2021屆高考物理三輪沖刺重難點訓(xùn)練：力學(xué)計算大題 (解析版)

力學(xué)計算大題【原卷】1．（2021屆湖北省高三高考模擬）如圖所示，粗糙程度不均勻的水平面與半徑為R的豎直光滑半圓軌道相切于C點，為半圓的直徑，O為圓心，D點是弧的中點，在半圓下半部分有水平向左的勻強電場，場強大?。╣為重力加速度）?，F(xiàn)把可視為質(zhì)點、質(zhì)量為的小物塊P置于水平面的A點，并在水平恒力F（大小未知）的作用下由靜止向左運動，運動到B點撤掉水平恒力F，小物塊P恰好運動到C點靜止?，F(xiàn)把與小物塊P材料相同、質(zhì)量是小物塊P質(zhì)量一半、帶電荷量為的絕緣小物塊Q同樣置于A點，在同樣水平恒力F作用下也從靜止開始向左運動，到B點撤掉水平恒力F，帶電小物塊Q離開水平面后沿著圓弧軌道運動恰好能過最高點M。求：(1)小物塊Q經(jīng)過水平面C點時的速度大??；(2)小物塊Q在半圓軌道上運動過程中對軌道的最大壓力；(3)小物塊Q在運動過程中所受摩擦力做的功。2．如圖甲所示，可視為質(zhì)點的質(zhì)量m1=1kg的小物塊放在質(zhì)量m2=2kg的，長木板正中央位置，長木板靜止在水平地面上，連接物塊的輕質(zhì)細繩與水平方向的夾角為37°，現(xiàn)對長木板施加水平向左的拉力F=18N，長木板運動v-t圖像如圖乙所示，sin37°=0.6，，求：（1）長木板長度L；（2）木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2；（3）物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ1；3．（2021屆湖南省高三高考模擬）如圖所示，將兩根質(zhì)量均為m＝2kg的金屬棒a、b分別垂直地放在水平導(dǎo)軌MNM′N′和PQP′Q′上，左右兩部分導(dǎo)軌間距之比為12，左右兩部分導(dǎo)軌間有磁感應(yīng)強度大小相等但方向相反的勻強磁場，兩棒電阻與棒長成正比，不計導(dǎo)軌電阻，金屬棒b開始時位于圖中M′P′位置，金屬棒a在NQ位置。金屬棒b用絕緣細線繞過光滑定滑輪和一物塊c相連，c的質(zhì)量mc＝2kg，c開始時距地面的高度h＝4.8m。物塊c由靜止開始下落，觸地后不反彈，物塊c觸地時兩棒速率之比vavb＝12，物塊c下落過程中b棒上產(chǎn)生的焦耳熱為10J，設(shè)導(dǎo)軌足夠長且兩棒始終在不同的磁場中運動，g＝10m/s2，整個過程中導(dǎo)軌和金屬棒接觸良好，且導(dǎo)軌光滑。求：(1)物塊c觸地時，兩棒的速度大小va和vb；(2)從物塊c觸地后開始，到兩棒勻速運動過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。4．（2021屆湖南省高三高考模擬）如圖所示，OP為固定的水平軌道，ON段光滑，NP段粗糙，NP段長為L＝l.5m，一輕彈簧一端固定在軌道左側(cè)O點的豎直擋板上，另一端自然伸長時在N點，P點右側(cè)有一與水平方向成θ＝37o角的足夠長的傳送帶PQ與水平面在P點平滑連接，傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動的速率恒為v＝3m/s．現(xiàn)用力將質(zhì)量m＝2kg小物塊A緩慢向左壓縮彈簧至M點，此時彈簧的彈性勢能EP＝3lJ，然后由靜止釋放，運動到P點與一個和A相同物塊B發(fā)生碰撞，時間極短，碰撞時無機械能損失．A與NP段間的動摩擦因數(shù)1＝0.2，B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)2＝0.25，重力加速度g取10m/s2，，求：（1）第一次碰撞前瞬間A的速度大??；（2）第一次碰撞后A、B的速度大??；（3）從A、B第一次碰撞后到第二次碰撞間經(jīng)歷的時間t．（最終結(jié)果可用根號表示）5．（2021屆重慶市實驗外國語學(xué)校高三模擬）如圖所示，在粗糙水平面上A點固定一半徑R=0.2m的豎直光滑圓弧軌道，底端有一小孔．在水平面上距A點s=1m的B點正上方O處，用長為L=0.9m的輕繩懸掛一質(zhì)量M=0.1kg的小球甲，現(xiàn)將小球甲拉至圖中C位置，繩與豎直方向夾角．靜止釋放小球甲，擺到最低點B點時與另一質(zhì)量m=0.05kg的靜止小滑塊乙（可視為質(zhì)點）發(fā)生完全彈性碰撞．碰后小滑塊乙在水平面上運動到A點，并無碰撞地經(jīng)過小孔進入圓弧軌道，當小滑塊乙進入圓軌道后立即關(guān)閉小孔．g=10m/s2．（1）求甲、乙碰前瞬間小球甲的速度大小；（2）若小滑塊乙進入圓軌道后的運動過程中恰好不脫離圓弧軌道，求小滑塊乙與水平面的動摩擦因數(shù)．6．（2021屆湖南師大附中學(xué)高三模擬）如圖所示，質(zhì)量為m2＝4kg和m3＝3kg的物體靜止放在光滑水平面上，兩者之間用輕彈簧拴接．現(xiàn)有質(zhì)量為m1＝1kg的物體以速度v0＝8m/s向右運動，m1與m3碰撞（碰撞時間極短）后粘合在一起．試求：m1和m3碰撞過程中損失的機械能；m2運動的最大速度vm．7．（2021屆江蘇省如皋市高三模擬）如圖所示，傾斜軌道與足夠長的水平軌道平滑相連，傾斜軌道的傾角=30°質(zhì)量為4m的物塊B靜止在水平軌道上，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)=0.5。質(zhì)量為m的光滑小球A從傾斜軌道某高度處由靜止下滑，到達水平軌道時速度大小為v0，并與B發(fā)生彈性碰撞。重力加速度為g。求：(1)第一次碰撞完成瞬間A的速度大小vA1與B的速度大小vB1；(2)B在水平軌道上向前滑行的總距離s；(3)第n次碰撞后，B向前滑行的距離sn；(4)通過計算說明A與B發(fā)生碰撞的次數(shù)n趨向于無窮大。8.（2021屆江蘇省蘇州市高三模擬）如圖，傾角為α=37°的粗糙斜劈固定在水平面上，質(zhì)量為5kg的物體a放在斜面上且與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。一根平行于斜面的不可伸長的輕質(zhì)細線一端固定在物體a上，另一端繞過兩個光滑小滑輪固定在c處，滑輪2下吊有一物體b且β=74°，物體a受到斜劈的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：保證系統(tǒng)靜止時，b的質(zhì)量范圍。9．（2021屆江蘇省蘇州市高三模擬）如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量都為0.2kg，兩物體間連一輕細線，細線長為0.5m，一恒力F=5N豎直作用在A上，系統(tǒng)由靜止開始運動（兩物體可看做質(zhì)點，g=10m/s2）。（1）求運動過程中細線的張力；（2）在t=2s時細線斷裂，求B運動到最高點時A的速度；（3）在2s時刻細線斷裂，求再經(jīng)2s時間兩物體間的距離。10．（2021屆江蘇省蘇州市高三模擬）如圖所示，傾角θ=的光滑斜面固定在地面上，質(zhì)量為0.5kg的物