《备战2018高考 近三年高考真题物理试题汇编精析：专题20 计算题 力与运动(提升题)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2018高考 近三年高考真题物理试题汇编精析：专题20 计算题 力与运动(提升题)（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题专题 20 计算题计算题 力与运动（提升题）力与运动（提升题）1【2017新课标卷】（12 分）一质量为 8.00104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度 1.60105 m 处以 7.50103 m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为 100 m/s 时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为 9.8 m/s2。（结果保留 2 位有效数字）（1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；（2）求飞船从离地面高度 600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速
2、度大小的 2.0%。【答案】（1）（1）4.0108 J 2.41012 J （2）9.7108 J来源:gkstk.Com（2）飞船在高度 h =600 m 处的机械能为212.0()2100hhEmvmgh由功能原理得0hWEE式中，W 是飞船从高度 600 m 处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功。由式和题给数据得W=9.7108 J【学优高考网考点定位】机械能、动能定理【名师点睛】本题主要考查机械能及动能定理，注意零势面的选择及第（2）问中要求的是克服阻力做功。2【2016江苏卷】（16 分）如图所示，倾角为 的斜面 A 被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑
3、轮与物块 B 相连，B 静止在斜面上滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行A、B 的质量均为 m撤去固定 A 的装置后，A、B 均做直线运动不计一切摩擦，重力加速度为g求：（1）A 固定不动时，A 对 B 支持力的大小 N；（2）A 滑动的位移为 x 时，B 的位移大小 s；（3）A 滑动的位移为 x 时的速度大小 vA【答案】（1）mgcos （2）2(1 cos) x（3）2sin 32cosAgxv （3）B 的下降高度 sy=xsin根据机械能守恒定律2211 22yABmgsmvmv根据速度的定义得 Axvt， Bsvt则2(1 cos)BAvv解得2sin 32cosAgxv 【
4、学优高考网考点定位】物体的平衡、机械能守恒定律【方法技巧】第一问为基础题，送分的。第二问有点难度，难在对几何关系的寻找上，B 的实际运动轨迹不是沿斜面，也不是在竖直或水平方向，这样的习惯把 B 的运动正交分解，有的时候分解为水平、竖直方向，也可能要分解到沿斜面和垂直斜面方向，按实际情况选择，第三问难度较大，难在连接体的关联速度的寻找，这类关系的寻找抓住：沿弹力的方向分速度相同。3【2016上海卷】（12 分）风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度 H=3.2 m 处，杆上套一质量 m=3 kg，可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为 F=15 N，方向水平向
5、左。小球以初速度 v0=8 m/s 向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取 g=10m/s2。求：（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；（2）小球落地时的动能。（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为 78 J？【答案】（1）4.8 m （2）120 J （3）0.24 s（3）小球离开杆后经过时间 t 的水平位移2 01 2sv tat=-由动能定理FsgtmgmvE22 0k21 21-以k=78 JE和0=8vm/s 代入得 125t2-80t+12=0解得 t1=0.4 s，t2=0.24 s。【学优高考网考点定位】曲线运动、自由落体运动、匀速运动、动能定理【方法技巧】首先分析出小
6、球的运动情况，竖直方向自由落体运动，水平方向匀减速直线运动，根据运动情况计算小球运动时间和水平位移；通过动能定理计算小球落地动能；通过动能定理和运动学关系计算时间。4【2016全国新课标卷】（18 分）如图，一轻弹簧原长为 2R，其一端固定在倾角为 37的固定直轨道 AC 的底端 A 处，另一端位于直轨道上 B 处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为5 6R 的光滑圆弧轨道相切于 C 点，AC=7R，A、B、C、D 均在同一竖直平面内。质量为 m 的小物块 P 自 C 点由静止开始下滑，最低到达 E 点（未画出），随后 P 沿轨道被弹回，最高点到达 F 点，AF=4R，已知 P 与直轨道间的动
7、摩擦因数1=4 ，重力加速度大小为 g。（取34sin373755 ，cos ）（1）求 P 第一次运动到 B 点时速度的大小。（2）求 P 运动到点时弹簧的弹性势能。（3）改变物块 P 的质量，将 P 推至 E 点，从静止开始释放。已知 P 自圆弧轨道的最高点 D 处水平飞出后，恰好通过 G 点。G 点在 C 点左下方，与 C 点水平相距7 2R 、竖直相距 R，求 P 运动到 D 点时速度的大小和改变后 P 的质量。【答案】（1）2BvgR；（2）p12 5EmgR ；（3）D355vgR ；11 3mmP 到达 E 点后反弹，从 E 点运动到 F 点的过程中，由动能定理有 Epmgl1s
8、in mgl1cos =0联立式并由题给条件得 x=Rp12 5EmgR （3）设改变后 P 的质量为 m1。D 点与 G 点的水平距离 x1和竖直距离 y1分别为175sin26xRR 155cos66yRRR 式中，已应用了过 C 点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为 的事实。设 P 在 C 点速度的大小为 vC。在 P 由 C 运动到 D 的过程中机械能守恒，有22 1111155(cos)2266CDmvmvm gRR P 由 E 点运动到 C 点的过程中，同理，由动能定理有2 p1111(5 )sinm g(5 )cos2CEm g xRxRmv 联立式得11 3mm 【学优高考网考点定
9、位】动能定理、平抛运动、弹性势能【名师点睛】本题主要考查了动能定理、平抛运动、弹性势能。此题要求熟练掌握平抛运动、动能定理、弹性势能等规律，包含知识点多、过程多，难度较大；解题时要仔细分析物理过程，挖掘题目的隐含条件，灵活选取物理公式列出方程解答；此题意在考查考生综合分析问题的能力。5【2017新课标卷】（20 分）如图，两个滑块 A 和 B 的质量分别为 mA=1 kg 和 mB=5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为 1=0.5；木板的质量为 m=4 kg，与地面间的动摩擦因数为 2=0.1。某时刻 A、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为 v0=3 m
10、/s。A、B 相遇时，A 与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 g=10 m/s2。求（1）B 与木板相对静止时，木板的速度；（2）A、B 开始运动时，两者之间的距离。【答案】（1）1 m/s （2）1.9 m【解析】（1）滑块 A 和 B 在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设 A、B 和木板所受的摩擦力大小分别为 f1、f2和 f3，A 和 B 相对于地面的加速度大小分别是 aA和 aB，木板相对于地面的加速度大小为 a1。在物块 B 与木板达到共同速度前有11Afm g21Bfm g来源:gkstk.Com32()ABfmmm g由牛顿第二定律得1AAfm
11、a2BBfm a2131fffma设在 t1时刻，B 与木板达到共同速度，设大小为 v1。由运动学公式有101Bvva t11 1vat联立式，代入已知数据得11 m/sv 对 A 有212Avva t 在 t2时间间隔内，B（以及木板）相对地面移动的距离为2 11 22 21 2svta t 在（t1+t2）时间间隔内，A 相对地面移动的距离为2 012121()()2AAsv ttatt A 和 B 相遇时，A 与木板的速度也恰好相同。因此 A 和 B 开始运动时，两者之间的距离为01ABssss联立以上各式，并代入数据得01.9 ms （也可用如图的速度时间图线求解）【学优高考网考点定位
12、】牛顿运动定律、匀变速直线运动规律【名师点睛】本题主要考查多过程问题，要特别注意运动过程中摩擦力的变化情况，A、B 相对木板静止的运动时间不相等，应分阶段分析，前一阶段的末状态即后一阶段的初状态。6【2017新课标卷】（20 分）真空中存在电场强度大小为 E1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为 v0。在油滴处于位置 A 时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间 t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到 B 点。重力加速度大小为 g。（1）求油滴运动到 B 点时的速度。（2）求增大后的电场强度的大小；为
13、保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的 t1和 v0应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以初速度 v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于 B、A 两点间距离的两倍。【答案】（1）2012vvgt （2）002 21 11122() 4vvEEgtgt 0 15(1)2vtg（2）由题意，在 t=0 时刻前有1qEmg油滴从 t=0 到时刻 t1的位移为2 10 11 11 2sv ta t油滴在从时刻 t1到时刻 t2=2t1的时间间隔内的位移为2 21 12 11 2sv ta t由题给条件有2 02 (2 )vgh式中 h 是 B、A 两点之间的距离。若 B 点在 A 点之上，依题意有1
14、2ssh由式得002 21 11122() 4vvEEgtgt为使21EE，应有00211122()14vv gtgt即当0 130(1)2vtg或0 13(1)2vtg才是可能的：条件式和式分别对应于20v 和20v 两种情形。【学优高考网考点定位】牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题考查牛顿第二定律及匀变速直线运动的规律。虽然基本知识、规律比较简单，但物体运动的过程比较多，在分析的时候，注意分段研究，对每一个过程，认真分析其受力情况及运动情况，应用相应的物理规律解决，还应注意各过程间的联系。7【2016全国新课标卷】（20 分）轻质弹簧原长为 2l，将弹簧竖直放置在地面上，在
15、其顶端将一质量为 5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为 l。现将该弹簧水平放置，一端固定在 A点，另一端与物块 P 接触但不连接。AB 是长度为 5l 的水平轨道，B 端与半径为 l 的光滑半圆轨道 BCD 相切，半圆的直径 BD 竖直，如图所示。物块 P 与 AB 间的动摩擦因数 =0.5。用外力推动物块 P，将弹簧压缩至长度 l，然后放开，P 开始沿轨道运动，重力加速度大小为 g。（1）若 P 的质量为 m，求 P 到达 B 点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到 AB 上的位置与 B 点间的距离；（2）若 P 能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求 P 的质量的取值范围。【答案】（1）2 2l （2）55 32mMm若 P 能沿圆轨道运动到 D 点，其到达 D 点时的向心力不能小于重力，即 P 此时的速度大小 v应满足2 0mvmgl设 P 滑到 D 点时的速度为 v D，由机械能守恒定律得2211222BDmvmvmgl联立式得2DvglvD满足式要求，故 P 能运动到 D 点，并从 D 点以速度 vD水平射出。设 P 落回到轨道 AB 所需的时间为t，由运动学公式得2122lgtP 落回到 AB 上的位置
