最新高中物理试题精选力学部分78.pdf
高中物理最新试题精选力学部分（四）四、解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.1.一质量为的物体，在一动摩擦因数为 的水平面上受水平力的作用做匀加速直线运动，现对该物体多施加一个力的作用而不改变它的加速度，问：（1）可能吗?（2）若有可能，应沿什么方向施力?对该力的大小有何要求?（通过定量计算和必要的文字说明回答）2.某同学为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因数，他让该滑块沿一竖直平面内的光滑弧形轨道，从离水平轨道 0.20高的点，由静止开始下滑（如图 166 所示）.到达点后，沿水平轨道滑行 1.0后停止运动.若弧形轨道与水平轨道相切，且不计空气阻力，取 10/，求：图 166 （1）滑块进入水平轨道时的速度大小；（2）滑块与水平轨道的动摩擦因数.3.一辆轿车违章超车，以 108/的速度驶入左侧逆行道时，猛然发现正前方 80处一辆卡车正以 72/的速度迎面驶来，两车司机同时刹车，刹车加速度大小都是 10/，两司机的反应时间（即司机发现险情到实施刹车所经历的时间）都是.试问 是何数值，才能保证两车不相撞?4.用=2的水平拉力刚好使质量为=5的物体在水平面上做匀速直线运动，现改用=4的水平拉力拉物体使它的速度由 4/增加到 10/,求：（1）物体受水平面的摩擦力=?（2）物体速度发生上述变化所用的时间=?5.如图 16 7 所示，一质点做匀变速直线运动.在通过点时，速度大小=4/，方向向右，经过=1后，该质点在点，速度大小=10/求在这一秒内质点的速率最小时，距离点多远?图 16 7 6.质量为 310的列车，在恒定的额定功率下，沿平直的轨道由静止开始出发，在运动的过程中受到的阻力大小恒定，经过 10 3后速度达到最大行驶速度 72/，此时司机发现前方 4 处的轨道旁山体塌方，便立即紧急刹车，这时所附加的制动力为 910.结果列车正好到达轨道毁坏处停下.求：（1）刹车时列车的加速度的大小；（2）列车在行驶过程中所受的阻力的大小；（3）列车的额定功率；（4）列车的总行程.图 168 7.、两物体的质量之比:=2:1，用长为的不可伸长的轻绳连接、后放在水平地面上.开始时绳子伸直，且在水平力作用下使、一起做匀速直线运动，如图 168 所示，若某一瞬间绳子突然断裂，此时水平力变为原来的 2 倍，只拉继续移动了一段距离，后撤去作用力.求当、都停止运动时、相距多少?（、两物体与地面间的动摩擦因数相同）8.雨滴从高空竖直落到地面的过程中，由于空气阻力的作用，雨滴在落下一段距离后就做匀速运动.已知空气阻力=2.其中是雨滴的下落速度，是雨滴的横截面积，是比例系数.试分析比较大、小雨滴落到地面时速度的大小.图 16 9 9.刀、斧、凿、刨等切削工具的刃部叫做劈，劈的纵截面是一个三角形.如图 16 9 所示，使用劈的时候，在劈背上加力，这个力产生两个效果，使劈的两个侧面推压物体，把物体劈开.设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度是，劈的侧面的长度是.可以证明：=（）.从上式可知，当一定的时候，劈的两则面之间的夹角越小，就越大，和就越大.这说明了为什么越锋利的切削工具越容易劈开物体，试证明上式.10.从斜面上某一个位置，每隔 0.1放下一个相同的小物体，在连续放下几个小物体后，对在斜面上运动的小物体摄下照片如图 170 所示.测得=15c，=20c.则 图 170 （1）小物体运动的加速度是多大?（2）拍摄时物体的速度是多大?（3）物体上面正在运动的物体最多可能还有几个?11.图 171 为某排球场的俯视图，场地全长为，宽为.球网离地面的高度为.某队员在自己一方边线与 3线（图中虚线）的交点处跳起来扣球，设他的击球点在的正上方，击出的球的初速度沿水平方向，球在空中运动时受到的空气阻力可以忽略.计算时取=18,=8,=2.图 171 （1）要使球落在对方的 3线与球网之间的区域，他击球的最低点至少离地面多高?（2）如果他的击球点正是上一问求出的最小高度，他击出的球的初速度在什么范围内，球可能恰好落在对方场地的 3线处?12.在水平地面上以=20/的速度竖直向上发射一支质量 10 的实验小火箭，当它上升到最高点时，突然分裂成、两块，它们各自沿水平方向弹出.测得、的落地点相距=100，落地时和的速度方向相互垂直，不计空气阻力，求和的质量.（认为发射过程时间极短，火箭上升运动可看成竖直上抛运动）图 172 13.如图 172 所示，一质量为 2、长为 3的均匀木板，可绕距端 1.875的水平轴无摩擦地转动，它的端系一不可伸长的绳子，绳的另一端固定在地面上，绳被拉直，处于水平位置.在端有一质量为 2 的物块（可看成质点），物块与木板间的动摩擦因数为 0.1，物块从静止开始受到一大小为 6、方向水平向左的恒力的作用开始运动，求恒力作用多长时间木板开始转动?（=10/）图 173 14.如图 173 所示，雨伞边缘到伞柄的距离为 r，伞边缘距地面高度为，当雨伞以角速度 绕伞柄匀速转动时，许多雨滴从伞边缘水平甩出.求这些雨滴落到地面的位置.（不计空气阻力）图 174 15.长、高、质量为的木块在水平地面上运动，木块与地面间的动摩擦因数为，当木块的速度为时，把一原静止的质量为的光滑小铁块（可视为质点）轻轻地放在木块上表面前端，如图 174 所示.求小铁块着地时，铁块距木块的尾端多远.16.如图 175 所示，质量为的水平木板静止在光滑的水平地面上，板的左端放一质量为的铁块，现给铁块一个水平向右的瞬时冲量，让铁块开始运动，并与固定在木板另一端的弹簧相碰后返回，恰好又停在木板左端，求：图 175 （1）整个过程中系统克服摩擦力做的功.（2）若铁块与木板间的动摩擦因数为，则铁块对木板相对位移的最大值是多少?（3）系统的最大弹性势能是多少?图 176 17.如图 176 所示，在光滑的水平面上，三个物体、的质量分别为=2、=4、=2.物体足够长，与之间的动摩擦因数=0.1.开始时、静止，以速度=12/向右运动，与相碰后和粘在一起共同前进.相对运动一段距离后相对静止，取 10/，求相对的位移和发生这段位移时间内对地的位移.18.质量为=3的小车放在光滑的水平面上，物块和的质量均为=1，且均放在小车的光滑水平底板上，物块和小车右侧壁用一根轻弹簧连接，不会分离.如图 177 所示，物块和并排靠在一起，现用力向右压，并保持小车静止，使弹簧处于压缩状态，在此过程中外力做功 135.撤去外力，当和分开后，在达到小车底板的最左端位置之前，已从小车左端抛出.求：图 177 （1）与分离时，小车的速度是多大?（2）从撤去外力至与分离时，对做了多少功?（3）假设弹簧伸到最长时已离开小车，仍在车上，那么此时弹簧的弹性势能是多大?19.如图 178 所示，一劲度系数=800/的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为=12的物体、，竖立静止在水平地面上.现要加一竖直向上的力在上面物体上，使开始向上做匀加速运动，经 0.4，刚要离开地面，设整个过程弹簧都处于弹性限度内（取 10/）.求：图 178 （1）此过程所加外力的最大值和最小值；（2）此过程中力所做的功.20.关于地球同步卫星请回答下列问题：图 179 （1）简要说明地球同步卫星为什么只能在赤道平面上绕地球转动?（2）取地球半径=6.410，月球公转周期为 27 天，月球轨道半径为地球半径的 60 倍，由这些数据估算地球同步卫星离地面的高度（保留两位有效数字）.21.一个质量=20 的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上，弹簧的上端固定于环的最高点，环的半径=0.5，弹簧的原长=0.50，劲度系数为 4.8/.如图 179 所示.若小球从图中所示位置点由静止开始滑动到最低点时，弹簧的弹性势能弹=0.60.求：（1）小球到点时的速度的大小；（2）小球在点对环的作用力.（取 10/2）22.在一种能获得强烈失重、超重感觉的巨型娱乐设施中，用电梯把乘有十多人的座舱，送到大约二十几层楼高的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停下，已知座舱开始下落时的高度为 76，当落到离地 28 时开始制动.若某人手托着质量为 5的铅球进行这个游戏.问：（1）当座舱落到离地高度 40左右的位置时，托着铅球的手感觉如何?（2）当座舱落到离地高度 15左右的位置时，手要用多大的力才能托住铅球?（取 10/）23.一个连同装备总质量为=100 的宇航员，在距离飞船=45处与飞船处于相对静止状态，宇航员背着质量为=0.5氧气的贮气筒，筒上有一个可以使氧气以=50/的速度喷出的喷嘴.宇航员必须向着返回的相反方向喷出氧气才能回到飞船，同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用，宇航员的耗氧率为=2.510-4/.不考虑喷出的氧气对设备及宇航员总质量的影响，求：（1）瞬间喷出多少氧气，宇航员才能安全返回飞船?（2）为了使总耗氧量最低，应一次喷出多少氧气?返回时间是多少?（提示：一般飞船沿椭圆轨道运动，但在一段很短的圆弧上，可视为飞船做匀速直线运动）24.滑块、的质量分别为与，由轻质弹簧相连接，置于光滑的水平面上，用一轻绳把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后绑紧.两滑块一起以恒定的速度向右滑动，如图 180 所示.突然，轻绳断开，当弹簧伸长至本身的自然长度时，滑块的速度正好为零.求：图 180 （1）此时滑块的动能；（2）在以后的运动过程中，滑块是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析，证明你的结论.2 5.如图 18 1 所示，位于竖直平面上的 1/4 圆弧光滑轨道，半径为，沿竖直方向，圆弧轨道上端点距地面高度为，质量为的小球从点静止释放，最后落在地面点处，不计空气阻力.求：图 18 1 （1）小球刚运动到点时，对轨道的压力多大?（2）小球落地点与的水平距离为多少?（3）比值/为多少时，小球落地点与水平距离最远?该水平距离的最大值是多少?26.在坐标原点处有一波源，它沿轴做频率为 50、振幅为 2 的简谐运动，形成的波可沿轴正、负方向传播，波速为 20/.开始振动时恰好通过点沿轴正方向运动，求：图 182 （1）当完成第一次全振动时，画出此刻的波形图；（2）如果波传到坐标为=2.7的点时，还要经历多少时间波才能传到坐标为=-2.9的点?波传到点时质点在什么位置?
