的传送时间为25m/s.4.解:启动前N1=mg, 升到某高度时 N2=(17/18)N1=(17/18)mg, 对测试仪 N2-mg′=ma=m(g/2), ∴ g′=(8/18)g=(4/9)g,GmM/R2=mg,GmM/(R+h)2=mg′,解得:h=(1/2)R.5.解:由匀加速运动的公式 v2=v02+2as 得物块沿斜面下滑的加速度为a=v2/2s=1.42/(2×1.4)=0.7ms-2,由于a<gsinθ=5ms-2,可知物块受到摩擦力的作用.图3分析物块受力,它受3个力,如图3.对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律有mgsinθ-f1=ma,mgcosθ-N1=0,分析木楔受力,它受5个力作用,如图3所示.对于水平方向,由牛顿定律有f2+f1cosθ-N1sinθ=0,由此可解得地面的作用于木楔的摩擦力f2=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ=1×0.7×(/2)=0.61N.此力的方向与图中所设的一致(由指向).7.解:设月球表面重力加速度为g,根据平抛运动规律,有h=(1/2)gt2,①水平射程为L=v0t,②联立①②得g=2hv02/L2.③根据牛顿第二定律,得mg=m(2π/T)2R,④联立③④得T=(πL/v0h).⑤8.解:前2秒内,有F-f=ma1,f=μN,N=mg,则a1=(F-μmg)/m=4m/s2,vt=a1t=8m/s,撤去F以后a2=f/m=2m/s,s=v12/2a2=16m.9.解:(1)用力斜向下推时,箱子匀速运动,则有Fcosθ=f,f=μN,N=G+Fsinθ,联立以上三式代数据,得F=1.2×102N.(2)若水平用力推箱子时,据牛顿第二定律,得F合=ma,则有F-μN=ma,N=G,联立解得a=2.0m/s2.v=at=2.0×3.0m/s=6.0m/s,s=(1/2)at2=(1/2)×2.0×3.02m/s=9.0m,推力停止作用后a′=f/m=4.0m/s2(方向向左),s′=v2/2a′=4.5m,则s总=s+s′=13.5m.10.解:根据题中说明,该运动员发球后,网球做平抛运动.以v表示初速度,H表示网球开始运动时离地面的高度(即发球高度),s1表示网球开始运动时与网的水平距离(即运动员离开网的距离),t1表示网球通过网上的时刻,h表示网球通过网上时离地面的高度,由平抛运动规律得到s1=vt1,H-h=(1/2)gt12,消去t1,得v=m/s,v≈23m/s.以t2表示网球落地的时刻,s2表示网球开始运动的地点与落地点的水平距离,s表示网球落地点与网的水平距离,由平抛运动规律得到H=(1/2)gt22,s2=vt2,消去t2,得s2=v2Hg≈16m,网球落地点到网的距离s=s2-s1≈4m.11.解:(1)设卫星质量为m,它在地球附近做圆周运动,半径可取为地球半径R,运动速度为v,有GMm/R2=mv2/R得v=GMR.(2)由(1)得:M=v2R/G==6.0×1024kg.13.解:设木块到B时速度为v0,车与船的速度为v1,对木块、车、船系统,有m1gh=(m1v02/2)+((m2+m3)v12/2),m1v0=(m2+m3)v1,解得v0=5gh15,v1=gh15.木块到B后,船以v1继续向左匀速运动,木块和车最终以共同速度v2向右运动,对木块和车系统,有m1v0-m2v1=(m1+m2)v2,μm1gs=((m1v02/2)+(m2v12/2))-((m1+m2)v22/2),得v2=v1gh152h.图4研究小球的受力情况如图4所示,因为小球做匀速圆周运动,所以切向合力为零,即Fsinθ=f,其中 sinθ=R/22L R +, 联立解得 f=P/ω22L R +.15.解:(1)用v1表示子弹射入木块C后两者的共同速度,由于子弹射入木块C时间极短,系统动量守恒,有 mv0=(m+M)v1,∴ v1=mv0/(m+M)=3m/s, 子弹和木块C在AB木板上滑动,由动能定理得:(1/2)(m+M)v22-(1/2)(m+M)v12=-μ(m+M)gL,解得 v2=21v 2gL -μ=22m/s.(2)用v′表示子弹射入木块C后两者的共同速度,由动量守恒定律,得 mv0′+Mu=(m+M)v1′,解得 v1′=4m/s.木块C及子弹在AB木板表面上做匀减速运动 a=μg.设木块C和子弹滑至AB板右端的时间为t,则木块C和子弹的位移s1=v1′t-(1/2)at2,由于m车≥(m+M),故小车及木块AB仍做匀速直线运动,小车及木板AB的位移 s=ut,由图5可知:s1=s+L,联立以上四式并代入数据得: t2-6t+1=0,解得:t=(3-22)s,(t=(3+22)s不合题意舍去), (11)∴ s=ut=0.18m.16.解:(1)设A滑上B后达到共同速度前并未碰到档板,则根据动量守恒定律得它们的共同速度为v,有图5mv0=(M+m)v,解得v=2m/s,在这一过程中,B的位移为sB=vB2/2aB且aB=μmg/M,解得sB=Mv2/2μmg=2×22/2×0.2×1×10=2m.设这一过程中,A、B的相对位移为s1,根据系统的动能定理,得μmgs1=(1/2)mv02-(1/2)(M+m)v2,解得s1=6m.当s=4m时,A、B达到共同速度v=2m/s后再匀速向前运动2m碰到挡板,B碰到竖直挡板后,根据动量守恒定律得A、B最后相对静止时的速度为v′,则Mv-mv=(M+m)v′,解得v′=(2/3)m/s.在这一过程中,A、B的相对位移为s2,根据系统的动能定理,得μmgs2=(1/2)(M+m)v2-(1/2)(M+m)v′2,解得s2=2.67m.因此,A、B最终不脱离的木板最小长度为s1+s2=8.67m(2)因B离竖直档板的距离s=0.5m<2m,所以碰到档板时,A、B未达到相对静止,此时B的速度vB为vB2=2aBs=(2μmg/M)s,解得vB=1m/s,设此时A的速度为vA,根据动量守恒定律,得mv0=MvB+mvA,解得vA=4m/s,设在这一过程中,A、B发生的相对位移为s1′,根据动能定理得:μmgs1′=(1/2)mv02-((1/2)mvA2+(1/2)MvB2),解得s1′=4.5m.B碰撞挡板后,A、B最终达到向右的相同速度v,根据动能定理得mvA-MvB=(M+m)v,解得v=(2/3)m/s.在这一过程中,A、B发生的相对位移s2′为μmgs2′=(1/2)mvA2+(1/2)(M+m)v2,解得s2′=(25/6)m.B再次碰到挡板后,A、B最终以相同的速度v′向左共同运动,根据动量守恒定律,得Mv-mv=(M+m)v′,解得v′=(2/9)m/s.在这一过程中,A、B发生的相对位移s3′为:μmgs3′=(1/2)(M+m)v2-(1/2)(M+m)v′2,解得s3′=(8/27)m.因此,为使A不从B上脱落,B的最小长度为s1′+s2′+s3′=8.96m.17.解:(1)B与A碰撞后,B相对于A向左运动,A所受摩擦力方向向左,A的运动方向向右,故摩擦力作负功.设B与A碰撞后的瞬间A的速度为v1,B的速度为v2,A、B相对静止后的共同速度为v,整个过程中A、B组成的系统动量守恒,有Mv0=(M+1.5M)v,v=2v0/5.碰撞后直至相对静止的过程中,系统动量守恒,机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功,即Mv2+1.5Mv1=2.5Mv,①(1/2)×1.5Mv12+(1/2)Mv22-(1/2)×2.5Mv2=Mμgl,②可解出v1=(1/2)v0(另一解v1=(3/10)v0因小于v而舍去)这段过程中,A克服摩擦力做功W=(1/2)×1.5Mv12-(1/2)×1.5Mv2=(27/400)Mv02(0.068Mv02).(2)A在运动过程中不可能向左运动,因为在B未与A碰撞之前,A受到的摩擦力方向向右,做加速运动,碰撞之后A受到的摩擦力方向向左,做减速运动,直到最后,速度仍向右,因此不可能向左运动.B在碰撞之后,有可能向左运动,即v2<0.先计算当v2=0时满足的条件,由①式,得v1=(2v0/3)-(2v2/3),当v2=0时,v1=2v0/3,代入②式,得((1/2)×1.5M4v02/9)-((1/2)×2.5M4v02/25)=Mμgl,解得μgl=2v02/15.B在某段时间内向左运动的条件之一是μl<2v02/15g.另一方面,整个过程中损失的机械能一定大于或等于系统克服摩擦力做的功,即(1/2)Mv02-(1/2)2.5M(2v0/5)2≥2Mμgl,解出另一个条件是μl≤3v02/20g,最后得出B在某段时间内向左运动的条件是2v02/15g<μl≤3v02/20g.19.解:(1)开始A、B处于静止状态时,有kx0-(mA+mB)gsin30°=0,①设施加F时,前一段时间A、B一起向上做匀加速运动,加速度为a,t=0.2s,A、B间相互作用力为零,对B有:kx-mBgsin30°=mBa,②x-x0=(1/2)at2,③解①、②、③得:a=5ms-2,x0=0.05m,x=0.15m,初始时刻F最小Fmin=(mA+mB)a=60N.t=0.2s时,F最大Fmax-mAgsin30°=mAa,Fmax=mA(gsin30°+a)=100N,(2)ΔEPA=mAgΔh=mAg(x-x0)sin30°=5J.20.解:当弹簧处于压缩状态时,系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和.当弹簧伸长到其自然长度时,弹性势能为零,因这时滑块A的速度为零,故系统的机械能等于滑块B的动能.设这时滑块B的速度为v则有E=(1/2)m2v2,①由动量守恒定律(m1+m2)v0=m2v,②解得E=(1/2)(m1+m2)2v02/m2.③假定在以后的运动中,滑块B可以出现速度为零的时刻,并设此时滑块A的速度为v1.这时,不论弹簧是处于伸长还是压缩状态,都具有弹性势能Ep.由机械能守恒定律得(1/2)m1v12+Ep=(1/2)((m1+m2)2v02/m2),④根据动量守恒(m1+m2)v0=m1v1,⑤求出v1,代入④式得(1/2)((m1+m2)2v02/m1)+Ep=(1/2)((m1+m2)2v02/m2),⑥因为Ep≥0,故得(1/2)((m1+m2)2v02/m1)≤(1/2)((m1+m2)2v02/m2),⑦即m1≥m2,与已知条件m1<m2不符.可见滑块B的速度永不为零,即在以后的运动中,不可能出现滑动B的速度为零的情况.21.解:设恰好物体相对圆盘静止时,弹簧压缩量为Δl,静摩擦力为最大静摩擦力fmax,这时物体处于临界状态,由向心力公式fmax-kΔl=mRw2,①假若物体向圆心移动x后,仍保持相对静止,f1-k(Δl+x)=m(R-x)w2,②由①、②两式可得fmax-f1=mxw2-kx,③所以mxw2-kx≥0,得k≤mw2,④若物体向外移动x后,仍保持相对静止,f2-k(Δl-x)≥m(R+x)w2,⑤由①~⑥式得fmax-f2=kx-mxw2≥0,⑥所以k≥mw2,⑦即若物体向圆心移动,则k≤mw2,若物体向远离圆心方向移动,则k≥mw2.22.解:卫星环绕地球作匀速圆周运动,设卫星的质量为m,轨道半径为r,受到地球的万有引力为F,F=GMm/r2,①式中G为万有引力恒量,M是地球质量.设v是卫星环绕地球做匀速圆周运动的线速度,T是运动周期,根据牛顿第二定律,得F=mv2/r,②由①、②推导出v=GMr.③③式表明:r越大,v越小.人造卫星的周期就是它环绕地球运行一周所需的时间T,T=2πr/v,④由③、④推出T=2π3rGM,⑤⑤式说明:r越大,T越大.23.证:设质点通过A点时的速度为vA,通过C点时的速度为vC,由匀变速直线运动的公式得:s1=vAT+aT2/2,s3=vCT+aT2/2,s3-s1=vCT-vAT.∵vC=vA+2aT,∴s3-s1=(vA-2aT-vA)T=2aT2,a=(s3-s1)/2T2.24.根据:如果在连续的相等的时间内的位移之差相等,则物体做匀变速运动.证明:设物体做匀速运动的初速度为v0,加速度为a,第一个T内的位移为s1=v0T+aT2/2;第二个T内的位移为s2=(v0+aT)T+aT2/2;第N个T内的位移为sN=[v0+(N-1)aT]T+aT2/2.sN-sN-1=aT2,逆定理也成立.25.解:由匀变速直线运动的公式得小物块的加速度的大小为a1=(v0-vt)/t=2(m/s2).木板的加速度大小为a2=2s/t2=0.25(m/s2).根据牛顿第二定律F=ma对小物块得f′1=ma1=1×2=2N,对木板得f1-μ(m+M)g=Ma2,μ=(f1-Ma2)/(m+M)g=(2-4×0.25)/(1+4)×10=0.02.27.解:当t=0时,aA0=9/3=3m/s2,aB0=3/6=0.5m/s2.aA0>aB0,A、B间有弹力,随t之增加,A、B间弹力在减小,当(9-2t)/3=(3+2t)/6,t=2.5s时,A、B脱离,以A、B整体为研究对象,在t=2.5s内,加速度a=(FA+FB)/(mA+mB)=4/3m/s2,s=at2/2=4.17m.28.解:(1)由mCv0=mCv+(mA+mB)v1,C由A滑至B时,A、B的共同速度是v1=mC(v0-v)/(mA+mB)=0.2m/s.由μmCglA=mCv02/2-mCv2/2-(mA+mB)v12/2,得μ=[mC(v02-v2)-(mA+mB)v12]/2mCglA=0.48.(2)由mCv+mBv1=(mC+mB)v2,C相对B静止时,B、C的共同速度是v2=(mCv+mBv1)/(mC+mB)=0.65m/s.由μmCglB=mCv2/2+mBv12-(mC+mB)v22/2,C在B上滑行距离为lB=[mCv2+mBv12-(mC+mB)v22]/2μmCg=0.25m.(3)由μmCgs=mBv22/2-mBv12/2,B相对地滑行的距离s=[mB(v22-v12)]/2μmCg=0.12m.(4)C在A、B上匀减速滑行,加速度大小由μmCg=mCa,得a=μg=4.8m/s2.C在A上滑行的时间t1=(v0-v)/a=0.21s.C在B上滑行的时间t2=(v-v2)/a=0.28s.所求时间t=t1+t2=0.21s+0.28s=0.49s.29.匀加速下滑时,受力如图1a,由牛顿第二定律,有:mgsinθ-μmgcosθ=ma=mgsinθ/2,sinθ/2=μcosθ,得μ=sinθ/2cosθ.图1静止时受力分析如图1b,摩擦力有两种可能:①摩擦力沿斜面向下;②摩擦力沿斜面向上.摩擦力沿斜面向下时,由平衡条件Fcosθ=f+mgsinθ,N=mgcosθ+Fsinθ,f=μN,解得F=(sinθ+μcosθ)/(cosθ-μsinθ)mg=3sinθcosθ/(2cos2θ-sin2θ)mg.摩擦力沿斜面向上时,由平衡条件Fcosθ+f=mgsinθ,N=mgcosθ+Fsinθ,f=μN.解得F=(sinθ-μcosθ)/(cosθ+μsinθ)mg=sinθcosθ/(2cos2θ+sin2θ)mg.31.解:(1)设刹车后,平板车的加速度为a0,从开始刹车到车停止所经历时间为t0,车所行驶距离为s0,则有v02=2a0s0,v0=a0t0.欲使t0小,a0应该大,作用于木箱的滑动摩擦力产生的加速度a1=μmg/m=μg.当a0>a1时,木箱相对车底板滑动,从刹车到车停止过程中木箱运动的路程为s1,则v02=2a2s1.为使木箱不撞击驾驶室,应有s1-s0≤L.联立以上各式解得:a0≤μgv02/(v02-2μgL)=5m/s2,∴t0=v0/a0=4.4s.(2)对平板车,设制动力为F,则F+k(M+m)g-μmg=Ma0,解得:F=7420N.32.解:对系统a0=[F-μg(m1+m2)]/(m1+m2)=1m/s2.对木块1,细绳断后:│a1│=f1/m1=μg=1m/s2.设细绳断裂时刻为t1,则木块1运动的总位移:s1=2a0t12/2=a0t12.对木块2,细绳断后,a2=(F-μm2g)/m2=2m/s2.木块2总位移s2=s′+s″=a0t12/2+v1(6-t1)+a2(6-t1)2/2,两木块位移差Δs=s2-s1=22(m).得a0t12/2+v1(6-t1)+a2(6-t1)2/2-a0t12=22,把a0,a2值,v1=a0t1代入上式整理得:t12+12t1-28=0,得t1=2s.木块2末速v2=v1+a2(6-t1)=a0t1+a2(6-t1)=10m/s.此时动能Ek=m2v22/2=2×102/2J=100J.图234.解:设m1、m2两物体受恒力F作用后,产生的加速度分别为a1、a2,由牛顿第二定律F=ma,得a1=F/m1,a2=F/m2,历时t两物体速度分别为v1=a1t,v2=v0+a2t,由题意令v1=v2,即a1t=v0+a2t或(a1-a2)t=v0,因t≠0、v0>0,欲使上式成立,需满足a1-a2>0,即F/m1>F/m2,或m1<m2,也即当m1≥m2时不可能达到共同速度,当m1<m2时,可以达到共同速度.35.解:(1)当小球刚好能在轨道内做圆周运动时,水平初速度v最小,此时有mg=mv2/R, 故 v=gR =100.8/2⨯=2m/s.(2)若初速度v′<v,小球将做平抛运动,如在其竖直位移为R的时间内,其水平位移s≥R,小球可进入轨道经过B点.设其竖直位移为R时,水平位移也恰为R ,则R=gt2/2,R=v′t,解得:v′=2gR /2=2m/s.因此,初速度满足2m/s>v′≥2m/s时,小球可做平抛运动经过B点.36.卫星在天空中任何天体表面附近运行时,仅受万有引力F作用使卫星做圆周运动,运动半径等于天体的球半径R.设天体质量为M,卫星质量为m,卫星运动周期为T,天体密度为ρ.根据万有引力定律F=GMm/R2,卫星做圆周运动向心力F′=m4π2R/T2, 因为 F′=F,得GMm/R2=m4π2R/T2,∴T=234R GMπ.又球体质量M=4πR3ρ/3.得T=2334R 4G R3ππ⋅⋅ρ=3G πρ,∴T∝1/ρ,得证.37.解:由于两球相碰满足动量守恒m1v0=m1v1+m2v2,v1=-1.3m/s. 两球组成系统碰撞前后的总动能Ek1+Ek2=m1v02/2+0=2.5J, Ek1′+Ek2′=m1v12/2+m2v22/2=2.8J.可见,Ek1′+Ek2′>Ek1+Ek2,碰后能量较碰撞前增多了,违背了能量守恒定律,这种假设不合理.38.解:(1)由动量守恒,得mv0=mv1+Mv2, 由运动学公式得s=(v1-v2)t,h=gt2/2, 由以上三式得v2=(mv0-smg2h)/(M+m). (2)最后车与物体以共同的速度v向右运动,故有mv0=(M+m)vv=mv0/(M+m).∴ΔE=mv02/2+mgh-(M+m)m2v02/2(M+m)2. 解得ΔE=mgh+Mmv02/2(M+m).39.解:设碰前A、B有共同速度v时,M前滑的距离为s.则mv0=(m+M)v,fs=Mv2/2,f=μmg.由以上各式得s=Mmv02/2μg(M+m)2.当v0=2m/s时,s=2/9m<0.5m,即A、B有共同速度.当v0=4m/s时,s=8/9m>0.5m,即碰前A、B速度不同.40.解:(1)物体由A滑至B的过程中,由三者系统水平方向动量守恒得:mv0=mv0/2+2mvAB.解之得vAB=v0/4.(2)物块由A滑至B的过程中,由三者功能关系得:μmgL=mv02/2-m(v0/2)2/2-2m(v2/2.0/4)解之得L=5v02/16μg.(3)物块由D滑到C的过程中,二者系统水平方向动量守恒,又因为物块到达最高点C时,物块与滑块速度相等且水平,均为v.故得mv0/2+mv0/4=2mv,∴得滑块的动能ECD=mv2/2=9mv02/128.42.解:(1)m速度最大的位置应在O点左侧.因为细线烧断后,m在弹簧弹力和滑动摩擦力的合力作用下向右做加速运动,当弹力与摩擦力的合力为零时,m的速度达到最大,此时弹簧必处于压缩状态.此后,系统的机械能不断减小,不能再达到这一最大速度.(2)选m、M为一系统,由动量守恒定律得mv1=Mv2.设这一过程中弹簧释放的弹性势能为Ep,则Ep=mv12/2+Mv22/2+μmgs,解得v2=mv1/M,Ep=m[(M+m)v12/2M+μgs].(2)m与M最终将静止,因为系统动量守恒,且总动量为零,只要m与M间有相对运动,就要克服摩擦力做功,不断消耗能量,所以,m与M最终必定都静止.43.解:(1)第一颗子弹射入木块过程,系统动量守恒,有mv0=(m+M)v1.射入后,在OBC运动过程中,机械能守恒,有(m+M)v12/2=(m+M)gR,得v0=(M+m)2gR/m.(2)由动量守恒定律知,第2、4、6……颗子弹射入木块后,木块速度为0,第1、3、5……颗子弹射入后,木块运动.当第9颗子弹射入木块时,由动量守恒得:mv0=(9m+M)v9,设此后木块沿圆弧上升最大高度为H,由机械能守恒定律得:(9m+M)v92/2=(9m+M)gH,由以上可得:H=[(M+m)/(M+9m)]2R.44.解:(1)设第一次碰墙壁后,平板车向左移动s,速度变为0.由于体系总动量向右,平板车速度为零时,滑块还在向右滑行.由动能定理-μMgs=0-mv02/2,s=mv02/2μMg=0.33m.(2)假如平板车在第二次碰墙前还未和滑块相对静止,则其速度的大小肯定还是2m/s,因为只要相对运动,摩擦力大小为恒值.滑块速度则大于2m/s,方向均向右.这样就违反动量守恒.所以平板车在第二次碰墙前肯定已和滑块具有共同速度v.此即平板车碰墙前瞬间的速度.Mv0-mv0=(M+m)v,∴v=(M-m)v0/(M+m)=0.4m/s.图3(3)平板车与墙壁第一次碰撞后滑块与平板又达到共同速度v前的过程,可用图3(a)、(b)、(c)表示.图3(a)为平板车与墙碰撞后瞬间滑块与平板车的位置,图3(b)为平板车到达最左端时两者的位置,图3(c)为平板车与滑块再次达到共同速度时两者的位置.在此过程中滑块动能减少等于摩擦力对滑块所做功μΜgs′,平板车动能减少等于摩擦力对平板车所做功μMgs″(平板车从B到A再回到B的过程中摩擦力做功为零),其中s′、s″分别为滑块和平板车的位移.滑块和平板车动能总减少为μMgl1,其中l1=s′+s″为滑块相对平板车的位移,此后,平板车与墙壁发生多次碰撞,每次情况与此类似,最后停在墙边.设滑块相对平板车总位移为l,则有(M+m)v02/2=μMgl,l=(M+m)v02/2μMg=0.833m.l即为平板车的最短长度.图445.解:如图4,A球从静止释放后将自由下落至C点悬线绷直,此时速度为vC∵vC2=2g×2Lsin30°,∴vC=2gL=2m/s.在线绷直的过程中沿线的速度分量减为零时,A将以切向速度v1沿圆弧运动且v1=vC3A球从C点运动到最低点与B球碰撞前机械能守恒,可求出A球与B球碰前的速度 mAv12/2+mAgL(1-cos60°)=mAv22/2,v2=21v gL +=3100.2+⨯=5m/s.因A、B两球发生无能量损失的碰撞且mA=mB,所以它们的速度交换,即碰后A球的速度为零,B球的速度为v2=5(m/s).对B球和小车组成的系统水平方向动量守恒和机械能守恒,当两者有共同水平速度u时,B球上升到最高点,设上升高度为h. mBv2=(mB+M)u,mBv22/2=(mB+M)u2/2+mBgh.解得h=3/16≈0.19m. 在B球回摆到最低点的过程中,悬线拉力仍使小车加速,当B球回到最低点时小车有最大速度vm,设小球B回到最低点时速度的大小为v3,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有mBv2=-mBv3+Mvm,mBv22/2=mBv32/2+Mvm2/2, 解得vm=2mBv2/(m3+M)=5/2m/s=1.12m/s.46.解:(1)小球的角速度与运动的角速度必定相等,则有v=ωR=ω22L r +.(2)人手所提供的功率应等于小球在运动过程中克服摩擦力做功的功率.即有P=fv,∴ f=P/v=P/ω22L r +.48.解:m与A粘在一起后水平方向动量守恒,共同速度设为v1,Mv0=(M+m)v1, 得v1=Mv0/(M+m)=2v0/3. 当弹簧压缩到最大时即有最大弹性势能E,此时系统中各物体有相同速度,设为v2,由动量守恒定律 2Mv0=(2M+m)v2,得v2=2Mv0/(2M+m)=4v0/5. 由能量守恒有 E=Mv02/2+(M+m)v12/2-(2M+m)v22/2,解得E=Mv02/30.。

高中物理力学试题大全及答案

高中物理力学试题大全及答案

高中物理力学试题大全及答案一、选择题1. 根据牛顿第二定律,若一个物体受到的合力为F,质量为m,则其加速度a的大小为:A. a = F/mB. a = m/FC. a = F × mD. a = m × F答案:A2. 一个质量为m的物体从静止开始,以恒定加速度a下滑,经过时间t后的速度v为:A. v = a × tB. v = m × aC. v = m × tD. v = a / t答案:A3. 一个物体在水平面上受到一个恒定的拉力F,摩擦力f,若物体做匀速直线运动,则拉力F与摩擦力f的关系是:A. F = fB. F > fC. F < fD. F与f无关答案:A二、填空题4. 根据牛顿第三定律,作用力与反作用力大小________,方向________,作用在________的物体上。

答案:相等;相反;不同的5. 一个物体从高度H自由落下,忽略空气阻力,其下落过程中的加速度为________。

答案:g(重力加速度)三、计算题6. 一辆汽车以初速度v0 = 20 m/s开始加速,加速度a = 5 m/s²,求汽车在第3秒末的速度v。

解:根据公式 v = v0 + atv = 20 m/s + 5 m/s² × 3 sv = 20 m/s + 15 m/sv = 35 m/s答案:汽车在第3秒末的速度为35 m/s。

7. 一个质量为2 kg的物体在水平面上受到一个10 N的拉力,摩擦系数μ = 0.1,求物体的加速度。

解:首先计算摩擦力f = μ× N = μ × m × g其中 N 是物体受到的正压力,等于物体的质量乘以重力加速度 g。

f = 0.1 × 2 kg × 9.8 m/s² = 1.96 N根据牛顿第二定律 F - f = m × aa = (F - f) / m = (10 N - 1.96 N) / 2 kg = 4.02 m/s²答案:物体的加速度为4.02 m/s²。

高中物理力学专题经典练习题(附答案)

高中物理力学专题经典练习题(附答案)

高中物理力学专题经典练习题(附答案)以下是一些经典的高中物理力学专题练题,每个问题都附有详细的答案。

这些练题覆盖了力学中的不同概念和应用,旨在帮助你巩固你的物理研究。

请仔细阅读每个问题,并尝试独立解答。

如果你遇到困难,可以参考答案来帮助你理解解题思路和方法。

1. 力与运动题目:一个小球以4 m/s的速度以水平方向投出,落地的时间为2 s。

求小球的水平位移以及竖直位移。

答案:小球的水平位移为8 m,竖直位移为-19.6 m。

2. 动能与功题目:一辆质量为1000 kg的汽车以10 m/s的速度行驶,求汽车的动能。

如果汽车行驶的过程中受到总共2000 N的摩擦力,求摩擦力所做的功。

答案:汽车的动能为 J,摩擦力所做的功为 J。

3. 万有引力题目:太阳的质量约为2 × 10^30 kg,地球的质量约为6 × 10^24 kg,太阳与地球之间的距离约为1.5 × 10^11 m。

求地球受到的太阳引力大小。

答案:地球受到的太阳引力大小约为3.53 × 10^22 N。

4. 动量守恒题目:一个质量为2 kg的小球以5 m/s的速度水平碰撞到一个静止的质量为3 kg的小球,碰撞后两个小球分别以2 m/s和4 m/s的速度分别向左和向右运动。

求碰撞前后两个小球的总动量是否守恒。

答案:碰撞前后两个小球的总动量守恒。

以上是一部分高中物理力学专题的经典练习题及答案。

希望通过这些练习题的练习,你能更好地理解与掌握物理力学的基本概念和应用。

保持坚持和刻苦学习的态度,相信你能取得优秀的成绩!。

高中物理力学练习题(附答案)

高中物理力学练习题(附答案)

高中物理力学练习题(附答案)第一题物体A质量为2kg,物体B质量为3kg,在光滑水平地面上,物体A受到2N的水平外力,物体B受到3N的水平外力。

若两物体初速度均为0,求物体A和物体B运动后的速度。

答案由牛顿第二定律可以得到:$$F = m \cdot a$$其中,$F$表示力,$m$表示质量,$a$表示加速度。

物体A的质量为2kg,受到2N的水平外力,因此物体A的加速度为:$$a_A = \frac{F_A}{m_A} = \frac{2N}{2kg} = 1 \, \text{m/s}^2 $$物体B的质量为3kg,受到3N的水平外力,因此物体B的加速度为:$$a_B = \frac{F_B}{m_B} = \frac{3N}{3kg} = 1 \, \text{m/s}^2$$由于初始速度均为0,根据运动学公式:$$v = u + at$$其中,$v$表示末速度,$u$表示初速度,$a$表示加速度,$t$表示时间。

物体A和物体B的运动时间相同,假设时间为$t$,则物体A 的末速度为:$$v_A = u_A + a_A \cdot t = 0 + 1 \cdot t = t \, \text{m/s}$$物体B的末速度为:$$v_B = u_B + a_B \cdot t = 0 + 1 \cdot t = t \, \text{m/s}$$因此,物体A和物体B运动后的速度均为$t$ m/s。

附加说明以上计算的结果是在忽略摩擦力的情况下得出的。

若考虑摩擦力,则需考虑摩擦力对物体的影响,进一步计算得出准确结果。

第二题一辆质量为1000kg的汽车以10m/s的速度匀速前进,受到一个水平方向的5N摩擦力。

求汽车匀速前进的加速度和所受的牵引力是多少。

答案由牛顿第二定律可以得到:$$F_{\text{净}} = m \cdot a$$其中,$F_{\text{净}}$表示净力,$m$表示质量,$a$表示加速度。

高中物理力学大题-经典例题总结

高中物理力学大题-经典例题总结

高中物理力学大题一.解答题(共20小题)1.(2015•惠州模拟)如图甲,质量m=1.0kg的物体以v0=10m/s的初速度从水的初速度从水平面平面的某点向右运动并冲上半圆环,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5.半径R=1.0m的竖直光滑的竖直光滑半圆点的距离的最小值为多大?(1)物体能从M点飞出,落到水平面时落点到N点的距离的最小值为多大?的取值范围.圆轨道运动过程途中离开轨道,求出发点到N点的距离x的取值范围.(2)如果物体从某点出发后在半)如果物体从某点出发后在半圆轨道(3)设出发点到N点的距离为x,物体从M点飞出后,落到水平面时落点到N点的距离为y,通过计算变化的关系图象.在乙图中画出y2随x变化的关系图象.2.(2015•浙江一模)如图所示,将质量均为m厚度不计的两物块A、B用轻质弹簧相连接,只用手托着B物块于H高处,A在弹簧弹力的作用下处于静止,将弹簧锁定.现由静止释放A、B,B物块着地时解在弹簧弹力除弹簧锁定,且B物块的速度立即变为0,在随后的过程中当弹簧恢复到原长时A物块运动的速度为υ0,也相同.弹性势能也相同.物块恰能离开地面但不继续上升.已知弹簧具有相同形变量时弹性势能且B物块恰能离开地面但不继续上升.已知弹簧具有相同形变量时(1)B物块着地到B物块恰能离开地面但不继续上升的过程中,A物块运动的位移△x;(2)第二次用手拿着A、B两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B离地面的距离也为H,然后由静止同时释放A、B,B物块着地后速度同样立即变为0.求第二次释放A、B后,B刚要离地时A 的速度υ2.3.(2015•惠州模拟)如图所示,光滑水平面MN左端有一弹性挡板P,右端N与处于同一高度的水平传送带之间的距离可忽略,传送带水平部分NQ的长度L=2m,传送带逆时钟匀速转动其速度v=1m/s.MN 上放置两个质量都为m=1kg的小物块A、B,开始时A、B静止,A、B间压缩一轻质弹簧,其弹性势能E P=4J.现解除锁定,弹开A、B,并迅速移走弹簧.取g=10m/s2.被弹开时速度的大小.(1)求物块A、B被弹开时速度的大小.端不掉下,则小物块与传送带间的动摩擦因数至少为多大?(2)要使小物块在传送带的Q端不掉下,则小物块与传送带间的动摩擦因数至少为多大?弹性碰撞后物块B返回,在水平面发生第一次弹性碰撞(3)若小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,当A与P发生第一次MN上A、B相碰后粘接在一起,求碰后它们的速度大小及方向,并说明它们最终的运动情况.相碰后粘接在一起,求碰后它们的速度大小及方向,并说明它们最终的运动情况.4.(2014•兰考县模拟)如图,一质量为M 的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面高度为h ,质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后,以水平速度射出物块.射出物块.重力加速度重力加速度为g .求:.求:(1)此过程中损失的机械能;)此过程中损失的机械能;(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.5.(2014•山东模拟)如图,光滑水平直山东模拟)如图,光滑水平直轨道轨道上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C . B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A 以速度v 0朝B 运动,压缩弹簧;当A 、B 速度相等时,B 与C 恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动.假设B 和C 碰撞过程时间极短.求从A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中.分离的过程中.(1)整个系统损失的机械能;)整个系统损失的机械能;(2)弹簧被压缩到最短时的)弹簧被压缩到最短时的弹性势能弹性势能.6.(2014•山东)如图所示,光滑水平直轨道上两山东)如图所示,光滑水平直轨道上两滑块滑块A 、B 用橡皮筋连接,A 的质量为m ,开始时橡皮筋松弛,B 静止,给A 向左的初速度v 0,一段时间后,B 与A 同向运动发生碰撞并黏在一起,碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A 的速度的两倍,也是碰撞前瞬间B 的速度的一半,求:的速度的一半,求: (i )B 的质量;的质量;(ii )碰撞过程中A 、B 系统机械能的损失.系统机械能的损失.7.(2014•天津)如图所示,水平地面上静止放置一辆天津)如图所示,水平地面上静止放置一辆小车小车A ,质量m A =4kg ,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计,可视为质点的物块B 置于A 的最右端,B 的质量m B =2kg ,现对A 施加一个水平向右的个水平向右的恒力恒力F=10N ,A 运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B 发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A 、B 粘合在一起,共同在F 的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s ,二者的速度达到v t =2m/s ,求,求 (1)A 开始运动时加速度a 的大小;的大小;(2)A 、B 碰撞后瞬间的共同速度v 的大小;的大小; (3)A 的上表面长度l .8.(2014•北京)如图所示,竖直北京)如图所示,竖直平面平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A 和B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点.现将A 无初速度释放,A 与B 碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动.已知圆弧轨道光滑,知圆弧轨道光滑,半径半径R=0.2m ;A 和B 的质量相等;A 和B 整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2.取重力加速度g=10m/s 2.求:.求:(1)碰撞前瞬间A 的速率v ;(2)碰撞后瞬间A 和B 整体的速率v ′; (3)A 和B 整体在桌面上滑动的距离L .9.(2014•安徽三模)(1)如图甲所示,质量为m 的物块在水平恒力F 的作用下,经时间t 从A 点运动到B 点,物块在A 点的速度为v 1,B 点的速度为v 2,物块与粗糙水,物块与粗糙水平面平面之间动摩擦因数为µ,试用,试用牛顿第二牛顿第二定律和运动学规律推导此过程中定律和运动学规律推导此过程中动量定理动量定理的表达式,并说明表达式的物理意义.的表达式,并说明表达式的物理意义.(2)物块质量m=1kg 静止在粗糙水平面上的A 点,从t=0时刻开始,物块在受按如图乙所示规律变化的水平力F 作用下向右运动,作用下向右运动,第第3s 末物块运动到B 点时速度刚好为零,点时速度刚好为零,第第5s 末物块刚好回到A 点,点,已知物已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为µ=0.2,(g 取10m/s 2)求:)求: ①AB 间的距离;间的距离; ②水平力F 在5s 时间内对物块的时间内对物块的冲量冲量.10.(2014•吉安二模)一质量为2m 的物体P 静止于光滑水平地面上,其静止于光滑水平地面上,其截面截面如图所示.图中ab 为粗糙的水平面,长度为L ;bc 为一光滑为一光滑斜面斜面,斜面和水平面通过与ab 和bc 均相切的长度可忽略的光滑均相切的长度可忽略的光滑圆弧圆弧连接.现有一质量为m 的木块以大小为v 0的水平初速度从a 点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h ,返回后在到达a 点前与物体P 相对静止.重力加速度为g .求:.求: (1)木块在ab 段受到的摩擦力f ; (2)木块最后距a 点的距离s .11.(2014•江西模拟)如图所示,质量M=4kg 的滑板B 静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C 到滑板左端的距离L=0.5m ,这段滑板与木块A (可视为质点)之间的动摩擦因数μ=0.2,而弹簧自由端C 到弹簧固定端D 所对应的滑板上表面光滑.小木块A 以速度v 0=10m/s 由滑板B 左端开始沿滑板B 表面向右运动.已知木块A 的质量m=1kg ,g 取10m/s 2.求:.求: (1)弹簧被压缩到最短时木块A 的速度;的速度;(2)木块A 压缩弹簧过程中弹簧的最大压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能弹性势能.12.(2014•呼伦呼伦贝尔贝尔二模)两物块A 、B 用轻弹簧相连,质量均为2kg ,初始时弹簧处于原长,A 、B 两物块都以v=6m/s 的速度在光滑的水平地面上运动,质量4kg 的物块C 静止在前方,如图所示.B 与C 碰撞后二者会粘在一起运动.求在以后的运动中:后二者会粘在一起运动.求在以后的运动中:(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A 的速度为多大?的速度为多大? (2)系统中弹性势能的最大值是多少?)系统中弹性势能的最大值是多少?13.(2014•安徽模拟)如图所示,固定的光滑平台上固定有光滑的半安徽模拟)如图所示,固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道圆轨道,轨道半径R=0.6m .平台上静止着两个静止着两个滑块滑块A 、B ,m A =0.1Kg ,m B =0.2Kg ,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡板的,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡板的小车小车,静止在光滑的水平地面上.小车质量为M=0.3Kg ,车面与平台的台面等高,车面左侧粗糙部分长度为L=0.8m ,动摩擦因数为μ=0.2,右侧拴接一轻质弹簧,弹簧自然长度所在处车面光滑.点燃炸药后,A 滑块到达轨道最高点时对轨道的道最高点时对轨道的压力压力大小恰好等于A 滑块的重力,滑块B 冲上小车.两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,且g=10m/s 2.求:.求: (1)滑块在半圆轨道最低点对轨道的压力)滑块在半圆轨道最低点对轨道的压力 (2)炸药爆炸后滑块B 的速度大小的速度大小(3)滑块B 滑上小车后的运动过程中弹簧的最大滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能弹性势能.14.(2014•兰州一模)质量M=3.0kg 的长木板置于光滑水的长木板置于光滑水平面平面上,木板左侧放置一质量m=1.0kg 的木块,右侧固定一轻弹簧,处于原长状态,弹簧正下方部分的木板上表面光滑,其它部分的木板上表面粗糙,如图所示.现给木块v 0=4.0m/s 的初速度,使之向右运动,在木板与木块向右运动过程中,当木板和木块达到共速时,木板恰与墙壁相碰,到共速时,木板恰与墙壁相碰,碰撞碰撞过程时间极短,木板速度的方向改变,大小不变,最后木块恰好在木板的左端与木板相对静止.求:板的左端与木板相对静止.求: (1)木板与墙壁相碰时的速度v 1;(2)整个过程中弹簧所具有的弹性势能的最大值E pm .15.(2014•吉林三模)如图所示,一质量m 1=0.45kg 的平顶小车静止在光滑的水平轨道上.车顶右端放一质量m 2=0.4kg 的小物体,小物体可视为质点.现有一质量m 0=0.05kg 的子弹以水平速度v 0=100m/s 射中小车左端,并留在车中,已知子弹与车相互作用时间极短,小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5,最终小物体以5m/s 的速度离开小车.g 取10m/s 2.求:.求: (1)子弹相对小车静止时,小车的速度大小;)子弹相对小车静止时,小车的速度大小; (2)小车的长度.)小车的长度.16.(2014•枣庄一模)如图所示,光滑水平直轨道上放置长木板B 和滑块C ,滑块A 置于B 的左端,且A 、B 间接触面粗糙,三者质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 、m C =23kg .开始时.开始时 A 、B 一起以速度v 0=10m/s 向右运动,运动,与静止的与静止的C 发生碰撞,碰后C 向右运动,向右运动,又与竖直固定挡板碰撞,并以碰前又与竖直固定挡板碰撞,并以碰前又与竖直固定挡板碰撞,并以碰前速率速率弹回,此后B 与C 不再发生碰撞.已知B 足够长,A 、B 、C 最终速度相等.求B 与C 碰后瞬间B 的速度大小.的速度大小.17.(2014•中山二模)如图甲,水平地面上有一个轻质弹簧自然伸长,左端固定在墙面上,右端位于O 点.地面右端M 紧靠传送装置,其上表面与地面在同一水平面.传送装置在半径为r 、角速度为ω的轮A 带动下沿图示方向传动.在弹性限度范围内,将小物块P 1往左压缩弹簧到压缩量为x 时释放,P 1滑至M 点时静止,其速度图象如图乙所示(虚线0q 为图线在原点的切线,bc 段为直线).之后,物块P 2在传送装置上与M 距离为l 的位置静止释放,P 1、P 2碰撞后粘在一起.已知P 1、P 2质量均为m ,与传送装置、水平地面的动摩擦因数均为μ,M 、N 距离为L=,重力加速度为g .(1)求弹簧的劲度系数k 以及O 、M 的距离s ;(2)要使P 1、P 2碰撞后的结合体P 能回到O 点,求l 的取值范围以及P 回到O 点时的速度大小v 与l 的关系关系表达式表达式.18.(2014•广东模拟)如图所示,质量为M=4kg 的木板静置于足够大的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ=0.01,板上最左端停放着质量为m=1kg 可视为质点的电动可视为质点的电动小车小车,车与木板右端的固定挡板相距L=5m .现通电使小车由静止开始从木板左端向右做匀加速运动,经时间t=2s ,车与挡板相碰,车与挡板粘合在一起,碰撞时间极短且碰后自动切断小车的电源.(计算中取最大静摩擦力等于动摩擦力,并取g=10m/s 2.) (1)试通过计算说明:车与挡板相碰前,木板相对地面是静止还是运动的?)试通过计算说明:车与挡板相碰前,木板相对地面是静止还是运动的? (2)求出小车与挡板碰撞前,车的)求出小车与挡板碰撞前,车的速率速率v 1和板的速率v 2; (3)求出碰后木板在水平地面上滑动的距离S .19.(2014•广州一模)如图(甲)示,光滑曲面MP 与光滑水与光滑水平面平面PN 平滑连接,N 端紧靠速度恒定的传送装置,PN 与它上表面在同一水平面.小球A 在MP 上某点静止释放,与静置于PN 上的工件B 碰撞后,B 在传送带上运动的v ﹣t 图象如图(乙)且t 0已知,最后落在地面上的E 点.已知重力加速度为g ,传送装置上表面距地面高度为H .(1)求B 与传送带之间的动摩擦因数μ; (2)求E 点离传送装置右端的水平距离L ;(3)若A 、B 发生的是弹性碰撞且B 的质量是A 的2倍,要使B 始终落在E 点,试判断A 静止释放点离PN 的高度h 的取值范围.的取值范围.20.(2014•广东模拟)图的水平广东模拟)图的水平轨道轨道中,AC 段的段的中点中点B 的正上方有一探测器,C 处有一竖直挡板,物体P 1沿轨道向右以速度v 1与静止在A 点的物体P 2碰撞,并接合成碰撞,并接合成复合复合体P ,以此碰撞时刻为计时零点,探测器只在t 1=2s 至t 2=4s 内工作,已知P 1、P 2的质量都为m=1kg ,P 与AC 间的动摩擦因数为μ=0.1,AB段长l=4m ,g 取10m/s 2,P 1、P 2和P 均视为质点,P 与挡板的碰撞为弹性碰撞.与挡板的碰撞为弹性碰撞.(1)若v 1=6m/s ,求P 1、P 2碰后瞬间的速度大小v 和碰撞损失的和碰撞损失的动能动能△E ; (2)若P 与挡板碰后,能在探测器的工作时间内通过B 点,求v 1的取值范围和P 向左经过A 点时的最大动能E .考点:动能定理;向心力.动能定理;向心力动能定理的应用专题.专题:动能定理的应用专题.点抛出后做平抛运动,根据平抛运动的基本公式基本公式即可分析:(1)在M点由重力提供向心力时,速度最小,从M点抛出后做平抛运动,根据平抛运动的点的距离的最小值.求解落到水平面时落点到N点的距离的最小值.(2)物体不会在M到N点的中间离开半圆轨道,即物体可以从M点飞出求出,或正好运动到与圆心等高物理量相关联即可求出表达)全过程利用动能定理和平抛运动把两物理量处速度为零,分两种情况求解范围.(3)全过程利用动能定理和平抛运动把两,据表达式分析图象.式,据表达式分析图象.解答:解:(1)物体恰好能从M点飞出,有:①由平抛运动知:y min=v min t ②③解得最小距离:y min=2m ④(2)(Ⅰ)物体不会在M到N点的中途离开半圆轨道,即物体恰好从M点飞出,物体从出发点到M过程.由动能定理:⑤解①⑤得:x min=5m ⑥(Ⅱ)物体刚好至与圆心等高处速度为0,由动能定理:⑦解⑦得:x max=8m ⑧综上可得所求的范围:8m>x>5m ⑨(3)物体从出发点到M点过程,由动能定理:⑩y=v M t (11)、B,2)第二次用手拿着A 、B 两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B 离地面的距离也为H ,然后由静止同时释放A 、B ,B解得关系式:y 2=﹣4x+24(x ≤5m ) (12) 画出图象如图示画出图象如图示 答:(1)物体能从M 点飞出,落到水点飞出,落到水平面平面时落点到N 点的距离的最小值为2m . (2)如果物体从某点出发后在半)如果物体从某点出发后在半圆轨道圆轨道运动过程途中离开轨道,求出发点到N 点的距离x 的取值范围8m >x >5m .(3)如图所示.)如图所示.点评: 灵活应用灵活应用动能定理动能定理和平抛运动是解题的关键,和平抛运动是解题的关键,求解第二问一定注意:求解第二问一定注意:求解第二问一定注意:物体不会在物体不会在M 到N 点的中间离开半圆轨道,即物体可以从M 点飞出求出,或正好运动到与圆心等高处速度为零.点飞出求出,或正好运动到与圆心等高处速度为零.2.(2015•浙江一模)如图所示,将质量均为m 厚度不计的两物块A 、B 用轻质弹簧相连接,只用手托着B 物块于H 高处,A 在弹簧在弹簧弹力弹力的作用下处于静止,将弹簧锁定.现由静止释放A B 物块着地时解除弹簧锁定,且B 物块的速度立即变为0,在随后的过程中当弹簧恢复到原长时A 物块运动的速度为υ0,且B 物块恰能离开地面但不继续上升.已知弹簧具有相同形变量时继续上升.已知弹簧具有相同形变量时弹性势能弹性势能也相同.也相同.(1)B 物块着地到B 物块恰能离开地面但不继续上升的过程中,A 物块运动的物块运动的位移位移△x ; (物块着地后速度同样立即变为0.求第二次释放A 、B 后,B 刚要离地时A 的速度υ2.考点: 功能关系;功能关系;机械能守恒定律机械能守恒定律. 专题: 机械能守恒定律应用专题.机械能守恒定律应用专题.分析: (1)由于系统只有重力和弹簧的弹力做功,故机械能守恒,由机械能守恒定律可求得A 的位移;的位移;(2)两次释放中系统机械能均守恒,而在B 落地后,弹簧和A 系统机械能守恒;分别列出机械能守恒定律的律的表达式表达式即可求解.即可求解.解答:解:(1)设A 、B 下落H 过程时速度为υ,由机械能守恒定律有:得:;B 物块恰能离开地面时,弹簧处于伸长状态,弹力大小等于mg ,B 物块刚着地解除弹簧锁定时,弹簧处于压缩状态,弹力大小等于mg .因此,两次弹簧形变量相同,则这两次弹簧弹性势能相同,设为E P . 又B 物块恰能离开地面但不继续上升,此时A 物块速度为0.从B 物块着地到B 物块恰能离开地面但不继续上升的过程中,A 物块和弹簧组成的系统机械能守恒得△x=H (2)弹簧形变量第一次从B物块着地到弹簧恢复原长过程中,弹簧和A物块组成的系统机械能守恒均做自由落体自由落体运动,由机械能守恒得刚着地时A、B系统的速度为第二次释放A、B后,A、B均做从B物块着地到B刚要离地过程中,弹簧和A物块组成的系统机械能守恒联立以上各式得答:(1)A物块运动的位移△x为H;(2)刚要离地时A的速度立以上各式得本题考查机械能守恒定律机械能守恒定律的应用,要注意正确选择系统,如本题中整体机械能守恒而单独A或B机械能不点评:本题考查守恒.守恒.3.(2015•惠州模拟)如图所示,光滑水惠州模拟)如图所示,光滑水平面平面MN左端有一弹性挡板P,右端N与处于同一高度的水平传送带之间的距离可忽略,传送带水平部分NQ的长度L=2m,传送带逆时钟匀速转动其速度v=1m/s.MN上放置两个质量都弹性势能E P=4J.现解除锁定,弹开A、间压缩一轻质弹簧,其弹性势能为m=1kg的小物块A、B,开始时A、B静止,A、B间压缩一轻质弹簧,其B,并迅速移走弹簧.取g=10m/s22.被弹开时速度的大小.(1)求物块A、B被弹开时速度的大小.(2)要使小物块在传送带的Q端不掉下,则小物块与传送带间的动摩擦因数至少为多大?端不掉下,则小物块与传送带间的动摩擦因数至少为多大?弹性碰撞后物块B返回,在水平面MN上A、发生第一次弹性碰撞(3)若小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,当A与P发生第一次B相碰后粘接在一起,求碰后它们的速度大小及方向,并说明它们最终的运动情况.相碰后粘接在一起,求碰后它们的速度大小及方向,并说明它们最终的运动情况.考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.应用专题.专题:动量定理应用专题.分析:(1)A、B系统动量守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出速度.系统动量守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出速度.定理可以求出动摩擦因数.动能定理可以求出动摩擦因数.(2)应用)应用动能,然后答题.物体的速度,然后答题.)分析物体运动过程,应用动量守恒定律求出物体的速度(3)分析物体运动过程,应用动量守恒定律求出物块被弹簧分开的过程系统动量守恒,解答:解:(1)对于A、B物块被弹簧分开的过程系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv A﹣mv B=0 ①由机械能守恒定律得:②代入数据解得:v A=v B=2m/s ③端不掉下,(2)要使小物块在传送带的Q端不掉下,处.则小物块B在传送带上至多减速运动达Q处.以B物体为研究对象,滑到最右端时速度为0,由动能定理得:④代入数据解得:μmin=0.1 ⑤(3)因为μ=0.4>μmin=0.1,所以物块B必返回必返回又因为v B=2m/s>v=1m/s,故返回时:v'B=1m/s,设向右为正方向,则:v'A=2m/s,v'B=﹣1m/s =2mvAB ⑥ 代入数据解得:v AB =0.5m/s ,方向向右.,方向向右. 此后A .4.(2014•兰考县模拟)如图,一质量为M 的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面高度为h ,质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后,以水平速度对A 、B 相碰后粘接在一起过程,以A 的速度方向为正方向,的速度方向为正方向, 由动量守恒定律得:mv'A +mv'B B 整体冲上整体冲上传送带传送带做减速运动,同理可得A .B 将返回MN ,因为v AB =0.5m/s <v=1m/s ,返回时v AB ′=0.5m/s ,后又与P 弹性碰撞向右折回,向右折回,再次一起冲上传送带,再返回,重复上述运动,再次一起冲上传送带,再返回,重复上述运动, 最终在P 板、MN 上和传送带间如此往复运动.上和传送带间如此往复运动. 答:(1)物块A 、B 被弹开时速度的大小都为2m/s .(2)要使小物块在传送带的Q 端不掉下,则小物块与传送带间的动摩擦端不掉下,则小物块与传送带间的动摩擦因数因数至少为0.1.(3)碰后它们的速度大小为0.5m/s ,方向:向右,它们最终P 板、MN 上和传送带间如此往复运动.上和传送带间如此往复运动.点评: 本题考查了求速度、动摩擦因数、判断物体运动情况等问题,分析清楚物体运动过程、应用动量守恒定律、机械能守恒定律、机械能守恒定律、动能定理动能定理即可正确解题.射出物块.射出物块.重力加速度重力加速度为g .求:.求:(1)此过程中损失的机械能;)此过程中损失的机械能;(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.专题: 动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合.动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合.分析: (1)子弹射击物块,子弹和物块的总动量守恒,由动量守恒定律求出子弹穿出木块时木块的速度大小.系统损失的机械能等于射入前子弹的动能与射出后物块与子弹总动能之差.统损失的机械能等于射入前子弹的动能与射出后物块与子弹总动能之差. (2)子弹射出物块后,物块做)子弹射出物块后,物块做平抛运动平抛运动,由高度求出时间,再求出水平距离.,由高度求出时间,再求出水平距离.解答: 解:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为v ,由动量守恒定律得:,由动量守恒定律得:mv 0=m +Mv …① 解得v=v 0…②系统的机械能损失为 △E=mv 02﹣[m ()2+Mv 2]…③由②③式得△E=(3﹣)mv 02…④(2)设物块下落到地面所需时间为t ,落地点距桌面边缘的,落地点距桌面边缘的水平距离为s ,则:h=gt 2…⑤s=vt …⑥ 由②⑤⑥式得s=(1)此过程中系统损失的机械能为(3﹣)mv 02;。

高一必修一物理经典力学典型例题(有答案,含解析)

高一必修一物理经典力学典型例题(有答案,含解析)

高一必修一物理经典力学典型例题1.倾角θ=37°的斜面底端与水平传送带平滑接触,传送带BC长L=6 m,始终以v0=6m/s的速度顺时针运动。

一个质量m=1 kg的物块从距斜面底端高度h1=5.4m的A点由静止滑下,物块通过B点时速度的大小不变。

物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.2,传送带上表面在距地面一定高度处,g取10m/s2。

(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求物块由A点运动到C点的时间;(2)求物块距斜面底端高度满足什么条件时,将物块静止释放均落到地面上的同一点D。

2.如图,倾斜的传送带向下匀加速运转,传送带与其上的物体保持相对静止。

那么关于传送带与物体间静摩擦力的方向,以下判断正确的是A.物体所受摩擦力为零B.物体所受摩擦力方向沿传送带向上C.物体所受摩擦力方向沿传送带向下D.上述三种情况都有可能出现3.(2018·江西师大附中)如图是工厂流水生产线包装线示意图,质量均为m=2.5 kg、长度均为l=0.36 m的产品在光滑水平工作台AB上紧靠在一起排列成直线(不粘连),以v0=0.6 m/s 的速度向水平传送带运动,设当每个产品有一半长度滑上传送带时,该产品即刻受到恒定摩擦力F f=μmg而做匀加速运动,当产品与传送带间没有相对滑动时,相邻产品首尾间距离保持2l(如图)被依次送入自动包装机C进行包装。

观察到前一个产品速度达到传送带速度时,下一个产品刚好有一半滑上传送带而开始做匀加速运动。

取g=10 m/s2。

试求:(1)传送带的运行速度v;(2)产品与传送带间的动摩擦因数μ:(3)满载工作时与空载时相比,传送带驱动电动机增加的功率∆P;(4)为提高工作效率,工作人员把传送带速度调成v'=2.4 m/s,已知产品送入自动包装机前已匀速运动,求第(3)问中的∆P′?第(3)问中在相当长时间内的等效∆P′′?4.如图所示,传送带AB段是水平的,长20 m,传送带上各点相对地面的速度大小是2 m/s,某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。

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高中物理力学典型例题1、如图1-1所示,长为5米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4米的两杆顶端A、B。

绳上挂一个光滑的轻质挂钩。

它钩着一个重为12牛的物体。

平衡时,绳中张力T=____分析与解:本题为三力平衡问题。

其基本思路为:选对象、分析力、画力图、列方程。

对平衡问题,根据题目所给条件,往往可采用不同的方法,如正交分解法、相似三角形等。

所以,本题有多种解法。

解法一:选挂钩为研究对象,其受力如图1-2所示,设细绳与水平夹角为α,由平衡条件可知:2TSinα=F,其中F=12牛,将绳延长,由图中几何条件得:Sinα=3/5,则代入上式可得T=10牛。

解法二:挂钩受三个力,由平衡条件可知:两个拉力(大小相等均为T)的合力F’与F大小相等方向相反。

以两个拉力为邻边所作的平行四边形为菱形。

如图1-2所示,其中力的三角形△OEG与△ADC相似,则:得:牛。

想一想:若将右端绳A 沿杆适当下移些,细绳上张力是否变化?(提示:挂钩在细绳上移到一个新位置,挂钩两边细绳与水平方向夹角仍相等,细绳的张力仍不变。

)2、如图2-1所示,轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B上,质量为m的物块悬挂在绳上O点,O与A、B两滑轮的距离相等。

在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的恒力F=mg。

先托住物块,使绳处于水平拉直状态,由静止释放物块,在物块下落过程中,保持C、D两端的拉力F不变。

(1)当物块下落距离h为多大时,物块的加速度为零?(2)在物块下落上述距离的过程中,克服C端恒力F做功W为多少?(3)求物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H?分析与解:物块向下先作加速运动,随着物块的下落,两绳间的夹角逐渐减小。

因为绳子对物块的拉力大小不变,恒等于F,所以随着两绳间的夹角减小,两绳对物块拉力的合力将逐渐增大,物块所受合力逐渐减小,向下加速度逐渐减小。

当物块的合外力为零时,速度达到最大值。

之后,因为两绳间夹角继续减小,物块所受合外力竖直向上,且逐渐增大,物块将作加速度逐渐增大的减速运动。

当物块下降速度减为零时,物块竖直下落的距离达到最大值H。

当物块的加速度为零时,由共点力平衡条件可求出相应的θ角,再由θ角求出相应的距离h,进而求出克服C端恒力F所做的功。

对物块运用动能定理可求出物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H。

(1)当物块所受的合外力为零时,加速度为零,此时物块下降距离为h。

因为F恒等于mg,所以绳对物块拉力大小恒为mg,由平衡条件知:2θ=120°,所以θ=60°,由图2-2知:h=L*tg30°= L [1](2)当物块下落h时,绳的C、D端均上升h’,由几何关系可得:h’=-L [2]克服C端恒力F做的功为:W=F*h’[3]由[1]、[2]、[3]式联立解得:W=(-1)mgL(3)出物块下落过程中,共有三个力对物块做功。

重力做正功,两端绳子对物块的拉力做负功。

两端绳子拉力做的功就等于作用在C、D端的恒力F所做的功。

因为物块下降距离h时动能最大。

由动能定理得:mgh-2W=[4]将[1]、[2]、[3]式代入[4]式解得:Vm=当物块速度减小为零时,物块下落距离达到最大值H,绳C、D上升的距离为H’。

由动能定理得:mgH-2mgH’=0,又H’=-L,联立解得:H=。

3、如图3-1所示的传送皮带,其水平部分ab=2米,bc=4米,bc与水平面的夹角α=37°,一小物体A与传送皮带的滑动摩擦系数μ=0.25,皮带沿图示方向运动,速率为2米/秒。

若把物体A轻轻放到a点处,它将被皮带送到c点,且物体A一直没有脱离皮带。

求物体A从a点被传送到c点所用的时间。

分析与解:物体A轻放到a点处,它对传送带的相对运动向后,传送带对A的滑动摩擦力向前,则A 作初速为零的匀加速运动直到与传送带速度相同。

设此段时间为t1,则:a1=μg=0.25x10=2.5米/秒2t=v/a1=2/2.5=0.8秒设A匀加速运动时间内位移为S1,则:设物体A在水平传送带上作匀速运动时间为t2,则设物体A在bc段运动时间为t3,加速度为α2,则:α2=g*Sin37°-μgCos37°=10x0.6-0.25x10x0.8=4米/秒2解得:t3=1秒(t3=-2秒舍去)所以物体A从a点被传送到c点所用的时间t=t1+t2+t3=0.8+0.6+1=2.4秒。

4、如图4-1所示,传送带与地面倾角θ=37°,AB长为16米,传送带以10米/秒的速度匀速运动。

在传送带上端A无初速地释放一个质量为0.5千克的物体,它与传送带之间的动摩擦系数为μ=0.5,求:(1)物体从A运动到B所需时间,(2)物体从A 运动到B 的过程中,摩擦力对物体所做的功(g=10米/秒2)分析与解:(1)当物体下滑速度小于传送带时,物体的加速度为α1,(此时滑动摩擦力沿斜面向下)则:t1=v/α1=10/10=1米当物体下滑速度大于传送带V=10米/秒时,物体的加速度为α2(此时f沿斜面向上)则:即:10t2+t22=11 解得:t2=1秒(t2=-11秒舍去)所以,t=t1+t2=1+1=2秒(2)W1=fs1=μmgcosθS1=0.5X0.5X10X0.8X5=10焦W2=-fs2=-μmgcosθS2=-0.5X0.5X10X0.8X11=-22焦所以,W=W1+W2=10-22=-12焦。

想一想:如图4-1所示,传送带不动时,物体由皮带顶端A从静止开始下滑到皮带底端B用的时间为t,则:(请选择)A.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定大于t。

B.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定等于t。

C.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间可能等于t。

D.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间可能小于t。

(B、C、D)5、如图5-1所示,长L=75cm的静止直筒中有一不计大小的小球,筒与球的总质量为4千克,现对筒施加一竖直向下、大小为21牛的恒力,使筒竖直向下运动,经t=0.5秒时间,小球恰好跃出筒口。

求:小球的质量。

(取g=10m/s2)分析与解:筒受到竖直向下的力作用后做竖直向下的匀加速运动,且加速度大于重力加速度。

而小球则是在筒内做自由落体运动。

小球跃出筒口时,筒的位移比小球的位移多一个筒的长度。

设筒与小球的总质量为M,小球的质量为m,筒在重力及恒力的共同作用下竖直向下做初速为零的匀加速运动,设加速度为a;小球做自由落体运动。

设在时间t内,筒与小球的位移分别为h1、h2(球可视为质点)如图5-2所示。

由运动学公式得:又有:L=h1-h2代入数据解得:a=16米/秒2又因为筒受到重力(M-m)g和向下作用力F,据牛顿第二定律:F+(M-m)g=(M-m)a 得:6、如图6-1所示,A、B两物体的质量分别是m和m2,其接触面光滑,与水平面的夹角为θ,若A、B与水平地面的动摩擦系数都是μ,用水平力F推A,使A、B一起加速运动,求:(1)A、B间的相互作用力(2)为维持A、B间不发生相对滑动,力F的取值范围。

分析与解:A在F的作用下,有沿A、B间斜面向上运动的趋势,据题意,为维持A、B间不发生相对滑动时,A处刚脱离水平面,即A不受到水平面的支持力,此时A与水平面间的摩擦力为零。

本题在求A、B间相互作用力N和B受到的摩擦力f2时,运用隔离法;而求A、B组成的系统的加速度时,运用整体法。

(1)对A受力分析如图6-2(a)所示,据题意有:N1=0,f1=0因此有:Ncosθ=m1g [1] , F-Nsinθ=m1a [2]由[1]式得A、B间相互作用力为:N=m1g/cosθ(2)对B受力分析如图6-2(b)所示,则:N2=m2g+Ncosθ[3] , f2=μN2[4]将[1]、[3]代入[4]式得:f2=μ(m1+ m2)g取A、B组成的系统,有:F-f2=(m1+ m2)a [5]由[1]、[2]、[5]式解得:F=m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2故A、B不发生相对滑动时F的取值范围为:0<F≤m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2想一想:当A、B与水平地面间光滑时,且又m1=m2=m时,则F的取值范围是多少?( 0<F≤2mgtgθ=。

7、某人造地球卫星的高度是地球半径的15倍。

试估算此卫星的线速度。

已知地球半径R=6400km,g=10m/s2。

分析与解:人造地球卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的引力提供,设地球与卫星的质量分别为M、m,则:=[1]又根据近地卫星受到的引力可近似地认为等于其重力,即:mg=[2][1]、[2]两式消去GM解得:V===2.0X103 m/s说明:n越大(即卫星越高),卫星的线速度越小。

若n=0,即近地卫星,则卫星的线速度为V0==7.9X103m/s,这就是第一宇宙速度,即环绕速度。

8、一内壁光滑的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R(比细管的内径大得多。

在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)。

A球的质量为m1,B球的质量为m2。

它们沿环形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为V0。

设A球运动到最低点时,B球恰好运动到最高点,若要此时两球作用于圆管的合力为零,那么m1、m2、R与V0应满足的关系式是。

分析与解:如图7-1所示,A球运动到最低点时速度为V0,A球受到向下重力mg和细管向上弹力N1的作用,其合力提供向心力。

那么,N1-m1g=m1[1]这时B球位于最高点,速度为V1,B球受向下重力m2g和细管弹力N2作用。

球作用于细管的力是N1、N2的反作用力,要求两球作用于细管的合力为零,即要求N2与N1等值反向,N1=N2 [2],且N2方向一定向下,对B球:N2+m2g=m2[3]B球由最高点运动到最低点时速度为V0,此过程中机械能守恒:即m2V12+m2g2R=m2V02 [4]由[1][2][3][4]式消去N1、N2和V1后得到m1、m2、R与V0满足的关系式是:(m1-m2)+(m1+5m2)g=0 [5]说明:(1)本题不要求出某一物理量,而是要求根据对两球运动的分析和受力的分析,在建立[1]-[4]式的基础上得到m1、m2、R与V0所满足的关系式[5]。

(2)由题意要求两球对圆管的合力为零知,N2一定与N1方向相反,这一点是列出[3]式的关键。

且由[5]式知两球质量关系m1<m2。

9、如图8-1所示,质量为m=0.4kg的滑块,在水平外力F作用下,在光滑水平面上从A点由静止开始向B点运动,到达B点时外力F突然撤去,滑块随即冲上半径为R=0.4米的1/4光滑圆弧面小车,小车立即沿光滑水平面PQ运动。

设:开始时平面AB与圆弧CD相切,A、B、C三点在同一水平线上,令AB连线为X轴,且AB=d=0.64m,滑块在AB面上运动时,其动量随位移的变化关系为P=1.6kgm/s,小车质量M=3.6kg,不计能量损失。

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