高考物理力学计算题专题训练精选

t/s0246v/ms-1（b）12345t/sF/N0246（a）246812102010年高考物理力学计算题专题训练力计算题专题训练二17．（8分）一物块在粗糙水平面上，受到的水平拉力F随时间t变化如图（a）所示，速度v随时间t变化如图（b）所示（g=10m/s2）。求：①1秒末物块所受摩擦力f的大小。②物块质量m。③物块与水平面间的动摩擦因数μ。18.（8分）一根弹性细绳原长为l，劲度系数为k，将其一端穿过一个光滑小孔O（其在水平地面上的投影点为O），系在一个质量为m的滑块A上，A放在水平地面上．小孔O离绳固定端的竖直距离为l，离水平地面高度为)(kmghh,滑块A与水平地面间的最大静摩擦力为正压力的倍。问：（1）当滑块与O点距离为r时，弹性细绳对滑块A的拉力为多大？（2）滑块处于怎样的区域内时可以保持静止状态？19．（8分）如图所示，一细线的一端固定于倾角为45的光滑楔型滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，当滑块以ga2的加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？20.（12分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m=2㎏，动力系统提供的恒定升力F=28N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。（1）第一次试飞，飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m。求飞行器所受阻力f的大小；PA45alO’（2）第二次试飞，飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h；（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3。21.（11分）在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ＝30°。用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α＝60°。现同时释放甲乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为m＝1㎏，若取重力加速度g＝10m/s2。求：甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力。17．（8分）解：①从图（a）中可以读出，当t=1s时，114FfN②从图（b）中可以看出，当t=2s至t=4s过程中，物块做匀加速运动，加速度大小为224m/s2m/s2vat由牛顿第二定律，有2Fmgma33Ffmg所以23128kg2kg2FFma③由33Ffmg得，380.4210Fmg18.（8分）解析：(1)∆X=22rhT=k∆X=k22rh(2)设A静止时离O’的距离为r，此位置处A将受到四个力的作用，有mgFNcosfFsin而coskhFNfmax∴kr=f≤fmax=μ(mg-kh)即r≤μ(mg-kh)/k这表明，滑块可以静止在以O’为圆心，μ(mg-kh)/k为半径的圆域内的任意位置．PA45a图3-4-7mgTN19.（8分）对于小球是否抛起的临界问题，先抓住临界点求临界加速度：将小球所受的力沿加速度方向和垂直于加速度的方向进行分解，得方程：mgNTmaNT45cos45sin45sin45cos联立两式得：45sin45cosmamgN当N=0时，a=gg45sin45cos当滑块以a=2g加速度向左运动时，小球已脱离斜面飘起：T2=mgmgma5)()(20.（12分）解析：（1）第一次飞行中，设加速度为1a匀加速运动21121taH由牛顿第二定律1mafmgF解得)(4Nf（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为1v，上升的高度为1s匀加速运动221121tas设失去升力后的速度为2a，上升的高度为2s由牛顿第二定律2mafmg211tav22122avs解得)(4221mssh（3）设失去升力下降阶段加速度为3a；恢复升力后加速度为4a，恢复升力时速度为3v由牛顿第二定律3mafmgF+f-mg=ma4且22333422vvhaaV3=a3t3解得t3=322(s)(或2.1s)21.（11分）解：设甲物体的质量为M，所受的最大静摩擦力为f，则当乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力最小，设为T1，对乙物体cos1mgT此时甲物体恰好不下滑，有：1sinTfMg得：cossinmgfMg当乙物体运动到最低点时，设绳子上的弹力最大，设为T2对乙物体由动能定理：221cos1mvmgl又由牛顿第二定律：lvmmgT22此时甲物体恰好不上滑，则有：2sinTfMg得：)cos23(sinmgfMg可解得：)(5.2sin2)cos3(kgmM　　)(5.7)cos1(23Nmgf　　地月转移轨道P力计算题专题训练三16．图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。取g=10m/s2,不计额外功。求：（1）起重机允许输出的最大功率。（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。17．2007年10月24日，我国成功地发射了“嫦娥一号”探月卫星，其轨道示意图如下图所示.卫星进入地球轨道后还需要对卫星进行10次点火控制。第一次点火，抬高近地点，将近地点抬高到H处，第二、三、四次点火，让卫星不断变轨加速，经过三次累积，卫星加速到v0的速度进入地月转移轨道向月球飞去.后6次点火的主要作用是修正飞行方向和被月球捕获时的紧急刹车,最终把卫星送入离月面h处的工作轨道（可视为匀速圆周运动）.已知月球半径为r,地球半径为R,卫星质量为m,地球质量M是月球质量的81倍,地球表面重力加速度g.求：（1）卫星在绕地球轨道运行时离地面高为H时的加速度.（2）卫星从离开地球轨道进入地月转移轨道最终稳定在离月球表面高为h的工作轨道上外力对它做了多少功?（忽略地球自转及月球绕地球公转的影响）18．如图所示，质量分别为3m、2m、m的三个小球A、B、C用两根长为L的轻绳相连，置于倾角为30°、高为L的固定光滑斜面上，A球恰能从斜面顶端外竖直落下，弧形挡板使小球只能竖直向下运动，小球落地后均不再反弹.由静止开始释放它们，不计所有摩擦，求：（1）A球刚要落地时的速度大小；（2）C球刚要落地时的速度大小.19．质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角106，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m,小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动,0.8s后经过D点,物块与斜面间的滑动摩擦因数为1=0.33(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）试求：（1）小物块离开A点的水平初速度v1。（2）小物块经过O点时对轨道的压力。（3）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为20.3，传送带的速度为5m/s，则PA间的距离是多少？（4）斜面上CD间的距离。16．（1）设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。P0＝F0vm①P0＝mg②代入数据，有：P0＝5.1×104W③（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有：P0＝F0v1④F－mg＝ma⑤V1＝at1⑥由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5s⑦T＝2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则v2＝at⑧P＝Fv2⑨由⑤⑧⑨，代入数据，得:P＝2.04×104W。17．（1）卫星在离地H处对卫星加速度为a，由牛顿第二定律maHRGMm2)(又由mgRGMm2可得a=gHRR2)(（2）卫星离月面h速度为v，由牛顿第二定律得：)()(22hrmvhrmGM月mgRGMm2M月/M=1/81由动能定理,对卫星W=21mv2—21mv0220221)(162mvhrmgR18．（1）在A球未落地前，A、B、C组成的系统机械能守恒，设A球刚要落地时系统的速度大小为v1，则1121)(21CCBBAACBAghmghmghmvmmm，又LhA，LLhhCB2130sin11代入数据并解得，21gLv（2）在A球落地后，B球未落地前，B、C组成的系统机械能守恒，设B球刚要落地时系统的速度大小为v2，则222122)(21)(21CCBBCBCBghmghmvmmvmm，又LLhLhCB2130sin,22代入数据并解得，232gLv在B球落地后，C球未落地前，C球在下落过程中机械能守恒，设C球刚要落地时系统的速度大小为v3，则322232121CCCCghmvmvm，又LhC3，代入数据得，2143gLv.19．（1）对小物块，由A到B有：ghvy22在B点12tanvvy所以smv/31（2）对小物块，由B到O有：2202121)37sin1(BmvmvmgR其中smsmvB/5/4322在O点RvmmgN20所以N=43N由牛顿第三定律知对轨道的压力为NN43（3）小物块在传送带上加速过程：32mamgPA间的距离是mavSPA5.12321（4）物块沿斜面上滑：1153cos53sinmamgmg所以21/10sma物块沿斜面上滑：2153cos53sinmamgmg由机械能守恒知smvvBc/5小物块由C上升到最高点历时savtc5.011小物块由最高点回到D点历时ssst3.05.08.02故2221212tatvScCD即mSCD98.0力计算题专题训练四16．（12分）2009年3月1日，完成使命的“嫦娥一号”卫星成功撞击月球。“嫦娥一号”卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下，15时36分，卫星启动发动机开始变轨，然后关闭发动机沿抛物线下落，16时13分10秒成功落在月球的丰富海区域。撞击产生了高达10km的尘埃层，设尘埃在空中时只受到月球的引力。模拟撞击实验显示，尘埃能获得的速度可达到卫星撞击前速度的11%；在卫星变轨过程中，航天飞行控制中心还测得，卫星在离月球表面高176km的圆轨道上运行的周期为1125minT=，在近月(高度不计)圆轨道上运行的周期2107.8minT=。计算时取3107.84.76=。试估算(结果保留两位有效数字)⑴月球半径R和月球表面重力加速度g；⑵空中尘埃层存在的时间；17.（20分）如图所示，五块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为L=0.5m，质量为M=0.6kg。在第一块长木板的最左端放置一质量为m=0.98kg的小物块。已知小物块与长木板间的动摩擦因数为μ1=0.2，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。一颗质量为m0=0.02kg的子弹以的υ0=150m/s水平速度击中小物块并立即与小物块一起在长木板表面滑行，重力加速度g取10m/s2。（1）分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动。（2）求物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离s。18．(20分)如图所示，光滑水平面MN上放两相同小物块A、B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带理想连接，传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动。物块A、B（大小不计）与传送带间的动摩擦因数2.0。物块A、B质量mA=mB=1kg。开始时A、B静止