《2020届高三高考物理大复习专项练习用动力学和功能观点解答力学题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高三高考物理大复习专项练习用动力学和功能观点解答力学题（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、用动力学和功能观点解答力学题 1.在某项娱乐活动中，要求质量为m的物体轻放到水平传送带上，当物体离开水平传送带后恰好落到斜面的顶端，且此时速度沿斜面向下。斜面长度为l=2.75m，倾角为=37，斜面动摩擦因数1=05。传送带距地面高度为h=2.1m，传送带的长度为L=3m，传送带表面的动摩擦因数2=0.4，传送带一直以速度v传= 4m/s逆时针运动，g=10m/s2，sin37=06,cos37=08。求：（1）物体落到斜面顶端时的速度；（2）物体从斜面的顶端运动到底端的时间；（3）物体轻放在水平传送带的初位置到传送带左端的距离应该满足的条件。2.如图所示电动机带动滚轮作逆叫针匀速转动，在滚轮
2、的摩擦力作用下，将一金属板从斜面底端A送往上部，已知斜面光滑且足够长倾角=。滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.返回斜面底部与挡板相撞后立即静止此时放下滚轮再次压紧板，再次将板从最底端送往斜面上部，如此往复已知板的质量为滚轮边缘线速度恒为v=4m/s滚轮对板的压力，滚轮与板间的动摩擦因数为，g取10m/s2。求：（1）在滚轮作用下板上升的加速度：（2）板加速至与滚轮速度相同时前进的距离（3）每个周期中滚轮对金属板所做的功；（4）板往复运动的周期3.如图装置中绳子质量，滑轮质量及摩擦均不计，两物体质量分别为m1=m，m2=4m，m1下端通过劲度系数为k的轻质弹簧与地面相连。系统静止时
3、弹簧处于什么状态？形变量x为多少？用手托住m2，让m1静止在弹簧上，绳子绷直，但无拉力，然后放手，m1，m2会上下做简谐振动，求：m1，m2运动的最大速度分别为多大？在问的情况下，当m2下降到最低点，m1上升到最高点时，求：此时m1，m2的加速度的大小各为多少？4.如图所示，B，C，D在同一水平面，CED为半径R=lm的圆形光滑圆弧，O为其圆心，其圆心角=74o，E为圆弧的最低点，圆弧与传送带相切于D点，传送带与水平面的夹角=37o。质量为m=1kg可看做质点的物块从B点正上方的A点以v0=4m/s的水平速度抛 出，恰好从C点沿圆弧的切线方向进入圆弧。传送带以速度v=4m/s匀速向上运动，传送
4、带的长度DF=5m，物块与传送带间动摩擦因数=0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力(不计空气阻力，g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8)。求：(1)物块在C点速度的大小；(2)物块在E点对轨道的压力；(3)通过计算说明，物块能否被传送带传送到F点。5.下图为光电计时器的实验简易示意图。当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为d=3.610-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡
5、光。传送带水平部分的长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动。物块A，B与传送带间的动摩擦因数=0.2，质量mA=mB=1kg。开始时在A和B之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物块A和B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为t=9.010-4s，重力加速度g取10m/s2。试求：（1）弹簧储存的弹性势能Ep；（2）物块B在传送带上向右滑动的最远距离sm；（3）若物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰，且A和B碰后互换速度，则弹射装置P至少应以多大速度将A弹回，才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出?此过程中，滑块B与
6、传送带之间因摩擦产生的内能E为多大?6.如图所示，质量的滑块（可视为质点），在F=60N的水平拉力作用下从A点由静止开始运动，一段时间后撤去拉力F，当滑块由平台边缘B点飞出后，恰能从水平地面上的C点沿切线方向落入竖直圆弧轨道CDE，并从轨道边缘E点竖直向上飞出，经过0.4 s后落回E点。已知AB间的距离L=2.3 m，滑块与平台间的动摩擦因数，平台离地高度，B，C两点间水平距离s=1.2 m，圆弧轨道半径R=1.0m。重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。求：（1）滑块运动到B点时的速度大小；（2）滑块在平台上运动时受水平拉力F作用的时间；（3）分析滑块能否再次经过C点。7.如图所示，一
7、质量为m的物块在与水平方向成的力F的作用下从A点由静止开始沿水平直轨道运动，到B点后撤去力F， 物体飞出后越过“壕沟”落在平台EG段已知物块的质量m=1kg，物块与水平直轨道间的动摩擦因数为=0.5，AB段长L=10m，BE的高度差h=0.8m，BE的水平距离x=1.6m若物块可看做质点，空气阻力不计，g取10m/s2（1）要越过壕沟，求物块在B点最小速度v的大小；（2）若=370，为使物块恰好越过“壕沟”，求拉力F的大小；（3）若大小不确定，为使物块恰好越过“壕沟”，求力F的最小值（结果可保留根号）8.某研究性学习小组为了测量木头与铁板间动摩擦因数，利用如图所示的装置将一铁板静置于水平地面上
8、，其中水平段AB长L1=1.0m，倾斜段CD长L2=0.5m，与水平面夹角=530，BC是一小段圆弧，物体经过BC段速度大小不变。现将一小木块（可视为质点）从斜面上的P点由静止开始释放，木块滑到水平面上Q点处停止运动。已知P点距水平面高h=0.2m，B，Q间距x=0.85m，(取重力加速度g=10m/s2，sin530=0.8) 求：(1)动摩擦因数；(2)若某同学在A点以v0=2.5m/s的初速度将木块推出，试通过计算说明木块能否经过P点？若不能，则请求出木块从A点出发运动到最高点所需时间t。9.如图所示，弧形轨道的下端与半径为R的圆轨道平滑连接。现在使小球从弧形轨道上端距地面2R的A点由静
9、止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动，轨道摩擦不计。试求：(1)小球到达圆轨道最低点B时的速度大小；(2)小球在最低点B时对轨道的压力大小；(3)小球在某高处脱离圆轨道后能到达的最大高度。10.学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.2m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点，质量m=0.05 kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示。已知BC段长L=1.2m，EO间
10、的距离s=0.8m。计算时g取1 0m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。压缩弹簧释放弹珠P后，求：(1)弹珠P通过D点时的最小速度vD；(2)弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度vc；(3)当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x0。答案解析1.【答案】(1)5m/s （2）0.5s （3）【解析】(1)物体离开传送带后做平抛运动，设落到斜面顶端的速度为v0沿斜面方向，（2）物体从斜面的顶端运动到低端的时间t1，根据牛顿第二定律：t=0.5s（3）物体轻放在水平传送带的位置到传送带左端的距离s，因为由得故2
11、.【答案】（1）2m/s2（2）x=4m（3）J（4）5.225s【解析】（1）板沿斜面方向运动，在斜面方向受到沿斜面向下的重力分力以及滚轮对其沿斜面向上的摩擦力，根据牛顿第二定律可得加速度=2m/s2（2）板的速度与滚轮速度相同前，板一直匀加速，初速度为0，速度相同时速度v=4m/s，根据匀变速直线运动有，得x=4m（3）由于x=4mL=6.5m所以板的运动分为匀加速运动阶段和匀速运动阶段匀加速运动阶段电场力做功W1，根据动能定理有，得J。匀速运动阶段电场力做功W2，根据动能定理有，得所以电场力做功J（4）板的运动分为四个阶段第一阶段从0匀加速到v=4m/s，时间s第二阶段匀速运动到板的下端
12、到达滑轮，时间s第三阶段没有摩擦力，在自身重力沿斜面分力作用下匀减速到0，加速度，运动时间s，运动距离m第四阶段为沿斜面向下匀加速滑行，加速度，位移为m，根据可得时间所以一个周期的时间3.【答案】弹簧处于拉伸状态a1=ga2=g/2【解析】弹簧处于拉伸状态对对当速度最大时，两者加速度都等于此时弹簧被拉长x由机械能守恒：又根据简谐运动的对称性，此时，的加速度大小与刚释放时的加速度大小相等，设为，绳子的拉力为，则又可解得a1=ga2=g/24.【答案】（1）C点的速度为5m/s； （2）物块在E点对轨道的压力大小为FN=39N；方向竖直向下； （3）物体不能传到传送带的F点【解析】（1）在C点把物
13、体的速度v分解为水平速度vx和竖直方向的速度vy，由几何关系得：（2）从C点到E点的过程中，由机械能守恒定律得：在E点由牛顿第二定律得：代入数据得：；由牛顿第三定律知，物块在E点对轨道的压力大小为：；方向竖直向下；（3）物块从C点到D点的过程机械能守恒，且CD两点等高，所以物块在D点速度大小为；物块从D点沿传送带向上匀减速到和传送带的速度相同的过程中，设块的位移为x1，加速度为a1，由牛顿第二定律得：由运动学公式得：代入数据解得：； 当物块的速度和传送带速度相同时，物块有相对传送带向下的运动趋势，由于传送带对物体向上的最大静摩擦力小于物体沿斜面向下的分力，即，所以物块不会和传送带相对静止一起做
14、匀速运动，而是沿传送带向上做匀减速运动，物块从和传送带速度相同到速度减为零的过程，设加速度为a2，位移为x2，由牛顿第二定律得： mgsin-mgcos=ma2由运动学公式得：0-v2=2（-a2）x2代入数据得：x2=4m； 由于x1+x2=0.45+4=4.45mDF=5m； 所以物块不能传送到传送带的F点5.【答案】（1）16J (2) 4m(3) 4m/s 8(3+2)J【解析】（1）解除锁定，弹开物块A，B后，两物体的速度大小为：vA=vB=4.0m/s弹簧储存的弹性势能（2）物块B滑上传送带做匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远。由动能定理得：mBgsm=0mBvB2/2 得
15、sm=4m （3）B要刚好能滑出传送带的Q端，由能量关系有：得：因为A和B碰撞过程交换速度，故弹射装置至少应以的速度将A弹回B在传送带上运动的时间在B滑过传送带的过程中，传送带移动的距离：SS带L因摩擦产生的内能为：6.【答案】（1）（2）（3）能【解析】（1）滑块由B至C的过程中做平抛运动水平方向：竖直方向：解得：（2）滑块由A至B的过程中，F作用时间内做匀加速直线运动撤去F后滑块做匀减速直线运动联立得：（3）由B至C的过程根据动能定理得因此滑块从E点上抛至落回的时间用表示，则滑块沿圆弧轨道由C到E过程，设克服摩擦力做的功为根据动能定理：可得：由E点返回到C点过程，由于又因为返回过程中，克服摩擦力做功，故滑决一定能再次经过C点7.【答案】（1）4m/s (2) 5.27N (3)N【解析】（1）（2）a=0.8m/s2对物块受力分析，由牛顿第二定律可得
