2020届高考物理二轮复习常考题型大通关 力学综合计算题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
力学综合计算题
1、如图甲所示,半径为R =0.8m 的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,A 为轨道最高点,和圆心等高;B 为轨道最低点。在光滑水平面上紧挨B 点有一静止的平板车,其质量M =3kg ,小车足够长,车的上表面与B 点等高,平板车上表面涂有一种特殊材料,物块在上面滑动时,动摩擦因数随物块相对小车左端位移的变化图象如图乙所示。物块(可视为质点)从圆弧轨道最高点A 由静止释放,其质量m =1kg ,g 取10m/s 2
。
(1)求物块滑到B 点时对轨道压力的大小; (2)物块相对小车静止时距小车左端多远?
2、如图所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径R =0.5 m ,物块A 以0 6 /v m s =的速度滑入圆轨道,滑过最高点Q ,再沿圆轨道滑出后,与直轨道上P 处静止的物块B 碰撞,碰后粘在一起运动,P 点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为L =0.1 m ,物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.1,A 、B 的质量均为m =1 kg(重力加速度g 取210 /m s ;A 、B 视为质点,碰撞时间极短).
(1)求A 滑过Q 点时的速度大小v 和受到的弹力大小F ; (2)若碰后AB 最终停止在第k 个粗糙段上,求k 的数值;
(3)求碰后AB 滑至第n 个(n <k )光滑段上的速度 n v 与n 的关系式.
3、如图所示,质量1kg m =的小球P 位于距水平地面高 1.6m H =处,在水平地面的上方存在厚度0.8m h =的“相互作用区”,如图中阴影部分所示,小球P 进入“相互作用区” 后将
受到竖直方向的恒定作用力F ,将小球P 由静止释放,已知从被释放到运动至“相互作用区”底部用时0.6s t =,小球一旦碰到区域底部就会粘在底部.不考虑空气阻力,g 取2
10m/s ,请完成下列问题:
(1)求小球刚进入“相互作用区”时的速度大小及在 “相互作用区”所受作用力F 的大小和方向;
(2)若要小球从静止释放后还能返回释放点,作用力F 的大小和方向应满足什么条件? (3)在小球能返回释放点的情况中,小球从释放到返回释放点的时间不会超过多少秒? 4、如图,光滑轨道PQO 的水平段2
QO h
=
,轨道在O 点与水平地面平滑连接。一质量为m 的小物块A 从高h 处由静止开始沿轨道下滑,在O 点与质量为4m 的静止小物块B 发生碰撞。A 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度大小为g 。假设A 、B 间的碰撞为完全弹性碰撞,碰撞时间极短。求
(1)第一次碰撞后瞬间A 和B 速度的大小; (2)A 、B 均停止运动后,二者之间的距离。
5、如图甲所示,质量为0.3kg M =的平板小车C 静止在光滑的水平面上,在0t =时,两个质量均为 1.0kg m =的小物体A 和B 同时从左右两端水平冲上小车C ,1.0s 内A B 、的v t -图象如图乙所示,g 取210m/s 。
(1)试分析小车C 在1.0s 内所做的运动,并说明理由?
(2)要使A B 、在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为多少?
(3)假设A B 、两物体在运动过程中不会相碰,试在图乙中画出A B 、在1.0~3.0s 时间内的
v t 图线。
6、如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m 的物块B,B 的下端连接一轻质弹簧,弹簧下端与挡板相连接,B 平衡时,弹簧的压缩量为0x ,O 点为弹簧的原长位置。在斜面顶端另有一质量也为m 的物块A,距物块B 为03x ,现让A 从静止开始沿斜面下滑,A 与B 相碰后立即一起沿斜面向下运动,并恰好回到O 点(A 、B 均视为质点)。试求:
(1)A 、B 相碰后瞬间的共同速度的大小; (2)A 、B 相碰前弹簧的具有的弹性势能;
(3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径R=0x 的半圆轨道PQ,圆轨道与斜面相切于最高点P,现让物块A 以初速度v 从P 点沿斜面下滑,与B 碰后返回到P 点还具有向上的速度,试问:v 为多大时物块A 恰能通过圆弧轨道的最高点?
答案以及解析
1答案及解析:
答案:(1)30N ;(2)1.75m
解析:(1)物块从圆弧轨道A 点滑到B 点的过程中,只有重力做功,其机械能守
恒,由机械能守
恒定律得:21
2
B mgR mv =
代入数据解得 v B =4 m/s
在B 点,由牛顿第二定律得 2
B N v F mg m R
-=
代入数据解得 F N =30 N
由牛顿第三定律可知,物块滑到轨道B 点时对轨道的压力:F N ′=F N =30 N
(2)物块滑上小车后,由于水平地面光滑,系统的合外力为零,所以系统的动量守恒。以向右为正方向,由动量守恒定律得 ()B mv m M v =+
代入数据解得 v =1 m/s
由能量关系得,系统生热 2211
()22
B Q mv m M v =
-+ 解得 Q =6 J
由功能关系知 11111
[()]2
Q mgx mg x x μμ=
+-
将μ1=0.4,x 1=0.5 m 代入可解得x =1.75 m 2答案及解析:
答案:(1)22N ;(2)45;(3) ()/45n v s n =<
解析:(1)物块从A 开始运动到运动至Q 点的过程中,受重力和轨道的弹力作用,但弹力始终不做功,只有重力做功,根据动能定理有: 22
011222
mgR mv mv -=
-;
解得: 4/v m s ==
在Q 点,不妨假设轨道对物块的弹力F 方向竖直向下,根据向心力公式有: 2
v mg F m R +=
解得: 2
22v F m mg N R
=-=,为正值,说明方向与假设方向相同。
(2)根据机械能守恒定律可知,物块A 与物块B 碰撞前瞬间的速度为0v ,设碰后A 、B 瞬间一起运动的速度为0'v 根据动重守恒定律有: 002'mv mv = 解得: 0
0'3/2
v v m s =
= 设物块与物块S 整体在粗糙段上滑行的总路程为s,根据动能定理有:
()201
2022
mgs m v μ-=-
解得: 20
4.52v s m g
μ==
所以物块A 与物块B 整体在粗糙段上滑行的总路程为每段粗糙直轨道长度的
45s
L
=倍,即45k =.
(3)物块A 与物块B 整体在每段粗糙直轨道上做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律可知,其加速度为: 221/2mg
a g m s m
μμ-=
=-=- 由题意可知滑至第n 个()n k <光滑段时,先前已经滑过n 个粗糙段,根据匀变速直线运动速
度-位移笑系式有: 22
2n naL v v =-
解得: ()/45n v s n =<
3答案及解析:
答案:(1)4m/s 10N 竖直向上
(2)20N F > 竖直向上
(3)1.6s