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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 特色專題訓(xùn)練 力學(xué)計(jì)算題巧練
1.(xx·浙江高考命題專家原創(chuàng))如圖所示,斜面PQ長(zhǎng)為4 m,傾角θ=37°.將一質(zhì)量為0.20 kg的小滑塊從斜面頂端由靜止釋放,滑到底端時(shí)速度為4 m/s.現(xiàn)在斜面上一寬度為d的區(qū)域內(nèi),使小滑塊比原來多受到一個(gè)方向與運(yùn)動(dòng)方向相反的、大小f=0.4v(N)(v為小滑塊速度大小)的阻力作用,仍將小滑塊在斜面頂端由靜止釋放,發(fā)現(xiàn)小滑塊進(jìn)入該區(qū)域時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)底端的速度變?yōu)? m/s.取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)小滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)小滑塊從斜
2、面頂端由靜止下滑到底端時(shí),克服外加阻力做的功;
(3)外加阻力區(qū)域的寬度d以及區(qū)域上邊沿到斜面頂端的距離.
2.皮帶傳送在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中的應(yīng)用非常廣泛,如商場(chǎng)中的自動(dòng)扶梯、港口中的貨物運(yùn)輸機(jī)等.如圖所示為某工廠載貨用的移動(dòng)式伸縮傳送帶,傳送帶AB斜面與水平面之間的夾角θ=37°,傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以10 m/s的速度沿斜面向下運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地輕放在傳送帶上的A點(diǎn),已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),傳送帶AB長(zhǎng)為L(zhǎng)=29 m,(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)求:
(
3、1)當(dāng)物體加速到與傳送帶速度相同時(shí)所用的時(shí)間和物體的位移;
(2)物體從A到B需要的時(shí)間為多少?
3.(xx·福建福州質(zhì)檢)如圖甲所示,質(zhì)量m=1 kg的物塊在平行于斜面向上的拉力F作用下從靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),t=0.5 s時(shí)撤去拉力,利用速度傳感器得到其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖象(v-t圖象)如圖乙所示,g取10 m/s2,求:
(1)2 s內(nèi)物塊的位移大小x和通過的路程L;
(2)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段加速度大小a1、a2和拉力大小F.
4.(xx·山東淄博模擬)如圖所示,上表面光滑、長(zhǎng)度L=3 m、質(zhì)量M=10 kg的木板,在F=50 N的水平
4、拉力作用下,以v0=5 m/s的速度沿水平地面向右勻速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m=3 kg的小鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地放在木板最右端,當(dāng)木板運(yùn)動(dòng)了L=1 m時(shí),又將第二個(gè)同樣的小鐵塊無初速度地放在木板最右端,以后木板每運(yùn)動(dòng)1 m就在其最右端無初速度地放上一個(gè)同樣的小鐵塊.(g取10 m/s2)求:
(1)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)剛放第三個(gè)小鐵塊時(shí)木板的速度大??;
(3)從放第三個(gè)小鐵塊開始到木板停下的過程,木板運(yùn)動(dòng)的距離.
5.(xx·浙江高考命題專家原創(chuàng))如圖所示,AB是位于豎直平面內(nèi)、半徑R=0.5 m的圓弧形光滑軌道,其在底端B點(diǎn)處與水平
5、軌道平滑連接.今有一質(zhì)量為m=0.1 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在受到大小為0.4 N、水平向左的恒力F作用下,從A點(diǎn)由靜止下滑,小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.01,取重力加速度g=10 m/s2.
(1)求小滑塊第一次經(jīng)過圓弧形軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)B點(diǎn)的壓力大小;
(2)說明小滑塊最終的運(yùn)動(dòng)情況,并求出小滑塊在水平軌道上通過的總路程;
(3)若小滑塊在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t,求小滑塊在水平軌道上向左運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間.
6.如圖所示,小球A和B質(zhì)量分別為mA=0.3 kg和mB=0.5 kg,兩球間壓縮一彈簧(不拴接),并用細(xì)線連接,靜止于一光滑的水平平臺(tái)上
6、,燒斷細(xì)線后,彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為兩球的動(dòng)能,小球B脫離彈簧時(shí)的速度vB=3 m/s,A球滑上用一小段光滑小圓弧連接的光滑斜面,當(dāng)滑到斜面頂端時(shí)速度剛好為零,斜面的高度H=1.25 m,B球滑出平臺(tái)后剛好沿光滑固定圓槽左邊頂端的切線方向進(jìn)入槽中,圓槽的半徑R=3 m,圓槽所對(duì)的圓心角為120°,取重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)燒斷細(xì)線前輕彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能Ep;
(2)平臺(tái)到圓槽的距離L;
(3)小球B滑到圓槽最低點(diǎn)時(shí)對(duì)槽的壓力FN′ .
專題三 計(jì)算題巧練規(guī)范——抓大分
力學(xué)計(jì)算題巧練
1.解析:(1)在不存在阻力f時(shí),
7、由動(dòng)能定理有
mgxsin θ-μmgxcos θ=mv
得μ=0.5.
(2)設(shè)克服外加阻力做的功為W,則由動(dòng)能定理有
mgxsin θ-μmgxcos θ-W=mv
得W=1.2 J.
(3)小滑塊進(jìn)入外加阻力區(qū)域時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),對(duì)小滑塊受力分析有
mgsin θ=μmgcos θ+f,得f=0.4 N
W=fd,得d=3 m
又f=0.4v,得v=1 m/s
從小滑塊靜止釋放到進(jìn)入外加阻力區(qū)域,有
mgssin θ-μmgscos θ=mv2
得s=0.25 m.
答案:(1)0.5 (2)1.2 J (3)3 m 0.25 m
2.解析:
甲
(1)物
8、體放到傳送帶上后,沿傳送帶向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),開始相對(duì)于傳送帶沿傳送帶向后運(yùn)動(dòng),受到的摩擦力沿傳送帶向下(物體受力情況如圖甲所示),根據(jù)牛頓第二定律,可求出物體的加速度為:
a1=gsin θ+μgcos θ=10 m/s2
當(dāng)物體加速到與傳送帶速度相同時(shí)所用的時(shí)間為:
t1==1 s
物體發(fā)生的位移滿足:v2=2a1x1,
代入數(shù)據(jù)解得:x1=5 m.
乙
(2)物體加速到與傳送帶速度相同后,因?yàn)閙gsin θ>μmgcos θ,所以物體相對(duì)于傳送帶沿傳送帶向下運(yùn)動(dòng),摩擦力方向變?yōu)檠貍魉蛶蛏?受力情況如圖乙所示).根據(jù)牛頓第二定律得知物體在此過程中的加速度為:
a2=
9、gsin θ-μgcos θ=2 m/s2
設(shè)物體完成剩余的位移x2=L-x1=24 m所用的時(shí)間為t2,則x2=vt2+a2t
代入數(shù)據(jù)解得:t2=2 s
故物體從A到B需要的時(shí)間為
t=t1+t2=1 s+2 s=3 s.
答案:(1)1 s 5 m (2)3 s
3.解析:(1)在2 s內(nèi),由題圖乙知:
物塊上升的最大距離:x1=×2×1 m=1 m
物塊下滑的距離:x2=×1×1 m=0.5 m
所以位移大小x=x1-x2=0.5 m
路程L=x1+x2=1.5 m.
(2)由題圖乙知,所求兩個(gè)階段加速度的大小
a1=4 m/s2①
a2=4 m/s2②
設(shè)
10、斜面傾角為θ,斜面對(duì)物塊的摩擦力為Ff,根據(jù)牛頓第二定律有
0~0.5 s內(nèi):F-Ff-mgsin θ=ma1③
0.5~1 s內(nèi):Ff+mgsin θ=ma2④
由①②③④式得F=8 N.
答案:(1)0.5 m 1.5 m (2)4 m/s2 4 m/s2 8 N
4.解析:(1)木板在F=50 N的水平拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),受到地面的摩擦力設(shè)為Ff,由平衡條件得:F=Ff①
又Ff=μMg②
聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)得:μ=0.5.③
(2)每放一個(gè)小鐵塊,木板所受的摩擦力增加μmg,設(shè)剛放第三個(gè)小鐵塊時(shí)木板的速度為v1,對(duì)木板從放第一個(gè)小鐵塊到剛放第三個(gè)小鐵塊的過程
11、,由動(dòng)能定理得:
-μmgL-2μmgL=Mv-Mv④
聯(lián)立③④并代入數(shù)據(jù)得:v1=4 m/s.⑤
(3)從放第三個(gè)小鐵塊開始到木板停止之前,木板所受的合外力大小均為3μmg.
從放第三個(gè)小鐵塊開始到木板停止的過程,設(shè)木板運(yùn)動(dòng)的距離為x,對(duì)木板由動(dòng)能定理得:
-3μmgx=0-Mv⑥
聯(lián)立③⑤⑥并代入數(shù)據(jù)得x= m≈1.78 m.
答案:(1)0.5 (2)4 m/s (3)1.78 m
5.解析:(1)設(shè)小滑塊第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,對(duì)圓弧軌道最低點(diǎn)B的壓力為FN,則:
mgR-FR=mv
F′N-mg=m
由牛頓第三定律:F′N=FN,故FN=2.2 N.
(
12、2)小滑塊最終在光滑圓弧軌道上往復(fù)運(yùn)動(dòng)
小滑塊最終經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度為0,由動(dòng)能定理有
mgR-FR-μmgL=0
解得L=30 m.
(3)小滑塊第一次在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)是末速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng),其逆運(yùn)動(dòng)為以相同大小加速度向左運(yùn)動(dòng)的勻加速直線運(yùn)動(dòng).小滑塊第一次在水平軌道上向左運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),與第一次在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)的位移大小相等,由x=at2可知,運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比等于加速度平方根的反比.由題可知小滑塊在水平軌道上第一次向右運(yùn)動(dòng),最終向左運(yùn)動(dòng),所以向右運(yùn)動(dòng)與向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比就等于加速度平方根的反比
向右運(yùn)動(dòng)時(shí),有F+μmg=ma右,得a右=4.1 m/s2
13、向左運(yùn)動(dòng)時(shí),有F-μmg=ma左,得a左=3.9 m/s2
因此有= =,得t左=t.
答案:(1)2.2 N (2)見解析 (3)t
6.解析:(1)燒斷細(xì)線后對(duì)小球A分析:
mAgH=mAv
燒斷細(xì)線前輕彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能
Ep=mAv+mBv
聯(lián)立兩式解得Ep=6 J.
(2)設(shè)小球B做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,
則vy=gt
L=vBt
B球運(yùn)動(dòng)到圓槽左邊頂端時(shí),有tan 60°=
聯(lián)立以上三式解得L=m≈1.56 m.
(3)對(duì)小球B從圓槽最高點(diǎn)到圓槽最低點(diǎn)的過程進(jìn)行分析有:
小球B在圓槽最高點(diǎn)的速度大小
v==2vB
小球B從圓槽最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的高度差
h=R-Rcos 60°
設(shè)小球B在最低點(diǎn)的速度大小為v1,由機(jī)械能守恒得
mBgh=mBv-mBv2
小球在圓槽最低點(diǎn)時(shí):FN-mBg=mB
聯(lián)立以上各式解得FN=16 N
由牛頓第三定律得小球B滑到圓槽最低點(diǎn)時(shí)對(duì)槽的壓力FN′ =16 N,方向豎直向下.
答案:(1)6 J (2)1.56 m (3)16 N 方向豎直向下