2019年高考真題+高考模擬題專項版解析匯編 物理——專題20 力學計算題(原卷版)

1、專題20力學計算題1（2019新課標全國卷）豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接，小物塊b靜止于水平軌道的最左端，如圖（a）所示。t=0時刻，小物塊a在傾斜軌道上從靜止開始下滑，一段時間后與b發(fā)生彈性碰撞（碰撞時間極短）；當a返回到傾斜軌道上的p點（圖中未標出）時，速度減為0，此時對其施加一外力，使其在傾斜t軌道上保持靜止。物塊a運動的v圖像如圖（b）所示，圖中的v1和t1均為未知量。已知a的質(zhì)量為m，初始時a與b的高度差為h，重力加速度大小為g，不計空氣阻力。（1）求物塊b的質(zhì)量；（2）在圖（b）所描述的整個運動過程中，求物塊a克服摩擦力所做的功；（3）已知兩物塊

2、與軌道間的動摩擦因數(shù)均相等，在物塊b停止運動后，改變物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)，然后將a從p點釋放，一段時間后a剛好能與b再次碰上。求改變前后動摩擦因數(shù)的比值。2（2019新課標全國卷）一質(zhì)量為m=2000kg的汽車以某一速度在平直公路上勻速行駛。行駛過程中，司機突然發(fā)現(xiàn)前方100m處有一警示牌。立即剎車。剎車過程中，汽車所受阻力大小隨時間變化可簡化為圖（a）中的圖線。圖（a）中，0t1時間段為從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應時間（這段時間內(nèi)汽車所受阻力已忽略，汽車仍保持勻速行駛），t1=0.8s；t1t2時間段為剎車系統(tǒng)的啟動時間，t2=1.3s；從t2時刻開始汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作，直至汽車

3、停止，已知從t2時刻開始，汽車第1s內(nèi)的位移為24m，第4s內(nèi)的位移為1m。（1）在圖（b）中定性畫出從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車運動的v-t圖線；（2）求t2時刻汽車的速度大小及此后的加速度大小；（3）求剎車前汽車勻速行駛時的速度大小及t1t2時間內(nèi)汽車克服阻力做的功；從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止，汽車行駛的距離約為多少（以t1t2時間段始末速度的算第1頁（共8頁）術(shù)平均值替代這段時間內(nèi)汽車的平均速度）？3（2019新課標全國卷）靜止在水平地面上的兩小物塊a、b，質(zhì)量分別為ma=l.0kg，mb=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，a與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所

4、示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使a、b瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為ek=10.0j。釋放后，a沿著與墻壁垂直的方向向右運動。a、b與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s。a、b運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間a、b速度的大??；（2）物塊a、b中的哪一個先停止？該物塊剛停止時a與b之間的距離是多少？（3）a和b都停止后，a與b之間的距離是多少？4（2019北京卷）雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間無相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始，下落高度

5、h時速度為u，求這一過程中克服空氣阻力所做的功w。（2）將雨滴看作半徑為r的球體，設其豎直落向地面的過程中所受空氣阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系數(shù)。第2頁（共8頁）a設雨滴的密度為，推導雨滴下落趨近的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式；b示意圖中畫出了半徑為r1、r2（r1r2）的雨滴在空氣中無初速下落的vt圖線，其中_對應半徑為r1的雨滴（選填、）；若不計空氣阻力，請在圖中畫出雨滴無初速下落的vt圖線。（3）由于大量氣體分子在各方向運動的幾率相等，其對靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡化為垂直于運動方向面積為s的圓盤，證明：圓盤以速度v下落時受到的空氣阻力fv2（提示：設單位體積內(nèi)

6、空氣分子數(shù)為n，空氣分子質(zhì)量為m0）。5（2019天津卷）完全由我國自行設計、建造的國產(chǎn)新型航空母艦已完成多次海試，并取得成功。航母上的艦載機采用滑躍式起飛，故甲板是由水平甲板和上翹甲板兩部分構(gòu)成，如圖1所示。為了便于研究艦載機的起飛過程，假設上翹甲板bc是與水平甲板ab相切的一段圓弧，示意如圖2，ab長l1=150m，bc水平投影l(fā)2=63m，圖中c點切線方向與水平方向的夾角q=12（sin120.21）。若艦載機從a點由靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)t=6s到達b點進入bc。已知飛行員的質(zhì)量m=60kg，g=10m/s2，求（1）艦載機水平運動的過程中，飛行員受到的水平力所做功w；（2）艦載

7、機剛進入bc時，飛行員受到豎直向上的壓力fn多大。6（2019江蘇卷）如圖所示，質(zhì)量相等的物塊a和b疊放在水平地面上，左邊緣對齊a與b、b與地面間的動摩擦因數(shù)均為。先敲擊a，a立即獲得水平向右的初速度，在b上滑動距離l后停下。接著敲擊b，b立即獲得水平向右的初速度，a、b都向右運動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運動至停下最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力第3頁（共8頁）加速度為g求：（1）a被敲擊后獲得的初速度大小va；（2）在左邊緣再次對齊的前、后，b運動加速度的大小ab、ab；（3）b被敲擊后獲得的初速度大小vb7（2019浙江選考）在豎直平面內(nèi)，某一游戲軌道由直軌道ab和彎曲

8、的細管道bcd平滑連接組成，如圖所示。小滑塊以某一初速度從a點滑上傾角為=37的直軌道ab，到達b點的速度大小為2m/s，然后進入細管道bcd，從細管道出口d點水平飛出，落到水平面上的g點。已知b點的高度h1=1.2m，d點的高度h2=0.8m，d點與g點間的水平距離l=0.4m，滑塊與軌道ab間的動摩擦因數(shù)=0.25，sin37=0.6，cos37=0.8。（1）求小滑塊在軌道ab上的加速度和在a點的初速度；（2）求小滑塊從d點飛出的速度；（3）判斷細管道bcd的內(nèi)壁是否光滑。8（2019浙江選考）如圖所示，在地面上豎直固定了刻度尺和輕質(zhì)彈簧，彈簧原長時上端與刻度尺上的a點等高。質(zhì)量m=0.

9、5kg的籃球靜止在彈簧正上方，其底端距a點高度h1=1.10m。籃球靜止釋放，測得第一次撞擊彈簧時，彈簧的最大形變量x1=0.15m，第一次反彈至最高點，籃球底端距a點的高度h2=0.873m，籃球多次反彈后靜止在彈簧的上端，此時彈簧的形變量x2=0.01m，彈性勢能為ep=0.025j。若籃球運動時受到的空氣阻力大小恒定，忽略籃球與彈簧碰撞時的能量損失和籃球的形變，彈簧形變在彈性限度范圍內(nèi)。求：第4頁（共8頁）（1）彈簧的勁度系數(shù)；（2）籃球在運動過程中受到的空氣阻力；（3）籃球在整個運動過程中通過的路程；（4）籃球在整個運動過程中速度最大的位置。9（2019貴州省貴陽市高三適應性考試）如圖

10、所示，水平直軌道ac的長度為l=8m，ac中點b正上方有一探測器，c處有一豎直擋板d?，F(xiàn)使物塊pl沿軌道向右以速度vl與靜止在a處的物塊p2正碰，碰撞后，p1與p2粘成組合體p。以pl、p2碰撞時刻為計時零點，探測器只在t1=2s至t2=4s內(nèi)工作。已知物塊pl、p2的質(zhì)量均力m=1kg，pl、p2和p均視為質(zhì)點，不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。（1）若v1=8m/s，p恰好不與擋板發(fā)生碰撞，求p與軌道ac間的動摩擦因數(shù)；（2）若p與擋板發(fā)生彈性碰撞后，并能在探測器工作時間內(nèi)通過b點，求v1的取值范圍；（3）在滿足（2）的條件下，求p向左經(jīng)過a點時的最大動能。10（2019重慶市普通

11、高等學校招生全國統(tǒng)一考試調(diào)研測試）圖甲為某輕型起重機向房頂運輸貨物，其簡圖如圖乙所示，一端有定滑輪的桿臂oa固定在o點，某次起重機以速度v0=1m/s勻速向上提升質(zhì)量m=1t的重物（可視為質(zhì)點），在重物離地面h=19.5m時鋼繩突然斷裂，此時一輛l=3m的搬磚車正以v=0.5m/s的速度在圖乙中cd方向運動，車頭前端恰好處于重物正下方，搬磚車高h=1.5m。g取10m/s2，不計空氣阻力。第5頁（共8頁）求:（1）勻速提升重物的過程中起重機的輸出功率;（2）鋼繩斷裂時搬磚車司機立即加速加速度至少為多大才能避免被重物砸中?11（2019河南省鄭州市高三第二次質(zhì)量預測）如圖所示，傳送帶水平部分的長

12、度l=4.5m，在電動機帶動下勻速運行。質(zhì)量m=0.49kg的木塊（可視為質(zhì)點）靜止在傳送帶左端的光滑平臺上質(zhì)量為m=10g的子彈以v0=50m/s的速度水平向右打入木塊并留在其中，之后木塊滑到傳送帶上，最后從右輪軸正上方的p點離開傳送帶做平拋運動，正好落入車廂中心點q。已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.5，p點與車底板間的豎直記度h=1.8m，與車廂底板中心點q的水平距離x=1.2m，取g=10m/s2，求：（1）木塊從傳送帶左端到達右端的時間；（2）由于傳送木塊，電動機多消耗的電能。12（2019湖南省衡陽市三模）如圖所示，電動機帶動傾角為=37的傳送帶以v=8m/s的速度逆時針勻速運動

13、，傳送帶下端點c與水平面cdp平滑連接，b、c間距l(xiāng)=20m；傳送帶在上端點b恰好與固定在豎直平面內(nèi)的半徑為r=0.5m的光滑圓弧軌道相切，一輕質(zhì)彈簧的右端固定在p處的擋板上，質(zhì)量m=2kg可看做質(zhì)點的物體靠在彈簧的左端d處，此時彈簧處于原長，c、d間距x=1m，pd段光滑，dc段粗糙?，F(xiàn)將m壓縮彈簧一定距離后由靜止釋放，m經(jīng)過dc沖上傳送帶，經(jīng)b點沖上光滑圓孤軌道，通過最高點a時對a點的壓力為8n。上述過程中，m經(jīng)c點滑上傳送帶時，速度大小不變，第6頁（共8頁）方向變?yōu)檠貍魉蛶Х较?。已知與傳送帶同的動摩擦因數(shù)為=0.8、與cd段間的動摩擦因數(shù)為=0.5，重力加速度大小g=10m/s2。求：（

14、1）在圓弧軌道的b點時物體的速度（2）m在傳送帶上運動的過程中，帶動傳送帶的電動機由于運送m多輸出的電能e。（3）m釋放前，系統(tǒng)具有的彈性勢能ep。（3）若不計bc段的阻力，畫出運動員經(jīng)過c點時的受力圖，并求其所受支持力f的13（2019黑龍江省大慶實驗中學高三適應性）跳臺滑雪是冬奧會上最具觀賞性的項目之一。某滑道示意圖如下，長直助滑道ab與彎曲滑道bc平滑銜接，滑道bc高h=10m，c是半徑r=20m圓弧的最低點。質(zhì)量m=50kg的運動員從a處由靜止開始勻加速下滑，加速度a=4.5m/s2，到達b點時速度vb=30m/s。取重力加速度g=10m/s2。（1）求長直助滑道ab的長度l；（2）求運動員在ab段所受合外力的沖量i的大??；n大小。14（2019遼寧省沈