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1、物理科力学与运动学大题2019年高考理综物理力学与运动学大题练习集（一）1.如图甲所示，固定的光滑半圆轨道的直径PQ沿竖直方向，其半径R的大小可以连续调节，轨道上装有压力传感器，其位置N始终与圆心O等高。质量M = 1 kg、长度L = 3 m的小车静置在光滑水平地面上，小车上表面与P点等高，小车右端与P点的距离s = 2 m。一质量m = 2kg的小滑块以v0 = 6 m/s的水平初速度从左端滑上小车，当小车与墙壁碰撞后小车立即停止运动。在R取不同值时，压力传感器读数F与 的关系如图乙所示。已知小滑块与小车表面的动摩擦因数 = 0.2，取重力加速度g10 m/s2。求：（1）小滑块到达 P
2、点时的速度v1；（2）图乙中a和b的值；（3）在3.125m-1的情况下，小滑块落在小车上的位置与小车左端的最小距离xmin。2.如图所示，质量M8 kg的长木板放在光滑水平面上，在长木板的右端施加一水平恒力F8 N，当长木板向右运动速率达到v110 m/s时，在其右端有一质量m2 kg的小物块(可视为质点)以水平向左的速率v22 m/s滑上木板，物块与长木板间的动摩擦因数0.2，小物块始终没离开长木板，g取10 m/s2，求：(1)经过多长时间小物块与长木板相对静止；(2)长木板至少要多长才能保证小物块不滑离长木板；(3)如果开始将物块放在长木板右端时两物体均静止，在长木板的右端施加一水平恒
3、力F28 N，物块与长木板的质量和动摩擦因数均与上面一样，并已知长木板的长度为10.5 m，要保证小物块不滑离长木板，水平恒力F作用时间的范围(答案可以用根号表示)3.如图甲所示，倾角为=37的足够长斜面上，质量m=1kg的小物体在沿斜面向上的拉力F=14N作用下，由斜面底端从静止开始运动，2s后撤去F，前2s内物体运动的v-t图象如图乙所示求：(取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8)（1）小物体与斜面间的动摩擦因数；（2）撤去力F后1.8s时间内小物体的位移4.为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为60、长为L12m 的倾斜轨道AB，通过
4、微小圆弧与长为L2m的水平轨道BC相连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上D处，如图所示.现将一个小球从距A点高为h0.9 m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时小球的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为，g取10 m/s2.(1)求小球初速度v0的大小；(2)求小球滑过C点时的速率vC；(3)要使小球刚好能过圆轨道的最高点，圆轨道的半径为多大？5.同学设计出如图所示实验装置.将一质量为0.2kg的小球(可视为质点)放置于水平弹射器内,压缩弹簧并锁定,此时小球恰好在弹射口,弹射口与水平面AB相切于A点,AB为粗糙水平面
5、,小球与水平面间动摩擦因数,弹射器可沿水平方向左右移动,BC为一段光滑圆弧轨道.(O为圆心,半径 ,与OB之间夹角为,以C为原点,在C的右侧空间建立竖直平面内的坐标xOy,在该平面内有一水平放置开口向左且直径稍大于小球的接收器D, , (1)某次实验中该同学使弹射口距离B处处固定,解开锁定释放小球,小球刚好到达C处,求弹射器释放的弹性势能;(2)把小球放回弹射器原处并锁定,将弹射器水平向右移动至离B处L2=0.8m处固定弹射器并解开锁定释放小球,小球将从C处射出,恰好水平进入接收器D,求D处坐标;(3)每次小球放回弹射器原处并锁定,水平移动弹射器固定于不同位置释放小球,要求小球从C处飞出恰好水
6、平进入接收器D,求D位置坐标y与x的函数关系式.6.一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，求（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度7.如图所示，长L=8m，质量M=3kg的薄木板静止放在光滑水平面上，质量m=1kg的小物体放在木板的右端，现对木块施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s2，求：(1) 若薄木板上表面光滑，欲使薄木板以2 m/s2的加
7、速度向右运动，需对木板施加的水平拉力为多大?(2) 若木板上表面粗糙，物体与薄木板间的动摩擦因数为03，若拉力F=6N，求物体对薄木板的摩擦力大小和方向？（3）若木板上表面粗糙，物体与薄木板间的动摩擦因数为03，若拉力F=15N，物体所能获得的最大速度。8.如图所示，质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8 N，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为0.2，小车足够长.求：（1）小物块放上后，小物块及小车的加速度各为多大？（2）经多长时间两者达到相同的速度？（3）从小物块
8、放上小车开始，经过t=1.5 s小物块通过的位移大小为多少？(取g=l0 m/s2). 9.如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为重力加速度为g（1）当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；（2）要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；（3）本实验中，m1=0.5kg，m2=0.1kg，=0.2，砝码与纸板左端的距离d=0.1m，取g=10m/s2若砝码移动的距离超过l=0.002m，人眼就能感知为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？
9、10.如图所示，一小木箱放在平板车的中部，距平板车的后端、驾驶室后端均为L=2.0m，处于静止状态，木箱与平板车之间的动摩擦因数=0.40，现使平板车在水平路面上以加速度a0匀加速启动，速度达到v=6.0m/s后接着做匀速直线运动，运动一段时间后匀减速刹车设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2（1）若木箱与平板车保持相对静止，加速度a0大小满足什么条件？（2）若a0=6.0m/s2，当木箱与平板车的速度都达到6.0m/s时，求木箱在平板车上离驾驶室后端距离s（3）若在木箱速度刚达到6.0m/s时平板车立即用恒定的阻力刹车，要使木箱不会撞到驾驶室，平板车刹车时的加速度大小a应满足什么条
10、件？11.静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示，轻绳长L1m，承受的最大拉力为8N，A的质量m12kg，B的质量m28kg，A、B与水平面间的动摩擦因数0.2，现用一逐渐增大的水平力作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断(取g10m/s2)。(1)求绳刚被拉断时F的大小；(2)若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A的速度恰好减小为0时，A、B间的距离为多少？12.如图所示,质量M=4 kg、长L=2 m的木板A静止在光滑水平面上,质量m=1 kg的小滑块B置于A的左端.B在F=3 N的水平恒力作用下由静止开始运动,
11、当B运动至A的中点时撤去力F.A、B之间的动摩擦因数=0.2,取g=10 m/s2.求:(1) 撤去F之前A、B的加速度大小a1、a2.(2) F对B做的功W.(3) 整个运动过程中因摩擦产生的热量Q.13.如图所示，一质量m1=0.2kg的足够长平板小车静置在光滑水平地面上，质量m2=0.1kg的小物块（可视为质点）置于小车上A点，其与小车间的动摩擦因数=0.40，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力现给小物块一个方向水平向右、大小为v0=6m/s的初速度，同时对小物块施加一个方向水平向左、大小为F=0.6N的恒力取g =10m/s2求：（1）初始时刻，小车和小物块的加速度大小；（2）经过多长时间小
12、物块与小车速度相同？此时速度为多大？（3）小物块向右运动的最大位移14.如图所示,半径r=m的两圆柱体A和B,转动轴互相平行且在同一水平面内,轴心间的距离为s=3.2 m.两圆柱体A和B均被电动机带动以6 rad/s的角速度同方向转动,质量均匀分布的长木板无初速度地水平放置在A和B上,其重心恰好在B的上方.从木板开始运动计时,圆柱体转动两周,木板恰好不受摩擦力的作用,且仍沿水平方向运动.设木板与两圆柱体间的动摩擦因数相同.重力加速度取g=10.0 m/s2,取3.0.求:(1) 圆柱体边缘上某点的向心加速度.(2) 圆柱体A、B与木板间的动摩擦因数.(3) 从开始运动到重心恰在A的上方所需的时
13、间.15.如图所示，一水平的长L=2.25m的传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面，皮带以v0=4m/s匀速顺时针转动，现在传送带上左端静止放上一质量为m=1kg的煤块（视为质点），煤块与传送带及煤块与平板上表面之间的动摩擦因数为均为1=0.2，经过一段时间，煤块被传送到传送带的右端，此过程在传送带上留下了一段黑色痕迹，随后煤块在平稳滑上右端平板上的同时，在平板右侧施加一个水平向右恒力F=17N，F作用了t0=1s时煤块与平板速度恰相等，此时刻撤去最终煤块没有从平板上滑下，已知平板质量M=4kg，（重力加速度为g=10m/s2），求：(1)传送带上黑色痕迹的长度；(2)求平板与地面间动
14、摩擦因数的大小；(3)平板上表面至少多长？（计算结果保留两位有效数字）。16.如图甲所示，有一倾角为=53的固定斜面体，底端的水平地面上放一质量为 M=3kg的木板，木板材质与斜面体相同t=0时有一质量m=6kg的滑块在斜面上由静止 开始下滑，后来滑块滑上木板并最终没有滑离木板（不考虑滑块从斜面滑上木板时的能量 损失）图乙所示为滑块在整个运动过程中的速率随时间变化的图象，已知sin53=0.8， eos53=06，取g=l0m/s2.求：(1)滑块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数1、2；(2)滑块停止运动的时刻t和木板的最小长度l。17.从地面上以初速度v0=20m/s竖直向上抛出一质量为m
15、=2kg的小球，若运动过程中小球受到的空气阻力与其速率成正比关系，小球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1=10m/s，且落地前球已经做匀速运动，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功；（2）小球抛出瞬间的加速度大小。18.如图所示，为一传送货物的传送带abc，传送带的ab部分与水平面夹角=37，bc部分与水平面夹角=53，ab部分长为4.7m，bc部分长为7.5m一个质量为m=1kg的物体A（可视为质点）与传送带的动摩擦因数=0.8传送带沿顺时针方向以速率=1m/s匀速转动若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c处，此过程中物体A不会脱离传送带（sin 37=0.6，sin 53=0.8，g=10m/s2）求物体A从a处被传送到c处所用的时间19.如图所示,在竖直平面内有一倾角的传送带,两皮带轮轴心之间的距离,沿顺时针方向以匀速运动。一质量的物块从传送带顶端无初速度释放,物块与传送带间的动摩擦因数。物块离开传送带后在点沿切线方向无能量损失地进入半径为的光
