高中物理力学大题-经典例题总结-高中课件精选 24页

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的初速度从水平面的某点向右运动并冲上半径R=1.0m的竖直光滑半圆环，物体与水平面间的动摩擦因数卩二0.5・（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？（2）如果物体从某点出发后在半圆轨道运动过程途中离开轨道，求出发点到N点的距离x的収值范围.（3）设岀发点到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,通过计算在乙图中画出『随x变化的关系图象.xim图乙1.（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u（）,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弹性势能也相同.（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物块运动的位移Ax；（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u2.1.（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=lm/s.MN上放置两个质量都为m=lkg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Ep=4J.现解除锁定，弹开A、B,并迅速移走弹簧.収g=10m/s求物块A、B被弹开时速度的大小.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？若小物块与传送带间的动摩擦因数p=0.4,当A与P发生笫一次弹性碰撞后物块B返冋，在水平面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..\n回诲I4，（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vo射入物块后，以水平速度罟射出物块.重力加速度为g・求：（1）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.hn回!®5・（2014・山东模拟）如图，光滑水平直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（弹簧左侧的扌当板质量不计）.设A以速度V0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰歸漏好相碰并粘接在一起，然后继续运动.假设B和C碰撞过程吋间极短.求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中.（1）整个系统损失的机械能；（2）弹簧被压缩到最短时的弹性势能.丙J\~c\77/777777777777777777777777777/7777/77回蜜^6.（2014・山东）如图所示，光滑水平直轨道上两滑块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vo，—段时间后，B与A同向运动发生碰撞并黏在-•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：（i）B的质量；（ii）碰撞过程中A、B系统机械能的损失.（2014*天津）如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A,质SmA=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mB=2kg,现对A施加一个水平向右的恒力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vt=2m/s,求（1）A开始运动时加速度a的大小；（2）A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；（3）A的上表面长度1.mVo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，轨道半径R二0.6m.平台上静止着两个滑块A、B,mA=0.1Kg,mB=0.2Kg,两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，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n=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/s2.求：（1）（2）（3）回回14.（2014・兰州一模）质量M=3.0kg的反木板置于光滑水平面上，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vo=4.Om/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，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：（1）木板与墙壁相碰时的速度vi；（2）整个过程中弹簧所具有的弹性势能的最大值Epm.r-i纟（mlAAAAAAAAAAI>15.（2014*吉林三模）如图所示，一质量niL0.45kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上.车顶右端放一质量m2=0.4kg的小物体，小物体可视为质点.现有一质量m（）二0.05kg的子弹以水平速度vo=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n=0.5,最终小物体以5m/s的速度离开小车.g取10m/s2.求：（1）子弹相对小车静止时，小车的速度大小；（2）小车的氏度.5mx…八…777777777777777777777777r7777J16.（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间接触而粗糙，三者质量分别为mA=lkg、mB=2kg、mc=23kg.开始时A、B—起以速度vo=1Om/s向右运动，与静止的C发生碰撞，碰后C向右运动，又与竖直固定挡板碰撞，并以碰前速率弹回，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.17.（2014*屮山二模）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3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|往左压缩弹簧到压缩量为x时释放，Pl滑至M点时静止，其速度图象如图乙所示（虚线Oq为图线在原点的切线，be段为直线）.之后，物块P2在传送装置上与M距离为1的位置静止释放，Pi、P2碰撞后粘在一起.已知P］、P2质量均为m，与传送装置、水平\n地面的动摩擦因数均为卩，M、N距离为,重力加速度为g・卩g（1）求弹簧的劲度系数k以及0、M的距离s；（2）要使P］、P2碰撞后的结合体P能回到O点，求1的取值范围以及P回到O点时的速度大小v与1的关系表达式.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n=0.01,板上最左端停放着质量为m=lkg可视为质点的电动小车，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，碰撞吋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/s2.）（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？（2）求岀小车与挡板碰撞前，车的速率V］和板的速率V2；（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，光滑曲而MP与光滑水平而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图彖如图（乙）且to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凶（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.20・（2014・广东模拟）图的水平轨道中，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处有一竖直挡板，物体P1沿轨道向右以速度与静止在A点的物体P2碰撞，并接合成复合体P,以此碰撞时刻为计时零点，探测器只在t］=2s至t2=4s内工作,已知Pi、P2的质量都为m二lkg,P与AC间的动摩擦因数为u二0.1,AB段长l=4m,g«X10m/s2,P］、P2和P均视为质点，P与挡板的碰撞为弹性碰撞.（1）若vi=6m/s,求Pi、P2碰后瞬间的速度大小v和碰撞损失的动能AE；（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］的取值范围和P向左经过A点时的最大动能E.\n\n参考答案与试题解析高中物理大题（3）设出发点到N点的距离为x,画出『随x变化的关系图彖.x/m图乙一.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的初速度从水平面的某点向右运动并冲上半径R=1.0m的竖直光滑半圆坏，物体与水平面间的动摩擦因数n=o,5.（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？（2）如果物体从某点出发后在半圆轨道运动过程途屮离开轨道，求岀发点到N点的距离x的取值范围.物体从M点飞出后，落到水平面时落点到N点的距离为y,通过计算在乙图中考点：动能定理；向心力.专题：动能定理的应用专题.分析：（1）在M点rtl重力提供向心力时，速度最小，从M点抛出后做平抛运动，根据平抛运动的基本公式即可求解落到水平而时落点到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物理量相关联即可求出表达式，据表达式分析图象.解答：2v•解：（1）物体恰好能从M点飞出，有：陀二m•晋①由辛抛运动知：ymin=vmint②2R=^gt2③解得最小距离：ymin=2m④（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.市动能定理：-Umg〜知：⑤解①⑤得：xmin=5m⑥（II）物体刚好至与圆心等髙处速度为0,由动能定理：-M^ingxmin-ingR=0--^mv02⑦解⑦得：Xmax=8m⑧综上可得所求的范围：8m>x>5m⑨（3）物体从出发点到M点过程，由动能定理：-卩呻-陀茨二知q2一召S2⑩JJy=VMt(11)解得关系式：yj-4x+24（xs5m）（12）画出图象如图示答：（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2m.（2）如果物体从某点出发后在半圆轨道运动过程途中离开轨道，求出发点到N点的距离x的収值范围8m>x>5m.\n点评：灵活应用动能定理和平抛运动是解题的关键，求解第二问一定注意：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零.1.（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物块着地时解除弹簧锁定，且B物块的速度立即变为0,在随后的过程屮当弹簧恢复到原长时A物块运动的速度为uo,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弹性势能也相同.（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物块运动的位移△*；（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，此吋物块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U2・考点：功能关系；机械能守恒定律.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；（2）两次释放屮系统机械能均守恒，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表达式即可求解.解答：解：（1）设A、B下落H过程时速度为u,由机械能守恒定律有：加gH二丄2得：V!=V2gH;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Ep.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Ep-H^invpingAx+E得厶x=H（2）弹簧形变量x=^Ax2第一次从B物块着地到弹簧恢复原长过程屮,弹簧和A物块组成的系统机械能守恒Ep+IIDV2=IDgx+丄叶：22第二次释放A、B后，A、B均做自由落体运动，由机械能守恒得刚着地时A、B系统的速度为二辰^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filIDV2=ingx+linv2+Ep22\n联立以上各式得匕二倏H_応答：（1）A物块运动的位移为H；（2）刚要离地时A的速度立以上各式得匕二倏H_诸点评：本题考查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机械能不守恒.1.（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=lm/s.MN上放置两个质量都为m二lkg的小物块A、B,开始吋A、B静止，A、B间压缩一轻质弹簧，其弹性势能EP=4J.现解除锁定，弹开A、B,并迅速移走弹簧.取g=10m/s2.（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？（3）若小物块与传送带间的动摩擦因数n=0.4,当A与P发生第一次弹性碰撞后物块B返回，在水平面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.考点：动塑守恒定律；机械能守恒定律.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.（2）应用动能定理可以求出动摩擦因数.（3）分析物体运动过程，应用动量守恒定律求出物体的速度，然后答题.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：mvA-mvB=0①由机械能守恒定律得：Ep=^mvA2-F^invB2②代入数据解得：心二vb=2hi/s③（2）要使小物块在传送带的Q端不掉下，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：-卩min陀一专皿诈？④代入数据解得：冷in=0」⑤（3）因为|i=0.4>pmin=0.1,所以物块B必返回乂因为VB=2m/s>v=lm/s,故返冋时：VB=lm/s,设向右为正方向,则:v‘A=2m/s,v'b=-lm/s对A、B相碰后粘接在一起过程，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mvA+mvB=2mvAB@代入数据解得：VAB=0・5m/s,方向向右.此后A.B整体冲上传送带做减速运动，同理可得A.B将返回MN,因为vab=0.5m/sfo,所以木板不可能静止，将向左运动；（2）设车与木板碰前，车与木板的加速度分别为“1和乜，相互作用力为F,由牛顿定律与运动学公式:\n对小车：F=maivi=ait对木板：（M+m）g=Ma2V2=a2t一Viv9两者的位移的关系：——1+~t-122联立并代入数据解得：vi=4.2m/s,V2=0.8m/s（3）设车与木板碰后其共同速度为v,两者相碰吋系统动量守恒，以向右为正方向，有mv]-Mv2=（M+m）v对碰后滑行S的过程，由动能定理得：-卩（M+m）gS二0-2（M+m）v2乙联立并代入数据，解得：S=0.2m答：（1）通过计算知：车与挡板相碰前，木板相对地面向左运动；（2）小车与挡板碰撞前，车的速率是4.2m/s,板的速率是O.8m/s；（3）碰后木板在水平地面上滑动的距离是0,2m.点评：熟悉系统动量守恒条件，能根据运动特征求出初速度为0的匀加速直线运动的速度与时间以及位移的关系,是解决问题的关键.8.（2014.广州一模）如图（甲）示，光滑曲面MP与光滑水平面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to己知，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小（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.考点：动量守恒定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律.专题：动量定理应用专题.分析：（1）由图乙所示图象求出B的加速度，然后由牛顿第二定律求出动摩擦因数；（2）由图乙所示图象求出B离开传送带时的速度，B离开传送带后做平抛运动，应用平抛运动规律可以求出水平距离L；（3）由机械能守恒定律求出A到达水平面时的速度，A、B碰撞过程动量守恒、机械能守恒，B离开传送带后做平抛运动，由动量守恒定律、机械能守恒定律、平抛运动规律分析解答.解答：解：（1）由v■t图象知，在t（）时间内，B的加速度:=Ay=V2gHj△t2tQ对B,由牛顿第二定律得：nmg=ma,\n解得:（2）由v-t图象知，B离开传送带时的速度：vBi=V2gH^B离开传送带后做平抛运动，水平方向：L=vB1t,竖直方向:解得：L=2比（3）使B始终落到地而上E点，必须是以相同速度离开传送装置，B离开传送带时的速度vbl"麺,由图象可求知，B在传送带上运动时的対地位移始终为：设A的质量为m,碰前速度为v,碰后速度va，B质量为2m,碰后速度vb.A下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh^n^S2A、B碰撞过程动量守恒，以A、B组成的系统为研究对象，A^B碰撞过程中，由动量守恒定律得：mv二mvA+2mvB，A、B碰撞过程机械能守恒，由系统机械能守恒得：-n）v2=^n）v^-2n）v^乙乙乙/1n解得：vA=■—V2gh,vB=^x/2gh,B始终能落到地面上E点，有以下两类情形：①若vb»『b，B进入传送带上开始匀减速运动，设B减速到『b经过位移为Si，rh匀变速直线运动的速度位移公式得:-_2aS1»则应满足S]SS,解得：強'②若vb0,设此过程B对地位移为S2,则v，B2-2Sa2--2EV£L恒有vB>0,综上所述，要使工件B都落在地面的E点，小球A释放点高度h必须满足条件为：0