《2015高考物理一轮复习—专题系列卷：力学综合.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015高考物理一轮复习—专题系列卷：力学综合.doc（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 解答题专练卷(一)力学综合1如图1所示，蹦床运动员正在训练大厅内训练，大厅内蹦床的床面到天花板的距离是7.6 m，在蹦床运动的训练室内的墙壁上挂着一面宽度为1.6 m的旗帜。身高1.6 m的运动员头部最高能够上升到距离天花板1 m的位置。在自由下落过程中，运动员从脚尖到头顶通过整面旗帜的时间是0.4 s，重力加速度为10 m/s2，设运动员上升和下落过程中身体都是挺直的，求：图1(1)运动员的竖直起跳的速度；(2)运动员下落时身体通过整幅旗帜过程中的平均速度；(3)旗帜的上边缘距离天花板的距离。2(2014江西重点中学联考)如图2(a)所示，小球甲固定于足够长光滑水平面的左端，质量m0.4
2、kg的小球乙可在光滑水平面上滑动，甲、乙两球之间因受到相互作用而具有一定的势能，相互作用力沿二者连线且随间距的变化而变化。现已测出势能随位置x的变化规律如图(b)所示中的实线所示。已知曲线最低点的横坐标x020 cm，虚线为势能变化曲线的渐近线，虚线为经过曲线上x11 cm点的切线，斜率绝对值k0.03 J/cm。图2试求：(1)将小球乙从x18 cm处由静止释放，小球乙所能达到的最大速度为多大？(2)小球乙在光滑水平面上何处由静止释放，小球乙不可能第二次经过x020 cm的位置？并写出必要的推断说明。(3)小球乙经过x11 cm时加速度大小和方向。3如图3所示，物块A的质量为M，物块B、C的
3、质量都是m，都可看作质点，且mM2m。A与B、B与C用不可伸长的轻线通过轻滑轮连接，A与地面用劲度系数为k的轻弹簧连接，物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是L。若物块A距滑轮足够远，且不计一切阻力，则：图3(1)若将B与C间的细线剪断，求A下降多大距离时速度最大；(2)若将物块A下方的轻弹簧剪断后，B物体将不会着地，求在这种情况下物块A上升时的最大速度和物块A上升的最大高度。4(2014济南测试)如图4所示，在高出水平地面h1.8 m的光滑平台上放置一质量M2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度l10.2 m且表面光滑，左段表面粗糙。在A最右端放有可视为质点的物块B，其
4、质量m1 kg。B与A左段间动摩擦因数0.4。开始时二者均静止，现对A施加F20 N水平向右的恒力，待B脱离A(A尚未露出平台)后，将A取走。B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x1.2 m。(取g10 m/s2)求：图4(1)B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间t和位移xB。(2)A左端的长度l2。5(2014盐城测试)经过天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识，双星系统由两个星体组成，其中每个星体的大小都远小于两星体之间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统来处理(即其它星体对
5、双星的作用可忽略不计)，现根据对某一双星系统的光学测量确定；该双星系统中每个星体的质量都是m，两者相距L，它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动。(1)试计算该双星系统的运动周期T1。(2)若实际中观测到的运动周期为T2，T2与T1并不是相同的，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质，它均匀地充满整个宇宙，因此对双星运动的周期有一定的影响，为了简化模型，我们假定在如图5所示的球体内(直径看作L)均匀分布的这种暗物质才对双星有引力的作用，不考虑其他暗物质对双星的影响，已知这种暗物质的密度为，求T1T2。图56如图6所示，AB是一段位于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，
6、半径为R，末端B处的切线方向水平。一个质量为m的小球从轨道顶端A处由静止释放，滑到B端时小球对轨道的压力为3mg，平抛飞出落到地面上的C点，轨迹如图中虚线BC所示。已知它在空中运动的水平位移OCL。现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带。传送带的右端与B的距离为L/2。当传送带静止时，让小球再次从A点由静止释放，它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出，仍然落在地面的C点，不计空气阻力。图6(1)求小球滑至B点时的速度大小；(2)求小球与传送带之间的动摩擦因数；(3)如果传送带向右转动，小球从A处滑到传送带上受到向右摩擦力，求落地点距离O点多远？答 案1解析：(1)运动员头顶上升过程的位移为x
7、7.6 m1.6 m1 m5 m根据运动公式v22gx运动员的起跳速度v m/s10 m/s(2)运动员下落过程中身体通过旗帜过程的位移x1.6 m1.6 m3.2 m平均速度8 m/s(3)设旗帜的上边缘距离运动员头顶能够到达的最高位置的距离为h，运动员身高为l，运动员自由下落过程中脚尖到达旗帜上沿所用的时间为t1，这段时间内，头顶自由下落的位移为hl，根据自由落体位移公式hlgt所以t1 设运动员自由下落过程中头顶离开旗帜下沿所用的时间为t2这段时间内，头顶自由下落的位移为hd，根据自由落体位移公式hdgt所以t2 根据题意tt2t1化简即得h3.4 m旗帜的上边缘距离天花板的距离h3.4
8、 m1 m4.4 m答案：(1)10 m/s(2)8 m/s(3)4.4 m2解析：(1)球乙运动到x020 cm位置时势能最少，速度最大，由能量守恒：0Ep1mv0解得vm 1 m/s。(2)在0x6 cm区间内将小球乙由静止释放，不可能第二次经过x0。原因：在0x20 cm区间内两球之间作用力为排斥力，在20 cmx区间内两球之间作用力为吸引力，无穷远处和6 cm处的势能均为0.27 J。若小球乙的静止释放点在6 cmx区间，小球乙将做往复运动，多次经过x020 cm的位置。而静止释放点在0x6 cm区间内时，初态势能大于0.27 J，小球乙将会运动到无穷远处而无法返回，只能经过x0位置一
9、次。(3)x311 cm处的切线斜率绝对值k0.03 J/cm3 J/m表明此处乙球受到甲球F3 N的排斥力，所以，乙球在x311 cm处时，加速度大小a7.5 m/s2。方向沿x轴正方向答案：(1)1 m/s(2)见解析(3)7.5 m/s2方向沿x轴正方向3解析：(1)开始弹簧处于伸长状态，其伸长量x1g若将B与C间的线剪断，A将下降，B将上升，当它们的加速度为零时A的速度最大，此时弹簧处于压缩状态，其压缩量x2g所以，A速度最大时下降的距离xx1x2(2)A、B、C三物块组成的系统机械能守恒。B、C下降L，A上升L时，A的速度达到最大。有：2mgLMgL(M2m)v2v 当C着地后，A、
10、B两物体系统机械能守恒。若B物体不会着地，则有：Mghmgh(Mm)v2hHLhLL答案：(1)(2) L4解析：(1)B离开平台做平抛运动竖直方向有hgt2水平方向有xvBt由式解得vBx 代入数据求得vB2 m/s设B的加速度为aB，由牛顿第二定律和运动学知识得：mgmaBvBaBtxBaBt2联立式，代入数据解得tB0.5 sxB0.5 m(2)设B刚开始运动时A的速度为v1，由动能定理得Fl1Mv设B运动时A的加速度为aA由牛顿第二定律和运动学知识有FmgMaAl2xBv1tBaAt联立式，代入数据解得l21.5 m。答案：(1)0.5 s0.5 m(2)1.5 m5解析：(1)两星的
11、角速度相同，故Fmr1；Fmr2而FG可得r1r2两星绕连线的中点转动，则m解得1所以T12 (2)由于暗物质的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则GGmL2M为暗物质质量，MV3解和式得：可求得：T2联立式解得：T1T2 1答案：(1)2 (2) 16解析：(1)设小球到达B点时速度为v1Fmgm由牛顿第三定律可得F3mg解得v1(2)两次平抛运动时间相同，设为tLv1t设在传送带右端运动速度为v2，v2t在静止传送带上运动时，由运动学公式2gvv解得小球与传送带之间的动摩擦因数(3)当受到传送带向右的作用力时设小球做平抛运动的初速度v3根据运动公式2gvv把和v1带入上式解得v3 平抛运动的落地时间t当以v3 速度做平抛运动时，落地的水平位移xv3t 落地点距离O点的距离xxL答案：(1)(2)(3)L
