2022年高三计算题练习 .pdf

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1、学习必备欢迎下载高三物理计算题练习（力学）1 （ 18 分）如图甲所示，粗糙水平面CD 与光滑斜面DE 平滑连接于D 处；可视为质点的物块 A、B 紧靠一起静置于P 点，某时刻A、B 在足够大的内力作用下突然分离，此后A向左运动已知：斜面的高度H=1.2m；A、B 质量分别为1kg 和 0.8kg，且它们与CD 段的动摩擦因数相同； A 向左运动的速度平方与位移大小关系如图乙；重力加速度g 取 10m/s2（1）求 A、B 与 CD 段的动摩擦因数；（2）求 A、B 分离时 B 的速度大小vB；（3）要使 B 能追上 A，试讨论P、D 两点间距x 的取值范围2 （18 分）如图，质量为6m、长

2、为 L 的薄木板AB 放在光滑的平台上木板B 端与台面右边缘齐平， B 端上放有质量为3m 且可视为质点的滑块C. C 与木板之间的动摩擦因数为31。质量为m 的小球用长为L 的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O 点。细绳竖直时小球恰好与 C 接触现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂小球与C 碰撞后反弹速率为碰前的一半. （l）求细绳能够承受的最大拉力；（2）若要使小球落在释放点的正下方P 点，平台高度应为多大？（3）通过计算判断C 能否从木板上掉下来乙0 168 222sm/vm/sD C P B A x E 甲H 精选学习资料 - - - - - - - - -

3、 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页学习必备欢迎下载L A B C R 3（18 分）如图所示， 质量 M=1.5kg 的小车静止于光滑水平面上并紧靠固定在水平面上的桌子右边，其上表面与水平桌面相平，小车的左端放有一质量为0.5kg 的滑块 Q水平放置的轻弹簧左端固定，质量为0.5kg 的小物块P 置于光滑桌面上的A 点并与弹簧的右端接触，此时弹簧处于原长现用水平向左的推力F 将 P缓慢推至B 点（弹簧仍在弹性限度内），推力做功 WF=4J，撤去 F 后， P 沿桌面滑到小车左端并与Q 发生弹性碰撞，最后Q 恰好没从小车上滑下已知Q 与小车表面间动摩擦因数 =0.

4、1 （g=10m/s2）求：（1）P 刚要与 Q 碰撞前的速度是多少？（2）Q 刚在小车上滑行时的初速度v0是多少？（3）为保证Q 不从小车上滑下，小车的长度至少为多少？4（ 18 分）如下图所示，长为L 平台固定在地面上，平台的上平面光滑，平台上放有小物体 A 和 B，两者彼此接触。物体A 的上表面是半径为R（RL）的光滑半圆形轨道，轨道顶端有一小物体C，A、B、C 的质量均为m。现物体C 从静止状态沿轨道下滑，已知在运动过程中， A、C 始终保持接触。试求：（1）物体 A 和 B 刚分离时，物体B 的速度。（2）物体 A 和 B 刚分离后，物体C 所能达到距台面的最大高度。（3）判断物体A

5、 从平台左边还是右边落地并简要说明理由。A B P Q M F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页学习必备欢迎下载5 （18 分）如图所示，两个完全相同的质量均为m 的木板 A、B 置于光滑水平地面上，它们的间距为d一质量为2m、大小可忽略的物块C 置于 A 板的左端 C 与 A、B 之间的动摩擦因数都为 = 0.2，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力开始时， 三个物体处于静止状态，现给 C 施加一个水平向右、大小为F=mg52（ g为重力加速度）的恒力，结果木板A 与 C保持相对静止一起加速直到与木板B 发生碰撞假

6、定木板A、B 碰撞时间极短且碰后粘连在一起（ 1）求木板A、B 碰撞后瞬间的速度大小（ 2）要使 C 最终滑至木板B 上且不脱离木板，每块木板的长度l 应满足什么条件？6 （ 18 分）如图所示，地面和半圆轨道面均光滑。质量M=1kg、长 L=4m 的小车放在地面上，其右端与墙壁的距离为S,小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量 m=2kg 的滑块 (不计大小 )以smv/60的初速度滑上小车左端， 带动小车向右运动。 小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数 =0.2 ，g 取2/10sm(1)求小车与墙壁碰撞时的速度；(2)要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆

7、轨道，求半圆轨道的半径R 的取值。FACBdll精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页学习必备欢迎下载7 （18 分）如图所示，两皮带轮间的距离L=6m,传送带由电动机驱动着以u=3m/s 的速率向左转动。质量为M=20kg 的物体从光滑曲面上高度H=0.8m 处由静止释放，到达底端时水平进入水平传送带， 物体冲上传送带后就移走光滑曲面。已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.1。（1）通过计算说明物体必从传送带右方离开传送带；（2）物体从滑上到离开传送带过程中产生了多少热量；（3）为使物体M 不从右方离开传送带，现用质量

8、m=20g 的子弹以V0=1000m/s 速度水平向左击中物体而没有穿出，则对子弹击中物体有何要求。8 （ 18 分）如图所示，固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道，轨道半径为R，平台上静止放着两个滑块A、B，其质量mA=m，mB=2m，两滑块间夹有少量炸药。平台右侧有一小车，静止在光滑的水平地面上，小车质量M=3m ，车长 L=2R ，车面与平台的台面等高，车面粗糙，动摩擦因数=0.2 ，右侧地面上有一立桩，立桩与小车右端的距离为S，S在 0S2R 的范围内取值，当小车运动到立桩处立即被牢固粘连。点燃炸药后，滑块A 恰好能够通过半圆轨道的最高点D，滑块 B 冲上小车。两滑块都可以看作质点

9、，炸药的质量忽略不计， 爆炸的时间极短，爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上，重力加速度为g=10m/s2。求：（ 1）滑块 A 在半圆轨道最低点C 受到轨道的支持力FN。（ 2）炸药爆炸后滑块B 的速度大小VB。（ 3）请讨论滑块B 从滑上小车在小车上运动的过程中，克服摩擦力做的功Wf与 S 的关系。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页学习必备欢迎下载参考答案1 （ 18 分）解： （1）由图象可知，分离时物块A 的初速度vA=4m/s，（ 1 分）A 最终位置与P 点距离 sA=8m，（ 1 分）从 A、B

10、分离到 A 匀减速运动停止，有AAasv2=2（ 1 分）得 A 的加速度大小a=1m/s2（ 1 分）由牛顿第二定律可知amgmfAAA（ 2 分）解得 0.1 （ 2 分）【或：从 A、B 分离到 A 匀减速运动停止，由动能定理2AAAA102m gsm v（3 分）解得 0.1 （1 分） 】（2）A、B 分离过程，由动量守恒AABB-vmvm=0（ 2 分）解得vB=5m/s （ 2 分）（3）()若 B 恰好能返回并追上A， B 从分离后到追上A 过程由动能定理21210=)+2(BBA-vmSxgmB（2 分）解得x1=2.25m （1 分）()若 B 恰好不冲出斜面，B 从 P

11、到 E 过程由动能定理22210=BBBBvmgHmgxm-11（2 分）解得x2=0.50m 12（1 分）综上，要使B 能追上 A，x 应满足： 2.25m L0.50m （评分说明：各 1 分， 各 2 分， 11各 2 分， 12各 1 分）2 （ 18 分）解析： (1)设小球运动到最低点的速率为,0v小球向下摆动过程，由动能定理2021mvmgL（ 2 分）得gLv20（ 1 分）小球在圆周运动最低点，由牛顿第二定律：RvmmgT20（ 2 分）由牛顿第三定律可知，小球对细绳的拉力：TT（ 1 分）解得：mgT3（ 1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳

12、总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页学习必备欢迎下载(2)小球碰撞后平抛运动：221gth（ 2 分）水平分位移：tvL20（ 2 分）解得：Lh（ 1 分）(3)小球与滑块C 碰撞过程中小球和C 系统满足动量守恒，设C 碰后速率为,1v并依题意有1003)2(mvvmmv（ 2 分）假设木板足够长，在C 与木板相对滑动直到相对静止过程，设两者最终共同速率为,2v由动量守恒：21)63(3vmmmv（ 1 分）由能量守恒：mgsvmmmv3)63(21321222111（1 分）联立 11解得：2Ls12（1 分）由Ls知，滑块不会从木板上掉下来（1 分）【评分说明：第(3

13、)问通过其它途径计算得出正确结论也可以得分。】3（18 分）解：（1）推力 F 通过 P 压缩弹簧做功，根据功能关系有：PFEW（1 分）当弹簧完全推开物块P 时，有：212PPEm v（2 分）由式联立解得：4/vm s（）（1 分）（2）P、Q 之间发生弹性碰撞，设碰撞后Q 的速度为0v，P 的速度为v，由动量守恒和能量守恒得：0PPQm vm vm v（ 2 分）2220111222PPQm vm vm v （2 分）由式解得04/vvm s，0v（ 1 分）（3）设滑块Q 在小车上滑行一段时间后两者的共同速度为u，由动量守恒可得：0()QQm vmM u（ 4 分）根据能量守恒，系统产

14、生的摩擦热：22011()22QQQm gLm vmM u（ 4 分）联立解得：6Lm（ ）（1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页学习必备欢迎下载（3）解法二： 滑块 Q 在小车上滑行，做匀减速运动，由牛顿运动定律及运动学知识可得：QQQm gagm（ 2 分）小车开始做初速度为零的匀加速运动QMm gaM （2 分）小车与滑块达到相同速度所用的时间为t，有0QMva ta t （2 分）小车的长度为L，由运动学知识可得：2201122QMLv ta ta t（ 2 分）由式联立解得：L6（m） （1 分）4

15、（ 18 分）解： （1）设 C 物体到达最低点时的速度是vC，A、B、C 组成的系统在水平方向动量守恒，机械能守恒。ABCmvmv -mv =0（2 分）222ABC111mgR=mvmvmv222（ 2 分）在 C 物体到达最低点之前一直有：ABv =v（ 2 分）联立解得：B1v3gR3（方向向右）（ 2 分）（2）当 C 第二次到达轨道最大高度l 时， A、C 此时的水平速度相等，设它们的共同速度为 v，对系统应用动量守恒和机械能守恒规律可得：Bmv2mv0（ 3 分）22B11mgR=mglmv2mv22（ 3 分）联立式解得：3Rl4（ 2 分）（3）因为 A 与 B脱离接触后B

16、的速度向右， A、C 的总动量是向左的，又RL，所以 A 从平台的左边落地。 （2 分）5（ 18 分）（ 1）设木板A 碰 B 前的速度为v1，碰后的速度为v2A 与 C 一起加速过程，由动能定理得21)2(21vmmFd（ 2 分）A、B 两木板碰撞，由动量守恒定律得21)(vmmmv（ 2 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页学习必备欢迎下载将 F=mg52代入可解得木板A、B 碰撞后瞬间的速度大小152gdv（ 2 分）（2）碰撞结束后，C 受到的滑动摩擦力Fmgmgf4 .02（ 2 分）因此 C 保持

17、匀速而A、B 做匀加速运动，直到三个物体达到共同速度v1 设碰撞结束后到三个物体达到共同速度时经过的时间为t，对木板有maf2（ 2 分）atvv21（ 2 分）这一过程C 与 A、B 发生的相对位移为tvvtvx)(21121（ 2 分）联立解得6dx（ 2 分）C 最终滑至木板B 上且不脱离木板，则有lxl2解得每块木板的长度l 应满足612dld（ 2 分）（注：结论中的不等式没有含等号同样）6 （ 18 分）解： (1)滑块与小车的共同速度为v1，滑块与小车相对运动过程中动量守恒，有10)(vMmmv(2分)代入数据解得：smv/41(1分)设滑块与小车的相对位移为L1，由系统能量守恒

18、定律，有21201)(2121MmmmgL(2 分)代入数据解得L1=3m (1分) 设与滑块相对静止时小车的位移为S1，根据动能定理，有021211MmgS(2 分)代人数据解得mS21(1分)因SSLL11,说明小车与墙壁碰撞前滑块与小车已具有共同速度，且共速时小车与墙壁还未发生碰撞，故小车与碰壁碰撞时的速度即smv/41(1 分 )精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页学习必备欢迎下载(2)滑块将在小车上继续向右做初速度为smv/41，位移为mLLL112的匀减速运动，然后滑上圆轨道的最低点P。若滑块恰能滑过圆的

19、最高点，设滑至最高点的速度为v，临界条件为Rmmg2(1 分)根据动能定理，有212221212mmvRmgmgL(2 分 )联立并代入数据解得mR24. 0 (1分)若滑块恰好滑至41圆弧到达T 点时就停止， 则滑块也能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道。根据动能定理，有212210mRmgmgL(2 分 )代入数据解得R=0.6m (1 分) 综上所述，滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，半圆轨道的半径必须满足mRmR6.024. 0或(1分)7 （ 18 分）解： (1)由机械能守恒定律2121mVMgH（ 2 分）得物体到达底端的速度smsmgHV/4/8 .010221（1 分）物体进入传送带

20、后做匀减速运动，由牛顿定律MaMg（1 分）得加速度22/1/101.0smsmga（1 分）由运动学公式aSVV2212（1 分）速度减到零时物体向右运动的距离mmS8124022（1 分）因为,6mS所以物体必从传送带右方离开（1 分）(2)由位移公式21121attVL（1 分）即212146tt得物体从滑上传送带到离开传送带经历的时间st2，st6（不合题意，舍去）（1 分）传送带在2 秒内向左运动的距离mmutS6231（1 分）物体从滑上传送带到离开传送带摩擦力产生的热量JJSLMgQ240)66(10201.0)(1（1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师

21、归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页学习必备欢迎下载(3)设物体滑上传送带相对地面运动S2后被子弹击中，击中前后速度分别为,32VV 、则023)(mVMVVmM（2 分）由速度位移公式得221222aSVV（1 分）物体被击中后做匀减速运动，物体刚好不从传送带右方离开的条件是)()()(2102232SLgmMVmM（2 分）联立解得mS875.42（1 分）即子弹在距左皮带轮4.875m 距离内击中物体，物体就不会从右边离传送带. 8 （ 18 分）（1）以水平向右为正方向，设爆炸后滑块A 的速度大小为VA，滑块 A 在半圆轨道运动，设到达最高点的速度为VAD，则R

22、m2ADAVgm1 分得到gRADV1 分滑块 A 在半圆轨道运动过程中，据动能定理：2A2AAm21m21R2mACADVVg1 分得：Rg5VVACA滑块 A 在半圆轨道最低点：RVF2ACNmgmA1 分得：gmgmAAm6RVF2AN1 分（2）在 A、 B 爆炸过程，动量守恒。则0）(mVAABBVm1 分得：25gRVmmVABAB1 分（3）滑块 B 滑上小车直到与小车共速，设为共V整个过程中，动量守恒：共BBBV）Mm（Vm1 分得：5g55V2VB共R1 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页学习必备欢迎下载滑块 B 从滑上小车到共速时的位移为821Rg2-VVS2B2共B1 分小车从开始运动到共速时的位移为R433mg22VS2共车m1 分两者位移之差（即滑块B 相对小车的位移）为：8R15SSS车B2R 所以，滑块会从小车滑离。1分则滑块共速后在小车运动时克服摩擦力做功为20)(m2W2fmgRSLg1 分所以，当4R3S0时，滑块B 克服摩擦力做功为1011WW21ffmgRWf=11mR 1 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页