《高考物理二轮复习计算题专项练一力与运动计算题过关练》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习计算题专项练一力与运动计算题过关练（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算题专项练（一） 力与运动计算题过关练1(2018乌鲁木齐期末)我国ETC(不停车电子收费系统)已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间。假设一辆家庭轿车以30 m/s的速度匀速行驶，接近收费站时，轿车开始减速，至收费站窗口恰好停止，再用10 s时间完成交费，然后再加速至30 m/s继续行驶。若进入ETC通道，轿车从某位置开始减速至15 m/s后，再以此速度匀速行驶15 m即可完成交费，然后再加速至30 m/s继续行驶。两种情况下，轿车加速和减速时的加速度大小均为3 m/s2。求：(1)轿车从开始减速至通过人工收费通道再加速至30 m/s 的过程中通过的路程和所用的时间；(2)两种情况
2、相比较，轿车通过ETC交费通道所节省的时间。解析：(1)设轿车匀减速至停止通过的路程为x1x1150 m轿车匀加速和匀减速通过的路程相等，故轿车通过人工收费通道通过的路程为x2x22x1300 m轿车匀减速至停止需要的时间为t110 s轿车通过人工收费通道所用时间为t22t110 s30 s。(2)通过人工收费通道所需时间为30 s。此过程总位移为300 m，通过ETC通道时，速度由30 m/s减至15 m/s所需时间为t3，通过的路程为x3t35 sx3112.5 m轿车以15 m/s匀速行驶15 m所用时间t41 s轿车在x2300 m路程内以30 m/s匀速行驶的路程x4和所需时间t5x
3、4x22x315 m60 mt52 s故通过ETC交费通道节省的时间为tt22t3t4t517 s。答案：(1)300 m30 s(2)17 s2.(2019届高三保定模拟)如图所示，皮带的最大传送速度为v06 m/s，传动轮圆心之间的距离s4.5 m，现将m1 kg的小物体轻轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数0.5，g10 m/s2。(1)皮带以v0的速度匀速传动，把物体从左端传送到右端，分别求出该过程中摩擦力对皮带和物体所做的功。(2)皮带以a06 m/s2的加速度匀加速启动，把物体从左端传送到右端，求出该过程中因摩擦产生的热量。解析：(1)物体放在匀速传动的皮带上，做加速
4、度为a的匀加速运动，设达到v0所用时间为t0mgmav0at0解得：a5 m/s2，t01.2 s这段时间里，物体的位移s0at02解得s03.6 ms，所以物体之后随传送带一起匀速运动，不再受摩擦力。摩擦力对传送带做功W1mgv0t036 J摩擦力对物体做功W2mgs018 J。(2)因为aa0，所以物体与皮带有相对运动。设皮带达到v0所用时间为t1v0a0t1解得t11 s物体在达到v0的过程中的运动与第(1)问相同，所以皮带与物体的相对位移sa0t12v0(t0t1)s0摩擦生热Qmgs解得Q3 J。答案：(1)36 J18 J(2)3 J3.(2018上海黄浦期末)如图所示，固定在水平
5、地面上的一个粗糙斜面长L4 m，倾角37。一个质量为10 kg的物体在F200 N的水平推力作用下，从斜面底端由静止开始沿斜面向上运动，经过2 s到达斜面顶端。(1)求物体沿斜面运动时的加速度大小；(2)求物体与斜面间的动摩擦因数大小；(3)若物体运动到斜面顶端时恰好撤去推力F，求物体落到水平地面前瞬间的速度大小。(已知sin 370.6，cos 370.8，重力加速度为g取10 m/s2)解析：(1)物体在斜面上做匀加速直线运动，根据运动学规律有Lat2解得a2 m/s2。(2)物体在斜面上运动时受到四个力作用，如图所示。沿运动方向，根据牛顿第二定律有Fcos fmgsin ma垂直于运动方
6、向，合力为零：Fsin mgcos NfN得代入已知数据得0.4。(3)物体离开斜面下落至地面前的过程中仅有重力做功， 机械能守恒。设物体在斜面上运动的末速度为v1，落地前的速度大小为v2根据匀加速直线运动的规律有v1at22 m/s4 m/s根据几何关系，斜面顶端到水平面的高度hLsin 40.6 m2.4 m根据机械能守恒定律得mv12mghmv22得v2代入已知数据得v28 m/s。答案：(1)2 m/s2(2)0.4(3)8 m/s4.如图所示，长L1.5 m，高h0.45 m，质量M10 kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动。当木箱的速度v03.6 m/s时，对木箱施加一个方向
7、水平向左的恒力F50 N，并同时将一个质量m1 kg的小球轻放在距木箱右端处的P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零)，经过一段时间，小球脱离木箱落到地面。木箱与地面间的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计。取g10 m/s2，求：(1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；(2)小球放在P点后，木箱向右运动的最大位移；(3)小球离开木箱时木箱的速度。解析：(1)木箱上表面的摩擦不计，因此小球在离开木箱前相对地面处于静止状态，离开木箱后将做自由落体运动。由hgt2，得t s0.3 s小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为0.3 s。(2)小球放到木箱上后，木箱的加速度大小为：a
8、1 m/s27.2 m/s2木箱向右运动的最大位移为：x1 m0.9 m小球放在P点后，木箱向右运动的最大位移为0.9 m。(3)x1小于1 m，所以小球不会从木箱的左端掉下，木箱向左运动的加速度大小为a2 m/s22.8 m/s2设木箱向左运动的距离为x2时，小球脱离木箱，则x2x1(0.90.5)m1.4 m设木箱向左运动的时间为t2，则：由x2a2t22，得t2 s1 s所以，小球离开木箱的瞬间，木箱的速度方向向左，大小为：v2a2t22.81 m/s2.8 m/s。答案：(1)0.3 s(2)0.9 m(3)2.8 m/s，方向向左5.在水平长直轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下
9、始终保持速度v0做匀速直线运动。某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为。(1)证明：若滑块最终停在小车上，滑块与车面摩擦产生的内能Q是一个与动摩擦因数无关的定值；(2)已知滑块与车面间动摩擦因数0.2，滑块质量m1 kg，车长L2 m，车速v04 m/s，g取10 m/s2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F的大小应该满足的条件；(3)在(2)的情况下，力F取最小值时要保证滑块不从车上掉下，求力F的作用时间t。解析：(1)由题意知滑块相对平板车静止时速度为v0，根据牛顿第二定律，对滑块：mgma
10、v0at滑块相对车面滑动的距离：sv0tv0t滑块与车面摩擦产生的内能：Qmgs联立解得：Qmv02所以Q是一个与动摩擦因数无关的定值。(2)设在恒力F作用下滑块加速度为a1，经过时间t1后速度达到v0，要使滑块不从左端掉下小车，即此时还未到达车的左端，由牛顿第二定律有：Fmgma1v0a1t1v0t1t1联立解得：F6 N。(3)F取最小值时，滑块经过时间t1运动到车左端后速度达到v0，为使滑块恰不从右端滑出，滑块在F作用下相对车先向右做匀加速运动(设加速度大小为a2，时间为t2)，再撤去外力F做匀减速运动(设加速度大小为a3)，到达右端时恰与车达到共同速度v0，则有：Fmgma2mgma3
11、a2t22L联立式解得：t2 s0.58 s由(2)可解得t10.5 s，则力F的作用时间t应满足t1tt1t2，即0.5 st1.08 s。答案：(1)见解析(2)F6 N(3)0.5 st1.08 s6.如图所示，AB、CD为两个光滑的平台，一倾角为37，长l为5 m的传送带与两平台平滑连接。现有一小物体以v010 m/s的速度沿平台AB向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到平台CD上。已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2。(1)小物体与传送带间的动摩擦因数为多大？(2)当小物体在平台AB上的运动速度低于某一速度时，无论传送带顺时针运动的速度多大，小物体都不能
12、到达平台CD，求这个临界速度。(3)若小物体以v18 m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能够到达平台CD，传送带至少以多大的速度顺时针运动？解析：(1)传送带静止时，小物体在传送带上运动时根据牛顿第二定律得mgcos 37mgsin 37ma1小物体从B点运动到C点的过程有v022a1l联立解得：a110 m/s2，0.5。(2)显然，当小物体在传送带上受到的摩擦力方向始终向上时，最容易到达平台CD，此时根据牛顿第二定律得mgsin 37mgcos 37ma2若恰好能到达平台CD时，有v22a2l联立解得：a22 m/s2，v2 m/s即当小物体在平台AB上向右运动的速度小于2 m/s
13、时，无论传送带顺时针运动的速度多大，小物体都不能到达平台CD。(3)小物体在平台AB上的运动速度大小为v18 m/s，小物体能够到达平台CD时，设传送带顺时针运动的最小速度大小为vmin，由于v1v2 m/s，故若传送带的速度大于或等于2 m/s时，小物体必能到达平台CD，故所求的传送带的最小速度大小vmin应小于v。对从小物体滑上传送带到小物体速度减小到与传送带的速度大小相等的过程中，有v12vmin22a1x1对小物体以速度大小vmin减速到零到达平台CD的过程，有vmin22a2x2x1x2l联立解得：vmin3 m/s即传送带至少以3 m/s的速度顺时针运动，小物体才能到达平台CD。答案：(1)0.5(2)2 m/s(3)3 m/s6
