2018年高考物理預(yù)測-必修2運動學(xué)計算題

必修2運動學(xué)計算題副標(biāo)題題號總分得分一、計算題（本大題共10小題，共100.0分）1.如圖所示，質(zhì)量為5kg的木板B靜止于光滑水平面上，物塊A質(zhì)量為5kg，停在B的左端質(zhì)量為1kg的小球用長為 的輕繩懸掛在固定點0上，將輕繩拉直至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點與A發(fā)生碰撞后反彈，反彈所能達(dá)到的最大高度為，物塊與小球可視為質(zhì)點，不計空氣阻力已知A、B間的動摩擦因數(shù)為，為使A、B達(dá)到共同速度前A不滑離木板，重力加速度 ，求：碰撞后瞬間物塊A的速度大小為多少；木板B至少多長；從小球釋放到A、B達(dá)到共同速度的過程中，小球及A、B組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能.2.如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道由直軌道AB和圓弧軌道BC組成，小球從斜面上A點由靜止開始滑下，滑到斜面底端后又滑上一個半徑為 的圓軌道，2.若接觸面均光滑小球剛好能滑到圓軌道的最高點。，求斜面高h(yuǎn).若已知小球質(zhì)量 ，斜面高，小球運動到。點時對軌道壓力為mg，求全過程中摩3.擦阻力做的功.3.如圖所示，粗糙水平地面與半徑為 的粗糙半圓軌道BCD相連接，且在同一豎直平面內(nèi)，0是第1頁，共12頁

BCD的圓心,BOD在同一豎直線上質(zhì)量為的小物塊在水平恒力的作用下，從A點由靜止開始做勻加速直線運動，當(dāng)小物塊運動到B點時撤去F，小物塊沿半圓軌道運動恰好能通過D點，已知A、B間的距離為3辦小物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度g取求：小物塊運動到B點時對圓軌道B點的壓力大小.4.小物塊離開D點后落到地面上的點與B點之間的距離.4.如圖所示，AB為半徑 的-光滑圓弧軌道，軌道的最低點B通過一段光滑平面BC與一粗糙斜面CD平滑連接，斜面的傾角 ，斜面的高度與A點等高，質(zhì)量為m的小物塊從A點由靜止滑下，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)求：滑塊滑到B點的速度大小；滑塊在斜面上滑行的總路程.5.如圖甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾斜直軌道AB和圓軌道BCD組成，AB和5.BCD相切于B點，OB與OC夾角為， 連線是圓軌道豎直方向的直徑、D為圓軌道的最低點和最高點，可視為質(zhì)點的小滑塊從軌道AB上高H處的某點由靜止滑下，用力傳感器測出滑塊經(jīng)過圓軌道最低點C時對軌道的壓力為F,并得到如圖乙所示的壓力F與高度H的關(guān)系圖象，該圖線截距為2N,且過，點取求：滑塊的質(zhì)量和圓軌道的半徑；若要求滑塊不脫離圓軌道，則靜止滑下的高度為多少；是否存在某個H值，使得滑塊經(jīng)過最高點D飛出后落在圓心等高處的軌道上若第2頁，共12頁存在，請求出H值；若不存在，請說明理由..如圖所示，半徑 的光滑圓弧軌道BC固定在豎直平面內(nèi)，軌道的上端點B和圓心0的連線與水平方向的夾角 ，下端點C為軌道的最低點且與粗糙水平面相切，一根輕質(zhì)彈簧的右端固定在豎直擋板上質(zhì)量 的小物塊可視為質(zhì)點從空中的A點以 的速度被水平拋出，恰好從B點沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，經(jīng)過C點后沿水平面向右運動至D點時，彈簧被壓縮至最短，此時彈簧的彈性勢能 ，已知小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù) ，取求：小物塊從A點運動至B點的時間.小物塊經(jīng)過圓弧軌道上的C點時，對軌道的壓力大小.、D兩點間的水平距離L..如圖所示，半徑 的光滑圓弧軌道BCD與足夠長的傳送帶DE在D處平滑連接，0為圓弧軌道BCD的圓心，C點為圓弧軌道的最低點，半徑0B、0D與0C的夾角分別為和傳送帶以 的速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，將一個質(zhì)量的煤塊視為質(zhì)點從B點左側(cè)高為 處的A點水平拋出，恰從B點沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道已知煤塊與軌道DE間的動摩擦因數(shù) ，重力加速度g取， ， 求：煤塊水平拋出時的初速度大??；煤塊第一次到達(dá)圓弧軌道BCD上的D點對軌道的壓力大?。幻簤K第一次離開傳送帶前，在傳送帶DE上留下痕跡可能的最長長度結(jié)果保留2位有效數(shù)字第3頁，共12頁.一質(zhì)量 的木板B靜止于光滑水平面上，物塊A質(zhì)量 ，停在B的左端質(zhì)量 的小球用長 的輕繩懸掛在固定點。上，將輕繩拉直至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點與A發(fā)生碰撞后反彈，反彈所能達(dá)到的最大高度 ，物塊與小球可視為質(zhì)點，不計空氣阻力已知A、B間的動摩擦因數(shù)，、B最終達(dá)到共同速度求：與小球碰后瞬間A的速度；為保證A、B達(dá)到共同速度前A不滑離木板，木板B至少多長；從釋放小球到A、B達(dá)到共同速度，小球及A、B組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能..如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離 ， 是半徑為 的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點，D為軌道的最高點有一小物塊質(zhì)量為，小物塊在 的水平力作用下從A點由靜止開始運動，到達(dá)B點時撤去力F，它與水平軌道和半圓形軌道間的摩擦均不計取，求：撤去力F時小物塊的速度大??；小物塊通過D點瞬間對軌道的壓力大??；小物塊通過D點后，再一次落回到水平軌道AB上，落點和B點之間的距離大小.第4頁，共12頁

.如圖所示，在高 的光滑水平臺面上，質(zhì)量 的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存了一定量的彈性勢能，若打開鎖扣K，物塊與彈簧分離后將以一定的水平速度向右滑離平臺，并恰好能從5點的切線方向進(jìn)入光滑圓弧形軌道，點的高度 ，其圓心。與平臺等高，。點的切線水平，并與地面上長為 的水平粗糙軌道CD平滑連接，小物塊沿軌道BCD運動與右邊墻壁發(fā)生碰撞，取 ^求小物塊由A到B的運動時間；小物塊原來壓縮彈簧時儲存的彈性勢能是多大？若小物塊與墻壁碰撞后速度方向反向，大小為碰前的一半，且只發(fā)生一次碰撞，則小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數(shù)的取值范圍多大？第5頁，共12頁答案和解析【答案】.解：小球下擺過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得:解得:解得：TOC\o"1-5"\h\z由動量守恒定律得： ，解得：以A、B為研究對象，由動量守恒定律：解得：根據(jù)動能定理得： - -解得：小球及AB組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能為：△: +…??解得：答：碰撞后瞬間物塊A的速度大小為 ；木板B至少多長為 ；從小球釋放到A、B達(dá)到共同速度的過程中，小球及A、B組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能為^.解：小球剛好到達(dá)。點，重力提供向心力，由牛頓第二定律得：,從A到C過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：解得： ；在C點，由牛頓第二定律得：,從A到C過程，由動能定理得：一,解得： ；答： 若接觸面均光滑小球剛好能滑到圓軌道的最高點C,斜面高h(yuǎn)為1m.全過程中摩擦阻力做的功為 ..解： 小物塊在水平面上從A運動到B過程中，根據(jù)動能定理，有：在B點，以物塊為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得:聯(lián)立解得小物塊運動到B點時軌道對物塊的支持力為:第6頁，共12頁

由牛頓第三定律可得，小物塊運動到5點時對圓軌道5點的壓力大小為:因為小物塊恰能通過D點，所以在D點小物塊所受的重力等于向心力，即:可得：設(shè)小物塊落地點距B點之間的距離為％，下落時間為K根據(jù)平拋運動的規(guī)律有:，解得：答： 小物塊運動到B點時對圓軌道B點的壓力大小是154N.小物塊離開D點后落到地面上的點與B點之間的距離是1m..解： 滑塊由A到B的過程，由機(jī)械能守恒定律，有：解得，滑塊滑到B點的速度設(shè)滑塊在斜面上滑行的總路程為s.由于 ，所以滑塊不能停在斜面上，由于滑塊在斜面上滑行時機(jī)械能不斷減少，所以滑塊最終停在。點，對整個過程，由動能定理得解得答：滑塊滑到B點的速度大小是 ；滑塊在斜面上滑行的總路程是 ^.解：當(dāng) 時，由圖象截距可知當(dāng)小物塊從D點靜止下滑，由圖象知， ，對軌道的壓力解得^不脫離軌道分兩種情況：到圓心等高處速度為零有能量守恒可知，滑塊從靜止開始下滑高度通過最高點，通過最高點的臨界條件設(shè)下落高度為，由動能定理解得則應(yīng)該滿足下落高度 ^第7頁，共12頁假設(shè)滑塊經(jīng)過最高點D后能直接落到直軌道AB第7頁，共12頁解得:而滑塊過D點的臨界速度由于： ，所以存在一個H值，使得滑塊經(jīng)過最高點D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點解得：一答： 滑塊的質(zhì)量和圓軌道的半徑為1m；若要求滑塊不脫離圓軌道，則靜止滑下的高度 或者TOC\o"1-5"\h\z存在H值， 一.解： 小物塊恰好從B點沿切線方向進(jìn)入軌道，由幾何關(guān)系有:根據(jù)平拋運動的規(guī)律可得： ，解得： ^小物塊由B點運動到。點，由機(jī)械能守恒定律有：解得： —— ；在。點處，由牛頓第二定律有： 一解得：，根據(jù)牛頓第三定律，小物塊經(jīng)過圓弧軌道上。點時對軌道的壓力大小為8N.小物塊從B點運動到D點，由能量守恒定律有：解得： ^答： 小物塊從A點運動至B點的時間為 .小物塊經(jīng)過圓弧軌道上的。點時，對軌道的壓力大小為8N.、D兩點間的水平距離為..解：物體在拋出后豎直方向做自由落體運動，豎直方向有:物體恰從A點沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道，則：一TOC\o"1-5"\h\z得： 二煤塊在 的過程中由動能定理：在D點由牛頓第二定律： -解得：一， ，又有牛頓第三定律知在D點對軌道的壓力大小為第8頁，共12頁所以，煤塊先沿傳送帶向上做勻減速運動，然后做勻變速運動返回，設(shè)總時間為t.TOC\o"1-5"\h\z在沿傳送帶向上勻減速由牛頓第二定律： ，后面的勻變速階段由牛頓第二定律： ，解得： ，對煤塊從滑上到滑下傳送帶有運動學(xué)公式：一帶f- 一帶T解得：由題意可知，當(dāng)傳送帶最前沿的痕跡與最后痕跡不重疊時，痕跡最長，此時有：答：煤塊水平拋出時的初速度大小為；TOC\o"1-5"\h\z煤塊第一次到達(dá)圓弧軌道BCD上的D點對軌道的壓力大小為 ；煤塊第一次離開傳送帶前，在傳送帶DE上留下痕跡可能的最長長度為 ..解：設(shè)小球運動到最低點的速度為，由機(jī)械能守恒定律： -，代入數(shù)據(jù)解得： ^設(shè)碰撞結(jié)束后小球的速度大小為，的速度大小為，碰撞結(jié)束后小球反彈上升，由機(jī)械能守恒有：,代入數(shù)據(jù)解得： ^對小球與木塊A碰撞過程，設(shè)向右為正方向，由動量守恒有：將、結(jié)果代入得： ，方向水平向右；經(jīng)分析知，最后A沒有滑離，、B共同運動，設(shè)共同運動速度為，對A、B系統(tǒng)，設(shè)向右為正方向，由動量守恒得：，解得：———此過程中損失的機(jī)械能等于摩擦力對系統(tǒng)做的功，即： - -代入數(shù)據(jù)解得：從釋放小球到A、B達(dá)到共同速度，小球及A、B組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能：代入數(shù)據(jù)解得：答：碰撞結(jié)束時A的速度 ，方向水平向右；為保證A、B達(dá)到共同速度前A不滑離木板，木板B至少 ；從釋放小球到A、B達(dá)到共同速度，小球及A、B組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能.解： 當(dāng)物塊從A滑向B時，設(shè)在B點撤去F時速度大小為.根據(jù)動能定理得： -得小物塊從B到D點瞬間，由動能定理得:解得：第9頁，共12頁根據(jù)牛頓第二定律得:解得：由牛頓第三定律知壓力大小為物塊通過D點后做平拋運動，有：解得：答：撤去力F時小物塊的速度大小是 ；小物塊通過D點瞬間對軌道的壓力大小是 ；小物塊通過D點后，再一次落回到水平軌道AB上，落點和B點之間的距離大小是..解； 小物塊由A運動到B的過程中做平拋運動，在豎直方向上根據(jù)自由落體運動規(guī)律可知，小物塊由A運動到B的時間為：TOC\o"1-5"\h\z根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知： ，解得：根據(jù)平拋運動規(guī)律有： 一，解得： 一根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒可知，原來壓縮的彈簧儲存的彈性勢能為：依據(jù)題意知，的最大值對應(yīng)的是物塊撞墻前瞬間的速度趨于零，根據(jù)能量關(guān)系有:代入數(shù)據(jù)解得： -，對于的最小值求解，首先應(yīng)判斷物塊第一次碰墻后反彈，能否沿圓軌道滑離B點，設(shè)物塊碰前在D處的速度為，由能量關(guān)系有：第一次碰墻后返回至C處的動能為： -可知即使 ，有：-- ，小物塊不可能返滑至B點.故的最小值對應(yīng)著物塊撞后回到圓軌道最高某處，又下滑經(jīng)C恰好至D點停止，因此有：- ，聯(lián)立解得：一綜上可知滿足題目條件的動摩擦因數(shù)值：一-；第10頁，共12頁答： 小物塊由A到B的運動時間是 ^壓縮的彈簧在被鎖扣K鎖住時所儲存的彈性勢能是2J.的取值范圍- -.【解析】、對小球下落過程應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求出小球到達(dá)A時的速度，再由機(jī)械能守恒定律求得球反彈上升的初速度即球與A碰后的速度，再根據(jù)動量守恒定律求得球與A碰撞后A的速度；A沒有滑離，、B共同運動，由動量守恒定律列方程求二者共同的速度，由摩擦力做功的特點即可求得木板的長度；對小球以及A、B組成的系統(tǒng)，由能量守恒列方程求損失的機(jī)械能.本題關(guān)鍵是根據(jù)動量守恒定律、動量定理、能量守恒列式求解，也可以根據(jù)牛頓第二定律和速度時間公式列式聯(lián)立求解.由牛頓第二定律求出小球到達(dá)。點的速度，然后由機(jī)械能守恒定律求出斜面的高度h.由牛頓第二定律求出小球到達(dá)。點的速度，然后應(yīng)用動能定理求出摩擦阻力做功.本題考查了動能定理以及向心力公式的應(yīng)用，分析清楚小球的運動過程是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用牛頓第二定律、機(jī)械能守恒定律與動能定理可以解題，解題時要注意小球在。點受力情況的分析是關(guān)鍵.小物塊從A運動到B的過程中，根據(jù)動能定理求出物塊到達(dá)B點時的速度在B點，由牛頓第二定律求出軌道對物塊的支持力，從而得到物塊對軌道的壓力.因為小物塊恰好能通過。點，所以在。點小物塊所受重力等于向心力，由牛頓第二定律求出小物塊通過D點的速度小物塊離開D點做平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，由運動學(xué)公式求解落到水平地面上的點與B點之間的距離．本題是動能定理、牛頓第二定律和平拋運動規(guī)律的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵是確定運動過程，分析運動規(guī)律，知道物體恰好到達(dá)圓周最高點的臨界條件：重力等于向心力.滑塊從A運動到B的過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律求滑塊滑到B點的速度.由于 ，所以滑塊不能停在斜面上，由于滑塊在斜面上滑行時機(jī)械能不斷減少，所以滑塊最終停在。點，對整個過程，運用動能定理求滑塊在斜面上滑行的總路程.本題關(guān)鍵是分析清楚物體的運動情況和最終狀態(tài)，知道滑動摩擦力做功與總路程有關(guān).5.當(dāng) 時，由圖象截距可知當(dāng)小物塊從D點靜止下滑，由圖象知， 時，對軌道的壓力進(jìn)而求解軌道半徑；不脫離軌道分兩種情況：到圓心等高處速度為零 _能通過最高點，通過最高點的臨界條件 一；假設(shè)滑塊經(jīng)過最高點D后平拋運動，將運動分解為水平和豎直方向運動求，滑塊經(jīng)過最高點D后直接落到直軌道AB上與圓心等高的點過程用動能定理求高度H.本題是動能定理與向心力、平拋運動及幾何知識的綜合，關(guān)鍵要注意挖掘隱含的臨界條件，知道小球通過豎直平面圓軌道最高點時，重力恰好提供向心力，對于平拋運動，要結(jié)合幾何知識進(jìn)行求解小物塊從A到B做平拋運動，恰好從B端沿切線方向進(jìn)入軌道，速度方向沿切線方向，根據(jù)幾何關(guān)系求得速度的大小，然后由平拋運動的規(guī)律求時間；第11頁，共12頁小物塊由B運動到。，據(jù)機(jī)械能守恒求出到達(dá)。點的速度，再由牛頓運動定律求解小物塊經(jīng)過圓弧軌道上。點時對軌道壓力的大小.小物塊從B運動到。，根據(jù)能量關(guān)系列式求解.該題為平拋運動與圓周運動的結(jié)合的綜合題，要能夠掌握平拋運動的規(guī)律、牛頓第二定律和機(jī)械能守恒定律，關(guān)鍵能正確分析能量如何轉(zhuǎn)化.物體做平拋運動，由自由落體運動的規(guī)律求出物體落在A時的豎直分速度，然后應(yīng)用運動的合成與分解求出物體的初速度大小.通過計算分析清楚物體的運動過程，由動能定理求出物體在D點的速度，然后根據(jù)牛頓第二定律求出物體對圓弧軌道壓力大??；先分析煤塊的運動情況，再根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運動學(xué)基本公式求解.本題關(guān)鍵是分析清楚物體的運動情況，然后根據(jù)動能定理、平拋運動知識、牛頓第二定律解