高中物理力學經(jīng)典試題

1、優(yōu)秀學習資料歡迎下載高中物理力學解題示例1、在水平地面上放一重為30N 的物體，物體與地面間的滑動摩擦因數(shù)為3 3 。若要使物體在地面上做勻速直線運動，問F 與地面的夾角為多大時最省力，此時的拉力多大？解析： 物體受力分析如圖，建直角坐標系，因為物體做勻速直線運動，所以物體所受合外力為零。有：F xF cosf0F yNF sinmg0二式聯(lián)立可解得：Fmgcossin要使力 F 有最小值，則需 cos+ sin有最大值cos + sin =12(1cos+sin)1212令 tan= ，則 cos+sin =12cos( )當 =時， cos( ) 有最大值等于 1cos + sin =12

2、=tan 1 3mg330所以，當 F與地面的夾角= =tan 1=30°時，F(xiàn) 取最小值，有：Fmin =315N312321()2、氣球以 1m/s2 的加速度由靜止開始從地面豎直上升，在310s 末有一個物體從氣球上自由落下，這個物體從離開氣球到落地所需要的時間是多少？落地時的速度有多大？解析： 取向上為正方向?qū)馇颍阂阎猘=1m/s2，v 0=0m/s，經(jīng)過 t 1 =10s，則上升高度為H=v0 t 1 + 1 at 1 2= 1 × 1×102=50(m)2210s 末速度為v1 =v0 +at 1 =1×10=10(m/s)物體從氣球脫落后

3、，做豎直上拋運動，至落地時位移為H= 50m，設落地所用的時間為t ，則有：即：50=10t 1 gt 22得： t=(1+11 ) 4.3(s)設落地時速度為v，則有： v=v1gt=10 10× 4.3=33(m/s)3、一艘宇宙飛船，靠近某星表面作勻速圓周運動，測得其周期為T，萬有引力恒量為G，則該星球的平均密度是多少？解析： 飛船繞星球做勻速圓周運動，因此，該飛船需要的向心力由其受到的合外力即萬有引力提供。設該飛船的質(zhì)量為 m，軌道半徑為 r ，則FMm引=G=manr 2因為在星球表面做圓周運動，所以軌道半徑近似為星球半徑R所以上式變?yōu)?GM m42 R4 2R3=m

4、83;，故 M=R2T 2GT 2而M= =·43VR33因而得：4、如圖所示，一根長為l 的細線，一端固定于O點，另一端拴一個質(zhì)量為m的小球。當小球處于最低位置時，獲得一個水平初速度，要使小球能繞O 點在豎直內(nèi)做圓周運動通過最高點，求水平初速度至少應多大？解析： 設小球在最低點的速度大小為v0，在最高點的速度大小為v。小球在線拉力 T 和重力 mg作用下，繞 O點在豎直面內(nèi)做變速率圓周運動。由于拉力不做功，小球向下運動過程中動能轉化為勢能，小球與地球系統(tǒng)機械能守恒，以小球在最低點時的重力勢能為零，有1 mv0 2+0= 1 mv2 +mg（ 2l ）22小球在最高點時受重力mg 與

5、拉力T 的作用，兩力方向都豎直向下。根據(jù)牛頓第二定律有優(yōu)秀學習資料歡迎下載2T+mg=mvl重力 mg恒定， v 越大， T 也越大， v 越小 T 也越小。 v 最小的條件為 T=0由兩式得v=gl 代入得v0 =5gl5、以 10m/s 的初速度豎直向上拋出一個質(zhì)量為0.5kg 的物體，它上升的最大高度為 4m。設空氣對物體的阻力大小不變，則物體落 2解析： 物體在上升過程中的受力情況如圖1，設物體的初速度大小為v0，上升的最大高度為h，根據(jù)2物體在下落過程中的受力情況如圖2 所示，物體落回拋出點時的速度大小為v，根據(jù)動能定理，有 mghfh=mv2/2 0 (2)(2) (1) 得 2m

6、gh=mv2/2+mv0 2 /2 (3)由 (3) 式得物體落回拋出點時的動能為22×10×4 0.52Ek =m /2=2mghm 0 /2=(2 × 0.5×10 /2)J=15Jvv6、一根內(nèi)壁光滑的細圓鋼管，形狀如圖所示，一小鋼球從A 處正對管中射入。第一次小球恰能達到C 點；第二次小球從C 孔平拋出恰好落回 A 孔。這兩次小球進入A 孔時的動能之比為 _。解析： 小球從 A 處正對管中射入，沿光滑的細圓鋼管運動到C 點的過程中，受重力和彈力的作用，其中只有重力做功，小球和地球構成的系統(tǒng)機械能守恒，選A 點為重力勢能零點。設第一次小球進入A 孔

7、時的動能為 Ek1 ，小球質(zhì)量為 m，圓管半徑為 R，由題意可知，小球到達 C 點時的速度為 0，根據(jù)機械能守恒定律，有Ek1 +0=0+mgR (1)小球第二次進入A 孔時的動能為Ek2 ，到達C 點時的速度為v ，根據(jù)機械能守恒定律，有Ek2 +0=mgR+mv2/2 (2)小球從 C 孔平拋出恰好落回A 孔所需時間為t ，根據(jù)平拋運動規(guī)律，有R=vt (3)R=gt 2/2 (4)由 (2)(3)(4)得 E k2 =5mgR/4 (5)由 (1)(5)得 Ek1 /E k2 =4/57、如圖所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為25kg 的小車另有一輛質(zhì)量為20kg 的小車 A 以 3m/s

8、 的速度向前運動。B，上面放一個質(zhì)量為15kg 的物體，物體與車間的滑動摩擦系數(shù)為A 與 B 相碰后連在一起，物體一直在B 車上滑動。求：0.2 。（ 1）當車與物體以相同的速度前進時的速度。（ 2）物體在 B 車上滑動的距離。解：（1）選取小車 A、B 和 B 車上的物體組成的系統(tǒng)為研究對象，從A、B 接觸到車與物體以相同的速度前進的整個過程中，系統(tǒng)所受合外力為零，根據(jù)動量守恒定律，有mv =(m+m+m) v2A 0ABC代入數(shù)據(jù)，可解得：v2 =1m/s，即小車與物體以1m/s 的速度前進。v（ 2）選取小車 A、B 組成的系統(tǒng)為研究對象，在它們相碰的短暫過程中，系統(tǒng)所受合外力為零，動量

9、守恒，則m=(m +m)vA0AB1可解得： v1 = 4 m/s3再選取小車 A、B 和 B 車上的物體組成的系統(tǒng)為研究對象，從A、B 接觸到車與物體以相同的速度前進的整個過程中，根據(jù)動能定理，有1212 mCgs= (mA+mB+mC) v2 (mA +mB) v122可解得： s= 1 m=0.33m38、質(zhì)量為 m的鋼板與直立輕彈簧的上端連接，彈簧下端固定在地上。平衡時，彈簧的壓縮量為 x 0 ，如圖所示，一物塊從鋼板正上方距離為3x0 的 A 處自由落下，打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運動，但不粘連，它們到達最低點后又向上運動。若物塊質(zhì)量為m 時，它們恰能回到 O點；若物塊質(zhì)量為 2

10、m，仍從 A 處自由落下，則物塊與鋼板回到O 點時，還具有向上的速度。求物塊向上運動到達的最高點與O點的距離。解析： 由 vt2 v022as 得，物塊與鋼板碰撞時的速度v0= 6gx0設 v1 表示質(zhì)量為 m的物塊與鋼板碰撞后一起開始向下運動的速度，因碰撞時間極短，它們的動量守恒，則 mv0 =2mv1優(yōu)秀學習資料歡迎下載剛碰完時彈簧的彈性勢能為Ep，從它們碰后至又返回 O 點的過程中，只有重力和彈簧彈力做功，機械能守恒，取鋼板在原來平衡位置時的重力勢能為零，則E +12(2m) v1 =2mgxp20設v2 表示質(zhì)量為2m的物塊與鋼板碰撞后一起開始向下運動的速度，則2m 0=3m 2vv剛碰完時彈簧的彈性勢能為Ep' ，設物塊在O 點時的速度是v，從它們碰后至又返回