高考物理力學計算題預測

1、2016高考物理力學計算題預測計算題通常被稱為“大題”，其原因是：此類試題一般文字敘述量較大，涉及多個物理過程，所給物理情境較復雜；涉及的物理模型較多且不明顯，甚至很隱蔽；要運用較多的物理規(guī)律進行論證或計算才能求得結論；題目的賦分值也較重從功能上講，計算題能很全面地考查學生的能力，它不僅能很好地考查學生對物理概念、物理規(guī)律的理解能力和根據已知條件及物理事實對物理問題進行邏輯推理和論證的能力，而且還能更有效地考查學生的綜合分析能力及應用數(shù)學方法處理物理問題的能力因此計算題的難度較大，對學生的要求也比較高要想解答好計算題，除了需要扎實的物理基礎知識外，還需要掌握一些有效的解題方法答題規(guī)范每年高考成

2、績出來，總有一些考生的得分與自己的估分之間存在著不小的差異，有的甚至相差甚遠造成這種情況的原因有很多，但主要原因是答題不規(guī)范表述不準確、不完整，書寫不規(guī)范、不清晰，卷面不整潔、不悅目，必然會造成該得的分得不到，不該失的分失掉了，致使所答試卷不能展示自己的最高水平因此，要想提高得分率，取得好成績，在復習過程中，除了要抓好基礎知識的掌握、解題能力的訓練外，還必須強調答題的規(guī)范，培養(yǎng)良好的答題習慣，形成規(guī)范的答題行為對考生的書面表達能力的要求，在高考的考試大綱中已有明確的表述：在“理解能力”中有“理解所學自然科學知識的含義及其適用條件，能用適當?shù)男问剑ㄈ缥淖?、公式?這些都是考）進行表達”；在“推理

3、能力”中有“并能把推理過程正確地表達出來,這些都是考綱對考生書面表達能力的要求物理題的解答書寫與答題格式，在高考試卷上還有明確的說明：解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出答案的不能得分；有數(shù)字計算的題目，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位評分標準中也有這樣的說明：只有最后答案而無演算過程的，不給分；解答中單純列出與解答無關的文字公式，或雖列出公式，但文字符號與題目所給定的不同，不給分事實上，規(guī)范答題體現(xiàn)了一個考生的物理學科的基本素養(yǎng)然而，令廣大教育工作者擔憂的是，這些基本素養(yǎng)正在逐漸缺失在大力倡導素質教育的今天，這一現(xiàn)象應引起我們足夠的重視本模塊擬從考生答題的現(xiàn)狀及成因，規(guī)范答題的

4、細則要求，良好素養(yǎng)的培養(yǎng)途徑等方面與大家進行探討一、必要的文字說明必要的文字說明的目的是說明物理過程和答題依據，有的同學不明確應該說什么，往往將物理解答過程變成了數(shù)學解答過程答題時應該說些什么呢？我們應該從以下幾個方面給予考慮：1說明研究對象（個體或系統(tǒng)，尤其是要用整體法和隔離法相結合求解的題目，一定要注意研究對象的轉移和轉化問題）2畫出受力分析圖、電路圖、光路圖或運動過程的示意圖3說明所設字母的物理意義4說明規(guī)定的正方向、零勢點（面）.說明題目中的隱含條件、臨界條件.說明所列方程的依據、名稱及對應的物理過程或物理狀態(tài).說明所求結果的物理意義（有時需要討論分析）.二、要有必要的方程式物理方程是

5、表達的主體，如何寫出，重點要注意以下幾點.寫出的方程式（這是評分依據）必須是最基本的，不能以變形的結果式代替方程式（這2v是相當多的考生所忽視的）.如帶電粒子在磁場中運動時應有qvB=mg,而不是其變形結果Rmv式R=qB.要用字母表達方程，不要用摻有數(shù)字的方程，不要方程套方程.要用原始方程組聯(lián)立求解，不要用連等式，不斷地“續(xù)”進一些內容.方程式有多個的，應分式布列（分步彳4分），不要合寫一式，以免一錯而致全錯，對各方程式最好能編號.三、要有必要的演算過程及明確的結果1.演算時一般先進行文字運算，從列出的一系列方程推導出結果的計算式，最后代入數(shù)據并寫出結果.這樣既有利于減輕運算負擔，又有利于一

6、般規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，同時也能改變每列一個方程就代入數(shù)值計算的不良習慣2數(shù)據的書寫要用科學記數(shù)法3計算結果的有效數(shù)字的位數(shù)應根據題意確定，一般應與題目中開列的數(shù)據相近，取兩位或三位即可如有特殊要求，應按要求選定4計算結果是數(shù)據的要帶單位，最好不要以無理數(shù)或分數(shù)作為計算結果（文字式的系數(shù)可以），是字母符號的不用帶單位四、解題過程中運用數(shù)學的方式有講究1“代入數(shù)據”，解方程的具體過程可以不寫出2所涉及的幾何關系只需寫出判斷結果而不必證明3重要的中間結論的文字表達式要寫出來4所求的方程若有多個解，都要寫出來，然后通過討論，該舍去的舍去5.數(shù)字相乘時，數(shù)字之間不要用“”，而應用“X”進行連接；相除時也不要用“

7、+”，而應用“/”五、使用各種字母符號要規(guī)范.字母符號要寫清楚、規(guī)范，忌字跡潦草.閱卷時因為“V、r、不分，大小寫“M、m”或“L、1”不分，“G”的草體像“a”，希臘字母“補d筆順或形狀不對而被扣分已屢見不鮮2尊重題目所給的符號，題目給了符號的一定不要再另立符號如題目給出半徑是r，你若寫成R就算錯3一個字母在一個題目中只能用來表示一個物理量，忌一字母多用；一個物理量在同一題中不能有多個符號，以免混淆尊重習慣用法.如拉力用F,摩擦力用f表示，閱卷人一看便明白，如果用反了就會帶來誤解角標要講究角標的位置應當在右下角，比字母本身小許多角標的選用亦應講究，如通過A點的速度用Va就比用vi好;通過某相

8、同點的速度，按時間順序第一次用VI、第二次用V2就很清楚，如果倒置，必然帶來誤解.物理量單位的符號源于人名的單位，由單個字母表示的應大寫，如庫侖C、亨利H；由兩個字母組成的單位，一般前面的字母用大寫，后面的字母用小寫，如Hz、Wb六、學科語言要規(guī)范，有學科特色1學科術語要規(guī)范如“定律”、“定理”、“公式”、“關系”、“定則”等詞要用準確，閱卷時?？煽吹健芭ｎD運動定理”、“動能定律”、“四邊形公式”、“油標卡尺”等錯誤說法2語言要富有學科特色在有圖示的坐標系中將電場的方向說成“西南方向”、“南偏西 45x軸正方向的夾角為135”或“西 45圖所示”等.七、繪制圖形、圖象要清晰、準確1必須用鉛筆（

9、便于修改）、圓規(guī)、直尺、三角板繪制，反對隨心所欲徒手畫2畫出的示意圖（受力分析圖、電路圖、光路圖、運動過程圖等）應大致能反映有關量的關系，圖文要對應3畫函數(shù)圖象時，要畫好坐標原點和坐標軸上的箭頭，標好物理量的符號、單位及坐標軸上的數(shù)據4圖形、圖線應清晰、準確，線段的虛實要分明，有區(qū)別抓住關鍵詞語，挖掘隱含條件在讀題時不僅要注意那些給出具體數(shù)字或字母的顯性條件，更要抓住另外一些敘述性的語言，特別是一些關鍵詞語所謂關鍵詞語，指的是題目中提出的一些限制性語言，它們或是對題目中所涉及的物理變化的描述，或是對變化過程的界定等高考物理計算題之所以較難，不僅是因為物理過程復雜、多變，還由于潛在條件隱蔽、難尋

10、，往往使考生們產生條件不足之感而陷入困境，這也正考查了考生思維的深刻程度在審題過程中，必須把隱含條件充分挖掘出來，這常常是解題的關鍵有些隱含條件隱蔽得并不深，平時又經常見到，挖掘起來很容易，例如題目中說“光滑的平面”，就表示“摩擦可忽略不計”可忽略不計”；題目中說“恰好不滑出木板”,就表示小物體“恰好滑到木板邊緣處且具有與木板相同的速度”等等.但還有一些隱含條件隱藏較深或不常見到，挖掘起來就有一定的難度了.1.高臺滑雪以其驚險刺激而聞名，運動員在空中的飛躍姿勢具有很強的觀賞性.某滑雪軌道的完整結構可以簡化成如圖17所示的示意圖.其中AB段是助滑雪道，傾角a30,BC段是水平起跳臺，CD段是著陸

11、雪道，AB段與BC段圓滑相連，DE段是一小段圓弧(其長度可忽略)，在D、E兩點分別與CD、EF相切，EF是減速雪道，傾角上37.軌道各部分與滑雪板間的動摩擦因數(shù)均為尸0.25,圖中軌道最高點A處的起滑臺距起跳臺BC的豎直高度h=10m.A點與C點的水平距離Li=20m,C點與D點的距離為32.625m運動員連同滑雪板的總質量m=60kg.滑雪運動員從A點由靜止開始起滑，通過起跳臺從C點水平飛出，在落到著陸雪道上時，運動員靠改變姿勢進行緩沖使自己只保留沿著陸雪道的分速度而不彈起.除緩沖外運動員均可視為質點，設運動員在全過程中不使用雪杖助滑，忽略空氣阻力的影響，取重力加速度g=10m/s2,sin

12、3=0.6,cos3=0.8.求：圖17(1)運動員在C點水平飛出時的速度大小.(2)運動員在著陸雪道CD上的著陸位置與C點的距離.(3)運動員滑過D點時的速度大小.h【解析】(1)滑雪運動貝從A到C的過程中，由動能止理得：mgh(mgcos彳(mg(L1sina、1一2一hcoto)=?mvC解得：vc=10m/s.(2那雪運動員從C點水平飛出到落到著陸雪道的過程中做平拋運動，有：x=vet1*y=2gty一二tan0 xx著陸位置與C點的距離s=ncos0解得：s=18.75m,t=1.5s(3拓陸位置到D點的距離s=13.875m,滑雪運動員在著陸雪道上做勻加速直線運動.把平拋運動沿雪道

13、和垂直雪道分解，可得著落后的初速度Vo=vcCOS葉gtsin9加速度為：mgsin0(mgcos卜ma運動到D點的速度為：vD=v2+2as解得：Vd=20m/s.答案(1)10m/s(2)18.75m(3)20m/s2.如圖115甲所示，在風洞實驗室里，一根足夠長的細桿與水平面成上37固定,質量m=1kg的小球穿在細桿上靜止于細桿底端。點.現(xiàn)有水平向右的風力F作用于小球上，經時間ti=2s后停止，小球沿細桿運動的部分vt圖象如圖115乙所示.試求：(取g=10m/s2,sin3=0.6,cos37=0.8)圖115(1)小球在02s內的加速度&和24s內的加速度及.(2)風對小球的作用力F

14、的大小.【解析】(1)由圖象可知，在02s內小球的加速度為：v2v1=20m/s,方向沿桿向上t1在24s內小球的加速度為：v3v2&一=10m/s,負方表小方向沿桿向下.2(2冶風力時的上升過程，小球的受力情況如圖115內所示圖115丙在y方向，由平衡條件得：Fn1=Fsin葉mgcos0在x方向，由牛頓第二定律得：Fcos0mgsin0(Fn1=ma1停風后上升階段，小球的受力情況如圖1-15丁所示圖115丁在y方向，由平衡條件得：FN2=mgcos8在x方向，由牛頓第二定律得：一mgsin0-(FN2=ma2聯(lián)立以上各式可得：F=60N.【點評】斜面(或類斜面)問題是高中最常出現(xiàn)的物理模

15、型.正交分解法是求解高中物理題最重要的思想方法之一.3.如圖所示，長L=1.5m、高h=0.45m質量M=10kg的長方體木箱在水平面上向右做直線運動.當木箱的速度w=3.6m/s時，對木箱施加一個方向水平向左的恒力F=50N,并同時將一個質量m=1kg的小球輕放在距木箱右端L處的P點(小球可視為質點，放在P3點時相對于地面的速度為零)，經過一段時間，小球脫離木箱落到地面.已知木箱與地面的動摩擦因數(shù)尸0.2,而小球與木箱之間的摩擦不計.取g=10m/s2,求：(1)小球從開始離開木箱至落到地面所用的時間.(2)小球放上P點后，木箱向右運動的最大位移.（3）小球離開木箱時木箱的速度.10【解析】

16、（1）小球離開木箱后做自由落體運動，設其落到地面所用的時間為t,由h=gt22h2X0.45s= 0.3 s.2h2X0.45s= 0.3 s.（2 分）（2）小球放上木箱后相對地面靜止由F+Fn=M（1分）FN=（M+m）g（1分）得木箱的加速度：m/sF+MM+m）g50+0.2（10+1）X10m/s107.2m/s2（2分）木箱向右運動的最大位移v23.6木箱向右運動的最大位移Si2a2X7.2（1分）由于s=0.9m1m,故木箱在向右運動期間，小千不會從木箱的左端掉下（1分）得木箱向左運動的加速度：FMM+m)g500.2(10+1)X102%=-M=wm/s=2.8m/s2(2分)

17、設木箱向左運動S2時，小球從木箱的右端掉下，有：LS2=Si+.=0.9m+0.5m=1.4m(1分)3c設木箱向左運動所用的時間為t2,則由S2=a2t2得：辰/2X1.42rA1s(1分)小球剛離開木箱時木箱的速度方向向左，大小為：V2=a2t2=2.8X1m/s=2.8m/s.(1分)答案(1)0.3s(2)0.9m(3)2.8m/s4.如圖213所示，彳K角為37o的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方向勻速運動。已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L=7m?，F(xiàn)將一質量m=0.4kg的小木塊放到傳送帶的頂端，使它從靜止開始沿傳送帶下滑，已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為n=0.25,取g=10m/

18、s2。求木塊滑到底的過程中，摩擦力對木塊做的功以及生的熱各是多少？【審題】該題目要分成兩段考慮，第一段：木塊的速度vv0o這一階段木塊相對于傳送帶向前運動，受到的摩擦力方向向后，合外力仍沿斜面向前。【解析】剛開始時，合力的大小為F合1=mgsin37計pmgcos37o,由牛頓第二定律，加速度大小a1=m=8m/s2,該過程所用時間Vot1=a1=0.5s,位移大小2Vs1=2a1=1m。二者速度大小相同后，合力的大小為F合2=mgsin37o-pmgcos37o,加速度大小a2=m=4m/s2,位移大小s2= L-s1 =6m,s2= L-s1 =6m,所用時間12a2t2s2=v0t2+2

19、得：t2=1so(另一個解t2=3s舍去)摩擦力所做的功W=pmgcos37o-(s1-s2)=4.0J全過程中生的熱Q=f-s相對=pmgcos37o【(v0t1-s1)+(s2-v0t2)】=0.8NX3m=2.4J【總結】該題目的關鍵在于分析清楚物理過程，分成兩段處理，正確分析物體受力情況,求出物體和傳送帶的位移，以及物體和傳送帶間的相對位移。5:一傳送帶裝置示意如圖214,其中傳送帶經AB區(qū)域時是水平的，經過BC區(qū)域時變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經過CD區(qū)域時是傾斜的，AB和CD都與BC相切?，F(xiàn)將大量的質量均為m的小貨箱一個一個在A處放到傳送帶上，放置時初速為零，經傳送帶

20、運送到D處，D和A的高度差為ho穩(wěn)定工作時傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L。每個箱子在A處投放后，在到達B之前已經相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑動（忽略經BC段時的微小滑動）。已知在一段相當長的時間T內，共運送小貨箱的數(shù)目為No這裝置由電動機帶動，傳送帶與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦。求電動機的平均輸出功率Po【審題】小貨箱放在傳送帶的AB段上時，由于貨箱的初速度為0,傳送帶以恒定的速度運動，兩者之間有相對滑動，出現(xiàn)滑動摩擦力。作用于貨箱的摩擦力使貨箱加速，直到它的速度增大到等于傳送帶的速度，作用于傳送帶的摩擦力有使傳送帶減速的趨勢，但由于電動機的作用，保持了傳

21、送帶的速度不變。盡管作用于貨箱跟作用于傳送帶的摩擦力的大小是相等的，但小貨箱與傳送帶運動的路程是不同的，因為兩者之間有滑動。如果貨箱的速度增大到等于傳送帶的速度經歷的時間為t,則在這段時間內貨箱運動的路程和傳送帶運動的路程分別是解答中的式和式，兩者大小不同，由解答中的式給出。在這段時間內，傳送帶克服摩擦力做的功大于摩擦力對貨箱做的功（這功轉變?yōu)樨浵涞膭幽埽?，兩者之差即為摩擦發(fā)的熱。所謂傳送帶克服摩擦力做功，歸根到底是電動機在維持傳送帶速度不變的過程中所提供的。這也就是在傳送帶的水平段上使一只小貨箱從靜止到跟隨傳送帶一起以同樣速度運動的過程中，電動機所做的功，這功一部分轉變?yōu)樨浵涞膭幽?，一部分?/p>

22、摩擦而發(fā)熱。當貨箱的速度與傳送帶速度相等后，只要貨箱仍在傳送帶的水平段上，電動機無需再做功。為了把貨箱從C點送到D點，電動機又要做功，用于增加貨箱的重力勢能mgh。由此便可得到輸送N只貨箱的過程中電動機輸出的總功。以上分析都是在假定已知傳送帶速度v0的條件下進行的，實際上傳送帶的速度是未知的。因此要設法找出v0。題中給出在時間T內運送的小貨箱有N只，這是說，我們在D處計數(shù)，當?shù)?只貨箱到達D處時作為時刻t=0,當?shù)贜只貨箱到達D處時恰好t=To如果把這N只貨箱以L的距離間隔地排在CD上（如果排得下的話），則第N只貨箱到D處的距離為（N1）L,當該貨箱到達D處，即傳送帶上與該貨箱接觸的那點在時間

23、T內運動到D點,故有（N1）Lv0To由此便可求出v。,電動機的平均功率便可求得。由于N很大,N與N1實際上可視作相等的?！窘馕觥恳缘孛鏋閰⒖枷担ㄏ峦?，設傳送帶的運動速度為V。，在水平段的運輸過程中，小貨箱先在滑動摩擦力作用下做勻加速運動，直到其速度與傳送帶的速度相等。設這段路程為s,所用的時間為t,加速度為a,則對小貨箱有s1at220V。at在這段時間內傳送帶運動的路程為s。vot叵由上可得So2s用Ff表示小貨箱與傳送帶之間的滑動摩擦力，則傳送帶對小貨箱做功為l12W1Ffs-mv。2傳送帶克服小貨箱對它的摩擦力做功 TOC o 1-5 h z 22WoFfSo2-mvomvo兩者之差

24、就克服摩擦力做功發(fā)出的熱量2Qmvo可見，在小貨箱加速過程中，小貨箱獲得的動能與發(fā)熱量相等。T時間內電動機輸出的功為wPt此功用于增加N個小貨箱的動能、勢能和使小貨箱加速時程中克服摩擦力發(fā)的熱，即有12WNmvoNmghNQ2N個小貨箱之間的距離為(N1)L,它應等于傳送帶在T時間內運動的距離，即有VoT(N1)LNL因T很大，故N亦很大。聯(lián)立、，得【總結】本題初看起來比較復雜，關于裝置的描述也比較冗長.看來對于實際的問題或比較實際的問題，冗長的描述是常有的。要通過對描述的研究，抓住關鍵，把問題理想化、簡單化，這本身就是一種分析問題、處理問題的能力。通過分析，可以發(fā)現(xiàn)題中傳送帶的水平段的作用是

25、使貨箱加速，直到貨箱與傳送帶有相同的速度。使貨箱加速的作用力來自貨箱與傳送帶之間的滑動摩擦力。了解到這一點還不夠，考生還必須知道在使貨箱加速的過程中，貨箱與傳送帶之間是有相對滑動的，盡管傳送帶作用于貨箱的摩擦力跟貨箱作用于傳送帶的摩擦力是一對作用力與反作用力，它們大小相等，方向相反，但在拖動貨箱的過程中，貨箱與傳送帶移動的路程是不同的。因此作用于貨箱的摩擦力做的功與傳送帶克服摩擦力做的功是不同的。如果不明白這些道理，就不會分別去找貨箱跟傳送帶運動的路程。雖然頭腦中存有勻變速直線運動的公式，但不一定會把它們取出來加以使用。而在這個過程中，不管貨箱獲得的動能還是摩擦變的熱，這些能量最終都來自電動機

26、做的功。傳送帶的傾斜段的作用是把貨箱提升h高度。在這個過程中，傳送帶有靜摩擦力作用于貨箱，同時貨箱還受重力作用，這兩個力對貨箱都做功，但貨箱的動能并沒有變化。因為摩擦力對貨箱做的功正好等于貨箱克服重力做的功，后者增大了貨箱在重力場中的勢能。同時在這個過程中傳送帶克服靜摩擦力亦做功，這個功與摩擦力對貨箱做的功相等，因為兩者間無相對滑動。所以貨箱增加的重力勢能亦來自電動機。有的同學見到此題后，不知從何下手，找不到解題思路和解題方法，其原因可能是對涉及的物理過程以及過程中遇到的一些基本概念不清楚造成的。求解物理題，不能依賴于套用解題方法，不同習題的解題方法都產生于對物理過程的分析和對基本概念的正確理

27、解和應用。6：天文學家經過用經過用天文望遠鏡的長期觀測，在宇宙中發(fā)現(xiàn)了許多“雙星”系統(tǒng).所謂“雙星”系統(tǒng)是指兩個星體組成的天體組成的天體系統(tǒng)，其中每個星體的線度均小于兩個星體之間的距離。根據對“雙星”系統(tǒng)的光學測量確定，這兩個星體中的每一星體均在該點繞二者連線上的某一點做勻速圓周運動，星體到該點的距離與星體的質量成反比。一般雙星系統(tǒng)與其他星體距離較遠，除去雙星系統(tǒng)中兩個星體之間的相互作用的萬有引力外，雙星系統(tǒng)所受其他天體的因；引力均可忽略不計。如圖48所示。根據對“雙星”系統(tǒng)的光學測量確定，此雙星系統(tǒng)中每個星體的質量均為m,兩者之間的距離為L。(1)根據大體力學理論計算該雙星系統(tǒng)的運動周期To

28、.(2)若觀測到的該雙星系統(tǒng)的實際運動周期為T,且有To:TJN：1,(N1)。為了解釋T與T0之間的差異，目前有一種流行的理論認為，在宇宙中可能存在著一種用望遠鏡觀測不到的“暗物質”，作為一種簡化的模型，我們假定認為在這兩個星體的邊線為直徑的球體內部分布著這種暗物質，若不再考慮其他暗物質的影響，試根據這一模型理論和上述的觀測結果，確定該雙星系統(tǒng)中的這種暗物質的密度。【審題】“雙星系統(tǒng)”是一種比較特殊化、理想化的天體運動的模型，求解“雙星”問題時必須注意到雙星之間的距離L與兩球體各自作勻速圓周運動的軌道半徑r的本質區(qū)別與內在關系，并建立雙星的空間運動模型，然后依據萬有引力定律與勻速圓周運動的規(guī)

29、律求解即可?！窘馕觥?1)由于“雙星”的兩個星體之間的萬有引力提供二者的向心力，且因二者的質量相等，故各自的運動半徑均為設各自的運行速度為v,由萬有引力定律得2Gm2 _ Gm2 _ mV2L2 - L/2即得V=Gm2L周期得公式可得，雙星得運動周期為T0=LLG=l,2LV.Gm(2)此“雙星”各在半徑為L的圓形軌道上運動，由實際得天文觀測知，其實際運行2的周期為To：TJN：1,(N1),即實際運動周期T1),則五二jN=包，把V=Gm和T1V.2LV=JG(4Mm)代入此式可得暗物質得總質量為M=m。2L4又設所求暗物質的密度為P,則“暗物質”質量M=-(L/2)3=Um,所以，343

30、(N1)尸m。2L3【總結】此題中出現(xiàn)的“雙星”“暗物質”均式很新穎的名詞，是天文學的一種模型。求解“雙星”問題必須把握幾個要點：運用等效抽象的思維建立“雙星”運行的空間物理情景;運用邏輯思維的方法，依據萬有引力定律和勻速圓周運動的規(guī)律以及密度公式進行求解。7.如圖5-12所示，質量為m的小鐵塊A以水平速度vo沖上質量為M、長為l、置于光滑水平面C上的木板B,正好不從木板上掉下，已知A、B間的動摩擦因數(shù)為小，此時木板對地位移為s,求這一過程中：(1)木板增加的動能；(2)小鐵塊減少的動能；(3)系統(tǒng)機械能的減少量;(4)系統(tǒng)產生的熱量?！緦忣}】在此過程中摩擦力做功的情況是：A和B所受摩擦力分別

31、為Fi、F2,且F尸F(xiàn)2=mg,A在Fi的作用下勻減速，B在F2的作用下勻加速；當A滑動到B的右端時，A、B達到一樣的速度v,就正好不掉下。C【斛析】(1)對B根據動能止理得：mgs-Mv0 TOC o 1-5 h z 從上式可知：Ekbmgs(2)滑動摩擦力對小鐵塊A做負功，根據功能關系可知：Ekamg(sl)即小鐵塊減少的動能為EKAmv02mv2mg(sl)22(3)系統(tǒng)機械能白減少量：E1mv021mv21Mv2mgl222(4)m、M相對位移為l,根據能量守恒得：Qmgl【總結】通過本題可以看出摩擦力做功可從以下兩個方面理解：(1)相互作用的一對靜摩擦力，如果一個力做正功，另一個力一

32、定做負功，并且量值相等，即一對靜摩擦力做功不會產生熱量。(2)相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和一定為負值，即一對滑動摩擦力做功的結果總是使系統(tǒng)的機械能減少，減少的機械能轉化為內能：QF滑s相，其中F滑必須是滑動摩擦力，s相必須是兩個接觸面相對滑動的距離(或相對路程)。8:如圖5-13所示，兩個相同質量m=0.2kg的小球用長L=0.22m的細繩連接，放在傾角為30的光滑斜面上，初始時刻，細繩拉直，且純與斜面底邊平行，在繩的中點作用一個垂直于繩且沿斜面向上的恒力F=2.2N。在力F的作用下兩球向上運動，小球沿F方向的位移隨時間變化的關系式為s=kt2(k為恒量)，經過一段時間兩球第一次碰撞，

33、又經過一段時間再一次發(fā)生碰撞由于兩球之間的有粘性，當力F作用了2s時，兩球發(fā)生最后一次碰撞，且不再分開，取g=10m/s2。求：(1)最后一次碰撞后，小球的加速度；(2)最后一次碰撞完成時，小球的速度；(3)整個碰撞過程中，系統(tǒng)損失的機械能?！緦忣}】本題過程比較麻煩，審題時要看到小球沿F方向運動的特點是初速為零的勻加速直線運動，則兩小球發(fā)生最后一次碰撞時，其速度和位移都就不難求解了。【解析】(1)對兩小球整體運用牛頓第二定律，得：(2)因為小球沿F方向的位移隨時間變化的關系式為s=kt2(k為恒量)，所以是勻加速直 TOC o 1-5 h z L1o(3)根據功能原理，有：EF(s)2mgsi

34、n302mvj22一.1其中s-at2,代入數(shù)據，解得，E=0.242J2【總結】本題貌似很難，但只要抓住其中的關鍵，如分析清楚小球沿F方向的運動情況、分析清楚全過程的能量轉化關系，明確力F做功消耗的能量轉化為兩小球的重力勢能和動能以及兩小球碰撞產生的熱量，然后由能量守恒就不難解決本題。如圖所示，航空母艦上的起飛跑道由長度為li=1.6X102m的水平跑道和長度為12=20m的傾斜跑道兩部分組成。H水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h=4.0m。一架質量為m=2.0 x104kg的飛機，其噴氣發(fā)動機的推力大小包為F=1.2X105N,方向與速度方向相同，在整個運動過程中飛機受到的平均阻力大小包為飛

35、機重力的0.1倍。假設航母處于靜止狀態(tài)，飛機質量視為不變并可看成質點，取2g=10m/s。(1)求飛機在水平跑道運動的時間及到達傾斜跑道末端時的速度大??；(2)為了使飛機在傾斜跑道白末端達到起飛速度100m/s,外界還需要在整個水平跑道上對飛機施加助推力F推，求助推力F推的大小。答案：(1)41.5m/s(2)5.175X105N解析：飛機在水平跑道上運動時，水平方向受到推力與阻力作用，設加速度大小為ab末速度大小為V1,運動時間為匕，有F合=5Ff=ma1，v2v0=2a1l1,丫1=8|3又因vo=0,Ff=0.1mg,代入已知數(shù)據可得ai=5.0m/s2,v=40m/s,t=8.0s飛機

36、在傾斜跑道上運動時，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面的分力作用，設沿斜面方向的加速度大小為即末速度大小為V2,則沿斜面方向有F合=FFfFGx=m%,L.h422Fgx=mgsina=mg-=4.0X10N,V2必=2a卜12又因w=40m/s,代入已知數(shù)據可得a=3.0m/s2,V2=1720m/s=41.5m/s。(2)飛機在水平跑道上運動時，水平方向受到推力、助推力與阻力作用，設加速度大小為a、末速度大小為Vi,有F合=F推+FFf=ma,v2v0=2a/1i飛機在傾斜跑道上運動時，沿傾斜跑道仍受到推力、阻力與重力沿斜面的分力作用，加速度大小仍為a=3.0m/s2V22Vi2=2a2

37、L根據題意，V2=100m/s,聯(lián)立代入數(shù)據解得F推=5.175X105N。如圖所示,質量m=0.5kg的物體放在水平面上，在Fr-；-l_L=3.0N的水平恒定拉力作用下由靜止開始運動，物體發(fā)生位移x=4.0m時撤去力F,物體在水平面上繼續(xù)滑動一段距離后停止運動。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)尸0.4,重力加速度g取10m/s2。求：(1附體在力F作用過程中加速度的大小;(2澈去力F的瞬間，物體速度的大小;(3澈去力F后物體繼續(xù)滑動的時間。答案：(1)2m/s2(2)4.0m/s(3)1s解析：(1)設物體在力F作用過程中受到的滑動摩擦力為Ff,力口速度為3,則Ff=mg根據牛頓第二定律，有

38、FFf=ma(解得ai=2m/s2(2)設撤去力F時物體的速度為v,由運動學公式v2=2aix解得v=4.0m/s(3)設撤去力F后物體的加速度為根據牛頓第二定律，有Ff=ma解得a=4m/s2一v由勻變速直線運動公式得t=一a2解得t=1s11如圖（a所示，在足夠長的光滑水平面上，放置一長為L=1m、質量為mi=0.5kg的木板A,一質量為m2=1kg的物體B以初速度V0滑上木板A上表面的同時對木板A施加一個水平向右的力F,A與B之間的動摩擦因數(shù)為尸0.2,g=10m/s2,物體B在木板A上運動的路程s與力F的關系如圖（b）所小。求vo、F1、F20答案：4m/s3N9N解析：由圖象可看出當

39、F01N時，物體B在木板A上的路程始終等于板長L,當F=1N時，物體B剛好不從木板A的右端掉下，此后A和B一起相對靜止并加速運動設物體B的加速度為&,木板A的加速度為ai,分別由牛頓第二定律：叩2g=m2a2,F+叩2g=m1a）設物體B運動的位移為Sb,木板A運動的位移為sA,經過t時間兩者速度均為v,根據運動學公式：VoVVSb=2t，生=23v=vo02t=atB在A上相對A向右運動的路程s=Sb-Sav2聯(lián)立解得：s=將F=1N,s=1m代入，解得2r十3?分析可知，當1N&F&F1時，隨著力F增大，s減小，當F=Fi時，出現(xiàn)s突變，說明此時A、B在達到共同速度后，恰好再次發(fā)生相對運動

40、，物體B將會從木板A左端掉下對A、B恰好發(fā)生相對運動時，物體B的加速度為4,則整體加速度也為a2,由牛頓第二定律：Fi=(m1+m2)a2,解得Fi=3N一1一，一，、一一一“v22r一r_，、一一八此時B在A上向右運動的路程為si=-m,當F略小于Fi時B在A上運動的2?i3?3路程為F=F2時B相對A向右運動的路程的兩倍，即有S2=0.5si,解得：F2=9N。(i0分)(20i5福建廈門質檢)如圖所示，在豎直方向上A、B兩物體通過勁度系數(shù)為A的輕質彈簧相連，A放在水平地面上；B、C兩物體通過細線繞過輕質定滑輪相連，C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C,使細線剛剛拉直但無拉力作用，并保證ab

41、段的細線豎直、cd段的細線與斜面平行。已知A、B的質量均為m,斜面傾角為卜37。，重力加速度為g,滑輪的質量和摩擦不計，開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。C釋放后沿斜面下滑，當A剛要離開地面時，B的速度最大，(sin37=0.6,cos37=0.8法：(i)從開始到物體A剛要離開地面的過程中，物體C沿斜面下滑的距離；(2)C的質量；(3)A剛要離開地面時，C的動能。2mg10m20m2g2答案：T(2二-；3T解析：（1）設開始時彈簧壓縮的長度為XB,則有崛=mg設當物體A剛要離開地面時，彈簧的伸長量為Xa,則有kxA=mg當物體A剛要離開地面時，物體B上升的距離與物體C沿斜面下滑的距離相等，為:h

42、=XA+XB解得：h=解得：h=2mg（2附體A剛要離開地面時，以B為研究對象，物體B受到重力mg、彈簧的彈力kxA、細線的拉力T三個力的作用，設物體B的加速度為a,根據牛頓第二定律，對B有：TmgkxA=ma對C有：mcgsin0-T=mcaB獲得最大速度時，有：a=0解得：mc=m3(3)由于XA=XB,彈簧處于壓縮狀態(tài)和伸長狀態(tài)時的彈性勢能相等，彈簧彈力做功為零,且物體A剛要離開地面時，B、C兩物體的速度相等，設為V0,由動能定理得:1mcghsin0-mgh+W彈=(m+mc)v20其中W彈=0解得：v2=12mg213k1解得：v2=12mg213k1所以 Ekc = 2mcv0=2

43、0m2g213k(10分)如圖所示，在粗糙水平面上豎直固定半徑為R=6cm的光滑圓軌道，質量為m=4kg的物塊靜止放在粗糙水平面上A處，物塊與水平面的動摩擦因數(shù)尸0.75,A與B的間距L=0.5m,現(xiàn)對物塊施加大小恒定的拉力F使其沿粗糙水平面做直線運動，到達B處將拉力F撤去，物塊沿豎直光滑圓軌道運動。若拉力F與水平面夾角為祖寸，物塊恰好沿豎直光滑圓軌道通過最高點，重力加速度g取10m/s2,物塊可視為質點。求：(1削塊到達B處時的動能；(2而力F的最小值及此時拉力方向與水平方向的夾角6b答案：(1)6J(2)33.6N372v解析：(1)設物塊恰好到達豎直光滑軌道最高點時速度為V,則有mg=m

44、R物塊從B處沿光滑圓軌道運動到最高點，由機械能守恒得12EkB=2mgR+2mv5聯(lián)立解得：EkB=2mgR=6J所以物塊到達B處時的動能EkB=6J(2削塊從A運動到B,.W合=AEk.FLcosO，mgFsin()L=EkBEkB=FL(cos0+巧in()ggLEkB+mgL42的旱彳導F=Z岬可.？cos9+巧in取cos升0.75sin9由數(shù)學知識可知，當上370時，F(xiàn)最小值為33.6N(11分)如圖所示，在豎直平面內固定有兩個很靠近的同心圓形軌道，外圓ABCDc光滑，內圓的上半部分BCD粗糙，下半部分BAD光滑。刃,4%IoL一質量為m=0.2kg的小球從外軌道的最低點A處以初速度

45、V0向右運動，小球的直徑略小于一質量為兩圓的間距，小球運動的軌道半徑R=0.2m,Wg=10m/s2。(1若要使小球始終緊貼著外圓做完整的圓周運動，初速度V。至少為多少?(2盾vo=3m/s,經過一段時間后小球到達最高點，內軌道對小球的支持力Fc=2N,則小球在這段時間內克服摩擦力做的功是多少?(3盾vo=3.1m/s,經過足夠長的時間后，小球經過最低點A時受到的支持力為多少?小球在整個運動過程中減少的機械能是多少?答案：(1)10m/s(2)0.1J(3)0.561J解析：(1)設此情形下小球到達外軌道的最高點的最小速度為vc,則由牛頓第二定律可2mvcmg=苻1cle由動能定律可知2mgR=2mvcQmvo代入數(shù)據解得：v0=/10m/s。(2)設此時小球到達最高點的速度為Vc,克服摩擦力做的功為W,則由牛頓第二定律可得mvCmg-Fc=r1c1c由動能定理可知2mgRW=mvC2mv0代入數(shù)據解得：W=0.1J(3)經足夠長的時間后，小球在下半圓軌道內做往復運動。設小球經過最低點的速度為VA,受到的支持力為F2,則由動能定理可知12mgR=2mvA根據牛頓第二定律可得Famg