2022年高中物理 计算题练习

2022年高中物理 计算题练习1、右图中，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平导轨上，弹簧处在原长状态。另一质量与B相同滑块A，从导轨上的P点以某一初速度向B滑行，当A滑过距离时，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动，但互不粘连。已知最后A恰好返回出发点P并停止。滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为，运动过程中弹簧最大形变量为，求A从P出发时的初速度。解：设A、B质量皆为m，A刚接触B时速度为（碰前），由动能关系，有 A、B碰撞过程中动量守恒，令碰后A、B共同运动的速度为有 碰后A、B先一起向左运动，接着A、B一起被弹回，在弹簧恢复到原长时，设A、B的共同速度为，在这过程中，弹簧势能始末两态都为零，利用动能定理，有 此后A、B开始分离，A单独向右滑到P点停下，由动能定理有 由以上各式，解得 v02、一质量M=0.8kg的小物块，用长L=0.8m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态。一质量m=0.2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向物块，并与物块粘在一起，小球与物块相互作用时间极短可以忽略，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）小球粘在物块上的瞬间，小球和物块共同速度的大小； （2）小球和物块摆动过程中，细绳拉力的最大值； （3）小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度。解：（1）因为小球与物块相互作用时间极短，所以小球和物块组成的系统动量守恒。 （2）小球和物块将以v共开始运动时，轻绳受到的拉力最大，设最大拉力为F， （3）小球和物块将以v共为初速度向右摆动，摆动过程中只有重力做功，所以机械能守恒；设它们所能达到的最大高度为h，根据机械能守恒定律： 3、如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=0.4kg物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间关系为，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道。g=10m/s2，求：（1）BP间的水平距离。 （2）判断m2能否沿圆轨道到达M点。 （3）释放后m2运动过中克服摩擦力做的功解：（1）设物块块由D点以初速做平抛，落到P点时其竖直速度为 得平抛用时为t，水平位移为s，在桌面上过B点后初速BD间位移为则BP水平间距为 （2）若物块能沿轨道到达M点，其速度为， 轨道对物块的压力为FN，则 解得即物块不能到达M点 （3）设弹簧长为AC时的弹性势能为EP，物块与桌面间的动摩擦因数为，释放 释放且在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf，则 可得4、如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H的光滑水平桌面上。现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h高处由静止开始下滑下，与滑块B发生碰撞（时间极短）并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。已知求：（1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；（2）被压缩弹簧的最大弹性势能；（3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离。解：（1）A从h高处由静止开始滑下的过程中，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有 解得： 滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动量守恒定律有 解得： （2）滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能定恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，由动量定恒定律有： 由机械能定恒定律有： （3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B速度为v4，滑块C的速度为v5，分别由动量定恒定律和机械能定恒定律有：解之得：（另一组解舍去）滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动： 解得之：力学计算题练习25.如图所示，质量为m的小球悬挂在长为L的细线下端，将它拉至与竖直方向成=60的位置后自由释放当小球摆至最低点时，恰好与水平面上原来静止的、质量为2m的木块相碰，碰后小球速度反向且动能是碰前动能的已知木块与地面的动摩擦因素=，重力加速度取g求：（1）小球与木块碰前瞬间所受拉力大小（2）木块在水平地面上滑行的距离解：（1）设小球摆至最低点时的速度为v，依动能定理有：设小球与木块碰撞前瞬间所受拉力为T，有： 代入数据，解得： （2）设小球与木块碰撞后，小球的速度为v1，木块的速度为v2，设水平向右为正方向，依动量守恒定律有：依题意知：设木块在水平地面上滑行的距离为s，依动能定理有：联立并代入数据，解得 评分说明：每式3分，式2分，式1分。6、如图，ABCD为一竖直平面的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10m，BC长1m，AB和CD轨道光滑。一质量为1kg的物体，从A点以4m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零。求：（g=10m/s2）DhCBAH（1）物体与BC轨道的滑动摩擦系数。（2）物体第5次经过B点时的速度。（3）物体最后停止的位置（距B点）。解：（1）分析从A到D过程，由动能定理得 （3分） 解得 （1分）物体第5次经过B点时，物体在BC上滑动了4次，由动能定理得 （3分） 解得 （1分）分析整个过程，由动能定理得 （2分） 解得s=21.6m （1分）所以物体在轨道上来回了20次后，还有1.6m，故离B的距离为 （1分）7、如图所示，光滑曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车上表面相平，质量为m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑上小车，使得小车在光滑水平面上滑动。已知小滑块从高为H的位置由静止开始滑下，最终停到小车上。若小车的质量为M。g表示重力加速度，求： （1）滑块到达轨道底端时的速度大小v0 （2）滑块滑上小车后，小车达到的最大速度v （3）该过程系统产生的内能Q （4）若滑块和车之间的动摩擦因数为，则车的长度至少为多少？解析：（1）滑块由高处运动到轨道底端，机械能守恒。 2分 1分（2）滑块滑上平板车后，系统水平方向不受外力，动量守恒。小车最大速度为与滑块共速的速度。m v0=（m+M）v 2分 2分 (3)由能的转化与守恒定律可知，系统产生的内能等于系统损失的机械能，即： 4分 （根据化简情况酌情给分） （4）设小车的长度至少为L，则 m g L=Q 3分即 2分8、如图14所示，在同一竖直上，质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部，斜面高度为H=2L。小球受到弹簧的弹性力作用后，沿斜面向上运动。离开斜面后，运动到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生碰撞（碰撞过程无动能损失）；碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度，球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点，O点的投影O与P的距离为L/2。已知球B质量为m，悬绳长L，视两球为质点，重力加速度为g，不计空气阻力，求：（1）球A在两球碰撞后一瞬间的速度大小；（2）碰后在球B摆动过程中悬绳中的最大拉力； （3）弹簧的弹性力对球A所做的功。解：（1）设碰撞后的一瞬间，球B的速度为VB，由于球B恰好与悬点O同一高度，根据动能定理： 球A达到最高点时，只有水平方向速度，与球B发生弹性碰撞.设碰撞前的一瞬间，球A水平方向速度为vx.碰撞后的一瞬间，球A速度为vx/.球A、B系统碰撞过程中水平方向动量守恒、机械能守恒： 由解得： 故，.碰撞后的一瞬间，球A速度为 （2） 球A在摆动过程中，在最低点绳的拉力最大，由牛顿定律： T-mg=mVb2/R. T=（3）碰后球A作平抛运动.设从抛出到落地时间为t，平抛高度为y，则： 由得：y=L以球A为研究对象，弹簧的弹性力所做的功为W，从静止位置运动到最高点：由得： W=mgL 力学计算题练习39、如图甲所示，质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v-t图象如图乙所示取重力加速度为g=10ms2求：（1）物体在04s内和410s内的加速度的大小和方向（2）力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数（3）10s末物体离a点的距离（4）10s后撤去拉力F，求物体再过15s离a点的距离解：（1）设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由图得加速度大小a12 m/s2 方向与初速度方向相反 （2分）设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由图得加速度大小a21m/s2 方向与初速度方向相反 （2分）（2）根据牛顿第二定律，有 （2分） （2分）解得： （1分） =005 （1分）（3）设10s末物体离a点的距离为d, d应为图与横轴所围的面积则：，负号表示物体在a点以左 （4分）注：未说负号意义不扣分（4）设撤去拉力F后做匀减速直线运动的加速度大小为a3根据牛顿第二定律，有： 得： （1分）由可得：物体减速到零的时间t=12s （1分）物体在15s内的位移 （1分）物体在15s后离a点的距离 （1分）10、如图，Q为一个原来静止在光滑水平面上的物体，其DB段为一半径为R的光滑圆弧轨道， AD段为一长度为L=R的粗糙水平轨道，二者相切于D点，D在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内. 物块P的质量为m（可视为质点），P与AD间的动摩擦因数=0.1，物体Q的质量为M=2m，重力加速度为g.（1）若Q固定，P以速度v0从A点滑上水平轨道，冲至C点后返回A点时恰好静止，求v0的大小和P刚越过D点时对Q的压力大小.（2）若Q不固定，P仍以速度v0从A点滑上水平轨道，求P在光滑圆弧轨道上所能达到的最大高度h.解：（1） P从A到C又返回A的过程中，由动能定理有 = （2分） 将L=R代入解得 （2分） 若P在D点的速度为vD，Q对P的支持力为FD ，由动能定理和牛顿定律有 = （2分） （2分） 联立解得 （2分） 由牛顿第三定律可知，P对Q的压力大小也为1.2mg . （1分）（2）当PQ具有共同速度v时，P达到的最大高度h，由动量守恒定律有 v （2分） 由功能关系有 （3分） 联立解得 （2分）解：（1）设碰前瞬间小球A的速度大小为，碰后瞬间小物块B速度大小为对小球A，由机能守恒定律（3分） （1分）对系统，由动量守恒定律 （3分） （1分）（2）设小物块B由桌面右端O水平抛出速度大小为，由动能定理：（3分） （1分）小物块B由O水平抛出，竖直方向，（2分） t=0.2s （1分）水平方向， （2分） x=0.2m （1分）12、如图所示，半径为R=0.4m内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上，质量m=096kg的滑块停放在距轨道最低点A为L=8.0m的O点处，质量为m0=0.04kg的子弹以速度v0=250ms从右方水平射入滑块，并留在其中。已知子弹与滑块的作用时间很短：取g=l0m/s，求： （1）子弹刚留在滑块时二者的共同速度大小v（2）若滑块与水平面动摩擦因数=04，则滑块从O滑到A点的时间是多少（3）若水平面是光滑的，且v0未知，题干中其它已知条件不变。滑块从A点滑上轨道后通过最高点B落到水平面上C点，且A与C间的距离小于4R，试求v0的取值范围