高考物理力学计算题(四)含答案与解析

(3)若给木板施加大小为F=2mg、方向沿斜面向上的拉力,此后运动过程中小物块始终未脱离木板,要使木板上端恰能运动到C点,求拉力F作用的时间t1.

36.如图所示,平板车静止在光滑的水平面上,一个四分之一圆弧轨道固定在平台上,平台的上表面与平板车的上表面在同一水平面上,圆弧轨道的底端与平台左端对齐且与平台表面相切,平板车长为L=3.42m、质量为2kg,车的右端离平台左端距离为x=2m.质量为1kg的物块以初速度v0=6m/s从车的左端滑上小车,物块与平板车间的动摩擦因数为0.4,平板车与平台相碰后立即静止,物块滑上圆弧轨道并从圆弧轨道上滑下重新滑上平板车,最终与平板车以m/s的共同速度向左运动,重力加速度为g=10m/s2,滑块可看作质点,求: (1)平板车与平台相碰前一瞬间,车的速度大小; (2)物块从滑上平板车到刚滑上圆弧轨道所用的时间;

(3)整个过程物块与平板车、与圆弧轨道因摩擦产生的热量分别为多少。

37.如图所示,一水平的长L=2.25m的传送带与平板紧靠在一起,且上表面在同一水平面,皮带以 v0=4m/s勻速顺时针转动,现在传送带上左端静止放上一质量为m=lkg的煤块(视为质点),煤块与传送带及煤块与平板上表面之间的动摩擦因数为均为μ1=0.2.经过一段时间,煤块被传送到传送带的右端,此过程在传送带上留下了一段黑色痕迹,随后煤块在平稳滑上右端平板上的同时,在平板右侧施加一个水平向右恒力F=17N,F作用了t0=1s时煤块与平板速度恰相等,此时刻撤去F.最终煤块没有从平板上滑下,已知平板质量M=4kg,(重力加速度为g=10m/s2),求:

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(1)传送带上黑色痕迹的长度;

(2)求平板与地面间动摩擦因数μ2的大小;

(3)平板上表面至少多长(计算结果保留两位有效数字)。

38.如图甲所示,固定的光滑半圆轨道的直径PQ沿竖直方向,其半径R的大小可以连续调节,轨道上装有压力传感器,其位置N始终与圆心O等高。质量M=1kg、长度L=3m的小车静置在光滑水平地面上,小车上表面与P点等高,右端与P点的距离s=2m,一质量m=2kg的小滑块以v0=6m/s的水平初速度从左端滑上小车,小车与墙壁碰撞后小车立即停止运动。在R取不同值时,压力传感器读数F与的关系如图乙所示,已知小滑块与小车表面的动摩擦因数μ=0.2,取重力加速度g=10m/s2,求:

(1)小滑块到达P点时的速度v1; (2)图乙中a和b的值;

(3)在>3.125m﹣1的情况下,小滑块落在小车上的位置与小车左端的最小距离xmin。

39.如图所示,质量m=1Kg的滑板A带有四分之一光滑圆轨道,圆轨道的半径R=1.8m,圆弧底端点切线水平,滑板的水平部分粗糙.现滑板A静止在光滑水平面上,左侧紧靠固定挡板,右侧有与A等高的平台,平台与A的右端间距为s.平台最右端有一个高h=1.25m的光滑斜坡,斜坡和平台用长度不计的小光滑圆弧连接,斜坡顶端连接另一水平面.现将质量m=2kg的小滑块B(可视为质点)从A的顶端由静止释放,取重力加速度g=10m/s2.求:

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(1)滑块B刚滑到圆弧底端时,对圆弧底端轨道的压力大小.

(2)若A、B间动摩擦因数μ1=0.5,保证A与平台相碰前A、B能达到共同速度,则s应满足什么条件?

(3)平台上P、Q之间是一个宽度l=0.5m的特殊区域,该区域粗糙,且当滑块B进入后,滑块还会受到一个水平向右、大小F=20N的恒力作用,平台其余部分光滑.在满足第(2)问的条件下,若A与B共速时,B刚好滑到A的右端,A恰与平台相碰,此后B滑上平台,同时快速撤去A.设B与PQ之间的动摩擦因数0<μ<l,试讨论因μ的取值不同,B在PQ间通过的路程大小.

40.如图所示,在平面直角坐标系x0y中的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的有界圆形勾强磁杨区域(图中未画出);在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。一粒子源固定在x轴上坐标为(﹣L,0)的A点。粒子源沿y轴正方向释放出速度大小为v的电子,电子恰好能通过y轴上的C点,电子经过做场偏转后恰好垂直通过第一象限内与x轴正方向成15°角的射线ON(已知电子的质量为m,电荷量为e,不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用).已知θ=45°,求:

(1)句强电场的电场强度E的大小与C点的坐标; (2)电子在磁场中运动的时间t; (3)圆形磁场的最小面积Smin。

41.如图1所示,半径R=0.45m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,B为轨道的最低点,B点右侧的光滑的水平面上紧挨B点有一静止的小平板车,平板车质量M=lkg,长度l=1m,小车的上表面与B点等高,距地面高度h=0.2m.质量m=lkg的物块(可视为质点)从圆弧最高点A由静止释放.取g=10m/s2.试求:

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(1)物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力大小;

(2)若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料,其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化如图2所示,求物块滑离平板车时的速率;

(3)若解除平板车的锁定并撤去上表面铺的材料后,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,物块仍从圆弧最高点A由静止释放,求物块落地时距平板车右端的水平距离.

42.如图,AB为光滑斜面,BC为粗糙斜面,两斜面的倾角均为37°,且斜面底部B处平滑连接,质量为m=2kg的物体从高为h=1.25m的A处由静止开始沿斜面下滑,运动到BC斜面上最终停止在C处.设物体与BC斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体与BC斜面的动摩擦因数为μ=0.75,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2.求:

(1)物体在B处的速度大小vB; (2)物体在BC斜面上的运动时间t;

(3)若BC斜面的倾角可在0~60°范围内变化,请分析并说明物体从A处释放后在BC斜面上可能的运动情况.

43.如图所示,半径R=m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点,其切线水平。一质量M=2kg、板长L=0.65m的滑板静止在光滑水平地面上,左端紧靠C点,其上表面所在平面与圆弧轨道C点和右侧固定平台D等高。质量为m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=0.6m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入圆弧轨道,然后沿圆弧轨道滑下经C点滑上滑板。滑板运动到平台D时被牢固粘连。已知物块与滑板间的动摩擦因数μ=0.5,滑板右

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端到平台D左侧的距离s在0.1m<s<0.5m范围内取值。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)物块到达B点时的速度大小vB; (2)物块经过C点时对圆弧轨道的压力;

(3)试讨论物块刚滑上平台D时的动能EKD与s的关系。

44.如图,木板A静止在光滑水平面上,其左端与固定台阶相距x,小滑块C放置在A的最右端,与小滑块B相连的不可伸长的细线一端固定在O点,B、C(可视为质点)紧靠在一起,B与A之间没有作用力,在足够大的内力作用下,B、C突然分离的瞬间细线恰好被拉断,C以速度v0向右水平飞出,B在A上水平向左滑动,A与台阶碰撞后原速率反弹,不计空气阻力,已知木板A的质量为M=3.0kg,小滑块B和C的质量均为1.0kg,速度v0=4m/s,A、B之间的滑动摩擦因数μ=0.2,细线长为L=0.8m,A足够长,B不会从A上滑落,重力加速度为g=10m/s2。 (1)求细线能承受的最大拉力;

(2)若A与台阶只能发生一次碰撞,求x满足的条件;

(3)若A与台阶只能发生一次碰撞,求B相对A滑行的距离y与x之间的函数关系。

45.如图所示,光滑水平面上有两个完全相同、质量都是m=0.5kg的小物块a、b.开始时b静止在P点,a以v0=8m/s的速度向右运动,当运动到O点时,a开始始终受到一个方向水平向左的恒力f作用(图中未画出),到达M点时速度

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