2022年2011屆高考物理力學(xué)經(jīng)典例題匯編復(fù)習(xí)2

1、高中物理典型例題匯編力學(xué)部分9，如圖 8-1 所示,質(zhì)量為m=0.4kg 的滑塊,在水平外力F 作用下,在光滑水平面上從A1點(diǎn)由靜止開頭向 B 點(diǎn)運(yùn)動(dòng),到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)外力 F突然撤去, 滑塊立刻沖上半徑為R=0.4 米的光4滑圓弧面小車,小車立刻沿光滑水平面PQ運(yùn)動(dòng).設(shè)：開頭時(shí)平面AB 與圓弧 CD 相切, A，B，C 三點(diǎn)在同一水平線上,令A(yù)B 連線為 X 軸,且 AB=d=0.64m,滑塊在 AB 面上運(yùn)動(dòng)時(shí),其動(dòng)量隨位移的變化關(guān)系為P=1.6X kgm/s ,小車質(zhì)量 M=3.6kg ,不計(jì)能量缺失.求：(1) 滑塊受水平推力 F 為多大 . 2滑塊通過 C 點(diǎn)時(shí),圓弧 C 點(diǎn)受到壓力為

2、多大. 3滑塊到達(dá) D 點(diǎn)時(shí),小車速度為多大. 4滑塊能否其次次通過C 點(diǎn). 如滑塊其次次通過C 點(diǎn)時(shí),小車與滑塊的速度分別為多大. 5 滑塊從 D 點(diǎn)滑出再返回 D 點(diǎn)這一過程中, 小車移動(dòng)距離為多少 . g 取 10m/s2 分析與解： 1由 P=1.6X =mv ,代入 x=0.64m ,可得滑塊到 B 點(diǎn)速度為：V B =1.6X /m=1.60.64 /m =3.2m/sAB ,由動(dòng)能定理得：FS= 1 mV B 22可編輯資料 - - - 歡迎下載v2所以 F=mB=0. 4× 3.22/2 ×0.64=3.2N可編輯資料 - - - 歡迎下載2S(2) 滑塊滑

3、上 C 立刻做圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓其次定律得：可編輯資料 - - - 歡迎下載v2N-mg=mC而 V C=V B 就可編輯資料 - - - 歡迎下載R可編輯資料 - - - 歡迎下載N=mg+m2vC=0.4× 10+0.4× 3.22/0.4=14.2N可編輯資料 - - - 歡迎下載R可編輯資料 - - - 歡迎下載(3) 滑塊由 CD 的過程中,滑塊和小車組成系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒,由于滑塊始終緊貼著小車一起運(yùn)動(dòng),在D 點(diǎn)時(shí),滑塊和小車具有相同的水平速度V DX.由動(dòng)量守恒定律得：mV C=M+mV DX所以 V DX =mV C/M+m=0.4X3.2/3.6+0.4

4、=0.32m/s(4) 滑塊確定能再次通過C 點(diǎn).由于滑塊到達(dá)D 點(diǎn)時(shí),除與小車有相同的水平速度V DX 外, 仍具有豎直向上的分速度V DY ,因此滑塊以后將脫離小車相對(duì)于小車做豎直上拋運(yùn)動(dòng)相對(duì)地 面做斜上拋運(yùn)動(dòng) .因題中說明無能量缺失,可知滑塊在離車后一段時(shí)間內(nèi),始終處于D 點(diǎn)的正上方 因兩者在水平方向不受力作用,水平方向分運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng),具有相同水平速度 , 所以滑塊返回時(shí)必重新落在小車的D 點(diǎn)上,然后再圓孤下滑,最終由C 點(diǎn)離開小車,做平拋運(yùn)動(dòng)落到地面上.由機(jī)械能守恒定律得：可編輯資料 - - - 歡迎下載1mV C22=mgR+ 12M+mV DX 2+1mV DY 22可編輯資料

5、- - - 歡迎下載所以以滑塊，小車為系統(tǒng),以滑塊滑上C 點(diǎn)為初態(tài),滑塊其次次滑到C 點(diǎn)時(shí)為末態(tài),此過程中系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,系統(tǒng)機(jī)械能守恒留意： 對(duì)滑塊來說,此過程中彈力與速度不垂直,可編輯資料 - - - 歡迎下載彈力做功,機(jī)械能不守恒得：mV C=mV C +MV 即1 mV2=C211mV C2+MV 222可編輯資料 - - - 歡迎下載上式中 VC，V 分別為滑塊返回 C 點(diǎn)時(shí),滑塊與小車的速度,V=2mV C /M+m=2X0.4X3.2/3.6+0.4=0.64m/sV C =m-MV C/m+M=0.4-3.6X3.2/0.4+3.6=-2.56m/s與 V 反向(5) 滑

6、塊離 D 到返回 D 這一過程中,小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),前進(jìn)距離為：S=V DX 2V DY /g=0.32× 2× 1.1/10=0.07m10，如圖 9-1 所示,質(zhì)量為 M=3kg 的木板靜止在光滑水平面上, 板的右端放一質(zhì)量為m=1kg的小鐵塊,現(xiàn)給鐵塊一個(gè)水平向左速度V0=4m/s,鐵塊在木板上滑行,與固定在木板左端的水平輕彈簧相碰后又返回,且恰好停在木板右端,求鐵塊與彈簧相碰過程中,彈性勢(shì)能的最大值 EP.可編輯資料 - - - 歡迎下載分析與解： 在鐵塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,因此彈簧壓縮最大時(shí)和鐵塊停在木板右端時(shí)系統(tǒng)的共同速度（鐵塊與木板的速度相同）

7、可用動(dòng)量守恒定律求出.在鐵塊相對(duì)于木板來回運(yùn)動(dòng)過程中,系統(tǒng)總機(jī)械能缺失等于摩擦力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離的乘積,可利用能量關(guān)系分別對(duì)兩過程列方程解出結(jié)果.設(shè)彈簧壓縮量最大時(shí)和鐵塊停在木板右端時(shí)系統(tǒng)速度分別為V 和 V,由動(dòng)量守恒得： mV 0=M+mV=M+mV 所以, V=V =mV0/M+m=1X4/3+1=1m/s鐵塊剛在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)總動(dòng)能為：EK=mV 02=0.5X1X16=8J彈簧壓縮量最大時(shí)和鐵塊最終停在木板右端時(shí),系統(tǒng)總動(dòng)能都為：EK =M+mV 2=0.5X3+1X1=2J鐵塊在相對(duì)于木板來回運(yùn)過程中,克服摩擦力f 所做的功為：Wf=f2L=E K -EK =-82=6J鐵塊由開頭

8、運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮量最大的過程中,系統(tǒng)機(jī)械能缺失為：fs=3J由能量關(guān)系得出彈性勢(shì)能最大值為：EP=EK-EK -fs=8-2-3=3J說明：由于木板在水平光滑平面上運(yùn)動(dòng),整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)量守恒,題中所求的是彈簧的最大彈性勢(shì)能,解題時(shí)必需要用到能量關(guān)系.在解此題時(shí)要留意兩個(gè)方面：是要知道只有當(dāng)鐵塊和木板相對(duì)靜止時(shí) 即速度相同時(shí) ,彈簧的彈性勢(shì)能才最大.彈性勢(shì)能量大時(shí),鐵塊和木板的速度都不為零.鐵塊停在木板右端時(shí),系統(tǒng)速度也不為零.是系統(tǒng)機(jī)械能缺失并不等于鐵塊克服摩擦力所做的功,而等于鐵塊克服摩擦力所做的功和摩擦力對(duì)木板所做功的差值,故在運(yùn)算中用摩擦力乘上鐵塊在木板上相對(duì)滑動(dòng)的距離.11，如圖 10-1

9、所示,勁度系數(shù)為K 的輕質(zhì)彈簧一端與墻固定,另一端與傾角為的斜面體小車連接,小車置于光滑水平面上.在小車上疊放一個(gè)物體,已知小車質(zhì)量為M,物體質(zhì)量為 m,小車位于 O 點(diǎn)時(shí),整個(gè)系統(tǒng)處于平穩(wěn)狀態(tài).現(xiàn)將小車從O 點(diǎn)拉到 B 點(diǎn),令 OB=b,無初速釋放后,小車即在水平面B，C 間來回運(yùn)動(dòng),而物體和小車之間始終沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng).求：(1) 小車運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)時(shí)的加速度大小和物體所受到的摩擦力大小.2b 的大小必需中意什么條件,才能使小車和物體一起運(yùn)動(dòng)過程中,在某一位置時(shí),物體和小車之間的摩擦力為零.可編輯資料 - - - 歡迎下載分析與解：(1) 所求的加速度 a和摩擦力 f 是小車在 B 點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)

10、值.取M ，m 和彈簧組成的系統(tǒng)為爭(zhēng)辯對(duì)象,由牛頓其次定律：kb=M+ma所以 a=kb/M+m .取 m 為爭(zhēng)辯對(duì)象,在沿斜面方向有：f- mgsin=macos所以, f=mgsin +mcos=mgsin +cos(2) 當(dāng)物體和小車之間的摩擦力的零時(shí),小車的加速度變?yōu)閍,小車距 O 點(diǎn)距離為 b,取 m 為爭(zhēng)辯對(duì)象,有： mgsin =ma cos 取 M ， m 和彈簧組成的系統(tǒng)為爭(zhēng)辯對(duì)象,有：kb=M+ma以上述兩式聯(lián)立解得：b= M+mgtg說明：在求解加速度時(shí)用整體法,在分析求解m 受到的摩擦力時(shí)用隔離法.整體法和隔離法兩者交互運(yùn)用是解題中常用的方法,希讀者認(rèn)真把握.12，質(zhì)量

11、為 m 的鋼板與直立輕彈簧的上端連接,彈簧下端固定在地上.平穩(wěn)時(shí),彈簧的壓縮量為 Xo,如圖 11-1 所示.一物塊從鋼板正上方距離為3Xo 的 A 處自由落下,打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運(yùn)動(dòng),但不粘連.它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng).已知物塊質(zhì)量也為 m 時(shí),它們恰能回到O 點(diǎn).如物塊質(zhì)量為2m,仍從 A 處自由落下,就物塊與鋼板回到O點(diǎn)時(shí),仍具有向上的速度.求物塊向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)O 點(diǎn)的距離.分析與解： 物塊自由下落,與鋼板碰撞,壓縮彈簧后再反彈向上,運(yùn)動(dòng)到O 點(diǎn),彈簧復(fù)原原長(zhǎng). 碰撞過程中意動(dòng)量守恒條件.壓縮彈簧及反彈時(shí)機(jī)械能守恒.自由下落3Xo ,依據(jù)機(jī)械能守恒：所以物塊與鋼板碰撞

12、時(shí),依據(jù)動(dòng)量守恒：mv0=m+mv 1 （v1 為碰后共同速度）可編輯資料 - - - 歡迎下載V 1=V 0/2=物塊與鋼板一起升到O 點(diǎn),依據(jù)機(jī)械能守恒：2mV 12+Ep=2mgx 0 1假如物塊質(zhì)量為 2m,就： 2mVo=2m+mV 2 ,即 V 2=Vo設(shè)回到 O 點(diǎn)時(shí)物塊和鋼板的速度為V ,就：3mV 22+Ep=3mgx 0+3mV 2 2從 O 點(diǎn)開頭物塊和鋼板分別,由1 式得：Ep=mgx 0 代入 2 得：mVo 2+mgx 0=3mgx 0 +3mV 2所以, V2=gx0 即高中物理典型例題匯編 二13，如圖 12-1 所示,有兩塊大小不同的圓形薄板厚度不計(jì) ,質(zhì)量分

13、別為 M 和 m,半徑分別為 R 和 r,兩板之間用一根長(zhǎng)為0.4m 的輕繩相連結(jié).開頭時(shí),兩板水平放置并疊合在一起,靜止于高度為 0.2m 處.然后自由下落到一固定支架C 上,支架上有一半徑為Rr<R <R的圓孔,圓孔與兩薄板中心均在圓板中心軸線上,木板與支架發(fā)生沒有機(jī)械能缺失的碰撞.碰撞后,兩板即分別,直到輕繩繃緊.在輕繩繃緊的瞬時(shí),兩物體具有共同速度V ,如圖 12-2所示.求： 1 如 M=m ,就 V 值為多大 2如 M/m=K ,試爭(zhēng)辯 V 的方向與 K 值間的關(guān)系.分析與解： 開頭 M 與 m 自由下落,機(jī)械能守恒.M 與支架 C 碰撞后, M 以原速率返回,向上做勻

14、減速運(yùn)動(dòng).m 向下做勻加速運(yùn)動(dòng).在繩繃緊瞬時(shí),內(nèi)力 繩拉力 很大,可忽視重力,認(rèn)為在豎直方向上M 與 m 系統(tǒng)動(dòng)量守恒. 1據(jù)機(jī)械能守恒： M+mgh=M+mV 02 所以, V 0=2m/s可編輯資料 - - - 歡迎下載M 碰撞支架后以 Vo 返回作豎直上拋運(yùn)動(dòng), m 自由下落做勻加速運(yùn)動(dòng).在繩繃緊瞬時(shí),M速度為 V 1,上上升度為 h1 ,m 的速度為 V 2,下落高度為 h2.就： h1+h 2=0.4m , h1=V 0 t-gt2, h2=V 0t+gt 2,而 h1+h 2=2V 0t,故：所以： V 1=V 0-gt=2-100×.1=1m/s V 2=V 0 +gt

15、=2+10 ×0.1=3m/s依據(jù)動(dòng)量守恒,取向下為正方向,mV 2-MV 1=M+mV ,所以那么當(dāng) m=M 時(shí), V=1m/s .當(dāng) M/m=K 時(shí), V=.爭(zhēng)辯： K 3 時(shí), V 0,兩板速度方向向下.K 3 時(shí), V 0,兩板速度方向向上.K=3 時(shí), V=0 ,兩板瞬時(shí)速度為零,接著再自由下落.14，如圖 13-1 所示,物體 A 從高 h 的 P 處沿光滑曲面從靜止開頭下滑,物體B 用長(zhǎng)為 L的細(xì)繩豎直懸掛在O 點(diǎn)且剛和平面上 Q 點(diǎn)接觸.已知mA=mB ,高 h 及 S平面部分長(zhǎng) .如 A 和 B 碰撞時(shí)無能量缺失. 1如 Lh/4,碰后 A ，B 各將做什么運(yùn)動(dòng) .

16、2如 L=h ,且 A 與平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ,A ，B 可能碰撞幾次？ A 最終在何處？分析與解： 當(dāng)水平部分沒有摩擦?xí)r, A 球下滑到未碰 B 球前能量守恒,與B 碰撞因無能量缺失,而且質(zhì)量相等,由動(dòng)量守恒和能量守恒可得兩球交換速度.A可編輯資料 - - - 歡迎下載停在 Q 處, B 碰后可能做搖擺,也可能饒O 點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).假如做搖擺,就經(jīng)一段時(shí)間, B 反圖 13-1可編輯資料 - - - 歡迎下載向與 A 相碰,使 A 又回到原先高度, B 停在 Q 處,以后重復(fù)以上過程,如此連續(xù)下去,如B 做圓周運(yùn)動(dòng), B 逆時(shí)針以 O 為圓心轉(zhuǎn)一周后與 A 相碰, B 停在 Q 處

17、, A 向右做勻速運(yùn)動(dòng).由此分析,我們可得此題的解如下：(1) A 與 B 碰撞前 A 的速度： mgh=mV A 2, V A =由于 mA =m B,碰撞無能量缺失,兩球交換速度,得：V A =,0 V B =VA =設(shè) B 球到最高點(diǎn)的速度為Vc, B 做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件：mBg=m BV 2/L 1又因mB V B2 =m BV 2+m Bg2L 2可編輯資料 - - - 歡迎下載將1 式及 V B=代入 2 式得： L=2h/5即 L2h/5時(shí), A ，B 碰后 B 才可能做圓周運(yùn)動(dòng).而題意為L(zhǎng)=h/4 2h/5,故 A 與 B 碰后,B 必做圓周運(yùn)動(dòng).因此 1的解為： A 與 B

18、 碰后 A 停在 Q 處, B 做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)一周后,B 再次與 A 相碰, B 停在 Q 處, A 向右以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).(2) 由上面分析可知,當(dāng)L=h 時(shí), A 與 B 碰后, B 只做搖擺,因水平面粗糙,所以A 在來回運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能要缺失.設(shè)碰撞次數(shù)為n,由動(dòng)能定理可得： mA gh-nmAgS=0所以 n=h/ S爭(zhēng)辯：如 n 為非整數(shù)時(shí),相碰次數(shù)應(yīng)湊足整數(shù)數(shù)目.如 n=1.2,就碰撞次數(shù)為兩次.當(dāng) n 為奇數(shù)時(shí),相碰次數(shù)為n-1 次.如 n=3,就相碰次數(shù)為兩次,且A 球剛到達(dá) Q 處將碰 B 而又未碰 B .當(dāng) n 為偶數(shù)時(shí),相碰次數(shù)就是該偶數(shù)的數(shù)值,如n=4 ,就相碰次數(shù)為四次. 球?qū)⑼Ｔ诰?B 球 S 處的 C 點(diǎn).A 球停留位置如圖 13-2 所示.15，如圖 14-1 所示,長(zhǎng)為 L,質(zhì)量為 m 1 的物塊 A置于光滑水平面上, 在 A 的水平上表面左端放一質(zhì)量為可編輯資料 - - - 歡迎下載m2 的物體 B,B 與 A 的動(dòng)摩擦因數(shù)為 .A 和 B 一起以相同的速度 V 向右運(yùn)動(dòng),在 A 與豎直墻壁碰撞過程中無機(jī)械能缺失,要使B 始終不從 A 上掉下來, V 必需中意什么條件 .用 m1，m2, L 及 表示 分析與解： A 與墻壁發(fā)生無機(jī)械能缺失的碰撞后,A 以大小為 V 的速度向左運(yùn)動(dòng),B 仍以原速度 V 向右運(yùn)動(dòng),以后的運(yùn)動(dòng)過程有三種可能：