2020高考物理二轮复习 抓分天天练 重点知识练1.12 力学综合（一）课件

1．12力学综合(一)1．(2019·湖北模拟)下列关于功和能的说法正确的是()A．作用力做正功，反作用力一定做负功B．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化C．若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒D．竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少答案C解析当作用力做正功时，反作用力也可能做正功，如反冲运动中的物体，故A项错误；物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定发生变化．比如匀速圆周运动，物体的合外力和运动方向垂直而不做功，故B项错误；若物体除受重力外，还受到其他力作用时，当其他的外力做的功等于0时，物体的机械能守恒，故C项正确；竖直向上运动的物体重力势能一定增加，若同时物体受到的向上的拉力做正功，则物体动能不一定减少，故D项错误．2．(2019·东城区一模)2018年12月我国成功发射嫦娥四号探测器.2019年1月嫦娥四号成功落月，我国探月工程四期和深空探测工程全面拉开序幕．假设探测器仅在月球引力作用下，在月球表面附近做匀速圆周运动．可以近似认为探测器的轨道半径等于月球半径．已知该探测器的周期为T.万有引力常量为G.根据这些信息可以计算出下面哪个物理量()A．月球的质量B．月球的平均密度C．该探测器的加速度D．该探测器的运行速率答案B解析根据GMmR2＝mR4π2T2得，月球的质量M＝4π2R3GT2，由于不知道轨道半径，所以不能求出质量，故A项错误；由M＝ρV＝43ρπR3，联立可得：ρ＝MV＝3πGT2，可知可以求出月球的密度，故B项正确；根据题目条件无法求出月球的质量，则不能求出探测器的加速度，故C项错误；不知道轨道半径，由已知的条件不能求出速率，故D项错误．3．(2019·合肥二模)(多选)如图所示，置于水平地面上的A、B两物块，在水平恒力F的作用下，以共同速度向右做匀速直线运动．下列说法正确的是()A．A与B间的动摩擦因数可能为0B．B与地面间的动摩擦因数可能为0C．若撤去F，A与B可能会相对滑动D．若撤去F，A与B间的摩擦力逐渐减小答案AC解析将A、B看成一个系统，在水平恒力F作用下以共同速度向右做匀速直线运动，力F与地面对B的摩擦力平衡，隔离A进行受力分析可知，由于加速度为0，那么A、B之间肯定没有摩擦力，A与B间的动摩擦因数可能为0，而B与地面间的动摩擦因数不可能为0，故A项正确，B项错误；若撤去F，假设A、B整体一起做匀减速直线运动，加速度为μg；隔离A受力分析可得，如果A与B间的动摩擦因数小于μ，则A的最大加速度小于μg，A与B可能会相对滑动，但A与B间摩擦力保持不变，故C、D两项错误．4.(2019·安徽模拟)如图所示，游乐场中有一半球形的碗状装置固定在水平地面上，装置的内半径为R，在其内表面有一个小孩(可视为质点)从底部向上爬行，小孩与内表面之间的动摩擦因数为0.75，设小孩所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩沿该装置缓慢向上爬行的最大高度是()A．0.2RB．0.25RC．0.75RD．0.8R答案A解析小孩沿半球形的碗状装置内表面缓慢向上爬的过程中，受到重力、支持力和摩擦力而处于平衡状态．设最高点圆弧的切线与水平方向夹角为θ，根据平衡条件有：f＝mgsinθ，N＝mgcosθ，且有f＝μN，得：tanθ＝μ＝0.75解得：θ＝37°又根据几何知识得最大高度为：h＝R(1－cosθ)＝R(1－0.8)＝0.2R.故A项正确，B、C、D三项错误．5.(2019·南通模拟)如图所示，长为L的细绳，一端拴一质量为m的小球，另一端悬挂在距光滑水平面H高处(LH)．现使小球在水平桌面上以角速度为ω做匀速圆周运动，则小球对桌面的压力为()A．mgB．mg－mω2HC．mg(1－HL)D.mgHL答案B解析对小球受力分析，如图：根据牛顿第二定律，水平方向：Tsinθ＝mω2·Lsinθ竖直方向：Tcosθ＋N＝mg联立得：N＝mg－mω2·Lcosθ根据牛顿第三定律：N′＝N＝mg－mω2·Lcosθ＝mg－mω2H.故B项正确．6.(2019·浙江模拟)有一种射水鱼能将嘴探出至水面处向空中射水，射出的水在空中画出一条优美的大弧线后落在距射出点0.4m处，水能上升的最大高度为1.0m，射水鱼在寻找食物时发现在距水面1.0m的树叶上有一小昆虫，它选择适当位置射水后恰好射中．若忽略水在空气中所受的阻力，取g＝10m/s2，则下列有关描述正确的是()A．它射水的速度为1105m/sB．它射水的速度为233m/sC．它射水方向与水平面夹角的正切值为10D．它射水方向与水平面夹角的正切值为5答案C解析水能上升的最大高度为1.0m，则上升速度为：vy＝2gh＝2×10×1m/s＝25m/s，上升时间为：t＝vyg＝0.25s，则水平速度为：vx＝x2t＝55m/s，射水的速度为：v＝vy2＋vx2＝20.2m/s，故A、B项错误；它射水方向与水平面夹角为θ，则有：tanθ＝vyvx＝2555＝10，故C项正确，D项错误．7.(2019·济南一模)一个质量为0.2kg的小球从空中静止下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其速度随时间变化的关系如图所示，假设小球在空中运动时所受阻力大小不变，小球与地面碰撞时间可忽略不计，重力加速度g＝10m/s2，则下列说法中错误的是()A．在0～t1时间内，小球的位移为2.2mB．在0～t1时间内，小球的路程为2.8mC．在0～t1时间内，小球在空气阻力作用下损失机械能2.2JD．小球在碰撞过程中损失机械能1.6J答案C解析在0～1.0s内位移的大小为x1＝12×5×1m＝2.5m，根据动能定理得：下落过程：mgx1－fx1＝12mv12上升过程：－mgx2－fx2＝0－12mv22由图知v1＝5m/s，v2＝3m/s解得x2＝0.3m，f＝1N故在0～t1时间内，小球的位移为x＝2.5m－0.3m＝2.2m，故A项正确；在0～t1时间内，小球的路程为s＝2.5m＋0.3m＝2.8m，故B项正确；小球在空气阻力作用下损失机械能ΔE＝fs＝1×2.8J，故C项错误；小球与地面碰撞前的动能为Ek1＝12mv12＝12×0.2×52J＝2.5J，反弹时的动能为Ek2＝12mv22＝12×0.2×32J＝0.9J，所以碰撞过程中损失的机械能为ΔE1＝1.6J．故D项正确．本题选错误的，故选C.8.(2019·山西二模)(多选)如图所示，用两根长度均为L的细绳，分别把a、b两小球悬于同一高度，静止时两小球恰好相接触，a、b两小球大小相同、质量相等．现把a小球拉到与悬点等高的位置，细绳刚好被拉直，然后由静止释放，当a小球摆动到最低位置时与b小球发生对心碰撞，b小球可能上升的高度为()A．0.1LB．0.5LC．LD．1.5L答案BC解析小球a向下摆动的过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgL＝12mv2解得：v＝2gL，当两球发生弹性碰撞时，b获得的速度最大．由于两球质量相等，发生弹性碰撞时两球交换速度，则得b球获得的速度最大值为：vmax＝v＝2gL；当两球发生完全非弹性碰撞，即碰后合在一起时，b获得的速度最小，设为vmin.根据动量守恒得：mv＝2mvmin解得：vmin＝122gL，对于b球向上摆动的过程，机械能守恒，由机械能守恒定律得：12mvmax2＝mghmax12mvmin2＝mghmin，解得，b球上摆的高度最大为：hmax＝L；上摆的高度最小高度：hmin＝14L；所以b球上摆的最大高度范围为：14L≤h≤L，故B、C两项正确，A、D两项错误．9.(2019·南昌一模)如图所示，物体A、B和轻弹簧静止竖立在水平地面上，轻弹簧的两端与两物体拴接，其劲度系数为k，重力加速度为g.在物体A上施加一个竖直向上的恒力，若恒力大小为F0，物体B恰好不会离开地面；若恒力大小为2F0，在物体B刚好离开地面时物体A的速度为3F0gk，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内．则物体A与物体B的质量比值为()A．2∶1B．1∶2C．3∶1D．1∶3答案A解析设弹簧原来的压缩量为x1，则kx1＝mAg；当B刚离开地面时弹簧的伸长量为x2，则kx2＝mBg；恒力大小为F0，物体B恰好不会离开地面，根据动能定理可得F0(x1＋x2)－mAg(x1＋x2)＋ΔEp＝0，恒力大小为2F0，在物体B刚好离开地面时物体A的速度为v＝3F0gk，根据动能定理可得2F0(x1＋x2)－mAg(x1＋x2)＋ΔEp＝12mAv2，联立解得：F0(x1＋x2)＝12mAv2＝12mA×3F0gk，2kx1＋2kx2＝3mAg，解得物体A与物体B的质量比值mA∶mB＝2∶1，故A项正确，B、C、D三项错误．二、非选择题10.(2019·江苏)某兴趣小组用如图1所示的装置验证动能定理.(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：A．电磁打点计时器B．电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择________．(选填“A”或“B”)(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是________．(选填“甲”或“乙”)(3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示．图中纸带是按实际尺寸画出的，则打点计时器打计数点“A”时的瞬时速度vA＝________m/s.(4)测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用ΔEk＝12MvA2算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g.实验中，小车的质量应________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W＝mgL算出．多次测量，若W与ΔEk基本相等则验证了动能定理．答案(1)B(2)乙(3)0.31(4)远大于解析(1)电磁打点计时器是通过机械振动打点的，而电火花打点计时器是通过电火花来打点，用电火花打点计时器能使纸带在运动时受到的阻力较小，故选B项；(2)同学乙的做法正确．只有让小车做匀速直线运动才能够判断摩擦力与沙子和盘的重力大小相等，才能够消除摩擦力的影响．对于甲同学，小车开始运动时，沙子和盘的重力等于最大静摩擦力，而最大静摩擦力要略大于滑动摩擦力；(3)打点周期为：T＝1f＝0.02s，以A点为中间时刻，用毫米刻度尺测量出4个时间段的距离为：s＝2.48cm＝0.0248m，打点计时器打计数点“A”时的瞬时速度为：vA＝s4T＝0.02484×0.02m/s＝0.31m/s；(4)对于砝码、砝码盘和沙子，根据牛顿第二定律：mg－F＝ma，只有当小车的质量远大于砝码、砝码盘和沙子总质量时，绳子的拉力F才近似等于砝码、砝码盘和沙子总重力mg.11．(2019·绍兴模拟)如图所示，一辆满载西瓜的卡车从某地由静止出发，以0.5m/s2的加速度沿直线运动了30s，由于司机疏忽大意，车头撞在桥头的护栏上(车立即停下)，碰撞瞬间安全气囊弹出，司机(上半身，质量为40kg)被气囊护住相对于地面向前移动了75cm后停住，与此同时车顶上绑住行李箱的绳子断裂，行李箱(可看作质点)在车顶上滑行了1m后飞出，已知箱子与车顶间的动摩擦因数为0.75，车顶距地面的高度为h1＝2.45m，平底河床距离地面h2＝2.55m，求：(1)卡车与护栏碰撞时的速度大小；(2)气囊对司机(上半身)的作用力大小；(3)箱子的落点到河岸侧壁的距离．(结果中可以保留根号)答案(1)15m/s(2)6000N(3)210m解析(1)汽车在匀加速过程中，根据速度时间关系可得：v＝a1t＝0.5×30m/s＝15m/s；(2)把司机与气囊相互作用当作匀减速过程，根据v2＝2a2x解得：a2＝150m/s2，作用力为：F＝ma2＝6000N；(3)行李箱在车厢上滑行过程中有：a3＝μg＝7