高三物理尖子生辅导材料有答案

高三物理尖子生辅导材料（一）机械能、动量专题

三、典型习题：

1．（2003夏季高考物理卷）图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物

块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面做圆周运动，在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图2所示。已知子弹射入的时间极短，且图2中t＝0为A、B开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？

2．（2000夏季高考物理卷）在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双

电荷交换反应”,这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连,在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球，如图所示。C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后,A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连，过一段时间，突然解锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失)。已知A、B、C三球的质量均为m。

（1）求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。

（2）求在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。

尖子生辅导材料（一）答案

1： 由图2可直接看出，A 、B 一起做周期性运动，运动的周期

T ＝2t 0 ①

令m 表示A 的质量，l 表示绳长.1v 表示B 陷入A 时即0=t 时A 、B 的速度（即圆周运

动最低点的速度），2v 表示运动到最高点时的速度，F 1表示运动到最低点时绳的拉力，F 2表示运动到最高点时绳的拉力，根据动量守恒定律，得

1000)(v m m v m += ②

在最低点和最高点处运用牛顿定律可得

l v m m g m m F 21001)()(+=+- ③

l

v m m g m m F 22002)()(+=++ ④ 根据机械能守恒定律可得

2202100)(2

1)(21)(2v m m v m m g m m l +-+=

+ ⑤ 由图2可知 02=F ⑥

m F F =1 ⑦

由以上各式可解得，反映系统性质的物理量是

06m g

F m m -= ⑧ g F v m l m 2

20

20536= ⑨

A 、

B 一起运动过程中的守恒量是机械能E ，若以最低点为势能的零点，则

210)(2

1v m m E += ⑩

由②⑧⑩式解得g F v m E m 20203

⑾

2：

高三物理 尖子生辅导材料（二）

牛顿运动定律专题

1.（09·）（15分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2㎏，动力系统提供的恒定升力F =28 N 。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g 取10m/s 2。

（1）第一次试飞，飞行器飞行t 1 = 8 s 时到达高度H = 64 m 。求飞行器所阻力f 的大小；

（2）第二次试飞，飞行器飞行t 2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h ；（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t 3 。

2.(04综合）如图所示,三个完全相同的物块,1、2、3放在水平桌上,它们与桌面间的动摩擦因数都相同,现用大小相同的外力F 沿图示方向分别作用在1和2上,用2

1F 的外力沿水平方向作用在3上,使三者做加速运动,令a 1、a 2、a 3分别代表物块1、2、3的加速度,则

( )

A.a 1=a 2=a 3

B.a 1=a 2,a 2 > a 3

C.a 1 > a 2,a 2 < a 3

D.a 1 > a 2,a 2 > a 3

3.如图所示，一质量为1 kg的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角θ为30°。现小球在F=20N的竖直向上的拉力作用下，从A点静止出发向上运动，已知杆与球间的动

摩擦因数 为

3

6

。试求：

（1）小球运动的加速度a1；

（2）若F作用1.2s后撤去，小球上滑过程中距A点最大距离s m；

（3）若从撤去力F开始计时，小球经多长时间将经过距A点上方为2.25m的B点。

4、(2013·卷，14)如图3－3－9所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.

图3－3－9

(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；

(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；

(3)本实验中，m1＝0.5 kg，m2＝0.1 kg，μ＝0.2，砝码与纸板左端的距离d＝0.1 m，取g＝10 m/s2.若砝码移动的距离超过l＝0.002 m，人眼就能感知．为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？

尖子生辅导材料（二）答案

1、解析：

（1）第一次飞行中，设加速度为1a ，匀加速运动21121t a H =

由牛顿第二定律1ma f mg F =--

解得)(4N f =

（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为1v ，上升的高度为1s

匀加速运动22112

1t a s = 设失去升力后的速度为2a ，上升的高度为2s

由牛顿第二定律2ma f mg =+

211t a v = 2

2122a v s = 解得)(4221m s s h =+=

（3）设失去升力下降阶段加速度为3a ；恢复升力后加速度为4a ，恢复升力时速度为3v 由牛顿第二定律 3ma f mg =-， F+f-mg=ma 4

且22333422v v h a a +=

V 3=a 3t 3 解得t 3=322

(s)(或2.1s)

2、 解析 由牛顿定律F 合=ma