天利高考全國(guó)高考物理力學(xué)計(jì)算題匯編及解析（理科綜合）ddoc高中物理

12/122022年全國(guó)高考試題匯編（力學(xué)計(jì)算題局部）孝感三中三尺方地（2022-6-20）解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位1、（海南卷）圖l中，質(zhì)量為的物塊疊放在質(zhì)量為的足夠長(zhǎng)的木板上方右側(cè)，木板放在光滑的水平地面上，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為＝0.2．在木板上施加一水平向右的拉力F，在0~3s內(nèi)F的變化如圖2所示，圖中F以為單位，重力加速度．整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)場(chǎng)時(shí)靜止．2m2mmF圖1圖21213t/s00.4F/mg1.5(2)在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出0~3s內(nèi)木板和物塊的圖象，據(jù)此求0~3s內(nèi)物塊相對(duì)于木板滑過(guò)的距離。解析：(1)設(shè)木板和物塊的加速度分別為和，在時(shí)刻木板和物塊的速度分別為和，木板和物塊之間摩擦力的大小為，依牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和摩擦定律得 ① ，當(dāng) ② ③v/(m?sv/(m?s-1)123t/s04.51.542物塊木板 ⑤由①②③④⑤式與題給條件得 ⑥ ⑦(2)由⑥⑦式得到物塊與木板運(yùn)動(dòng)的圖象，如右圖所示。在0～3s內(nèi)物塊相對(duì)于木板的距離等于木板和物塊圖線下的面積之差，即圖中帶陰影的四邊形面積，該四邊形由兩個(gè)三角形組成，上面的三角形面積為0.25(m)，下面的三角形面積為2(m)，因此 ⑧評(píng)分參考：此題共11分，第(1)問(wèn)8分，①②③④⑤式各1分，⑥式2分，⑦式1分；第(2)問(wèn)3分，正確給出圖象2分，⑧1分。2、（上海卷）如圖，ABC和ABD為兩個(gè)光滑固定軌道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一豎直線上，D點(diǎn)距水平面的高度h，C點(diǎn)高度為2h，一滑塊從A點(diǎn)以初速度分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出。（1）求滑塊落到水平面時(shí)，落點(diǎn)與E點(diǎn)間的距離和.（2）為實(shí)現(xiàn)，應(yīng)滿足什么條件？解析：(1)根據(jù)機(jī)械能守恒，,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：,,綜合得，.(2)為實(shí)現(xiàn)<，即,得，但滑塊從A點(diǎn)以初速度分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出，要求，所以。此題考察根據(jù)機(jī)械能守恒和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及用數(shù)學(xué)工具處理物理問(wèn)題的能力。難度：難。3、（上海卷）傾角，質(zhì)量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，質(zhì)量m=2kg的木塊置于斜面頂端，從靜止開(kāi)場(chǎng)勻加速下滑，經(jīng)t=2s到達(dá)底端，運(yùn)動(dòng)路程L=4m,在此過(guò)程中斜面保持靜止（），求：（1）地面對(duì)斜面的摩擦力大小與方向；（2）地面對(duì)斜面的支持力大小（3）通過(guò)計(jì)算證明木塊在此過(guò)程中滿足動(dòng)能定理。解析：1）隔離法：對(duì)木塊：，因，得所以，,對(duì)斜面：設(shè)摩擦力向左，那么,方向向左。（如果設(shè)摩擦力向右，那么，同樣方向向左。）（2）地面對(duì)斜面的支持力大小。（3）木快受兩個(gè)力做功。重力做功：=摩擦力做功：合力做功或外力對(duì)木塊做的總功動(dòng)能的變化所以，合力做功或外力對(duì)木塊做的總功等于動(dòng)能的變化（增加），證畢。30602-1130602-110⑴畫(huà)出汽車在0~60s內(nèi)的v-t圖線；⑵求在這60s內(nèi)汽車行駛的路程。306020100306020100v/m·s-2t/s⑵汽車運(yùn)動(dòng)的面積為勻加速、勻速、勻減速三段的位移之和。m5、（湖北卷）如右圖，質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速周運(yùn)動(dòng)，星球A和B兩者中心之間距離為L(zhǎng)。已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)。引力常數(shù)為G。求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期。在地月系統(tǒng)中，假設(shè)忽略其它星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運(yùn)行為的周期記為T1。但在近似處理問(wèn)題時(shí)，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣算得的運(yùn)行周期T2。已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024kg和7.35×1022kg。求T2解析：⑴A和B繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的萬(wàn)有引力提供向心力，那么A和B的向心力相等。且A和B和O始終共線，說(shuō)明A和B有相同的角速度和周期。因此有，，連立解得，對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律得[來(lái)源:KS5U.COM]化簡(jiǎn)得⑵將地月看成雙星，由⑴得將月球看作繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律得化簡(jiǎn)得所以兩種周期的平方比值為6、（四川卷）質(zhì)量為M的拖拉機(jī)拉著耙來(lái)耙地，由靜止開(kāi)場(chǎng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)前進(jìn)的距離為s。耙地時(shí)，拖拉機(jī)受到的牽引力恒為F，受到地面的阻力為自重的k倍，耙所受阻力恒定，連接桿質(zhì)量不計(jì)且與水平面的夾角θ保持不變。求：(1)拖拉機(jī)的加速度大小。(2)拖拉機(jī)對(duì)連接桿的拉力大小。(3)時(shí)間t內(nèi)拖拉機(jī)對(duì)耙做的功。解析：7、（浙江卷）在一次國(guó)際城市運(yùn)動(dòng)會(huì)中，要求運(yùn)發(fā)動(dòng)從高為H的平臺(tái)上A點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿著動(dòng)摩擦因數(shù)為滑的道向下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后水平滑出，最后落在水池中。設(shè)滑道的水平距離為L(zhǎng)，B點(diǎn)的高度h可由運(yùn)發(fā)動(dòng)自由調(diào)節(jié)（取;g=10m/s2）。求：（1）運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)的速度與高度h的關(guān)系；（2）運(yùn)發(fā)動(dòng)要到達(dá)最大水平運(yùn)動(dòng)距離，B點(diǎn)的高度h應(yīng)調(diào)為多大？對(duì)應(yīng)的最大水平距離SBH為多少？（3假設(shè)圖中H＝4m，L＝5m，動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.2，那么水平運(yùn)動(dòng)距離要到達(dá)7m，h值應(yīng)為多少？解析：①②

③根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)公式X=vot④h=gt2⑤由⑥在⑥式中令x=2m,H=4m,L=5m,=0.2那么可得到：—h2+3h-1=0求出8、（安徽卷）質(zhì)量為的物體在水平推力的作用下沿水平面作直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去，其運(yùn)動(dòng)的圖像如以下圖。取，求：(1)物體與水平面間的運(yùn)動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)水平推力的大??；（3）內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小。解析：聯(lián)立②③得④（2）設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為、初速度為、末速度為、加速度為，那么⑤根據(jù)牛頓第二定律，有⑥聯(lián)立③⑥，得：（3）解法一：由勻速直線運(yùn)動(dòng)位移公式，得解法二：根據(jù)圖象圍成的面積，得9、（山東卷）如以下圖，四分之一圓軌道與水平軌道相切，它們與另一水平軌道在同一豎直面內(nèi)，圓軌道的半徑R=0.45m，水平軌道長(zhǎng)=3m,與均光滑。一滑塊從O點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)滑塊經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)，靜止在CD上的小車在F=1.6N的水平恒力作用下啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后撤去力F。當(dāng)小車在CD上運(yùn)動(dòng)了=3.28m時(shí)速度v=2.4m/s,此時(shí)滑塊恰好落入小車中。已知小車質(zhì)量M=0.2,與CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4。（取g=10m/）求（1）恒力F的作用時(shí)間t。（2）與的高度差h。解析：10、（江蘇卷）解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：圓周運(yùn)動(dòng) F′－mg＝m解得 F′＝（3－2cos）mg人對(duì)繩的拉力 F＝F′那么 F＝1080N（2）動(dòng)能定理mg（H－lcos＋d）－（f1＋f2）d＝0 那么d= 解得 (3)選手從最低點(diǎn)開(kāi)場(chǎng)做平拋運(yùn)動(dòng) x=vt H-l=11、（寧夏卷）短跑名將博爾特在北京奧運(yùn)會(huì)上創(chuàng)造了100m和200m短跑工程的新世界紀(jì)錄，他的成績(jī)分別是9．69s和l9．30s。假定他在100m比賽時(shí)從發(fā)令到起跑的反響時(shí)間是0．15S，起跑后做勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最大速率后做勻速運(yùn)動(dòng)。200m比賽時(shí)，反響時(shí)間及起跑后加速階段的加速度和加速時(shí)間與l00m比賽時(shí)相同，但由于彎道和體力等因素的影響，以后的平均速率只有跑(1)加速所用時(shí)間和到達(dá)的最大速率：(2)起跑后做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度。(結(jié)果保存兩位小數(shù))解析：(1)加速所用時(shí)間t和到達(dá)的最大速率v，，聯(lián)立解得：，(2)起跑后做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a，，解得：12、（全國(guó)卷II第24題）如圖，MNP為整直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段MN與水平段NP相切于N、P端固定一豎直擋板。M相對(duì)于N的高度為h，NP長(zhǎng)度為s.一木塊自M端從靜止開(kāi)場(chǎng)沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞后停頓在水平軌道上某處。假設(shè)在MN段的摩擦可忽略不計(jì)，物塊與NP段軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求物塊停頓的地方與N點(diǎn)距離的可能值。解析：根據(jù)功能原理，在物塊從開(kāi)場(chǎng)下滑到停頓在水平軌道上的過(guò)程中，物塊的重力勢(shì)能的減少ΔEP與物塊抑制摩擦力所做功的數(shù)值相等。①設(shè)物塊的質(zhì)量為m，在水平軌道上滑行的總路程為s′，那么②③連立①②③化簡(jiǎn)得④第一種可能是：物塊與彈性擋板碰撞后，在N前停頓，那么物塊停頓的位置距N的距離為⑤第一種可能是：物塊與彈性擋板碰撞后，可再一次滑上光滑圓弧軌道，滑下后在水平軌道上停頓，那么物塊停頓的位置距N的距離為⑥所以物塊停頓的位置距N的距離可能為或13、（全國(guó)卷II第25題）小球A和B的質(zhì)量分別為mA和mB且mA＞＞mB在某高度處將A和B先后從靜止釋放。小球A與水平地面碰撞后向上彈回，在釋放處的下方與釋放初距離為H的地方恰好與正在下落的小球B發(fā)生正幢，設(shè)所有碰撞都是彈性的，碰撞事件極短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。解析：根據(jù)題意，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知，小球A與B碰撞前的速度大小相等，設(shè)均為，由機(jī)械能守恒有 ①設(shè)小球A與B碰撞后的速度分別為和，以豎直向上方向?yàn)檎?，由?dòng)量守恒有 ②由于兩球碰撞過(guò)程中能量守恒，故③聯(lián)立②③式得： ④設(shè)小球B能上升的最大高度為h，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 ⑤由①④⑤式得 ⑥14、（天津卷）如以下圖，小球A系在細(xì)線的一端，線的另一端固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)到水平面的距離為h。物塊B質(zhì)量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O點(diǎn)的正下方，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)拉動(dòng)小球使線水平伸直，小球由靜止開(kāi)場(chǎng)釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生正碰（碰撞時(shí)間極短），反彈后上升至最高點(diǎn)時(shí)到水平面的距離為。小球與物塊均視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求物塊在水平面上滑行的時(shí)間t。解析： 設(shè)小球的質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前的速度大小為，取小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)重力勢(shì)能為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有 ①得 設(shè)碰撞后小球反彈的速度大小為，同理有 ②得 設(shè)碰撞后物塊的速度大小為，取水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有 ③得 ④物塊在水平面上滑行所受摩擦力的大小 ⑤設(shè)物塊在水平面上滑行的時(shí)間為，根據(jù)動(dòng)量定理，有 ⑥得 ⑦15、（福建卷）如以下圖，物體A放在足夠長(zhǎng)的木板B上，木板B靜止于水平面。t=0時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)水平細(xì)繩以恒力F拉木板B，使它做初速度為零，加速度aB=1