三年高考(2014-2016)物理真題分項(xiàng)版解析——專題19計(jì)算題力與運(yùn)動(dòng)(基礎(chǔ)題)

1、專題19 計(jì)算題 力與運(yùn)動(dòng)（基礎(chǔ)題）1【2016·海南卷】水平地面上有質(zhì)量分別為m和4m的物A和B，兩者與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。細(xì)繩的一端固定，另一端跨過輕質(zhì)動(dòng)滑輪與A相連，動(dòng)滑輪與B相連，如圖所示。初始時(shí)，繩出于水平拉直狀態(tài)。若物塊A在水平向右的恒力F作用下向右移動(dòng)了距離s，重力加速度大小為g。求：（1）物塊B克服摩擦力所做的功；（2）物塊A、B的加速度大小?！敬鸢浮浚?）2mgs （2） 【考點(diǎn)定位】牛頓第二定律、功、勻變速直線運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】采用整體法和隔離法對(duì)物體進(jìn)行受力分析，抓住兩物體之間的內(nèi)在聯(lián)系，繩中張力大小相等、加速度大小相等，根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可。解決本題的

2、關(guān)鍵還是抓住聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁加速度。2（15分）【2016·四川卷】中國(guó)科學(xué)院2015年10月宣布中國(guó)將在2020年開始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人類揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備，在放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用。如圖所示，某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管（漂移管）組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從K點(diǎn)沿軸線進(jìn)入加速器并依次向右穿過各漂移管，在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在漂移管間被電場(chǎng)加速，加速電壓視為不變。設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B時(shí)速度為8×106 m/s，進(jìn)入漂移管E時(shí)速度為1×107 m/s，電源頻率為1×107

3、 Hz，漂移管間縫隙很小，質(zhì)子在每個(gè)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間視為電源周期的1/2。質(zhì)子的荷質(zhì)比取1×108 C/kg。求：（1）漂移管B的長(zhǎng)度；（2）相鄰漂移管間的加速電壓?！敬鸢浮浚?）0.4 m（2）【解析】（1）設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B的速度為，電源頻率、周期分別為f、T，漂移管A的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則 聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得（2）設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管E的速度為，相鄰漂移管間的加速電壓為U，電場(chǎng)對(duì)質(zhì)子所做的功為W，質(zhì)子從漂移管B運(yùn)動(dòng)到E電場(chǎng)做功W，質(zhì)子的電荷量為q、質(zhì)量為m，則 聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得考點(diǎn)：動(dòng)能定理【名師點(diǎn)睛】此題聯(lián)系高科技技術(shù)-粒子加速器，考查了動(dòng)能定理的應(yīng)用，比較簡(jiǎn)單，只要弄清加速原理即可列出動(dòng)

4、能定理求解；與現(xiàn)代高科技相聯(lián)系歷來是高考考查的熱點(diǎn)問題.3【2016·四川卷】（17分）避險(xiǎn)車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施，由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施等組成，如圖豎直平面內(nèi)，制動(dòng)坡床視為與水平面夾角為的斜面。一輛長(zhǎng)12 m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床，當(dāng)車速為23 m/s時(shí)，車尾位于制動(dòng)坡床的低端，貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動(dòng)，當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)了4 m時(shí)，車頭距制動(dòng)坡床頂端38 m，再過一段時(shí)間，貨車停止。已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍，貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4；貨車在制動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍。貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取。

5、求：（1）貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向；（2）制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度?！敬鸢浮浚?）5m/s2，方向沿斜面向下（2）98m（2）設(shè)貨車的質(zhì)量為M，車尾位于制動(dòng)坡床底端時(shí)的車速為v=23 m/s。貨車在車廂內(nèi)開始滑動(dòng)到車頭距制動(dòng)坡床頂端s0=38m的過程中，用時(shí)為t，貨物相對(duì)制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為s1，在車廂內(nèi)滑動(dòng)的距離s=4m，貨車的加速度大小為a2，貨車相對(duì)制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為s2。貨車受到制動(dòng)坡床的阻力大小為F，F(xiàn)是貨車和貨物總重的k倍，k=0.44，貨車長(zhǎng)度l0=12m，制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度為l，則聯(lián)立-并代入數(shù)據(jù)得考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用；牛頓第二定律【名師點(diǎn)睛】此題依據(jù)高速公路的避嫌車道，

6、考查了牛頓第二定律的綜合應(yīng)用；涉及到兩個(gè)研究對(duì)象的多個(gè)研究過程；關(guān)鍵是弄清物理過程，分析貨物和車的受力情況求解加速度，然后選擇合適的物理過程研究解答；此題屬于中等題目.4【2016·天津卷】（16分）我國(guó)將于2022年舉辦冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。如圖所示，質(zhì)量m=60 kg的運(yùn)動(dòng)員從長(zhǎng)直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a=3.6 m/s2勻加速滑下，到達(dá)助滑道末端B時(shí)速度vB=24 m/s，A與B的豎直高度差H=48 m。為了改變運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向，在助滑道與起跳臺(tái)之間用一段彎曲滑道銜接，其中最低點(diǎn)C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓弧。助滑道末端B與滑道最低點(diǎn)C的高度差

7、h=5 m，運(yùn)動(dòng)員在B、C間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力做功W=1 530 J，取g=10 m/s2。（1）求運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑時(shí)受到阻力Ff的大?。唬?）若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點(diǎn)所在圓弧的半徑R至少應(yīng)為多大?！敬鸢浮浚?）144 N （2）12.5 m 【解析】（1）運(yùn)動(dòng)員在AB上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)AB的長(zhǎng)度為x，則有=2ax由牛頓第二定律有 mgFf=ma聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得Ff=144 N（2）設(shè)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，在由B到達(dá)C的過程中，由動(dòng)能定理有mgh+W=mm設(shè)運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)所受的支持力為FN，由牛頓第二定律有FNmg=由運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受

8、重力的6倍，聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得R=12.5 m【考點(diǎn)定位】動(dòng)能定理、牛頓第二定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】此題是力學(xué)綜合題，主要考查動(dòng)能定理及牛頓第二定律的應(yīng)用；解題的關(guān)鍵是搞清運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的物理過程，分析其受力情況，然后選擇合適的物理規(guī)律列出方程求解；注意第（1）問中斜面的長(zhǎng)度和傾角未知，需設(shè)出其中一個(gè)物理量。5【2014·全國(guó)·24】2012年10月，奧地利極限運(yùn)動(dòng)員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下，經(jīng)過4分20秒到達(dá)距地面約1.5km高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運(yùn)動(dòng)的多項(xiàng)世界紀(jì)錄，取重力加速度的大小g=10m/s2.（1）忽略空氣阻力

9、，求該運(yùn)動(dòng)員從靜止開始下落到1.5km高度處所需要的時(shí)間及其在此處速度的大?。?）實(shí)際上物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣阻力，高速運(yùn)動(dòng)受阻力大小可近似表示為f=kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀，橫截面積及空氣密度有關(guān)，已知該運(yùn)動(dòng)員在某段時(shí)間內(nèi)高速下落的vt圖象如圖所示，著陸過程中，運(yùn)動(dòng)員和所攜裝備的總質(zhì)量m=100kg，試估算該運(yùn)動(dòng)員在達(dá)到最大速度時(shí)所受阻力的阻力系數(shù)（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）87s；8.7×102m/s （2）0.008kg/m【解析】（1）設(shè)運(yùn)動(dòng)員從開始自由下落至1.5km高度處的時(shí)間為t，下落距離為S，在1.5km高度處的速度大小

10、為v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：v=gt 依題意有 S=3.9×104m-1.5×103m 聯(lián)立式可得：t=87s v=8.7×102m/s （2）該運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最大速度vmax時(shí)，加速度為零，由牛頓第二定律有： Mg=kv2max 由所給的v-t圖象可讀出 vmax360m/s 由式可得：k=0.008kg/m 考點(diǎn)定位：勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；牛頓第二定律的應(yīng)用；【知識(shí)拓展】此題考查了勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及平衡問題；關(guān)鍵是由給定的圖線中能夠分析出運(yùn)動(dòng)員的最大速度。6【2014·北京·22】（16分）如圖所示，豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切，小滑

11、塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)?，F(xiàn)將A無初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體，并沿桌面滑動(dòng)。已知圓弧軌道光滑，半徑R=0.2m，A與B的質(zhì)量相等，A與B整體與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2。取重力加速度g=10m/s2，求： （1）碰撞前瞬間A的速率v。（2）碰撞后瞬間A與B整體的速度。（3）A與B整體在桌面上滑動(dòng)的距離L?！敬鸢浮浚?）2m/s （2）1m/s （3）0.25m【考點(diǎn)定位】對(duì)動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的考查【方法技巧】對(duì)一運(yùn)動(dòng)過程，考慮動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒的應(yīng)用。7【2014·重慶·7】（15分）題7圖為“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在月球上著陸最后階段的示意

12、圖.首先在發(fā)動(dòng)機(jī)作用下，探測(cè)器受到推力在距月球高度為處懸停（速度為0，遠(yuǎn)小于月球半徑）；接著推力改變，探測(cè)器開始豎直下降，到達(dá)距月面高度為處的速度為，此后發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，探測(cè)器僅受重力下落至月面.已知探測(cè)器總質(zhì)量為（不包括燃料），地球和月球的半徑比為，質(zhì)量比為，地球表面附近的重力加速度為，求：（1）月球表面附近的重力加速度大小及探測(cè)器剛接觸月面時(shí)的速度大??；（2）從開始豎直下降到剛接觸月面時(shí)，探測(cè)器機(jī)械能的變化?！敬鸢浮浚?），；（2）（2）設(shè)機(jī)械能變化量為，動(dòng)能變化量為，重力勢(shì)能變化量為.由能量守恒定律：有解得：【考點(diǎn)定位】本題考查了萬用引力定律及其應(yīng)用、自由落體運(yùn)動(dòng)、能量守恒定律?！痉椒记伞?/p>

13、要求對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都非常清晰。8【2016·浙江卷】（16分）在真空環(huán)境內(nèi)探測(cè)微粒在重力場(chǎng)中能量的簡(jiǎn)化裝置如圖所示。P是一個(gè)微粒源，能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒。高度為h的探測(cè)屏AB豎直放置，離P點(diǎn)的水平距離為L(zhǎng)，上端A與P點(diǎn)的高度差也為h。（1）若微粒打在探測(cè)屏AB的中點(diǎn)，求微粒在空中飛行的時(shí)間；（2）求能被屏探測(cè)到的微粒的初速度范圍；（3）若打在探測(cè)屏A、B兩點(diǎn)的微粒的動(dòng)能相等，求L與h的關(guān)系?！敬鸢浮浚?） （2） （3）【解析】（1）打在中點(diǎn)的微粒（2）打在B點(diǎn)的微粒；同理，打在A點(diǎn)的微粒初速度微粒初速度范圍（3）由能量關(guān)系代入、式【考點(diǎn)定位】動(dòng)能定理；平拋運(yùn)動(dòng)

14、【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的考查；主要是掌握平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法，在水平方向是勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)；解題時(shí)注意找到臨界點(diǎn)；此題難度不算大，意在考查學(xué)生對(duì)物理基本方法的掌握情況。9【2014·山東·23】（18分）研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間（即圖甲中“反應(yīng)過程”所用時(shí)間）t0=0.4s，但飲酒會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。在某次試驗(yàn)中，志愿者少量飲酒后駕車以v0=72km/h的速度在試驗(yàn)場(chǎng)的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離L=39m。減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。取重力加速度的大小g=10m/s2。求：

15、（1）減速過程汽車加速度的大小及所用時(shí)間； （2）飲酒使志愿者的反應(yīng)時(shí)間比一般人增加了多少； （3）減速過程汽車對(duì)志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值?！敬鸢浮浚?），；（2）；（3）（2）設(shè)志愿者飲酒后反應(yīng)時(shí)間的增加量為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 聯(lián)立式代入數(shù)據(jù)得 （3）設(shè)志愿者力所受合外力的大小為F，汽車對(duì)志愿者作用力的大小為，志愿者的質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得 由平行四邊形定則得 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得 【考點(diǎn)定位】牛頓第二定律，勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，力的合成【方法技巧】本題重點(diǎn)考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，以及學(xué)生的試圖能力，要能從圖像上獲取信息。10【2015·福建·20】一摩托

16、車由靜止開始在平直的公路上行駛，其運(yùn)動(dòng)過程的v-t圖像如圖所示，求：（1）摩托車在0-20s這段時(shí)間的加速度大小a；（2）摩托車在0-75s這段時(shí)間的平均速度大小。【答案】（1）1.5m/s2 （2）20 m/s【考點(diǎn)定位】 勻變速直線運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】 本題主要識(shí)圖能力，理解v-t圖像的含義，利用圖像求解加速度與位移、平均速度等11【2015·四川·9】嚴(yán)重的霧霾天氣，對(duì)國(guó)計(jì)民生已造成了嚴(yán)重的影響，汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源，“鐵腕治污”已成為國(guó)家的工作重點(diǎn)，地鐵列車可實(shí)現(xiàn)零排放，大力發(fā)展地鐵，可以大大減少燃油公交車的使用，減少汽車尾氣排放。若一地鐵列車從甲站由靜止啟動(dòng)

17、后做直線運(yùn)動(dòng)，先勻加速運(yùn)動(dòng)20s達(dá)到最高速度72km/h，再勻速運(yùn)動(dòng)80s，接著勻減速運(yùn)動(dòng)15s到達(dá)乙站停住。設(shè)列車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段牽引力為1×106N，勻速階段牽引力的功率為6×103kW，忽略勻減速運(yùn)動(dòng)階段牽引力所做的功。（1）求甲站到乙站的距離；（2）如果燃油公交車運(yùn)行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同，求公交車排放氣體污染物的質(zhì)量。（燃油公交車每做1焦耳功排放氣體污染物3×106克）【答案】（1）s1950m；（2）m2.04kg（2）地鐵列車在從甲站到乙站的過程中，牽引力做的功為：W1Fs1Pt2 根據(jù)題意可知，燃油公交車運(yùn)行中做的功為：W2W

18、1 由式聯(lián)立，并代入數(shù)據(jù)解得：W26.8×108J所以公交車排放氣體污染物的質(zhì)量為：m3×109×6.8×108kg2.04kg【考點(diǎn)定位】勻速直線運(yùn)動(dòng)與勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用，以及功大小的計(jì)算?！久麕燑c(diǎn)睛】分清運(yùn)動(dòng)的過程、熟練掌握相關(guān)物理規(guī)律及其適用條件或范圍。在實(shí)際應(yīng)用問題中，要細(xì)心、耐心讀題，提取有用信息，處理多過程運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往采用分段處理法，同時(shí)要緊扣分段點(diǎn)（速度），這是前后運(yùn)動(dòng)過程的聯(lián)系紐帶。勻變速直線運(yùn)動(dòng)中要善于使用平均速度公式：x。注意區(qū)分功大小的兩種計(jì)算方法：恒力的功：WFscos，恒定功率的功：WPt。12【2015·上海&

19、#183;31】質(zhì)量為m的小球在豎直向上的恒定拉力作用下，由靜止開始從水平地面向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，拉力做功為W，此后撤去拉力，球又經(jīng)相同時(shí)間回到地面，以地面為零勢(shì)能面，不計(jì)空氣阻力。求：（1）球回到地面時(shí)的動(dòng)能；（2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F；（3）球動(dòng)能為W/5時(shí)的重力勢(shì)能?！敬鸢浮浚?）W；（2）；（3）或【解析】 （1）撤去拉力時(shí)球的機(jī)械能為W，由機(jī)械能守恒定律，回到地面時(shí)的動(dòng)能（2）設(shè)拉力作用時(shí)間為t，在此過程中球上升h，末速度為v，則v=at由題意有解得根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma，解得【考點(diǎn)定位】 牛頓第二定律；機(jī)械能守恒定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式【名師點(diǎn)睛】 本題考查動(dòng)力學(xué)綜合問題，屬于動(dòng)力學(xué)中常見的多過程問題，解決這類問題的關(guān)鍵是分析清楚每一個(gè)過程中的受力情況；還要注意到球動(dòng)能為W/5時(shí)有兩個(gè)位置。選取研究對(duì)象，選取研究過程，分段處理。13【2015·山東·23】如圖甲所示，物塊與質(zhì)量為m的小球通過不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過兩等高定滑輪連接。物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上，小球與右側(cè)滑輪的距離為l。開始時(shí)物塊和小球均靜止，將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值?，F(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細(xì)繩的力，將小球緩慢拉起至細(xì)繩與豎直方向成60o角，如圖乙所示，此時(shí)傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍；再將小球