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-人教版高三全册物理试题.doc
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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
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