山东省高三物理理综三年高三物理高考及2010一模分类汇编：力学大题新人教版.doc

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m山东理综物理三年高考及2010一模分类汇编力学大题三年高考1. （2009年）24（15分）如图所示，某货场需将质量为m1=100kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物由轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=1.8m。地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l=2m，质量均为m2=100kg，木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数2=0.2。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求1应满足的条件。若1=0.5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。AB2. （2008年）24. 某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体（可视为质点）以va=5m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数=0.3，不计其它机械能损失。已知ab段长L1.5m，数字“0”的半径R0.2m，小物体质量m=0.01kg，g=10m/s2。求：（1）小物体从p点抛出后的水平射程。bapva（2）小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。AhBCR53373. （2007年）24. 如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动.圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。已知AB段斜面倾角为53，BC段斜面倾角为37，滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均为=0.5。A点离B点所在水平面的高度h=1.2m。滑块在运动过程中始终未脱离轨道，不计在过渡圆管处和B点的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。 (1)若圆盘半径R=0.2m，当圆盘的角速度多大时，滑块从圆盘上滑落?(2)若取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达B点时的机械能。(3)从滑块到达B点时起，经0.6s正好通过C点，求BC之间的距离。2010山东各地模拟4. （2010德州一模）15分)如图所示，一质量为M=5.0kg的平板车静止在光滑的水平地面上，平板车的上表面距离地面高h=0.8m，其右侧足够远处有一障碍A，一质量为m=2.0kg可视为质点的滑块，以v0=8m/s的初速度从左端滑上平板车，同时对平板车施加一水平向右的、大小为5N的恒力F。当滑块运动到平板车的最右端时，二者恰好相对静止，此时撤去恒力F。当平板车碰到障碍物A时立即停止运动，滑块水平飞离平板车后,恰能无碰撞地沿圆弧切线 从B点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。已知滑块与平板车间的动摩擦因数=0.5，圆弧半径为R=1.0m，圆弧所对的圆心角BOD=106。 取g=10m/s2，sin53=0.8，cos53 =0.6。求：（1）平板车的长度；（2）障碍物A与圆弧左端B的水平距离；（3）滑块运动到圆弧轨道最低点C时对轨道压力的大小。5. （2010济南单科）（8分）如图所示，光滑圆弧轨道与光滑斜面在B点平滑连接，圆弧半径为R=0.4 m，一半径很小、质量为m=0.2 kg的小球从光滑斜面上A点由静止释放，恰好能通过圆弧轨道最高点D，g取10 ms2求： （1）小球最初离最低点C的高度； （2）小球运动到C点时对轨道的压力大小FN。6. （2010济南单科）（16分）如图所示，某货场利用固定于地面的、半径R=18m的四分之一圆轨道将质量为m1=10 kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，已知当货物由轨道顶端无初速滑下时，到达轨道底端的速度为5 ms为避免货物与地面发生撞击，在地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为=2 m，质量均为，木板上表面与轨道末端相切货物与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 ms2） （1）求货物沿圆轨道下滑过程中克服摩擦力做的功 （2）通过计算判断货物是否会从木板B的右端滑落?若能，求货物滑离木板B右端时的速度；若不能，求货物最终停在B板上的位置7. （2010济宁一模）（15分）如图所示，水平向右的恒力F=8N，作用在静止于光滑水平面上质量为M=8kg的小车上，当小车的速度达到=15ms时，在小车右端相对地面无初速地放上个质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数=02，小车足够长，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10ms2求： （1）从物块放上小车开始计时，经多长时间t物块与小车刚好达到共同速度 （2）从物块放上小车到物块与小车刚好达到共同速度的过程，摩擦力对物块做功的平均功率P和系统产生的热量Q8. （2010聊城一模）（15分）在半径为R=5000km某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由斜轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m=0.2kg的小球，从轨道AB上的高H处的某点静止释放，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出F随H的变化关系如图乙所示，求： （1）圆轨道的半径； （2）该星球的第一宇宙速度。9. （2010临沂单科）(15分)2010年2月在加拿大温哥华举行的第2l届冬季奥运会上，冰壶运动再次成为人们关注的热点，中国队也取得了较好的成绩如图13，假设质量为m的冰壶在运动员的操控下，先从起滑架A点由静止开始加速启动，经过投掷线B时释放，以后匀减速自由滑行刚好能滑至营垒中心O停下已知AB相距L1，BO相距L2，冰壶与冰面各处动摩擦因数均为，重力加速度为g(1)求冰壶运动的最大速度vm(2)在AB段运动员水平推冰壶做的功W是多少?(3)若对方有一只冰壶(冰壶可看作质点)恰好紧靠营垒圆心处停着，为将对方冰壶碰出，推壶队员将冰壶推出后，其他队员在BO段的一半长度内用毛刷刷冰，使动摩擦因数变为若上述推壶队员是以与原来完全相同的方式推出冰壶的，结果顺利地将对方冰壶碰出界外，求运动冰壶在碰前瞬间的速度v10. （2010青岛一模）（16分）长为 l = 2 m、高为 h = 1.25 m、质量为 M = 2 kg的木箱静止在水平地面上，它与地面间的动摩擦因数为 1 = 0.2，在木箱的左端放一质量为 m = 1 kg的小铁块，铁块与木箱间的动摩擦因数为 2 = 0.1，现以 F = 11N的水平拉力向左拉动木箱，g取10 m/s2，求：（1）经过多长时间小铁块将从木箱右端脱落；（2）当小铁块落地时，小铁块距离木箱右端的水平距离是多少？hlFMm11. （2010日照一模）(16分)如图所示，水平传送带沿顺时针匀速转动，在传送带上的点放一质量的静止小物块。小物块随传送带运动到点后水平抛出，恰好无碰撞的沿圆弧切线从点进入竖直光滑圆孤轨道运动。为圆弧的两端点，其连线水平。小物块离开点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，经通过点。己知小物块与传送带问的动摩擦因数，圆弧半径，圆弧对应的圆心角，轨道最低点为，点距水平面的高度，小物块与斜面问的动摩擦因数，重力加速度取试求： (1)小物块离开点的水平初速度； (2)若传送带的速度为，则间的距离是多大? (3)小物块经过点时对轨道的压力；(4)斜面上间的距离。12. （2010泰安一模）(16分)如图所示，一质量为的小物体从足够高的光滑曲面上自由滑下，然后滑上一水平传送带。已知物体与传送带之间的动摩擦因数为，传送带水平部分的长度，两端的传动轮半径为，在电动机的带动下始终以的角速度沿顺时针匀速转运，传送带下表面离地面的高度不变。如果物体开始沿曲面下滑时距传送带表面的高度为，初速度为零，取。求： (1)当时，物体通过传送带过程中，电动机多消耗的电能。 (2)当时，物体通过传送带后，在传送带上留下的划痕的长度。(3) 在什么范围内时，物体离开传送带后的落地点在同一位置。13. （2010潍坊一模）(1 5分)如图所示，固定轨道ABCD由斜面轨道AB和圆弧轨道BCD组成，AB与BCD相切于B点质量M=3kg的三角形木块DEF静置于光滑水平地面上，木块的斜面DE与圆弧BCD相切于D点质量m=l kg的小球从离地面高H=5.5 m的A点由静止释放，经过D点后以某一速度v0滑上木块的倾斜面DE，自D点经过时间t=1.4s，小球沿DE上升到最大高度h=4.2 m若小球从A点运动到D点过程中阻力做功W=-5J，取g=10ms2求:14. （2010潍坊单科）（12分）如图所示，水平轨道PAB与圆弧轨道BC相切于B点，其中，刚段光滑，AB段粗糙，动摩擦因数=0.1，AB段长度L=2m，BC段光滑，半径R=lm轻质弹簧劲度系数k=200N/m，左端固定于P点，右端处于自由状态时位于A点现用力推质量m=2kg的小滑块，使其缓慢压缩弹簧，当推力做功W=25J时撤去推力已知弹簧弹性势能表达式其中，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度取g=10m/s2 （1）求推力撤去瞬间，滑块的加速度0； （2）求滑块第一次到达圆弧轨道最低点B时对B点的压力Fn； （3）判断滑块能否越过C点，如果能，求出滑块到达C点的速度vc和滑块离开C点再次回到C点所用时间t，如果不能，求出滑块能达到的最大高度h15. （2010烟台一模）（15分）一电动小车沿如图所示的路径运动，小车从A点由静止出发，沿粗糙的水平直轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆形轨道，运动一周后又从B点离开圆轨道进入水平光滑轨道BC段，在C与平面D间是一蓄水池.已知小车质量m=0.1kg、L=10m、R=0.32m、h=1.25m、s=1.50m，在AB段所受阻力为0.3N.小车只在AB路段可以施加牵引力，牵引力的功率为P=1.5W，其他路段电动机关闭.问：要使小车能够顺利通过圆形轨道的最高点且能落在右侧平台D上，小车电动机至少工作多长时间？（g取10m/s2）k.s.5.uLhsABCRD16. （烟台单科）(10分)如图所示，电动机带着绷紧的传送皮带始终以02ms的速度运动，传送带与水平面的夹角为30，现把某一工件轻轻地放在皮带的底端，经过一段时间后，工件被送到高h2m的平台上，在此过程中电动机由于传送工件多消耗的电能为420J.已知工件与皮带间的动摩擦因数，除此之外，不计其他损耗，,求：(1) 工件从传送皮带底端运动到顶端所用的时间；（2）此工件的质量为多少。30h17. （2010枣庄一模）（14分）如图所示，一个四分之三圆弧形光滑细圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A点与水平桌面AD相接，桌面与圆心O等高。MN是放在水平桌面上长为3R、厚度不计的垫子，左端M正好位于A点。将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某点由静止释放，不考虑空气阻力。 （1）若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则小球经过c点时对管的作用力大小和方向如何? （2）欲使小球能通过c点落到垫子上，小球离A点的最大高度应是多少?参考答案1. （1）设货物滑到圆轨道末端是的速度为，对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得，设货物在轨道末端所受支持力的大小为,根据牛顿第二定律得，联立以上两式代入数据得,根据牛顿第三定律，货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为3000N，方向竖直向下。（2）若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得，若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得，联立式代入数据得。（3），由式可知，货物在木板A上滑动时，木板不动。设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律得，设货物滑到木板A末端是的速度为，由运动学公式得，联立式代入数据得，设在木板A上运动的时间为t，由运动学公式得，联立式代入数据得。【考点】机械能守恒定律、牛顿第二定律、运动学方程、受力分析2. 解：（1）设小物体运动到p点时的速度大小为v，对小物体由a运动到p过程应用动能定理得 小物体自p点做平抛运动，设运动时间为t，水平射程为s，则 s=vt 联立式，代入数据解得s=0.8m （2）设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F，取竖直向下为正方向 联立式，代入数据解得F0.3N 方向竖直向下3. (1)滑块在圆盘上做圆周运动时，静摩擦力充当向心力，根据牛顿第二定律，可得： mg=m2R 代入数据解得: =5rad/s (2)滑块在A点时的速度:vA=R=1m/s 从A到B的运动过程由动能定理:mgh-mgcos53- 在B点时的机械能:EB= (3)滑块在B点时的速度:vB=4m/s 滑块沿BC段向上运动时的加速度大小:a1=g(sin37+cos37)=10m/s2 返回时的加速度大小:a2=g(sin37-cos37)=2m/s2 BC间的距离:sBC=0.76m 4. 解：（1）对滑块，由牛顿第二定律得：a1= =g=5m/s2 （1分）对平板车，由牛顿第二定律得：a2= =3m/s2 （1分）设经过时间t1滑块与平板车相对静止，共同速度为v则：v=v0-a1t1=a2t1. （1分）解得：v=3m/s （1分）滑块与平板车在时间t1内通过的位移分别为：x1= t1 （1分）x2=t1（1分）则平板车的长度为： L=x1-x2=t1=4m（1分）（2）设滑块从平板车上滑出后做平抛运动的时间为t2，则：h=gt22（1分）xAB=vt2（1分）解得：xAB=1.2m（1分）（3）对小物块，从离开平板车到C点过程中由动能定理（或机械能守恒定律）得：mgh+mgR(1-cos)= mvc2-mv2 （2分）在C点由牛顿第二定律得：FN-mg=m（1分）解得：FN=86N（1分）由牛顿第三定律可知对轨道的压力大小为F N=86N（1分）5. （1）在D点，速度为，则有 1分 1分由A运动到D点，机械能守恒 1分 1分 （2）由A运动到C点，机械能守恒 1分在C点，由向心力公式，得 1分 1分由牛顿第三定律得压力为12N 1分6. （1）设货物沿圆轨道下滑过程中克服摩擦力做的功为，对货物，由动能定理得： 2分 2分 （2）当货物滑上木板A时，货物对木板的摩擦力地面对木板A、B的最大静摩擦力由于，此时木板A、B静止不动。 2分设货物滑到木板A右端时速度为，由动能定理：得： 2分当货物滑上木板B时，地面对木板A、B最大静摩擦力由于，此时木反B开始滑动。 2分设货物不会从木板B的右端滑落，二者刚好相对静止时的速度为则对货物： 1分对木板 1分由以上两式可得： 2分此过程中，由于，所以货物最终未从木板B上滑了，且与其右端的距离为2分7. （1）放上小物块后，由牛顿第二定律得小车的加速度（2分）物块的加速度：（1分）设共同速度为v，对小车有（2分）对物块有（1分）解得 t=1s（2分） （2）对小物块，由动能定理得解得（2分）摩擦力对物块做功的平均功率（1分）小车的位移（1分）小物块的位移（1分）摩擦生热（2分）8. （1）小球过C点时满足2分又根据2分由得：2分由图可知：；代入可得2分；代入可得2分 （2）据3分可得2分9. ：(1)对冰壶在B0段，由速度位移公式： 0-vm2 =-2aL2 (2分)又a= =g (2分)联立解出vm = (1分)(2)在AB段，对冰壶由动能定理得：W-mgL1 =-0 (3分)结合vm =，解出W =mg(L1+ L2) (2分)(3)从BO段，由动能定理得：-mg-mg =- (3分)将vm =代入，解出v = (2分)10. （1）木箱所受摩擦力为 （1分） 铁块所受摩擦力为 （1分）根据牛顿第二定律有 （1分） （1分） （1分） 铁块脱落时满足 （1分） （1分）（2）铁块脱落后作平抛运动，初速度为 （1分）落地时间为 （1分）铁块前进的距离为 （1分）铁块脱落后木箱受到摩擦力为 （1分）木块的加速度为 （1分）铁块脱落时木箱的速度为 （1分）铁块落地过程中木箱前进的距离为 （1分）铁块落地时距木箱右端的水平距离为 （1分）11. (1)对小物块，由到在竖直方向有 (1分) 在点 (1分) 代入数据解得 (1分)(2)小物块在传送带上加速过程：(1分)间的距离(1分)(3)小物块由到，根据机械能守恒定律得， (2分) 其中 (1分)小物块在点由牛顿笫二定律得 (1分)代入数据解得 由牛顿第三定律知小物块对轨道的压力为 (1分)(4)小物块沿斜面上滑，由牛顿第二定律得 (1分)代入数据解得 小物块沿斜面下滑，由牛顿第二定律得 (1分)代入数据解得 由机械能守恒定律知小物块由上升到最高点历时 (1分)小物块由最高点回到点历时 (1分)故 (1分)代入数据解得间的距离 (1分)12. 传送带匀速运动的速度 (1分) 物块与传送带问有相对运动时加速度的大小 (1分) (1)当时，设物块滑上传送带的速度为， 则 (1分) 相对滑动时间 (1分) 物块对地位移 (1分) 传送带前进位移 (1分)上述过程中电动机多消耗的电能 (1分)(2)当时，物块滑上传送带的速度为 (1分)物块减速时间 (1分)物块前进距离 (1分)时间内传送带前进 (1分)划痕长度 (1分)(3)设物体滑上传送带的初速度为时，减速到右端的速度刚好为则 (1分)又 (1分) (1分)即时，落地点位置不变。(1分)13. 14. （1）推力做功全部转化为弹簧的弹性势能，则有 即：得 由牛顿运动定律得 （2）设滑块到达B点时的速度为，由能量关系有得 对滑块，由牛顿定律得 由牛顿第三定律可知，滑块对B点的压力62N （3）设滑块能够到达C点，且具有速度vc，由功能关系得 代入数据解得 故滑块能够越过C点从滑块离开C点到再次回到C点过程中，物体做匀变速运动，以向下为正方向，有 (11)评分标准：本题共12分，式2分，其它各1分。15. 设车刚好越过圆轨道最高点，设最高点速度为v2，最低点速度为v1在最高点由牛顿第二定律得 mg=（2分）k.s.5.u由机械能守恒定律得 mv12=mv22+mg(2R) （2分）解得 v1=4m/s（2分）小车在离开C点后做平抛运动由h=gt2 得t=0.5s（2分）x=v1t=2m（2分）xs ，所以小车能够越过蓄水池（1分）设电动机工作时间为t0，在AB段由动能定理得Pt0-fL=mv12（2分）解得t0=2.53s（2分）16. （1）工件刚开始运动时与传送皮带之间有相对滑动，工件刚开始沿传送皮带向上匀加速运动.斜面长度（1分）工件匀加速运动时（1分）工件的加速度（1分）工件达到速度02m/s所需时间（1分）此过程工件沿传送皮带向上运动的位移L（1分）在此之后由于工件与传送皮带相对静止，工件以02m/s的速度匀速直线运动工件匀速运动经历（1分）工件从传送皮带底端运动到顶端所用的时间（1分）（2）在工件匀加速运动过程中传送皮带运动的距离为（1分）此过程中的相对位移为电动机由于传送工件多消耗的电能为（1分）由以上各式可得m=15kg（1分）17. （1）小球离开C点做平抛运动，设经过C点时的速度为v1，从C点到M点的运动时间为t，根据运动学公式可得：（2分）（2分）设小球经过c点时受到管子对它的作用力为N，向下的方向为正方向。由牛顿第二定律可得： （2分） 联立式可得：（1分） 由牛顿第三定律可知。小球对管子作用力大小为，方向竖直向下f（1分） （2）小球下降的高度最大时，小球平抛运动的水平位移为4R，打到N点。设能够落到N点的过C点时水平速度为v2，根据运动学公式可得： 4R=v2t一（1分）设小球下降的最大高度为H，根据动能定理可知： （3分）联立式可得： （2分）用心 爱心 专心