2016版优化方案高考物理---力学计算题巧练

专题三计算题巧练规范——抓大分力学计算题巧练(建议用时：60分钟)1．某物体A静止于水平地面上，它与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，若给物体A一个水平向右的初速度v0＝10m/s，g＝10m/s2.求：(1)物体A向右滑行的最大距离；(2)若物体A右方x0＝12m处有一辆汽车B，在物体A获得初速度v0的同时，汽车B从静止开始以a＝2m/s2的加速度向右运行，通过计算说明物体A能否撞上汽车B.2.传送带在现代生产生活中的应用非常广泛，如商场中的自动扶梯、港口中的货物运输机等．如图所示为某工厂载货用的移动式伸缩传送带，传送带AB斜面与水平面之间的夹角θ＝37°，传送带在电动机的带动下以10m/s的速度沿斜面向下运动，现将一物体(可视为质点)无初速度地轻放在传送带上的A点，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，传送带AB长为L＝29m，(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求：(1)当物体加速到与传送带速度相同时所用的时间和物体的位移；(2)物体从A到B需要的时间．3．(2015·扬州质检)如图甲所示，质量m＝1kg的物块在平行于斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t＝0.5s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(v－t图象)如图乙所示，g取10m/s2，求：(1)2s内物块的位移大小x和通过的路程L；(2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力F大小．4．(2015·南通模拟)如图所示，上表面光滑、长度L＝3m、质量M＝10kg的木板，在F＝50N的水平拉力作用下，以v0＝5m/s的速度沿水平地面向右匀速运动．现将一个质量为m＝3kg的小铁块(可视为质点)无初速度地放在木板最右端，当木板运动了L＝1m时，又将第二个同样的小铁块无初速度地放在木板最右端，以后木板每运动1m就在其最右端无初速度地放上一个同样的小铁块．(g取10m/s2)求：(1)木板与地面间的动摩擦因数；(2)刚放第三个小铁块时木板的速度大小；(3)从放第三个小铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离．5．如图甲所示，一辆货车车厢内紧靠前挡板处有一物体A，其质量m＝1×103kg，与车厢间的动摩擦因数μ＝0.83.物体A与货车一起以速度v＝10m/s，在倾角θ＝37°的足够长斜坡上匀速向上行驶．从某时刻开始货车加速运动，v－t图象如图乙所示，物体A与车厢后挡板接触前，已与货车速度相同，此时货车已经做匀速直线运动(空气阻力不计，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．在这个相对滑动过程中，求：(1)物体A的加速度大小；(2)物体A的相对滑动时间；(3)摩擦力对物体A所做的功(保留两位有效数字)．6．如图所示，小球A和B质量分别为mA＝0.3kg和mB＝0.5kg，两球间压缩一弹簧(不拴接)，并用细线连接，静止于一光滑的水平平台上，烧断细线后，弹簧储存的弹性势能全部转化为两球的动能，小球B脱离弹簧时的速度vB＝3m/s，A球滑上用一小段光滑小圆弧连接的光滑斜面，当滑到斜面顶端时速度刚好为零，斜面的高度H＝1.25m，B球滑出平台后刚好沿光滑固定圆槽左边顶端的切线方向进入槽中，圆槽的半径R＝3m，圆槽所对的圆心角为120°，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)烧断细线前轻弹簧储存的弹性势能Ep；(2)平台到圆槽的距离L；(3)小球B滑到圆槽最低点时对槽的压力FN′.力学计算题巧练1．解析：(1)由牛顿第二定律得μmg＝ma0a0＝2m/s2根据v2t－v20＝－2a0x得x＝25m.(2)假设二者不相撞，设经过时间t二者有共同速度v则对物体A：v＝v0－a0t对汽车B：v＝at解得：v＝5m/s，t＝2.5s该过程中物体A的位移：xA＝v0＋v2t＝18.75m该过程中汽车B的位移：xB＝v2t＝6.25m因为xAxB＋x0故物体A能撞上汽车B.答案：(1)25m(2)见解析2．解析：甲(1)物体放到传送带上后，沿传送带向下做匀加速直线运动，开始相对于传送带沿传送带向上运动，受到的摩擦力沿传送带向下(物体受力情况如图甲所示)，根据牛顿第二定律，可求出物体的加速度为：a1＝gsinθ＋μgcosθ＝10m/s2当物体加速到与传送带速度相同时所用的时间为：t1＝va＝1s物体发生的位移满足：v2＝2a1x1，代入数据解得：x1＝5m.乙(2)物体加速到与传送带速度相同后，因为mgsinθμmgcosθ，所以物体相对于传送带沿传送带向下运动，摩擦力方向变为沿传送带向上(受力情况如图乙所示)．根据牛顿第二定律得知物体在此过程中的加速度为：a2＝gsinθ－μgcosθ＝2m/s2设物体完成剩余的位移x2＝L－x1＝24m所用的时间为t2，则x2＝vt2＋12a2t22代入数据解得：t2＝2s故物体从A到B需要的时间为t＝t1＋t2＝1s＋2s＝3s.答案：(1)1s5m(2)3s3．解析：(1)在2s内，由题图乙知：物块上升的最大距离：x1＝12×2×1m＝1m物块下滑的距离：x2＝12×1×1m＝0.5m所以位移大小x＝x1－x2＝0.5m路程L＝x1＋x2＝1.5m.(2)由题图乙知，所求两个阶段加速度的大小a1＝4m/s2①a2＝4m/s2②设斜面倾角为θ，斜面对物块的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律有0～0.5s内：F－Ff－mgsinθ＝ma1③0．5～1s内：Ff＋mgsinθ＝ma2④由①②③④式得F＝8N.答案：(1)0.5m1.5m(2)4m/s24m/s28N4．解析：(1)木板在F＝50N的水平拉力作用下做匀速直线运动时，受到地面的摩擦力设为Ff，由平衡条件得：F＝Ff①又Ff＝μMg②联立①②并代入数据得：μ＝0.5.③(2)每放一个小铁块，木板所受的摩擦力增加μmg，设刚放第三个小铁块时木板的速度为v1，对木板从放第一个小铁块到刚放第三个小铁块的过程，由动能定理得：－μmgL－2μmgL＝12Mv21－12Mv20④联立③④并代入数据得：v1＝4m/s.⑤(3)从放第三个小铁块开始到木板停止之前，木板所受的合外力大小均为3μmg.从放第三个小铁块开始到木板停止的过程，设木板运动的距离为x，对木板由动能定理得：－3μmgx＝0－12Mv21⑥联立③⑤⑥并代入数据得x＝169m≈1.78m.答案：(1)0.5(2)4m/s(3)1.78m5．解析：(1)设物体A与车厢发生相对滑动时的加速度为a，由牛顿第二定律有：μmgcosθ－mgsinθ＝ma所以物体A的加速度大小：a＝0.64m/s2.(2)由题图乙中v－t图象可知，货车的加速度：a′＝0.8m/s2a，所以货车匀速运动后，物体A仍继续向前加速一段时间才与车厢保持相对静止．由v－t图象可知，物体匀加速运动的末速度为：vt＝18m/s设从物体与车厢发生相对滑动到相对静止的时间为t由匀变速直线运动规律有：vt＝v＋at解得：t＝12.5s.(3)由匀变速直线运动规律可得物体A的位移：x＝vt＋12at2摩擦力对物体A做的功为：W＝μmgcosθ·x联立以上两式并代入数据可得摩擦力对物体A做的功：W≈1.2×106J.答案：(1)0.64m/s2(2)12.5s(3)1.2×106J6．解析：(1)烧断细线后对小球A分析：mAgH＝12mAv2A烧断细线前轻弹簧储存的弹性势能Ep＝12mAv2A＋12mBv2B联立两式解得Ep＝6J.(2)设小球B做平抛运动的时间为t，则vy＝gtL＝vBtB球运动到圆槽左边顶端时，有tan60°＝vyvB联立以上三式解得L＝9310m≈1.56m.(3)对小球B从圆槽最高点到圆槽最低点的过程进行分析有：小球B在圆槽最高点的速度大小v＝v2B＋v2y＝2vB小球B从圆槽最高点到最低点的高度差h＝R－Rcos60°设小球B在最低点的速度大小为v1，由机械能守恒得mBgh＝12mBv21－12mBv2小球在圆槽最低点时：FN－mBg＝mBv21R联立以上各式解得FN＝16N由牛顿第三定律得小球B滑到圆槽最低点时对槽的压力FN′＝16N，方向竖直向下．答案：(1)6J(2)1.56m(3)16N方向竖直向下