1、絕密啟用前2019屆高三高考物理考前預(yù)測押題力學(xué)壓軸計算題測試題一、計算題(共16小題)1.如圖所示，裝置BO'0可繞豎直軸O'0轉(zhuǎn)動，可視為質(zhì)點的小球A與兩細(xì)線連接后分別系于B,C兩點，裝置靜止時細(xì)線AB水平，細(xì)線AC與豎直方向的夾角。=37o已知小球的質(zhì)量m=1kg,細(xì)線AC長L=1m,B點距轉(zhuǎn)軸的水平距離和距C點豎直距離相等。(重力加速度g取10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)(1)若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為:時，細(xì)線AB上的張力為0而細(xì)線AC與豎直方向的夾角仍為37°,求角速度田2的大?。?2)若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為好.時，細(xì)線AB剛好豎

2、直，且張力為0,求此時角速度通的大小;K.M(3)裝置可以以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，試通過計算在坐標(biāo)圖中畫出細(xì)線AC上張力T隨角速度的平方由二變化的關(guān)系圖像【答案】(1)角速度的大小為三道rad/s;(2)此時角速度g的大小為rad/s;(3)計算見上，在坐標(biāo)圖中畫出細(xì)線AC上張力T隨角速度的平方d變化的關(guān)系圖象如圖所示.【解析】(1)細(xì)線AB上張力恰為零時，小球靠重力和拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有：tan37=sin3f解得：.|-二1cos3701(2)細(xì)線AB恰好豎直，但張力為零時，設(shè)細(xì)線AC與豎直方向的夾角為0/由幾何關(guān)系得：gW二1,得8,=53。解得，.rad/s（3）當(dāng)

3、由4魚二gjS&d巧時，細(xì)線AB水平，細(xì)線AC上張力的豎直分量始終等于小球的重力:Tcose=mg；解得：丁=12.5N.coiqw呢時細(xì)線AB松弛，細(xì)線AC上張力的水平分量等于小球做圓周運動需要的向心力，則有：Tsina=m2lsin典T=mw2l3>32時，細(xì)線AB在豎直方向繃直，仍然由細(xì)線AC上張力的水平分量提供小球做圓周運動需要的向心力：丁式性夕=冽/疝18T=）綜上所述：&=手&m出S時，T=12.5N不變;時，丁=加T-co2關(guān)系圖象如圖所示2 .風(fēng)洞實驗室能產(chǎn)生大小和方向均可改變的風(fēng)力.如圖所示，在風(fēng)洞實驗室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建立xO

4、y直角坐標(biāo)系.質(zhì)量m=0.5kg的小球以初速度V0=0.40m/s從。點沿x軸正方向運動，在02.0s內(nèi)受到一個沿y軸正方向，大小F1=0.20N的風(fēng)力作用；小球運動2.0s后風(fēng)力方向變?yōu)閥軸負(fù)方向，大小變?yōu)镕2=0.10N（圖中未畫出）.試求：2.1 2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s內(nèi)運動的位移大?。唬?）風(fēng)力F2作用多長時間，小球的速度變?yōu)榕c初速度相同；【答案】（1）0.8m/sl_lm（2）4.0s【解析】（1）設(shè)在02.0s內(nèi)小球運動的加速度為a1,則居2.2 s末小球在y方向的速度巧=白?i代入數(shù)據(jù)解得'.=0.8m/s沿x軸方向運動的位移=串出沿y軸方向運動的位移

5、兇=:?與2.3 s內(nèi)運動的位移占二三十y；代入數(shù)據(jù)解得_=_：二(2)設(shè)2.0s后小球運動的加速度為a2,F2的作用時間為t2時小球的速度變?yōu)榕c初速度相同.則;fj.r.代入數(shù)據(jù)解得_3 .汽車以1.6m/s的速度在水平地面上勻速行駛，汽車后壁貨架上放有一小球(可視作質(zhì)點)，架高1.8mo由于前方事故，突然急剎車，汽車輪胎抱死，小球從架上落下。已知該型號汽車在所在路面行駛時剎車痕s(即剎車距離)與剎車前車速v的關(guān)系如下圖線所示，忽略貨物與架子間的摩擦及空氣阻力，g取10m/s2。求：(1)汽車剎車過程中的加速度多大；(2)貨物在車廂底板上落點距車后壁的距離.【答案】(1)a=4m/s2(2)

6、0.64m【解析】(1)汽車以速度v剎車，勻減速到零，剎車距離為s。由運動學(xué)公式v*=2as由vs關(guān)系圖象知：當(dāng)v=4m/s時，s=2m,代入數(shù)值得：a=4m/s2(2)剎車后，貨物做平拋運動：h=_尊/=貨物的水平位移為:&=yf=0.96m汽車做勻減速直線運動，剎車時間為則：f=-=O.4i<0.6s則汽車的實際位移為:二0.32m2a4.如圖所示，一滑板愛好者總質(zhì)量(包括裝備)為50kg,從以O(shè)為圓心，半徑為R=1.6m光滑圓弧軌道的A點(值=60。)由靜止開始下滑，到達軌道最低點B后(OB在同一豎直線上)，滑板愛好者沿水平切線飛出，并恰好從C點以平行斜面方向的速度進入傾角

7、為37。的斜面，若滑板與斜面的動摩擦因素為尸0.5,斜面長S=6m,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos370=0.8)求：(1)滑板愛好者在B,C間運動的時間；(2)滑板愛好者到達斜面底端時的速度大小。【答案】(1)0.3s；(2)7m/s.【解析】(1)滑板愛好者在圓軌道AB間運動的過程中，機械能守恒(1cos60°)=-*1滑板愛好者在BC之間做平拋運動，在C點：豎直方向的分速度：%=1擊tan3T=3ms由Vcy=gt，解得平拋運動的時間：t=0.3s(2)在C點，由平拋運動的規(guī)律可知：vr-一珪一二交n5C3，滑板愛好者在斜面上運動的過程中，由動能定理

8、可得：-：.0cos0mv刪.1解得：VD=7m/s5.在某項娛樂活動中，要求質(zhì)量為m的物體輕放到水平傳送帶上，當(dāng)物體離開水平傳送帶后恰好落到斜面的頂端，且此時速度沿斜面向下。斜面長度為l=2.75m,傾角為日=37。，斜面動摩擦因數(shù)Mi=0.5。傳送帶距地面高度為h=2.1m,傳送帶的長度為L=3m,傳送帶表面的動摩擦因數(shù)22=0.4,傳送帶一直以速度y傳=4m/s逆時針運動，g=10m/s：sin37=0.6,cos37=0.8。求：(1)物體落到斜面頂端時的速度；(2)物體從斜面的頂端運動到底端的時間；(3)物體輕放在水平傳送帶的初位置到傳送帶左端的距離應(yīng)該滿足的條件。【答案】(1)5m

9、/s(2)0.5s(3)2mS<3m【解析】(1)物體離開傳送帶后做平拋運動，設(shè)落到斜面頂端的速度為V0沿斜面方向,v=sin/-3m;svf=5ms,%=Kcot&=*maBin8(2)物體從斜面的頂端運動到低端的時間t1，根據(jù)牛頓第二定律:曙£羽US-M冷代tG&a=啦.,=咿一三片布t=0.5s（3）物體輕放在水平傳送帶的位置到傳送帶左端的距離s,因為彳二%生風(fēng)g二切小由V*二2白與得sr,2m*2口故二二二三三二七16.如圖所示，傾角-30°,長L=4.5m的斜面，底端與一個光滑的1/4圓弧軌道平滑連接，圓弧軌道底端切線水平.一質(zhì)量為m=1kg

10、的物塊（可視為質(zhì)點）從斜面最高點A由靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)過斜面底端B后恰好能到達圓弧軌道最高點C,又從圓弧軌道滑回，能上升到斜面上的D點，再由D點由斜面下滑沿圓弧軌道上升，再滑回，這樣往復(fù)運動，最后停在B點.已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，g=10m/s2,假設(shè)物塊經(jīng)過斜面與圓弧軌道平滑連接處速率不變.求：.物塊經(jīng)多長時間第一次到B點；.物塊第一次經(jīng)過B點時對圓弧軌道的壓力；.物塊在斜面上滑行的總路程.【答案】（1）工二上（2）州=新唱=30'（3）占=91115【解析】物塊沿斜面下滑時，8版gcoE日解得：a=2.5m/s2-3,1.從a到b,物塊勻加速，由L=-ar7因為物體恰好

11、到C點，所以到C點速度為0.設(shè)物塊到B點的速度為v,則mgR=+VA-mg-mR解得_由牛頓第三定律可得，物塊對軌道的壓力為T=y=30N,方向向下.從開始釋放至最終停在b處，設(shè)物塊在斜面上的總路程為S,則sin&一gtngSccs=0解得：.一二工二7.某興趣小組設(shè)計了如圖所示的玩具軌道，它由細(xì)圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)。左右兩側(cè)的斜直管道PA與PB的傾角，高度，粗糙程度完全相同，管口A,B兩處均用很小的光滑小圓弧管連接（管口處切線豎直）,管口到底端的高度Hi=0.4m。中間“8f理光滑細(xì)管道的圓半徑R=10cm（圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多），并與兩斜直管道的底端平滑連接。一質(zhì)量m=0

12、.5kg的小滑塊從管口A的正上方H2處自由下落，第一次到達最低點P的速度大小為10m/s.此后小滑塊經(jīng)“8字型和PB管道運動到B處豎直向上飛出，然后又再次落回，如此反復(fù)。小滑塊視為質(zhì)點，忽略小滑塊進入管口時因碰撞造成的能量損失，不計空氣阻力，且取g=10m/s2。求：t2的(1)滑塊第一次由A滑到P的過程中，克服摩擦力做功；(2)滑塊第一次到達“時型管道頂端時對管道的作用力；(3)滑塊第一次離開管口B后上升的高度；(4)滑塊能沖出槽口的次數(shù)?！敬鸢浮?1)2J；(2)455N,方向向上；(3)4.2m；(4)6次.【解析】(1)滑塊第一次由A滑到P的過程中，克服摩擦力做功1'”一,口彳

13、加耳=胴g(目I一開】，代入數(shù)據(jù)可得：Wi=2J(2) g一#二一4玻盛，在“8字型管道最高點Fy+ing=rn-2K管道對滑塊的彈力大小Fn=455N,方向向下；滑塊對管道的彈力大小Fn=455N,方向向上；(3)滑塊對此由A到B克服摩擦阻力做的功W2=2Wi=4J;Mg(H2-h)=W2上升的高度h=4.2m(4)門-塔=,所以滑塊能離開管的次數(shù)為6次。ri,8.一長I=0.80m的輕繩一端固定在。點，另一端連接一質(zhì)量配=0.10kg的小球，懸點。距離水平地面的高度H=1.00m。開始時小球處于d點，此時輕繩拉直處于水平方向上，如圖所示。讓小球從靜止釋放，當(dāng)小球運動到4點時，輕繩碰到懸點口

14、正下方一個固定的釘子P時立刻斷裂。不計輕繩斷裂的能量損失，取重力加速度g=10m/s2。求：(1)當(dāng)小球運動到8點時的速度大??；(2)繩斷裂后球從夕點拋出并落在水平地面的C點，求C點與B點之間的水平距離；(3)若OP=0.6m,輕繩碰到釘子P時繩中拉力達到所能承受的最大拉力斷裂，求輕繩能承受的最大拉力?！敬鸢浮?1)當(dāng)小球運動到B點時的速度大小為4m/s.(2) C點與B點之間的水平距離為0.80m.(3)輕繩能承受的最大拉力為9N.【解析】(1)設(shè)小球運動到B點時的速度大小Vb,由機械能守恒定律得=mgJ解得小球運動到B點時的速度大小/二也辭=4.0m/s(2)小球從B點做平拋運動，由運動學(xué)

15、規(guī)律得x=VBt卜二HT二!城解得C點與B點之間的水平距離.¥=匕J巨旦一U=0.80m，乂口*,上-，g,，+.人金/口17(3)若輕繩碰到釘子時，輕繩拉力恰好達到最大值Fm,由牛頓定律得當(dāng)一叫二冽一r/=卜(d為OP的長度)由以上各式解得Fm=9N9 .釣魚島是我國固有領(lǐng)土，決不允許別國侵占，近期，為提高警惕保衛(wèi)祖國，我國海軍為此進行了登陸演練.如圖所示，假設(shè)一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深，只能停錨在離海岸登陸點s=1km處.登陸隊員需要從較高的軍艦甲板上，利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標(biāo)，若繩索兩端固定好后，與豎直方向的夾角0=30。，為保證行動最快，隊員甲先無摩擦自由加速滑

16、到某最大速度，再靠摩擦勻減速滑至快艇，速度剛好為零，在隊員甲開始下滑時，隊員乙在甲板上同時開始向快艇以速度vo=3jjm/s平拋救生圈，第一個剛落到快艇，接著拋第二個，結(jié)果第二個救生圈剛好與甲隊員同時抵達快艇，若人的質(zhì)量為m,重力加速度g=10m/s2,問：(1)軍艦甲板到快艇的豎直高度H及隊員甲在繩索上運動的時間t。；(2)若加速過程與減速過程中的加速度大小相等，則隊員甲在何處速度最大？最大速度是多大？(3)若快艇額定功率為5kW,載人后連同裝備總質(zhì)量為103kg,從靜止開始以最大功率向登陸點加速靠近，到達岸邊時剛好能達到最大速度10m/s,快艇在水中受到的阻力恒定，求快艇運動的時間t

17、9;.【答案】(1)16.2m,3.6s；(2)繩索中點處，10.39m/s；(3)1.1M02s【解析】(1)設(shè)救生圈做平拋運動的時間為t,有"】一八H二三部、(1分)Htai8=%設(shè)人下滑時間為t°,由題意知：t0=2t聯(lián)立得：H=16.2m=2=36s(2)由幾何關(guān)系得：繩索長g。/=IS.-m.因加速過程與減速過程的加速度大小相等，所以，甲在繩索中點處速度最大,由._2f得.一一-r.r(3)加速過程有方一耳=!附：上jP/加速到勻速時修三Ff聯(lián)立解得'=11x10110 .在豎直平面內(nèi)有一個粗糙的I圓弧軌道，其半徑R=0.4m,軌道的最低點距地面高度h=0

18、.45m.質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊從軌道的最高點A由靜止釋放，到達最低點B時以一定的水平速度離開軌道，落地點C距軌道最低點的水平距離x=0.6m.空氣阻力不計，g取10m/s2,求：(1)小滑塊離開軌道時的速度大??；(2)小滑塊運動到軌道最低點時，對軌道的壓力大??；(3)小滑塊在軌道上運動的過程中，克服摩擦力所做的功【答案】(1)2.0m/s(2)2.0N(3)0.2J【解析】(1)小滑塊離開軌道后做平拋運動，設(shè)運動時間為t,初速度為v,則1'X二歷萬=請解得：v=2.0m/sN,根據(jù)牛頓第二定律:(2)小滑塊到達軌道最低點時，受重力和軌道對它的彈力為V中恒二所一解得：N=2.0NR

19、根據(jù)牛頓第三定律，軌道受到的壓力大小,-(3)在滑塊從軌道的最高點到最低點的過程中，根據(jù)動能定理：燃gJi+lT,=g版/0HL=-02J所以小滑塊克服摩擦力做功為0.2J。11 .如圖所示，有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m=1kg的小物塊，從光滑平臺上的A點以vo=1.8m/s的初速度水平拋出，到達C點時，恰好沿C點的切線方向進人固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，最后小物塊無碰撞地滑上緊靠軌道末端D點的足夠長的水平傳送帶。已知傳送帶上表面與圓弧軌道末端切線相平，傳送帶沿順時針方向勻速運行的速度為v=3m/s，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)"=0.5,圓弧軌道的半徑為R=2m,C點和圓弧的圓心

20、O點連線與豎直方向的夾角e=53°,不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求：(1)小物塊到達圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力；(2)小物塊從滑上傳送帶到第一次離開傳送帶的過程中產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?1)22.5N,方向豎直向下；(2)32J【解析】(1)設(shè)小物塊在C點的速度大小為Vc,在D點的速度大小為Vd則:cos3由動能定理得：一：._-：_-一二解得：Vc=3m/s；VD=5m/s小球在D點對小球的作用力為Fn,由向心力公式得：FN-mg=-&解得Fn=22.5N。及由牛頓第三定律得：小物塊到達圓弧軌道

21、末端D點時對軌道的壓力22.5N,方向豎直向下。(2)設(shè)小物塊在傳送帶上滑行時的加速度為a由牛頓第二定律：mg=ma小物塊從D點到達最左端過程中，設(shè)所有時間為S小物塊向左通過的距離為x1，傳送帶向右運動通過的距離為X2,則vD=ati1：X1=r：-IX2=Vtl小物塊從最左端向右運動到速度大小與傳送帶速度大小相等的過程中，設(shè)所有時間為t2,小物塊向左通過的距離為X3,傳送帶向右運動通過的距離為X4,則v=at21：X3=-2X4=Vt2整個過程中，小物塊相對于傳送帶滑動的距離X=Xi+X2+X4-X3生成的熱量Q=mgX解得Q=32J12 .如圖所示，質(zhì)量巾二6一0kg的滑塊(可視為質(zhì)點)，

22、在f=60N的水平拉力作用下從A點由靜止開始運動，一段時間后撤去拉力F,當(dāng)滑塊由平臺邊緣B點飛出后，恰能從水平地面上的C點沿切線方向落入豎直圓弧軌道CDE,并從軌道邊緣E點豎直向上飛出，經(jīng)過0.4s后落回E點。已知AB間的距離L=2.3m,滑塊與平臺間的動摩擦因數(shù)必=。-5,平臺離地高度,B,C兩點間水平距離s=1.2m,圓弧軌道半徑R=1.0m。重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力。求:(1)滑塊運動到B點時的速度大?。?2)滑塊在平臺上運動時受水平拉力F作用的時間；(3)分析滑塊能否再次經(jīng)過C點?！敬鸢浮?1)3C1-S0.8s(3)能【解析】(1)滑塊由B至C的過程中做平拋運動水平方

23、向：一二一-T1.豎直方向：_:解得：/-(2)滑塊由A至B的過程中，F(xiàn)作用時間內(nèi)做勻加速直線運動F川型=陶的H=口再1 、五二V0.”撤去F后滑塊做勻減速直線運動1.5、Vph+t-Aq*,W-aL="聯(lián)立得：-(3)由B至C的過程根據(jù)動能定理得,：n-Ver上因此；一一-.vc滑塊從E點上拋至落回的時間用J表示，則4rI峰r=2m'5滑塊沿圓弧軌道由C到E過程，設(shè)克服摩擦力做的功為開：根據(jù)動能定理：，-.，_-Jr04Jb可得：-由E點返回到C點過程，由于J-'-.'，一又因為返回過程中，克服摩擦力做功叫評,故滑決一定能再次經(jīng)過C點13 .某研究性學(xué)習(xí)小組

24、為了測量木頭與鐵板間動摩擦因數(shù)，利用如圖所示的裝置將一鐵板靜置于水平地面上，其中水平段AB長Li=l.0m,傾斜段CD長L2=0.5m,與水平面夾角0=53°,BC是一小段圓弧，物體經(jīng)過BC段速度大小不變?，F(xiàn)將一小木塊（可視為質(zhì)點）從斜面上的P點由靜止開始釋放，木塊滑到水平面上Q點處停止運動。已知P點距水平面高h(yuǎn)=0.2m,B,Q間距x=0.85m,（取重力加速度g=10m/s2,sin530=0.8）求：（1）動摩擦因數(shù)百（2）若某同學(xué)在A點以V0=2.5m/s的初速度將木塊推出，試通過計算說明木塊能否經(jīng)過P點？若不能,則請求出木塊從A點出發(fā)運動到最高點所需時間to【答案】（1）&

25、quot;=0二（2）&+弓=0_66s【解析】（1）方法一：木塊從P運動到Q過程分析，由功能關(guān)系得：,ft八mgm-il-Limg=U_tan合代入數(shù)據(jù)得：口=0,2方法二：p到C過程分析：£=2舊一sin0mgsin&-cos&=maB至ijQ過程分析：公二幼攵md-R用皂根據(jù)題意，聯(lián)立方程求解，得：-（2）根據(jù)功能關(guān)系，E=1小寸一；股E=3.125-4.15E<0故不能達到P點A到B過程分析:"=卬4遍四尸一的義代入數(shù)據(jù)得:解得:B到最高點過程分析:m皂sinH+必肛唱co帛占二ma.%=0電解得：八餐046s所以，s-r.=0.66s

26、14 .如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊在與水平方向成。的力F的作用下從A點由靜止開始沿水平直軌道運動，到B點后撤去力F,物體飛出后越過壕溝”落在平臺EG段.已知物塊的質(zhì)量m=1kg,物塊與水平直軌道間的動摩擦因數(shù)為科6.5,x=1.6m.若物塊可看做質(zhì)點，空氣阻力不計,AB段長L=10m,BE的高度差h=0.8m,BE的水平距離-2g取10m/s.(1)要越過壕溝，求物塊在B點最小速度v的大小;(2)若037°,為使物塊恰好越過壕溝”求拉力F的大小;(3)若。大小不確定，為使物塊恰好越過壕溝”，求力F的最小值（結(jié)果可保留根號）.【答案】(1)4m/s(2)5.27N(3)232#N*=二

27、=4msI(2) v2=laL2a=0.8m/s對物塊受力分析，由牛頓第二定律可得:Fco帛8一雙格g-Fsin=maF_Mg+mdcose+回向e代入數(shù)據(jù)可得：F=5.27N_ang+ma由數(shù)學(xué)知識可知：F=85臺十以血6代入數(shù)據(jù)得：-15 .如圖所示，傾角為30。的光滑斜面與粗糙平面的平滑連接.現(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點)從斜面上的A點由靜止釋放，最終停在水平面上的C點.已知A點距水平面的高度h=0.8m,B點距C點的距離L=2.0m.(滑塊經(jīng)過B點時沒有能量損失，g=10m/s2),求：(1)滑塊在運動過程中的最大速度；(2)滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)工滑塊從A點釋放后，經(jīng)過時間t=1.0s時速度的大小.【答案】(1)4m/s(2)0.4(3)3.2m/s【解析】(1)滑塊先在斜面