2019-3-15高中物理功能關(guān)系計算題

1、2019-3-15高中 物理 功能關(guān)系 計算題,兩者質(zhì)量均為m=1kg。設(shè)A、B及壓縮的彈簧構(gòu)成的組合體為 D,剛開始D懸掛在O點正下方，D右側(cè) 有一個固定的斜面體，斜面體傾角 0= 30°,且底邊與D在同一水平面上；一薄木板 C質(zhì)量mc=1kg、長度B(考試總分：100分 考試時間：120 分鐘)計算題 (本題共計10小題，每題10 分，共計100分)1、如圖所示，內(nèi)壁光滑的直圓筒固定在水平地面上，一輕質(zhì)彈簧一端固定在直圓筒的底端，其上端自 然狀態(tài)下位于O點處。將一質(zhì)量為m、直徑略小于直圓筒的小球 A緩慢的放在彈簧上端，其靜止時彈簧 的壓縮量為X0?，F(xiàn)將一與小球A直徑等大的小球B從

2、距A小球3x0的P處釋放，小球B與小球A碰撞后立即 粘連在一起向下運動，它們到達(dá)最低點后又向上運動，并恰能回到O點。已知兩小球均可視為質(zhì)點，彈簧的彈性勢能為-kx2,其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量。求：(1)彈簧的勁度系數(shù)k;(2)小球B的質(zhì)量mB；(3)小球A與小球B一起向下運動時速度的最大值Vm 2、如圖所示，質(zhì)量M=4kg的物塊A和質(zhì)量m=1kg的物塊B通過輕質(zhì)滑輪相連，B放在傾角0 =3卷固定斜 面上，物塊B與斜面間的動摩擦因數(shù) =0.1其他摩擦均不計。初始時物塊 A、B靜止，輕繩不松弛。當(dāng) 物塊A由靜止下降高度h=5m的過程中(A未觸地，B未碰到滑輪)，重力加速度 g=10

3、m/s2, sin37 =0.6, 則(1)物塊B增加的重力勢能Ep；(2)物塊A的速度v (結(jié)果可以用根號表示)；(3)運動過程中，輕繩對 B的拉力T的大小。L = 0.5m,置于斜面頂端且處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)給D一向左的速度使其做圓周運動，到最高點時，綁定被解除，物塊B瞬間以速度為二依用/5彈射出去，稍后B以平行于斜面方向的速度恰落到 C的上端，。已知B、C之間的動摩擦因數(shù) 日,C 與斜面之間的動摩擦因數(shù)的膜,最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動摩擦力，重力加速度 g=10m/s2,不計 空氣阻力。(1)求D剛到達(dá)最高位置時桿對 D的作用力大?。?2)判斷D從與O點等高位置到最高點的過程中水平分速度的變

4、化情況；(只需簡略說明理由，不用定量證明)(3)求從B落到C上到C到達(dá)斜面底端的過程中，系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的總熱能。4、如圖甲所示，滑塊與足夠長的木板疊放在光滑水平面上，開始時均處于靜止?fàn)顟B(tài).作用于滑塊的水平力F隨時間工的變化圖象如圖乙所示，t = 2.0s時撤去力F ,最終滑塊與木板間無相對運動.已知滑塊質(zhì)量m =木板質(zhì)量網(wǎng)=149,滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)取g=lUm/J.求：(1) t = 口時滑塊的速度大?。?2)2.05內(nèi)木板的位移大小；(3)整個過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量 .5、如圖，一質(zhì)量為m的物體B固定在輕彈簧上，彈簧下端固定在水平桌面上，彈簧原長為L。；B靜止時，彈簧壓縮量為 K

5、；在B上再輕放一質(zhì)量為2m的物體A, A、B靜止后，彈簧白彈性勢能為 E1;此后在A上施加一豎直向下的力，使彈簧再緩慢縮短x2,這時彈簧的彈性勢能為 E2。撤去向下的作用力,A、B 一起向上運動。(已知重力加速度為 g,取彈簧原長時的彈性勢能為零)求：3、如圖所示，豎直面內(nèi)有一長為 R=0.2m的輕桿，輕桿一端與 O點連接，另一端與A物塊連接。A物塊、B物塊及A、B之間壓縮的輕彈簧(圖中未畫出)處于綁定狀態(tài)，彈簧彈性勢能Ep=*J, A、B可視為質(zhì)點第1頁共4頁第2頁共4頁(1) A、B一起向上運動過程中的最大速度？(2) A、B剛分離時的速度多大？(3)在A、B脫離后，物體A還能上升的最大距

6、離？6、一勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧下端固定于傾角為0 =53的光滑斜面底端，上端連接物塊 Q。一輕繩跨過定滑輪O, 一端與物塊Q連接，另一端與套在光滑豎直桿的物塊P連接，定滑輪到豎直桿的距離為d=0.3m。初始時在外力作用下，物塊 P在A點靜止不動，輕繩與斜面平行，繩子張力大小為50N。已知物塊P質(zhì)量為m1=0.8kg,物塊Q質(zhì)量為m2=5kg,不計滑輪大小及摩擦，取 g=10m/s2?，F(xiàn)將物塊P靜止釋 放，求：物塊P位于A時，彈簧的伸長量xi；(2)物塊P上升h=0.4m至與滑輪O等高的B點時的速度大??；(3)物塊P上升至B點過程中，輕繩拉力對其所做的功。7、如圖所示，質(zhì)量M=1k

7、g的木板置于足夠長的水平合上，木板的左端與平臺左端對齊。在平臺的左側(cè) 有一水平面，水平面上有一固定的滑塊，滑塊的上表面有一段光滑水平面和一段光滑圓弧PQ,圓弧和水平面平滑相切于P點，圓弧半徑R=1m,所對圓心角為0 =37；滑塊上表面左端有一質(zhì)量 m=2kg的小物 塊，小物塊和滑塊左端的固定直擋板間有一根壓縮的輕彈簧，小物塊和擋板間通過細(xì)線連接。Q點與平臺間的高度差為h=0.45m。現(xiàn)剪斷細(xì)線，小物塊滑到 P點時已經(jīng)與彈簧脫離，小物塊從 Q點飛出后恰好沿 水平方向從木板左端滑上木板。木板長 x=2.5m ,小物塊與木板間的動摩擦因數(shù) 內(nèi)=0.2,木板與平臺間以 及小物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)均為

8、M2=0.1o設(shè)小物塊滑到平臺的瞬間速度沒有變化，木板的厚度不計。取g=10m/s2, sin37 =0.6, cos37°=0.8,求：口F=5N、方向與水平面成0 =3制拉力，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為戶0.5重力加速度大小為g=10m/s2, 5訪37口 =0,6 , s$370 = 0,8。求滑塊從A端運動到B端的過程中(1)滑塊運動的時間；(2)滑塊和傳送帶組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量。9、如圖所示，一物體以100J的動能,從斜面底端的A點沿斜面向上做勻速直線運動，它經(jīng)過 B點時，動能減少了 80J,機(jī)械能減少32J,已知A、B間的距離S=2m,試求：(1)物體沿斜面運動中

9、所受到的滑動摩擦力 f大小是多少？(2)物體沿斜面向上運動達(dá)到最高處時所具有的重力勢能是多少？(3)物體從最高點沿原路下滑到 A點時的動能是多少？10、如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在 B點相接，導(dǎo)軌半徑為R.一個質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點)將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物塊獲得某一向右速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過B點進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運動恰能完成半個圓周運動到達(dá)C點。試求(1)彈簧開始時的彈性勢能；(2)物塊從B點運動至C點克服阻力做的功;(3)物體離開C點后落回水平面時的動能。(1)小物塊在Q點時對滑塊的壓力大??；彈簧的最大彈性勢能；(

10、3)小物塊滑離木板后，木板的右端與小物塊間的最大距離。8、如圖所示，水平傳送帶長為 L=11.5m,以速度v=7.5m/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。在傳送帶的A端無初速釋放一個質(zhì)量為m=1kg的滑塊(可視為質(zhì)點)，在將滑塊放到傳送帶的同時，對滑塊施加一個大小為第3頁共4頁第4頁共4頁計算題 （本題共計10小題，每題10 分，共計100分）1、【答案】(1) mg/x0 (2) m【解析】（1）由平衡條件可知:解得勁度系數(shù)1: -1口（2） B球由靜止下洛后與A接觸刖的瞬時速度為 3，則有/0- 3孫=不力可由于A、B恰能回到O點，根據(jù)動能定理有：-（帆口+ 中%+ ,/（優(yōu)用 + m）詔解得&qu

11、ot;（3）設(shè)AB球碰撞后再繼續(xù)向下運動 修時速度達(dá)到最大值，此時它們的加速度為零，有:弧 + m）= k（x0 +勺）解得,解得 ,2、【答案】(1) 60J(2) M次m/s(3) 13.4N【解析】(1) 一% = 2h 賓 sinffEp = 60/(2)F用=fimgcosO .Q=FfR 2h由能量守恒定律：1 ? 1 2Mgh = mghB + Q + -Mv + -mrBv = J33m/s(3)對 A:=對B : T- mgsinH - urngcosd = maB而. .解得 T=13.4N3、【答案】（1） 12.5N （2）水平速度先增大后減小（3） 5J【解析】（1）

12、設(shè)D運動到最高點時速度為 B和A彈開時A的速度為也，由能量守恒定律和動量守恒定 律可得1£171Ep = nivA Hm% x 2m.津2mv = mvA + mvE第5頁共6頁設(shè)D到最高點時受到彈力為FD到最高點時受到彈力大小為12.5N（2） D在P點受到向右的拉力，到最高點時受到向上的支持力, 向左的力，故水平速度先增大后減小 .D在水平方向先受到向右的力，后受到（3） B彈出后做平拋運動，設(shè)B落到C上時的速度為處,豎直速度為內(nèi) ,下落高度為人，氏平行于斜面故一 "又解得一 ：B落到C上后ijmqcosO - mqsinfiB的力速度沏二-C的加速度跳mmgsinO

13、+ fimcosO 一火 x Zmgcosf)設(shè)B、C經(jīng)t時間達(dá)到共速為，共速過程中B的位移在，C的位移配,則由運動學(xué)規(guī)律對C有% = 口溫sc =產(chǎn)解得斜面高 H = 2R-h 斜面長l =一simf解得，、：因在一“上，共速時B未滑離木板，5戶兒一 共速時C剛好到達(dá)底端 系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱能.- 一 解得.4、【答案】（1） 1切$ （2） 625m（3）12/【解析】（1）設(shè)滑塊恰好相對于木板要滑動時兩者間的靜摩擦力達(dá)到最大, 以M為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得/jmg=Ma0 得加二=4 附/；第6頁共6頁由圖知，在0-。,公內(nèi)，F(xiàn) = 6N<,則滑塊與木板相對靜止，兩者共同的

14、加速度等于=Zm/s2M十m.,則t =。55時滑塊的速度大小廿=砒=1E/帛（2） 0-0,5§內(nèi)，整體的位移為 jc1 = - x 2 x 0,S2 = 0,25/77在05-2.05內(nèi)，F(xiàn)'=16N>，所以兩者相對滑動.根據(jù)牛頓第二定律得對m 有：F - p/mg = rnam,得（1舊=6m/J ;對M有：= M曰我，得=;（2）經(jīng)分析，此時OB垂直豎直桿，OB=0.3m,此時物塊Q速度為0,下降距離為：Ax= OP-OD = O.Sm-03m =0.2m ,即彈簧壓縮物=02m = 0.1帽，彈性勢能不變。對物體PQ及彈簧，從A到B根據(jù)能量守恒有：m2y Aj

15、t sin& - rrtA代入可得：,OE-ZOs內(nèi)木板的位移大小為 %二"也+ 赭后=1 x 1.5 + - x 4 x 1.5 = 6m對物塊 P:.；,1 .'代入數(shù)據(jù)得：1;故02.0§內(nèi)木板的位移大小xxA+x2 = 6,25m一 1 ， _ 1 .一 _(3) 0.52缶內(nèi)滑塊的位移大小為 x3 = Vjt； +- 1 x 1.5 + - x 6 x 1.5i = 8.25m故O.5-2.內(nèi)滑塊與木板的相對位移 5 =打一犬2=225mt = 2.0$ 時，滑塊的速度為 =+ cmt2 = 1 + 6x15 = Wm/s木板的速度為：一 '

16、; 11撤去產(chǎn)后，m的加速度大小為口皿=勺/ = 2m/；設(shè)從工=25時起經(jīng)過時間t,兩者速度相等，共同速度為 力則有u =加 + aMt ,計算得出 t = 0.5$ , v =,從工=25到兩者相對靜止的過程中，滑塊的位移為10 + 9x 0.5 m 475m2此過程兩者的相對位移.一- -故整個過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為=0,75m5、【答案】（1） .2(E2-E-3mgx)dm(3) h二3mg【解析】（1） B靜止日t： mg=kxi；當(dāng)B上再輕放一質(zhì)量為2m的物體A, A、B靜止后，彈簧的彈性勢能為E1,貝13mg=kx,解得x=3x1；由能量關(guān)系可知：=3 + - 3rnvm（

17、2） A、B剛分離時，彈簧處于原長，則 埼=3而以/+叼）+ ：3m（3） A、B分離后A做豎直上拋，則v2=2gh解得,6、【答案】（1） 0.1m （2） 2木河&（3）8J【解析】（1）物體P位于A點，假設(shè)彈簧伸長量為 修，則：7 =/於神。+依,解得：勺=業(yè)1小第7頁共6頁7、【答案】（1） 66N2沙 1.5m【解析】（1）設(shè)小物體在Q點時的速度大小為巴，滑上木板的左端速度為 火，小物塊從Q點飛出到水平0 =甘 15tli370 - gt解得： ,v2 = 4m/s小物塊在Q點，由牛頓第一定律有：F-5qc口337 cl = m解得：F=66N-11（2）設(shè)彈簧的最大彈性勢能

18、為 7,根據(jù)功能關(guān)系有：E戶二啊?-（人及皿弓7口）+泮猶E產(chǎn)冽（3）小物塊滑上木板后，物體與木板間的滑動摩擦力3二風(fēng)曬=4M薄木板與平臺間的滑動摩擦力fz =（河+ m）g的 = 3N , f>f2 小物塊向右做勻減速直線運動，木板向右做勻加速直線運動，有： mg% = e% , % =2m/小物塊從滑上木板到滑離木板時間設(shè)為 由運動學(xué)公式有：解得：，1 -小物塊滑離木板時，物塊速度設(shè)為 內(nèi),木板速度設(shè)為%，有：叱=%一的t = = a2t = lm/s小物塊滑離木板后兩者分別在平臺上做勻減速直線運動直到停止，由動能定理有:1 ,-mgR/i = 0- mv3第8頁共6頁滑塊與傳送帶達(dá)

19、到共同速度的時間:二15 . al所以，小物塊滑離木板后，木塊的右端與滑塊間的最大距離為：.8、【答案】(1) 2s (2) 14J【解析】(1)滑塊與傳送帶達(dá)到共同速度前，設(shè)滑塊加速度為ai,由牛頓第二定律:-吟=陰,解得的=7.5m/ ;此過程中滑塊向右運動的位移：5 = 3.75m ,共速后，因產(chǎn)as3719 AMmg-FsE37°),滑塊繼續(xù)向右加速運動，由牛頓第二定律：Fcas370 - Fsin370y = ma2 ,解得：a2 = 0.5m/i2 ;滑塊到達(dá)B端的速度：vB =忖+ Za2(_L -“)=8m./s ,滑塊從共速位置到B端所用的時間：上二二15 ,滑塊從A端到B端的時間：tH = 2s；(2) 01s內(nèi)滑塊相對傳送帶向左的位移：以“ =%-” =3.75m ,1s2s內(nèi)滑塊相對傳送帶向右的位移：= (£-) -嗎=0,25科，02s內(nèi)滑塊相對傳送帶的路程：= % + &$2 =,系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量：Q = n(mg - Fsin37°)s = 14/ ；9、【答案】(1) 16" (2)附(3)刈【解析】(1)設(shè)物體在斜面底端為零勢能面，在物體運動到B點時，機(jī)械能減少了 32J,減少的機(jī)械能AF就是摩擦力做的功。則有：解得：,二(2)物體在向上運動