4.2020年高考物理二輪復習專題力學計算題高分練

1、力學計算題高分練1.(2019金華十校期末)娃娃機是一款深受青少年喜愛的電子游戲。游/第戲者操控機器手臂，將毛絨玩具夾住并送往出口D點上方某處投下。如 ,：圖所示，機器手臂夾住毛絨玩具從A點由靜止開始豎直向上以大小為ai/:J的加速度先做勻加速直線運動，再以大小相等的加速度ai做勻減速直線卷鼻運動，到B點剛好停下；接著以加速度a2沿水平方向勻加速直線運動到C點后放開手臂，使毛絨玩具從 C點做平拋運動落到 D處。已知毛絨玩具的質量 m=100 g,它的上升距離hAB = 0.8 m,上升時間ti = 2 s,出口 D點到A點的距離s= 0.8 m。不計空氣阻力，重力加速度 g= 10 m/s2。

2、求：(1)毛絨玩具從A點豎直向上做勻加速直線運動時的加速度a1和受到機器手臂的抓力 F ;(2)若機器手臂夾著毛絨玩具從B點沿水平方向勻加速運動到C點的加速度a2= 1.25m/s2,為使毛絨玩具能成功落入出口D點，則BC的距離為多大？解析：(1)毛絨玩具上升過程中，根據(jù)對稱性可得加速運動和減速運動的時間相等，均t1)為 t= 2 = 1 s根據(jù)位移時間關系可得：h2B=2a1t2解得：a1 = 0.8 m/s2;對毛絨玩具進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可得：F-mg=ma1,解得：F= 1.08 N。(2)設毛絨玩具水平勻加速運動的距離為x,放開時的速度為 v,勻加速過程中，根據(jù)運動學公式可

3、得：v2=2a2x,1從C點拋出后做平拋運動，豎直方向：hAB=2gt22解得：t2= 0.4 s水平方向：s x= vt2,解得：x= 0.4 m。答案：(1)0.8 m/s2 1.08 N (2)0.4 m2. (2019烏魯木齊質檢)2019年1月3日，我國“嫦娥四號”探測器在月球背面成功著 陸并發(fā)回大量月背影像。如圖所示為位于月球背面的“嫦娥四號”探測器A通過“鵲橋”中繼站B向地球傳輸電磁波信息的示意圖。拉格朗日L2點位于地月連線延長線上，“鵲橋”的運動可看成如下兩種運動的合運動：一是在地球和月球引力共同作用下，“鵲橋”在L2點附近與月球以相同的周期T0一起繞地球做勻速圓周運動；二是在

4、與地月連線垂直的平面內繞L2點做勻速圓周運動。已知地球的質量為月球質量的n倍，地球到L2點的距離為月球到L2點的距離的k倍，地球半徑、月球半徑以及“鵲橋”繞L2點做勻速圓周運動的半徑均遠小于月球到L2點的距離（提示：“鵲橋”繞L2點做勻速圓周運動的向心力由地球和月球對 其引力在過L2點與地月連線垂直的平面內的分量提供 ）。若月球到L2點的距離r= 6.5X107 m, k=7, “鵲橋”接收到“嫦娥四號”傳來的信息后需經(jīng)to =60.0 s處理才能發(fā)出，試估算“嫦娥四號”從發(fā)出信息到傳回地球的最短時間（保留三位有效數(shù)字）；（2）試推導“昔橋”繞 L2點做勻速圓周運動的周期T的（近似）表達式。若

5、k= 7, n=81,To = 27.3天，求出T的天數(shù)（取整數(shù)）。解析：（1）由電磁波的傳播速度 v=3.0X 108 m/s,信息先從 A傳到B的時間為ti,在B處理的時間為to= 60.0 s,再從B傳到地球的時間為t2,即“嫦娥四號”從發(fā)出信息到傳回地球的最短時間：t= to+ ti +12= 61.7 s。（2）設地球、月球和 “鵲橋” B的質量分別為 M1、M2、M3；由題意可知，B繞地球運動時可看做質點，B以周期To繞地球做勻速圓周運動，有:2兀2F= M3 元2 7r又由B繞地球做勻速圓周運動的向心力由地球、月球對它的萬有引力提供，有:GM1M3 GM2M3 F=7r2 + r

6、2另設B在繞L2點做勻速圓周運動的半徑為R,且做圓周運動的向心力 F由地球、月球對它的萬有引力的一個分力提供，有:GM1M3 R7r 2 7產GM2M3 R再由公式：F' = M 32Tt 2 R聯(lián)立解得：T = 15（天）。答案：（1）61.7 s （2）15 天3. （2019長沙*II擬）如圖所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一豎直的墻。重物質量為木板質量的2倍，重物與木板間的動摩擦因數(shù)為因使木板與重物以共同的速度 vo向右運動，某時刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間極短，設木板足夠 長，重物始終在木板上，重力加速度為g。求： 彳(1)木板從第一次與墻壁碰撞到

7、再次與重物速度相同時，木板右端離墻壁的距離；(2)木板從第一次與墻碰撞到再次碰撞所經(jīng)歷的時間。解析：(1)設木板質量為 m,重物質量為2m,取向右為正方向，由動量守恒得：2mvo mvo= 3mv設木板從第一次與墻壁碰撞到重物和木板具有共同速度v所用時間為ti,對木板由動量定理得：2mgt= mv m( vo)2 22vo聯(lián)立解得ti = 2-3科g對木板由牛頓第二定律得 2t mg ma木板從第一次與墻壁碰撞到再次與重物速度相同時，木板右端離墻壁的距離為：1 2x= voti +2ati2vo2 斛得：X= Q 。9 dg(2)木板第一次與墻碰撞后，向左做勻減速直線運動，直到靜止，再反向向右

8、做勻加速直線運動直到與重物有共同速度，再往后是做勻速直線運動，直到第二次撞墻。木板做勻速直線運動，有：X=vt2,-2vo解得t2=73dg木板從第一次與墻碰撞到再次碰撞所經(jīng)歷的時間t= tl + t2=善+浮=譽。3 (I g 3g 3g答案：g4. (2019浙南名校期末)兒童樂園里的彈珠游戲不僅具有娛樂性還可以鍛煉兒童的眼手 合一能力。某彈珠游戲可簡化成如圖所示的豎直平面內OABCD透明玻璃管道，管道的半徑較小。為研究方便建立平面直角坐標系，O點為拋物口，下方接一滿足方程y=5x2的光滑9拋物線形狀管道 OA; AB、BC是半徑相同的光滑圓弧管道，CD是動摩擦因數(shù) 尸0.8的粗糙直管道；

9、各部分管道在連接處均相切。A、B、C、D的橫坐標分別為Xa=1.20 m、xb= 2.00m、xc=2.65 m、xd = 3.40 m, A、B兩點縱坐標相同。已知，彈珠質量m= 100 g,直徑略小于管道內徑。E為BC管道的最高點，在 D處有一反彈膜能無能量損失的反彈彈珠，sin 37= 0.6, sin 53 =0.8, g= 10 m/s2,求：(1)若要使彈珠不與管道OA觸碰，在。點拋射速度V0應該多大；(2)若要使彈珠第一次到達E點時對軌道壓力等于彈珠重力的3倍，在。點拋射速度V0應該多大；(3)游戲設置3次通過E點獲得最高分，若要獲得最高分在。點拋射速度V0的范圍。5斛析：(1)

10、由 y= 9x2得：A 點坐標(1.20 m,0.80 m)1 c由平拋運動規(guī)律得：xA=v0t, yA=2gt2代入數(shù)據(jù)，求得 t = 0.4 s, V0= 3 m/s。(2)由速度關系，可得0= 53°求得AB、BC圓弧的半徑 R= 0.5 m在E點，由牛頓第二定律得 3mg+mg=VE2 m ROE過程由動能定理得:12mgyA mgR(1 cos 53 )= 2mvE 2mv02聯(lián)立解得 V0=2>/2 m/s。2.652.000.40(3)sin a=0-5= 0.5,a= 30CD與水平面的夾角也為 a= 30°設3次通過E點的速度最小值為V1o由動能定理

11、得12mgyA mgR(1 cos 53 ) 2 科 mgCDCOS 30 = 0 2mvi2解得 vi = 2 ,13 m/s設3次通過E點的速度最大值為V2。由動能定理得oo 12mgyA mgR(1 cos 53 ) 4 科 mgCDCOS 30 = 0 2mv22解得 V2=6 m/s考慮2次經(jīng)過E點后不從。點離開，有 122w mcCDCos 30 = 02mv3解得 V3= 2 ,16 m/s故 2m m/s< v0<2>/6 m/s °答案：(1)3 m/s (2)2 .'2 m/s (3)2 ,13 m/sv v0< 2 6 m/s5.

12、 (2019重慶模擬)如圖，某根水平固定的長木桿上有n(n>3)個質量均為m的圓環(huán)(內徑略大于木桿直徑)，每相鄰的兩個圓環(huán)之間有不可伸長的柔軟輕質細線相連，細線長度均為L,開始時所有圓環(huán)挨在一起 (但未相互擠壓)；現(xiàn)給第1個圓環(huán)一個初速度使其在木桿上 向左滑行，當前、后圓環(huán)之間的細線拉緊后都以共同的速度向前滑行，但第n個圓環(huán)恰好未被拉動。已知所有細線拉緊的時間極短，且每個圓環(huán)與木桿間的動摩擦因數(shù)均為叢求：1234 - n(1)當n=3時，整個運動過程中克服摩擦力做的功；(2)當n=3時，求第一個圓環(huán)向左運動的初速度大小v;(3)若第一個圓環(huán)的初速度大小為v。，求整個過程中由于細繩拉緊損失的機械能。解析：(1)當n= 3時，僅有1、2兩個圓環(huán)在運動，克服摩擦力做的功為：Wf=mg日m(2L= 3 科 mgL(2)當n= 3時，易知從1開始運動到1、2之間的細繩恰好拉直的過程中，有:1212 .?mv =2mv1 +mg L2、3之間