高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题14计算题1力与运动含解析.doc
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1、1 / 15【2019【2019 最新最新】精选高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题精选高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题 1414计算题计算题 1 1 力与运动含解析力与运动含解析1【2017江苏卷】(16 分)如图所示,两个半圆柱 A、B 紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱 C,三者半径均为 RC 的质量为 m,A、B 的质量都为,与地面的动摩擦因数均为 现用水平向右的力拉 A,使 A 缓慢移动,直至 C 恰好降到地面整个过程中 B 保持静止设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为 g求:2m(1)未拉 A 时,C 受到 B 作用力的大小 F;(2)动摩擦因数的最小值 m
2、in;(3)A 移动的整个过程中,拉力做的功 W【答案】(1) (2) (3) 33Fmgmin32(21)( 3 1)WmgR【解析】(1)C 受力平衡 解得2 cos30Fmg33Fmg(2)C 恰好降落到地面时,B 受 C 压力的水平分力最大max32xFmgB 受地面的摩擦力 根据题意 ,解得fmgminmaxxfFmin32(3)C 下降的高度 A 的位移( 3 1)hR2( 3 1)xR摩擦力做功的大小2( 3 1)fWfxmgR根据动能定理 00fWWmgh2 / 15解得(21)( 3 1)WmgR【考点定位】物体的平衡 动能定理【名师点睛】本题的重点的 C 恰好降落到地面时,
3、B 物体受力的临界状态的分析,此为解决第二问的关键,也是本题分析的难点2 【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
4、气层时速度大小的 2.0%。【答案】 (1) (1)4.0108 J 2.41012 J (2)9.7108 J【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。3 【2017新课标卷】 (12 分)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离 s0 和 s1(s1s0)处分别设置一个挡板和一面小旗,如图所示。训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度 v0 击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时,运动员至
5、少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为3 / 15v1。重力加速度大小为 g。求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度。【答案】 (1) (2)22 0102vv gs2 101 2 0() 2s vv s【考点定位】牛顿第二定律;匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用;分析物理过程,找到运动员和冰球之间的关联,并能灵活选取运动公式;难度中等。 4【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
6、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/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
7、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 g4 / 1521Bfm g32()ABfmmm g由牛顿第二定律得1AAfm 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 (2)在 t1 时间间隔内,B 相对于地面移动的距离为2 0 111 2BBsv ta t设在 B 与木板达到共同速度 v1 后,木板的加速度大小为 a2,对于 B 与木板组成的体系,由牛顿第二定律有132()Bffmm a由式知,aA=aB;再由可知,B 与木板达到
8、共同速度时,A 的速度大小也为 v1,但运动方向与木板相反。由题意知,A 和 B 相遇时,A 与木板的速度相同,设其大小为 v2,设 A 的速度大小从 v1 变到 v2 所用时间为 t2,则由运动学公式,对木板有212 2vva t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 t5 / 15在(t1+t2)时间间隔内,A 相对地面移动的距离为 2 012121()()2AAsv ttattA 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
9、得01.9 ms (也可用如图的速度时间图线求解)【考点定位】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。5 【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。(
10、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) (2) 2012vvgt002 21 11122() 4vvEEgtgt0 15(1)2vtg(2)由题意,在 t=0 时刻前有1qEmg6 / 15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
11、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12ssh由式得002 21 11122() 4vvEEgtgt为使,应有21EE00211122()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和两种情形。20v 20v 若 B 在 A 点之下,依题意有21xxh 由式得002 21 11122() 4vvEEgtgt为使,应有21EE00211122()14vv gtgt即0 15(1)2vtg另一解为负,不符合题意,已舍去。 【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
12、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 / 151【2017安徽省江淮十校第三次联考】在滑冰场上有一初中生质量为m=40kg,站在质量为 M=20kg 的长木板的一端,该学生与木板在水平光滑冰面上一起以 v0=2 m/s 的速度向右运动。若学生以 a0=1m/s2 的加速度匀加速跑向另一端,并从端点水平跑离木板时,木板恰好静止。(1)判断学生跑动的方向;(2)求出木板的长度 L。【答案】(1)向右跑 (2)L=15m2【2
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