【新高考】2012-2020浙江省高考物理专项分类汇编 专题20 力学计算题 题目+答案
文档属性
| 名称 | 【新高考】2012-2020浙江省高考物理专项分类汇编 专题20 力学计算题 题目+答案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 3.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-12-25 11:14:38 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
专题20 力学计算题
1、(浙江.2012)10．（16分）为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示．在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”，“A鱼”竖直下潜hA后速度减小为零，“B鱼”竖直下潜hB后速度减小为零．“鱼”在水中运动时，除受重力外，还受到浮力和水的阻力．已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 倍，重力加速度为g，“鱼”运动位移值远大于“鱼”的长度．假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计．求：
（1）“A鱼”入水瞬间的速度VA
（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力fA
（3）“A鱼”和“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA：fB．
2、(浙江.2013)23． (16分)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下．图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1＝1.8 m，h2＝4.0 m，x1＝4.8 m，x2＝8.0 m．开始时，质量分别为M＝10 kg和m＝2 kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头．大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零．运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g＝10 m/s2.求：
(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值；
(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；
(3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小．
3、(浙江.2014)23．如图所示，装甲车在水平地面上以速度v0＝20 m/s沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h＝1.8 m．在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触．枪口与靶距离为L时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为v＝800 m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进s＝90 m后停下．装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹．(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g取10 m/s2)
第23题图
(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小；
(2)当L＝410 m时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离；
(3)若靶上只有一个弹孔，求L的范围．
4、(浙江.2015)23．如图所示，用一块长的木板在墙和桌面间架设斜面，桌面高H=0.8m，长。斜面与水平桌面的倾角可在0~60°间调节后固定。将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数，物块与桌面间的动摩擦因数，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。（重力加速度取；最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
（1）求角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；（用正切值表示）
（2）当增大到37°时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）21*cnjy*com
（3）继续增大角，发现=53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离
5、（2016?浙江）10．（16分）在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒．高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h．
（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；
（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；
（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系．
6、(浙江.2017)19.游船从码头沿直线行驶到湖对岸，小明对过程进行观察，记录数据如下表，
运动过程 运动时间 运动状态
匀加速运动
初速度；末速度
匀速运动
匀减速运动
靠岸时的速度
（1）求游船匀加速运动过程中加速度大小，及位移大小；
（2）若游船和游客总质量，求游船匀减速运动过程中所受合力的大小F；
（3）求游船在整个行驶过程中的平均速度大小 。
7、(浙江.2017)20.图中给出一段“”形单行盘山公路的示意图，弯道1、弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为，弯道中心线半径分别为，弯道2比弯道1高，有一直道与两弯道圆弧相切。质量的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍，行驶时要求汽车不打滑。（sin37°=0.6，sin53°=0.8）
（1）求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度；
（2）汽车以进入直道，以的恒定功率直线行驶了，进入弯道2，此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度，求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功；
（3）汽车从弯道1的A点进入，从同一直径上的B点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道，设路宽，求此最短时间（A、B两点都在轨道的中心线上，计算时视汽车为质点 ）。
8、(浙江.2018)19．（9分）可爱的企鹅喜欢在冰面上游玩，如图所示，有一企鹅在倾角为37o的斜面上，先以加速度a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t=8s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25，已知sin37o=0.6，cos37o=0.8 。求：
（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小；
（2）企鹅在冰面上滑动的加速度大小；
（3）企鹅退滑到出发点的速度大小。（计算结果可用根式表示）
9、(浙江.2018)20． 如图所示，一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可以调节的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的小球从A点无初速度释放，经过圆弧上的B点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6N，小球经过BC段所受阻力为其重力的0.2倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2m。小球运动过程中可以视为质点，且不计空气阻力。
（1）求小球运动至B点的速度大小；
（2）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；
（3）为使小球落点P与B点的水平距离最大，求BC段的长度；
（4）小球落到P点后弹起，与地面多次碰撞后静止。假设小球每次碰撞机械能损失75%，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等。求小球从C点飞出后静止所需的时间。
10、(浙江.2019)20.（9分）小明以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一个质量m=的小皮球，最后在抛出点接住。假设小皮球在空气中所受阻力大小为重力的倍。求小皮球
（1）上升的最大高度；
（2）从抛出到接住的过程中重力和空气阻力做的功；
（3）上升和下降的时间。
11、(浙江.2019)21.（12分）某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系，建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾角的直轨道AB，其下方右侧放置一水平传送带，直轨道末端B与传送带间距可近似为零，但允许砂粒通过。转轮半径，转轴间距的传送带以恒定的线速度逆时针转动，转轮最低点离地面的高度。现将一小物块放在距离传送带高h处静止释放，假设小物块从直轨道B端运动到传送带上C点时，速度大小不变，方向变为水平向右。已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为。（）
（1）若，求小物块到达B端时速度的大小；
（2）若小物块落到传送带左侧地面，求h需要满足的条件；
（3）改变小物块释放的高度h，小物块从传送带的D点水平向右抛出，求小物块落地点到D点的水平距离x与h的关系式及h需要满足的条件。
12、(浙江.2020)20.如图1所示，有一质量的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的时开始计时，测得电机的牵引力随时间变化的图线如图2所示，末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力，求物件：
(1)做匀减速运动的加速度大小和方向；
(2)匀速运动的速度大小；
(3)总位移的大小。
13、(浙江.2020)21.小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道和倾角的斜轨道平滑连接而成。质量的小滑块从弧形轨道离地高处静止释放。已知，，滑块与轨道和间的动摩擦因数均为，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。
(1)求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力；
(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点；
(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为的小滑块相碰，碰后一起运动，动摩擦因数仍为0.25，求它们在轨道上到达的高度h与x之间的关系。（碰撞时间不计，，）
专题20 力学计算题 参考答案
1、(浙江.2012)10．
解：（1）A鱼入水前做自由落体运动，根据速度位移公式，有：
解得：
（2）A鱼入水后，受重力、浮力和阻力，根据动能定理，有：
mghA﹣fAhA﹣F浮hA=0﹣
其中：
解得：
（3）同理
解得
答：（1）“A鱼”入水瞬间的速度为；
（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力为；
（3）“A鱼”和“B鱼”在水中运动时所受阻力之比．
2、(浙江.2013)23．[解析] (1)设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin，根据平抛运动规律，有
h1＝gt2①
x1＝vmint②
联立①②式，得vmin＝8 m/s③
(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时的速度为vC，有
(M＋m)gh2＝(M＋m)v④
vC＝＝ m/s≈9 m/s⑤
(3)设拉力为FT，青藤的长度为L，对最低点，由牛顿第二定律得
FT－(M＋m)g＝(M＋m),L)⑥
由几何关系(L－h2)2＋x＝L2⑦
得L＝10 m⑧
综合⑤⑥⑧式并代入数据解得：FT＝(M＋m)g＋(M＋m),L)＝216 N⑨
3、(浙江.2014)23．答案 ：(1) m/s2 (2)0.55 m 0.45 m (3)492 m解 ：(1)装甲车加速度a＝,2s)＝ m/s2.
(2)第一发子弹飞行时间t1＝＝0.5 s
弹孔离地高度h1＝h－gt＝0.55 m
第二发子弹离地的高度h2＝h－g＝1.0 m
两弹孔之间的距离Δh＝h2－h1＝0.45 m.
(3)第一发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L1
L1＝(v0＋v)＝492 m
第二发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L2
L2＝v＋s＝570 m
L的范围 492 m4、(浙江.2015)23．答案：（1）tan0.05 （2）=0.8 （3）1.9m
解：（1）为使小物块下滑mgsin
满足的条件tan0.05
（2）克服摩擦力做功
由动能定理得
代入数据得=0.8
（3）由动能定理得
代入数据得v=1m/s
t=0.4s
5、（2016?浙江）10．
解：（1）打在中点的微粒h=gt2①
解得t=②
（2）打在B点的微粒v1=
2h= ③
解得v1=L ④
同理，打在A点的微粒初速度v2=L ⑤
微粒初速度范围L≤v≤L⑥
（3）由能量关系mv22+mgh=mv12+2mgh
代入④⑤两式可得：
L=2h；
答：（1）若微粒打在探测屏AB的中点，微粒在空中飞行的时间；
（2）能被屏探测到的微粒的初速度范围为L≤v≤L；
（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，L=2h；
6、(浙江.2017)19.答案：
(1)游船匀加速运动过程中加速度大小 a1=0.105m/s2,位移大小为x1=84m
(2)游船匀减速运动过程中所受的合力大小F=400N
(3)游般在整个行驶过程中的的平均速度大小为3.86m/s
解：由题意做出v-t图像如图
所以船匀加速运动过程中加速度大小 a1=0.105m/s2,位移大小为x1=84m
游船匀减速运动过程的加速度大小
根据牛顿第二定律得到F=ma=8000×0.05=400N
所以游船匀减速运动过程中所受的合力大小F=400N
匀加速运动过程位移x1=84明，
匀速运动位移x2=vt=4.2×(640-40)m=2520m
匀减速运动过程位移
总位移X=X1+X2+X3=(84+2520+176)m=2780m
所以行驶总时间为t=720s
所以整个过程中行驶的平均速度大小=3.86m/s。
7、(浙江.2017)20.答案：（1）（2）（3）
解：（1）弯道1的最大速度v1，有：
得
（2）弯道2的最大速度v2，有：
得
直道上由动能定理有：
代入数据可得
可知r增大v增大，r最大，切弧长最小，对应时间最短，所以轨迹设计应如下图所示
由图可以得到
代入数据可以得到r’=12.5m
汽车沿着该路线行驶的最大速度
由
线路长度
最短时间。
8、(浙江.2018)19．解：（1）奔跑过程： 有x=16m，
（2）上滑过程： 有a1=8m/s2，
下滑过程： 有a2=4m/s2，
（3）上滑位移：
退滑到出发点的速度：得到：
9、(浙江.2018)20．
解：（1）在B点： 得到：
（2）A至B过程中，由动能定理： 得到：
（3）B至C过程中，由动能定理：
B至P的水平距离：
当 P至B的水平距离最大
（4）C至P时间：
……
10、(浙江.2019)20.
解：（1）上升过程由牛顿第二定律得：mg+f=ma1
解得：a1=11m/s2
上升的最大高度：h==m
（2）从抛出到接住的过程中重力做功WG=0
空气阻力做功Wf=-f2h=-J
（3）上升过程的时间t1==s
下降过程由牛顿第二定律得：mg-f=ma2
解得：a2=9m/s2
由位移公式得：h=
解得：t2=s
答：（1）上升的最大高度是m；
（2）从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功分别为0、-J
（3）上升和下降的时间分别为s、s。
11、(浙江.2019)21.解：（1）物块由静止释放到B的过程中，由牛顿第二定律得：
mgsinθ-μmgcosθ=ma
由速度位移的关系式得：
vB2=2a
联立解得：vB=4m/s
（2）左侧离开，设到D点速度为零时高为h1，由动能定理得：
0=mgh1-μmgcosθ-μmgL
解得：h1=
若小物块落到传送带左侧地面，h需要满足的条件是h≤
（3）右侧抛出，设到D点的速度为v，由动能定理得：
mv2=mgh一μmgcosθ-μmgL
由平抛运动的规律得：H+2R=gt2，x=vt
解得：x=2
为使能在D点水平抛出，则有：
mg≤
解得：h=
答：（1）若h=，小物块到达B端时速度的大小是4m/s；
（2）若小物块落到传送带左侧地面，h需要满足的条件是h≤；
（3）改变小物块释放的高度h，小物块从传送带的D点水平向右抛出，小物块落地点到D点的水平距离x与h的关系式是x=2
h需要满足的条件是h=。
12、(浙江.2020)20.答案：(1)，竖直向下；(2)1m/s；(3)40m
解：(1)由图2可知0~26s内物体匀速运动，26s~34s物体减速运动，在减速运动过程根据牛顿第二定律有
根据图2得此时FT=1975N，则有
方向竖直向下。
(2)结合图2根据运动学公式有
(3)根据图像可知匀速上升的位移
匀减速上升的位移
匀加速上升的位移为总位移的，则匀速上升和减速上升的位移为总位移的，则有
所以总位移为
h=40m
13、(浙江.2020)21.答案：(1)8N，方向水平向左；(2)不会冲出；(3) （）；（）
解：(1)机械能守恒定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
方向水平向左
(2)能在斜轨道上到达的最高点为点，功能关系
得
故不会冲出
(3)滑块运动到距A点x处的速度为v，动能定理
碰撞后的速度为，动量守恒定律
设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为h，动能定理
得
（）
_21?????????è?????(www.21cnjy.com)_
专题20 力学计算题
1、(浙江.2012)10．（16分）为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示．在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”，“A鱼”竖直下潜hA后速度减小为零，“B鱼”竖直下潜hB后速度减小为零．“鱼”在水中运动时，除受重力外，还受到浮力和水的阻力．已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 倍，重力加速度为g，“鱼”运动位移值远大于“鱼”的长度．假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计．求：
（1）“A鱼”入水瞬间的速度VA
（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力fA
（3）“A鱼”和“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA：fB．
2、(浙江.2013)23． (16分)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下．图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1＝1.8 m，h2＝4.0 m，x1＝4.8 m，x2＝8.0 m．开始时，质量分别为M＝10 kg和m＝2 kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头．大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零．运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g＝10 m/s2.求：
(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值；
(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；
(3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小．
3、(浙江.2014)23．如图所示，装甲车在水平地面上以速度v0＝20 m/s沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h＝1.8 m．在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触．枪口与靶距离为L时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为v＝800 m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进s＝90 m后停下．装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹．(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g取10 m/s2)
第23题图
(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小；
(2)当L＝410 m时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离；
(3)若靶上只有一个弹孔，求L的范围．
4、(浙江.2015)23．如图所示，用一块长的木板在墙和桌面间架设斜面，桌面高H=0.8m，长。斜面与水平桌面的倾角可在0~60°间调节后固定。将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数，物块与桌面间的动摩擦因数，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。（重力加速度取；最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
（1）求角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；（用正切值表示）
（2）当增大到37°时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）21*cnjy*com
（3）继续增大角，发现=53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离
5、（2016?浙江）10．（16分）在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒．高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h．
（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；
（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；
（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系．
6、(浙江.2017)19.游船从码头沿直线行驶到湖对岸，小明对过程进行观察，记录数据如下表，
运动过程 运动时间 运动状态
匀加速运动
初速度；末速度
匀速运动
匀减速运动
靠岸时的速度
（1）求游船匀加速运动过程中加速度大小，及位移大小；
（2）若游船和游客总质量，求游船匀减速运动过程中所受合力的大小F；
（3）求游船在整个行驶过程中的平均速度大小 。
7、(浙江.2017)20.图中给出一段“”形单行盘山公路的示意图，弯道1、弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为，弯道中心线半径分别为，弯道2比弯道1高，有一直道与两弯道圆弧相切。质量的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍，行驶时要求汽车不打滑。（sin37°=0.6，sin53°=0.8）
（1）求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度；
（2）汽车以进入直道，以的恒定功率直线行驶了，进入弯道2，此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度，求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功；
（3）汽车从弯道1的A点进入，从同一直径上的B点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道，设路宽，求此最短时间（A、B两点都在轨道的中心线上，计算时视汽车为质点 ）。
8、(浙江.2018)19．（9分）可爱的企鹅喜欢在冰面上游玩，如图所示，有一企鹅在倾角为37o的斜面上，先以加速度a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t=8s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25，已知sin37o=0.6，cos37o=0.8 。求：
（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小；
（2）企鹅在冰面上滑动的加速度大小；
（3）企鹅退滑到出发点的速度大小。（计算结果可用根式表示）
9、(浙江.2018)20． 如图所示，一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可以调节的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的小球从A点无初速度释放，经过圆弧上的B点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6N，小球经过BC段所受阻力为其重力的0.2倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2m。小球运动过程中可以视为质点，且不计空气阻力。
（1）求小球运动至B点的速度大小；
（2）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；
（3）为使小球落点P与B点的水平距离最大，求BC段的长度；
（4）小球落到P点后弹起，与地面多次碰撞后静止。假设小球每次碰撞机械能损失75%，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等。求小球从C点飞出后静止所需的时间。
10、(浙江.2019)20.（9分）小明以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一个质量m=的小皮球，最后在抛出点接住。假设小皮球在空气中所受阻力大小为重力的倍。求小皮球
（1）上升的最大高度；
（2）从抛出到接住的过程中重力和空气阻力做的功；
（3）上升和下降的时间。
11、(浙江.2019)21.（12分）某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系，建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾角的直轨道AB，其下方右侧放置一水平传送带，直轨道末端B与传送带间距可近似为零，但允许砂粒通过。转轮半径，转轴间距的传送带以恒定的线速度逆时针转动，转轮最低点离地面的高度。现将一小物块放在距离传送带高h处静止释放，假设小物块从直轨道B端运动到传送带上C点时，速度大小不变，方向变为水平向右。已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为。（）
（1）若，求小物块到达B端时速度的大小；
（2）若小物块落到传送带左侧地面，求h需要满足的条件；
（3）改变小物块释放的高度h，小物块从传送带的D点水平向右抛出，求小物块落地点到D点的水平距离x与h的关系式及h需要满足的条件。
12、(浙江.2020)20.如图1所示，有一质量的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的时开始计时，测得电机的牵引力随时间变化的图线如图2所示，末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力，求物件：
(1)做匀减速运动的加速度大小和方向；
(2)匀速运动的速度大小；
(3)总位移的大小。
13、(浙江.2020)21.小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道和倾角的斜轨道平滑连接而成。质量的小滑块从弧形轨道离地高处静止释放。已知，，滑块与轨道和间的动摩擦因数均为，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。
(1)求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力；
(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点；
(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为的小滑块相碰，碰后一起运动，动摩擦因数仍为0.25，求它们在轨道上到达的高度h与x之间的关系。（碰撞时间不计，，）
专题20 力学计算题 参考答案
1、(浙江.2012)10．
解：（1）A鱼入水前做自由落体运动，根据速度位移公式，有：
解得：
（2）A鱼入水后，受重力、浮力和阻力，根据动能定理，有：
mghA﹣fAhA﹣F浮hA=0﹣
其中：
解得：
（3）同理
解得
答：（1）“A鱼”入水瞬间的速度为；
（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力为；
（3）“A鱼”和“B鱼”在水中运动时所受阻力之比．
2、(浙江.2013)23．[解析] (1)设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin，根据平抛运动规律，有
h1＝gt2①
x1＝vmint②
联立①②式，得vmin＝8 m/s③
(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时的速度为vC，有
(M＋m)gh2＝(M＋m)v④
vC＝＝ m/s≈9 m/s⑤
(3)设拉力为FT，青藤的长度为L，对最低点，由牛顿第二定律得
FT－(M＋m)g＝(M＋m),L)⑥
由几何关系(L－h2)2＋x＝L2⑦
得L＝10 m⑧
综合⑤⑥⑧式并代入数据解得：FT＝(M＋m)g＋(M＋m),L)＝216 N⑨
3、(浙江.2014)23．答案 ：(1) m/s2 (2)0.55 m 0.45 m (3)492 m
(2)第一发子弹飞行时间t1＝＝0.5 s
弹孔离地高度h1＝h－gt＝0.55 m
第二发子弹离地的高度h2＝h－g＝1.0 m
两弹孔之间的距离Δh＝h2－h1＝0.45 m.
(3)第一发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L1
L1＝(v0＋v)＝492 m
第二发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L2
L2＝v＋s＝570 m
L的范围 492 m
解：（1）为使小物块下滑mgsin
满足的条件tan0.05
（2）克服摩擦力做功
由动能定理得
代入数据得=0.8
（3）由动能定理得
代入数据得v=1m/s
t=0.4s
5、（2016?浙江）10．
解：（1）打在中点的微粒h=gt2①
解得t=②
（2）打在B点的微粒v1=
2h= ③
解得v1=L ④
同理，打在A点的微粒初速度v2=L ⑤
微粒初速度范围L≤v≤L⑥
（3）由能量关系mv22+mgh=mv12+2mgh
代入④⑤两式可得：
L=2h；
答：（1）若微粒打在探测屏AB的中点，微粒在空中飞行的时间；
（2）能被屏探测到的微粒的初速度范围为L≤v≤L；
（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，L=2h；
6、(浙江.2017)19.答案：
(1)游船匀加速运动过程中加速度大小 a1=0.105m/s2,位移大小为x1=84m
(2)游船匀减速运动过程中所受的合力大小F=400N
(3)游般在整个行驶过程中的的平均速度大小为3.86m/s
解：由题意做出v-t图像如图
所以船匀加速运动过程中加速度大小 a1=0.105m/s2,位移大小为x1=84m
游船匀减速运动过程的加速度大小
根据牛顿第二定律得到F=ma=8000×0.05=400N
所以游船匀减速运动过程中所受的合力大小F=400N
匀加速运动过程位移x1=84明，
匀速运动位移x2=vt=4.2×(640-40)m=2520m
匀减速运动过程位移
总位移X=X1+X2+X3=(84+2520+176)m=2780m
所以行驶总时间为t=720s
所以整个过程中行驶的平均速度大小=3.86m/s。
7、(浙江.2017)20.答案：（1）（2）（3）
解：（1）弯道1的最大速度v1，有：
得
（2）弯道2的最大速度v2，有：
得
直道上由动能定理有：
代入数据可得
可知r增大v增大，r最大，切弧长最小，对应时间最短，所以轨迹设计应如下图所示
由图可以得到
代入数据可以得到r’=12.5m
汽车沿着该路线行驶的最大速度
由
线路长度
最短时间。
8、(浙江.2018)19．解：（1）奔跑过程： 有x=16m，
（2）上滑过程： 有a1=8m/s2，
下滑过程： 有a2=4m/s2，
（3）上滑位移：
退滑到出发点的速度：得到：
9、(浙江.2018)20．
解：（1）在B点： 得到：
（2）A至B过程中，由动能定理： 得到：
（3）B至C过程中，由动能定理：
B至P的水平距离：
当 P至B的水平距离最大
（4）C至P时间：
……
10、(浙江.2019)20.
解：（1）上升过程由牛顿第二定律得：mg+f=ma1
解得：a1=11m/s2
上升的最大高度：h==m
（2）从抛出到接住的过程中重力做功WG=0
空气阻力做功Wf=-f2h=-J
（3）上升过程的时间t1==s
下降过程由牛顿第二定律得：mg-f=ma2
解得：a2=9m/s2
由位移公式得：h=
解得：t2=s
答：（1）上升的最大高度是m；
（2）从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功分别为0、-J
（3）上升和下降的时间分别为s、s。
11、(浙江.2019)21.解：（1）物块由静止释放到B的过程中，由牛顿第二定律得：
mgsinθ-μmgcosθ=ma
由速度位移的关系式得：
vB2=2a
联立解得：vB=4m/s
（2）左侧离开，设到D点速度为零时高为h1，由动能定理得：
0=mgh1-μmgcosθ-μmgL
解得：h1=
若小物块落到传送带左侧地面，h需要满足的条件是h≤
（3）右侧抛出，设到D点的速度为v，由动能定理得：
mv2=mgh一μmgcosθ-μmgL
由平抛运动的规律得：H+2R=gt2，x=vt
解得：x=2
为使能在D点水平抛出，则有：
mg≤
解得：h=
答：（1）若h=，小物块到达B端时速度的大小是4m/s；
（2）若小物块落到传送带左侧地面，h需要满足的条件是h≤；
（3）改变小物块释放的高度h，小物块从传送带的D点水平向右抛出，小物块落地点到D点的水平距离x与h的关系式是x=2
h需要满足的条件是h=。
12、(浙江.2020)20.答案：(1)，竖直向下；(2)1m/s；(3)40m
解：(1)由图2可知0~26s内物体匀速运动，26s~34s物体减速运动，在减速运动过程根据牛顿第二定律有
根据图2得此时FT=1975N，则有
方向竖直向下。
(2)结合图2根据运动学公式有
(3)根据图像可知匀速上升的位移
匀减速上升的位移
匀加速上升的位移为总位移的，则匀速上升和减速上升的位移为总位移的，则有
所以总位移为
h=40m
13、(浙江.2020)21.答案：(1)8N，方向水平向左；(2)不会冲出；(3) （）；（）
解：(1)机械能守恒定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
方向水平向左
(2)能在斜轨道上到达的最高点为点，功能关系
得
故不会冲出
(3)滑块运动到距A点x处的速度为v，动能定理
碰撞后的速度为，动量守恒定律
设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为h，动能定理
得
（）
_21?????????è?????(www.21cnjy.com)_
同课章节目录