2020年高考物理試題分類匯編 力
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1、2020年高考物理試題分類匯編 力 全國(guó)卷Ⅰ如圖所示,在傾角為300的足夠長(zhǎng)的斜面上有一質(zhì)量為m的物體,它受到沿斜面方向的力F的作用。力F可按圖(a)、(b)(c)、(d)所示的四種方式隨時(shí)間變化(圖中縱坐標(biāo)是F與mg的比值,力沿斜面向上為正)。 已知此物體在t=0時(shí)速度為零,若用v1、v2 、v3 、v4分別表示上述四種受力情況下物體在3秒末的速率,則這四個(gè)速率中最大的是( ) A、v1 B、v2 C、v3 D、v4 全國(guó)卷Ⅱ如圖所示,PQS是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的圓周軌道,圓心O在S的正
2、上方。在O和P兩點(diǎn)各有一質(zhì)量為m的小物塊a和b,從同一時(shí)刻開始,a自由下落,b沿圓弧下滑。一下說(shuō)法正確的是 A、a比b先到達(dá)S,它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量不相等 B、a與b同時(shí)到達(dá)S,它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量不相等 C、a比b先到達(dá)S,它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量相等 D、b比a先到達(dá)S,它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量相等 北京卷圖示為高速攝影機(jī)拍攝到的子彈穿過(guò)蘋果瞬間的照片。該照片經(jīng)過(guò)放大后分析出,在曝光時(shí)間內(nèi),子彈影響前后錯(cuò)開的距離約為子彈長(zhǎng)度的1%~2%。已知子彈飛行速度約為500m/s,因此可估算出這幅照片的曝光時(shí)間最接近 A、10-3s B、10-6s C、10-9s D、10-12s 山東卷如
3、圖所示,物體A靠在豎直墻面上,在力F作用下,A、B保持靜止。物體B的受力個(gè)數(shù)為: A.2 B.3 C.4 D.5 山東卷下列實(shí)例屬于超重現(xiàn)象的是 A.汽車駛過(guò)拱形橋頂端 B.蕩秋千的小孩通過(guò)最低點(diǎn) C.跳水運(yùn)動(dòng)員被跳板彈起,離開跳板向上運(yùn)動(dòng)。 D.火箭點(diǎn)火后加速升空。 山東卷如圖所示,光滑軌道MO和ON底端對(duì)接且ON=2MO,M、N兩點(diǎn)高度相同。小球自M點(diǎn)右靜止自由滾下,忽略小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失,以v、s、a、EK分別表示小球的速度、位移、加速度和動(dòng)能四個(gè)物理量的大小。下列圖象中能正確反映小球自M點(diǎn)到N點(diǎn)
4、運(yùn)動(dòng)過(guò)程的是(A) 四川卷如圖所示,彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上,底部與水平面平滑連接,一個(gè)質(zhì)量也為m的小球從槽高h(yuǎn)處開始下滑 A.在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球和槽的動(dòng)量始終守恒 B.在下滑過(guò)程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功 C.樁彈簧反彈后,小球和槽都做速率不變的直線運(yùn)動(dòng) D.被彈簧反彈后,小球和槽的機(jī)械能守恒,小球能回到槽高h(yuǎn)處 上海卷在豎直平面內(nèi),一根光滑金屬桿彎成如圖所示形狀,相應(yīng)的曲線方程為y=2.5 cos(單位:m),式中k=1m-1。將一光滑小環(huán)套在該金屬桿上,并從x=0處以v0=5m/s的初速度沿桿向下運(yùn)動(dòng),取重力加速度g
5、=10m/s2。則當(dāng)小環(huán)運(yùn)動(dòng)到x=m時(shí)的速度大小v=5m/s;該小環(huán)在x軸方向最遠(yuǎn)能運(yùn)動(dòng)到x=m處。 上海卷如圖所示,用兩根細(xì)線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O,并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球,然后用某個(gè)力F作用在小球A上,使三根細(xì)線均處于直線狀態(tài),且OB細(xì)線恰好沿豎直方向,兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則該力可能為圖中的( ) (A)F1。 (B)F2。 (C)F3。 (D)F4。 上海卷物體沿直線運(yùn)動(dòng)的v-t關(guān)系如圖所示,已知在第1秒內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W,則( ) (A)從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W。 (B)從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2W。 (C)從第5
6、秒末到第7秒末合外力做功為W。 (D)從第3秒末到第4秒末合外力做功為-0.75W。 天津卷如圖所示,物體A靜止在光滑的水平面上,A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,與A質(zhì)量相同的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞,A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng),則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是D A.A開始運(yùn)動(dòng)時(shí) B.A的速度等于v時(shí) C.B的速度等于零時(shí) D.A和B的速度相等時(shí) 廣東卷機(jī)車從靜止開始沿平直軌道做勻加速運(yùn)動(dòng),所受的阻力始終不變,在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 A.機(jī)車輸出功率逐漸增大 B.機(jī)車輸出功率不變 C.在任意兩相等時(shí)間內(nèi),機(jī)車動(dòng)能變化相等 D.在任意兩相等時(shí)間內(nèi),
7、機(jī)車動(dòng)量變化大小相等 5.如圖3所示,在傾角為θ的固定光滑斜面上,質(zhì)量為m的物體受外力F1和F2的作用,F(xiàn)1方向水平向右,F(xiàn)2方向豎直向上。若物體靜止在斜面上,則下列關(guān)系正確的是 A. B. C. D. 8.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,右位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,其工作原理如圖6(a)所示,將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上,中間放置一個(gè)絕緣重球。小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電流表示數(shù)如圖6(b)所示,下列判斷正確的是 A.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻速直
8、線運(yùn)動(dòng) D.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 江蘇卷如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊,其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是μmg?,F(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2 m的木塊,使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng),則輕繩對(duì)m的最大拉力為 A、 B、 C、 D、 重慶卷為估算池中睡蓮葉面承受出滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng),小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺(tái),測(cè)得1小時(shí)內(nèi)杯中水上升了45 mm.查詢得知,當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12 m/s.據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為(設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無(wú)反彈,不計(jì)雨滴重力,雨水的密度為1×103
9、 kg/m3) A.0.15 Pa B.0.54 Pa C.1.5 Pa D.5.4 Pa 海南卷16世紀(jì)末,伽利略用實(shí)驗(yàn)和推理,推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的理論,開啟了物理學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元。在以下說(shuō)法中,與亞里士多德觀點(diǎn)相反的是 A.四匹馬拉的車比兩匹馬拉的車跑得快;這說(shuō)明,物體受的力越大,速度就越大 B.一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體,如果不再受力了,它總會(huì)逐漸停下來(lái);這說(shuō)明,靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長(zhǎng)不受力時(shí)的“自然狀態(tài)” C.兩物體從同一高度自由下落,較重的物體下落較快 D.一個(gè)物體維持勻速直線運(yùn)動(dòng),不需要力 海南卷如圖,
10、P是位于水平的粗糙桌面上的物塊。用跨過(guò)定滑輪的輕繩將P小盤相連,小盤內(nèi)有砝碼,小盤與砝碼的總質(zhì)量為m。在P運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,若不計(jì)空氣阻力,則關(guān)于P在水平方向受到的作用力與相應(yīng)的施力物體,下列說(shuō)法正確的是 A.拉力和摩擦力,施力物體是地球和桌面 B.拉力和摩擦力,施力物體是繩和桌面 C. 重力mg和摩擦力,施力物體是地球和桌面 D. 重力mg和摩擦力,施力物體是繩和桌面 海南卷兩輛游戲賽車、在兩條平行的直車道上行駛。時(shí)兩車都在同一計(jì)時(shí)線處,此時(shí)比賽開始。它們?cè)谒拇伪荣愔械膱D如圖所示。哪些圖對(duì)應(yīng)的比賽中,有一輛賽車追上了另一輛(AC) 海南卷如圖,卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩索通過(guò)定滑輪用力F拉位于
11、粗糙面上的木箱,使之沿斜面加速向上移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 A.F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和 B.F對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能 D.F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和 海南卷游樂(lè)園中,游客乘坐能加速或減速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī),可以體會(huì)超重與失重的感覺(jué)。下列描述正確的是 A.當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí),游客是處在失重狀態(tài) B.當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí),游客是處在超重狀態(tài) C.當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí),游客是處在失重狀態(tài) D.當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí),游客是處在超重狀態(tài)
12、 寧夏卷下列說(shuō)法正確的是 A.行星的運(yùn)動(dòng)和地球上物體的運(yùn)動(dòng)遵循不同的規(guī)律 B.物體在轉(zhuǎn)彎時(shí)一定受到力的作用 C.月球繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地球的引力和向心力的作用 D.物體沿光滑斜面下滑時(shí)受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用 寧夏卷甲乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向作直線運(yùn)動(dòng),t=0時(shí)刻同時(shí)經(jīng)過(guò)公路旁的同一個(gè)路標(biāo)。在描述兩車運(yùn)動(dòng)的v-t圖中(如圖),直線a、b分別描述了甲乙兩車在0-20 s的運(yùn)動(dòng)情況。關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是 A.在0-10 s內(nèi)兩車逐漸靠近 B.在10-20 s內(nèi)兩車逐漸遠(yuǎn)離 C.在5-15 s內(nèi)兩車的位移相等 D.在t=10 s時(shí)兩車在公路上
13、相遇 寧夏卷傾斜雪道的長(zhǎng)為25 m,頂端高為15 m,下端經(jīng)過(guò)一小段圓弧過(guò)渡后與很長(zhǎng)的水平雪道相接,如圖所示。一滑雪運(yùn)動(dòng)員在傾斜雪道的頂端以水平速度v0=8 m/s飛出,在落到傾斜雪道上時(shí),運(yùn)動(dòng)員靠改變姿勢(shì)進(jìn)行緩沖使自己只保留沿斜面的分速度而不彈起。除緩沖外運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),過(guò)渡軌道光滑,其長(zhǎng)度可忽略。設(shè)滑雪板與雪道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,求運(yùn)動(dòng)員在水平雪道上滑行的距離(取g=10 m/s2) 如圖選坐標(biāo),斜面的方程為: ① 運(yùn)動(dòng)員飛出后做平拋運(yùn)動(dòng) ② ③ 聯(lián)立①②③式,得飛行時(shí)間 t=1.2 s 落點(diǎn)的x坐標(biāo):x
14、1=v0t=9.6 m 落點(diǎn)離斜面頂端的距離: 落點(diǎn)距地面的高度: 接觸斜面前的x分速度: y分速度: 沿斜面的速度大小為: 設(shè)運(yùn)動(dòng)員在水平雪道上運(yùn)動(dòng)的距離為s2,由功能關(guān)系得: 解得:s2=74.8 m 寧夏卷塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)機(jī)架重P=400 kN,懸臂長(zhǎng)度為L(zhǎng)=10 m,平衡塊重W=200 kN,平衡塊與中心線OO/的距離可在1 m到6 m間變化,軌道A、B間的距離為4 m。 ⑴當(dāng)平衡塊離中心線1 m,右側(cè)軌道對(duì)輪子的作用力fB是左側(cè)軌道對(duì)輪子作用力fA的2倍,問(wèn)機(jī)架重心離中心線的距離是多少? ⑵當(dāng)起重機(jī)掛鉤在離中心線OO/10 m處吊起重為G=100
15、kN的重物時(shí),平衡塊離OO/的距離為6 m,問(wèn)此時(shí)軌道B對(duì)輪子的作用力FB時(shí)多少? 解:⑴空載時(shí)合力為零: 已知:fB=2fA 求得:fA=200 kN fB=400 kN 設(shè)機(jī)架重心在中心線右側(cè),離中心線的距離為x,以A為轉(zhuǎn)軸,力矩平衡 求得:x=1.5 m ⑵以A為轉(zhuǎn)軸,力矩平衡 求得:FB=450 kN 寧夏卷在光滑的水平面上,質(zhì)量為m1的小球A以速率v0向右運(yùn)動(dòng)。在小球的前方O點(diǎn)處有一質(zhì)量為m2的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。小球A與小球B發(fā)生正碰后小球A、B均向右運(yùn)動(dòng)。小球B被在Q點(diǎn)處的墻壁彈回后與小球A在P點(diǎn)相遇,PQ=
16、1.5PO。假設(shè)小球間的碰撞及小球與墻壁之間的碰撞都是彈性的,求兩小球質(zhì)量之比m1/m2。 解:從兩小球碰撞后到它們?cè)俅蜗嘤?,小球A和B的速度大小保持不變,根據(jù)它們通過(guò)的路程,可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比為4∶1 兩球碰撞過(guò)程有: 解得: 全國(guó)卷Ⅰ甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練交接棒的過(guò)程中發(fā)現(xiàn):甲經(jīng)短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙從起跑后到接棒前的運(yùn)動(dòng)是勻加速的。為了確定乙起跑的時(shí)機(jī),需在接力區(qū)前適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置標(biāo)記。在某次練習(xí)中,甲在接力區(qū)前S0=13.5m處作了標(biāo)記,并以V=9m/s的速度跑到此標(biāo)記時(shí)向乙發(fā)出起跑口令。乙在接力區(qū)的前端聽到口令時(shí)起跑,并恰好在速度達(dá)
17、到與甲相同時(shí)被甲追上,完成交接棒。已知接力區(qū)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20m。 求:(1)此次練習(xí)中乙在接棒前的加速度a; (2)在完成交接棒時(shí)乙離接力區(qū)末端的距離。 解:(1)設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,甲追上乙,則根據(jù)題意有vt-vt/2=13.5 將v=9代入得到:t=3s, 再有 v=at 解得:a=3m/s2 (2)在追上乙的時(shí)候,乙走的距離為s,則:s=at2/2 代入數(shù)據(jù)得到 s=13.5m 所以乙離接力區(qū)末端的距離為?s=20-13.5=6.5m 全國(guó)卷Ⅱ如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,有一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成,圓形軌道的半徑為R。一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某
18、處由靜止開始下滑,然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)。要求物塊能通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn),且在該最高點(diǎn)與軌道間的壓力不能超過(guò)5mg(g為重力加速度)。求物塊初始位置相對(duì)圓形軌道底部的高度h的取值范圍。 設(shè)物塊在圓形軌道最高點(diǎn)的速度為v,由機(jī)械能守恒得 物塊在最高點(diǎn)受的力為重力mg、軌道壓力N。重力與壓力的合力提供向心力,有 物塊能通過(guò)最高點(diǎn)的條件是 0 由兩式得 由式得
19、 按題的要求,,由式得 由式得 h的取值范圍是 山東卷如圖所示,一水平圓盤繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),圓盤邊緣有一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度達(dá)到某一數(shù)值時(shí),滑塊從圓盤邊緣滑落,經(jīng)光滑的過(guò)渡圓管進(jìn)入軌道ABC。以知AB段斜面傾角為53°,BC段斜面傾角為37°,滑塊與圓盤及斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均μ=0.5 ,A點(diǎn)離B點(diǎn)所在水平
20、面的高度h=1.2m?;瑝K在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未脫離軌道,不計(jì)在過(guò)渡圓管處和B點(diǎn)的機(jī)械能損失,最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6; cos37°=0.8 (1)若圓盤半徑R=0.2m,當(dāng)圓盤的角速度多大時(shí),滑塊從圓盤上滑落? (2)若取圓盤所在平面為零勢(shì)能面,求滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能。 (3)從滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)起,經(jīng)0.6s 正好通過(guò)C點(diǎn),求BC之間的距離。 (1)滑塊在圓盤上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),靜摩擦力充當(dāng)向心力,根據(jù)牛頓第二定律,可得: μmg=mω2R 代入數(shù)據(jù)解得:ω==5rad/s (2)滑塊在A點(diǎn)時(shí)的速度:UA=ωR=1m/s
21、 從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程由動(dòng)能定理:mgh-μmgcos53°·h/sin53°=1/2mvB2-1/2mvA2 在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能EB=1/2mvB2-mgh=-4J (3)滑塊在B點(diǎn)時(shí)的速度:vB=4m/s 滑塊沿BC段向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。篴3=g(sin37°+ucos37°)=10m/s2 返回時(shí)的速度大?。篴2=g(sin37°-ucos37°)=2m/s2 BC間的距離:sBC=vB2/2a1-1/2a2(t-uR/a1)2=0.76m 四川卷目前,滑板運(yùn)動(dòng)受到青少年的追捧。如圖是某滑板運(yùn)動(dòng)員在一次表演時(shí)的一部分賽道在豎直平面內(nèi)的示意圖.賽道光滑,F(xiàn)GI為圓弧賽道,半徑R
22、=6.5m,C為最低點(diǎn)并與水平賽道BC位于同一水平面,KA、DE平臺(tái)的高度都為h=1.8m。B、C、F處平滑連接?;錫和b的質(zhì)量均為m,m=5kg,運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為M,M=45kg。 表演開始,運(yùn)動(dòng)員站在滑板b上.先讓滑板a從A點(diǎn)靜止下滑,t1=0.1s后再與b板一起從A點(diǎn)靜止下滑。滑上BC賽道后,運(yùn)動(dòng)員從b板跳到同方向運(yùn)動(dòng)的a板上,在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=0.6s(水平方向是勻速運(yùn)動(dòng))。運(yùn)動(dòng)員與a板一起沿CD賽道上滑后沖出賽道,落在EF賽道的P點(diǎn),沿賽道滑行,經(jīng)過(guò)G點(diǎn)時(shí),運(yùn)動(dòng)員受到的支持力N=742.5N。(滑板和運(yùn)動(dòng)員的所有運(yùn)動(dòng)都在同一豎直平面內(nèi),計(jì)算時(shí)滑板和運(yùn)動(dòng)員都看作質(zhì)點(diǎn),取g=10m/
23、s2) (1)滑到G點(diǎn)時(shí),運(yùn)動(dòng)員的速度是多大? (2)運(yùn)動(dòng)員跳上滑板a后,在BC賽道上與滑板a共同運(yùn)動(dòng)的速度是多大? (3)從表演開始到運(yùn)動(dòng)員滑至I的過(guò)程中,系統(tǒng)的機(jī)械能改變了多少? 解:(1)在G點(diǎn),運(yùn)動(dòng)員和滑板一起做圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)向心加速度為a向,速度為vG,運(yùn)動(dòng)員受到重力Mg、滑板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力N的作用,則 N-Mg=Ma向 ① a向= ② N-Mg=M ③ ④ vG=6.5m/s ⑤ {2)設(shè)滑板a由A點(diǎn)靜止下滑到BC賽道后速度為v1,由機(jī)械能守恒定律有
24、 ⑥ ⑦ 運(yùn)動(dòng)員與滑板b一起由A點(diǎn)靜止下滑到BC賽道后.速度也為v1。 運(yùn)動(dòng)員由滑板b跳到滑板a,設(shè)蹬離滑板b時(shí)的水平速度為v2,在空中飛行的水平位移為s,則s=v2t2 ⑧ 設(shè)起跳時(shí)滑板a與滑板b的水平距離為s0,則s0=v1t1 ⑨ 設(shè)滑板a在t2時(shí)間內(nèi)的位移為s1,則 s1=v1t2 ⑩ s=s0+s1 即v2t2=v1(t1+t2) 運(yùn)動(dòng)員落到滑板a后,與滑板a共同運(yùn)動(dòng)的速度為v,由動(dòng)量守恒定律有 mv1+Mv2=(m+M)
25、v
由以上方程可解出
代人數(shù)據(jù),解得v=6.9m/s
(3)設(shè)運(yùn)動(dòng)員離開滑板b后.滑扳b的速度為v3,有Mv2+mv3=(M+m)v1
可算出v3=-3m/s,有|v3|=3m/s 26、加速度g=10m/s2。求:
(1)小環(huán)的質(zhì)量m; (2)細(xì)桿與地面間的傾角a。
由圖得:a==0.5m/s2,
前2s有:F2-mg sina=ma,2s后有:F2=mg sina,代入數(shù)據(jù)可解得:m=1kg,a=30°。
上海卷如圖所示,物體從光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止開始下滑,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后進(jìn)入水平面(設(shè)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速度大小不變),最后停在C點(diǎn)。每隔0.2秒鐘通過(guò)速度傳感器測(cè)量物體的瞬時(shí)速度,下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)。(重力加速度g=10m/s2)
求:
(1)斜面的傾角a;
(2)物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)m;
(3)t=0.6s時(shí)的瞬時(shí)速度v。
27、(1)由前三列數(shù)據(jù)可知物體在斜面上勻加速下滑時(shí)的加速度為a1==5m/s2,mg sin a=ma1,可得:a=30°,
(2)由后二列數(shù)據(jù)可知物體在水平面上勻減速滑行時(shí)的加速度大小為a2==2m/s2,mmg=ma2,可得:m=0.2,
(3)由2+5t=1.1+2(0.8-t),解得t=0.1s,即物體在斜面上下滑的時(shí)間為0.5s,則t=0.6s時(shí)物體在水平面上,其速度為v=v1.2+a2t=2.3 m/s。
天津卷如圖所示,水平光滑地面上停放著一輛小車,左側(cè)靠在豎直墻壁上,小車的四分之一圓弧軌道AB是光滑的,在最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切,BC的長(zhǎng)度是圓弧半徑的10倍,整個(gè)軌道處 28、于同一豎直平面內(nèi)??梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊從A點(diǎn)正上方某處無(wú)初速下落,恰好落入小車圓弧軌道滑動(dòng),然后沿水平軌道滑行至軌道末端C處恰好沒(méi)有滑出。已知物塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力是物塊重力的9倍,小車的質(zhì)量是物塊的3倍,不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時(shí)的能量損失。求:
(1)物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的幾倍;
(2)物塊與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。
(1)設(shè)物塊的質(zhì)量為m,其開始下落處的位置距BC的豎直高度為h,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v,小車圓弧軌道半徑為R。由機(jī)械能守恒定律,有:mgh=mv2
根據(jù)牛頓第二定律,有:9mg-mg=m解得h=4R
則物塊開始 29、下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的4倍。
(2)設(shè)物塊與BC間的滑動(dòng)摩擦力的大小為F,物塊滑到C點(diǎn)時(shí)與小車的共同速度為v',物塊在小車上由B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中小車對(duì)地面的位移大小為s。依題意,小車的質(zhì)量為3m,BC長(zhǎng)度為10R。由滑動(dòng)摩擦定律有: F=μmg
由動(dòng)量守恒定律,有mv=(m+3m)v' 對(duì)物塊、小車分別應(yīng)用動(dòng)能定理,有
-F(10R+s)=mv'2 -mv2 Fs=(3m)v'2-0 μ=0.3
17.(16分)如圖14所示,在同一豎直上,質(zhì)量為2m的小球A靜止在光滑斜面的底部,斜面高度為H=2L。小球受到彈簧的彈性力作用后,沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。離開斜 30、面有,達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)與靜止懸掛在此處的小球B發(fā)生彈性碰撞,碰撞后球B剛好能擺到與懸點(diǎn)O同一高度,球A沿水平方向拋射落在水平面C上的P點(diǎn),O點(diǎn)的投影O'與P的距離為L(zhǎng)/2。已知球B質(zhì)量為m,懸繩長(zhǎng)L,視兩球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,求:
(1)球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大??;
(1)球A在兩球碰撞后一瞬間的速度大??;
(1)彈簧的彈性力對(duì)球A所做的功。
解:(1)設(shè)碰撞后的一瞬間,球B的速度為vB/,由于球B恰好與懸點(diǎn)O同一高度,根據(jù)動(dòng)能定理:
① ②
(2)球A達(dá)到最高點(diǎn)時(shí),只有水平方向速度,與球B發(fā)生彈性碰撞.設(shè)碰撞前的一瞬間,球A水平方 31、向速度為vx.碰撞后的一瞬間,球A速度為vx/.球A、B系統(tǒng)碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒: ③ ④
由②③④解得: ⑤
及球A在碰撞前的一瞬間的速度大小 ⑥
(3)碰后球A作平拋運(yùn)動(dòng).設(shè)從拋出到落地時(shí)間為t,平拋高度為y,則: ⑦
⑧
由⑤⑦⑧得:y=L
以球A為研究對(duì)象,彈簧的彈性力所做的功為W,從靜止位置運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn):
⑨
由⑤⑥⑦得:W=mgL ⑩
江蘇卷直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火,懸掛著m=500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角θ1=450。直升機(jī)取水后飛往火場(chǎng),加 32、速度沿水平方向,大小穩(wěn)定在a=1.5 m/s2時(shí),懸索與豎直方向的夾角140。如果空氣阻力大小不變,且忽略懸索的質(zhì)量,謀求水箱中水的質(zhì)量M。(取重力加速度g=10 m/s2;sin140=0.242;cos 140=0.970)
江蘇卷如圖所示,一輕繩吊著粗細(xì)均勻的棒,棒下端離地面高H,上端套著一個(gè)細(xì)環(huán)。棒和環(huán)的質(zhì)量均為m,相互間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力kmg(k>1)。斷開輕繩,棒和環(huán)自由下落。假設(shè)棒足夠長(zhǎng),與地面發(fā)生碰撞時(shí),觸地時(shí)間極短,無(wú)動(dòng)能損失。棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持豎直,空氣阻力不計(jì)。求:
(1)棒第一次與地面碰撞彈起上升過(guò)程中,環(huán)的加速度。 33、
(2)從斷開輕繩到棒與地面第二次碰撞的瞬間,棒運(yùn)動(dòng)的路程S。
(3)從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止,摩擦力對(duì)環(huán)及棒做的總功W。
重慶卷某興趣小組設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)裝置,用來(lái)研究碰撞問(wèn)題,其模型如題25圖所示不用完全相同的輕繩將N個(gè)大小相同、質(zhì)量不等的小球并列懸掛于一水平桿、球間有微小間隔,從左到右,球的編號(hào)依次為1、2、3……N,球的質(zhì)量依次遞減,每球質(zhì)量與其相鄰左球質(zhì)量之比為k(k<1.將1號(hào)球向左拉起,然后由靜止釋放,使其與2號(hào)球碰撞,2號(hào)球再與3號(hào)球碰撞……所有碰撞皆為無(wú)機(jī)械能損失的正碰.(不計(jì)空氣阻力,忽略繩 34、的伸長(zhǎng), g取10 m/s2)
(1)設(shè)與n+1號(hào)球碰撞前,n號(hào)球的速度為vn,求n+1號(hào)球碰撞后的速度.
(2)若N=5,在1號(hào)球向左拉高h(yuǎn)的情況下,要使5號(hào)球碰撞后升高16k(16 h小于繩長(zhǎng))問(wèn)k值為多少?
解: (1)設(shè)n號(hào)球質(zhì)量為m,n+1,碰撞后的速度分別為取水平向右為正方向,據(jù)題意有n號(hào)球與n+1號(hào)球碰撞前的速度分別為vn、0、mn+1
根據(jù)動(dòng)量守恒,有 (1)
根據(jù)機(jī)械能守恒,有= (2)
由(1)、(2)得
設(shè)n+1號(hào)球與n+2號(hào)球碰前的速度為En+1
據(jù)題意有vn-1=
得vn-1== 35、 (3)
(2)設(shè)1號(hào)球擺至最低點(diǎn)時(shí)的速度為v1,由機(jī)械能守恒定律有
(4)
v1= (5)
同理可求,5號(hào)球碰后瞬間的速度
(6)
由(3)式得 (7)
N=n=5時(shí),v5= (8) 36、
由(5)、(6)、(8)三式得
k= (9)
(3)設(shè)繩長(zhǎng)為l,每個(gè)球在最低點(diǎn)時(shí),細(xì)繩對(duì)球的拉力為F,由牛頓第二定律有
(10)
則 (11)
(11)式中Ekn為n號(hào)球在最低點(diǎn)的動(dòng)能
由題意1號(hào)球的重力最大,又由機(jī)械能守恒可知1號(hào)球在最低點(diǎn)碰前的動(dòng)能也最大,根據(jù)(11)式可判斷在1號(hào)球碰前瞬間懸掛1號(hào)球細(xì)繩的張力最大,故懸掛1號(hào)球的繩最容易斷.
海南卷如圖所示,一輛汽車A拉著裝有集裝箱的拖車B,以速度進(jìn)入向下傾斜的直 37、車道。車道每100m下降2m。為使汽車速度在s=200m的距離內(nèi)減到,駕駛員必須剎車。假定剎車時(shí)地面的摩擦阻力是恒力,且該力的70%作用于拖車B,30%作用于汽車A。已知A的質(zhì)量,B的質(zhì)量。求汽車與拖車的連接處沿運(yùn)動(dòng)方向的相互作用力。取重力加速度g=10m/s2。
汽車沿傾角斜車作勻減速運(yùn)動(dòng),用a表示加速度的大小,有 ?、?
用F表示剎車時(shí)的阻力,根據(jù)牛頓第二定律有 ?、?
式中 ?、?
設(shè)剎車過(guò)程中地面作用于汽車的阻力為f,根據(jù)題意 ?、?
方向與汽車前進(jìn)方向相反;用fN表示拖車作用于汽車的力,設(shè)其方向與汽車前進(jìn)方向相同。以汽車為研究對(duì)象,由牛頓第二定律有 ?、?
由②④⑤式得 ⑥
由①③⑥式,代入數(shù)據(jù)得 ?、?
評(píng)分參考:①式2分,②式3分,③式1分,⑤式 3分,⑥式1分,⑦式1分
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