高中物理经典题库力学

高中物理经典题库力学计算题集粹1．在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1ｋｇ的质点以速度ｖ＝10ｍ／ｓ沿ｘ轴正方向运动，经过原点０后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图1-70所示，求：图1-70（1）如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间以及Ｐ的坐标；（2）质点经过Ｐ点时的速度．2．如图1-71甲所示，质量为1ｋｇ的物体置于固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力Ｆ，1ｓ末后将拉力撤去．物体运动的ｖ-ｔ图象如图1-71乙，试求拉力Ｆ．图1-713．一平直的传送带以速率ｖ＝2ｍ／ｓ匀速运行，在Ａ处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间ｔ＝6ｓ，物体到达Ｂ处．Ａ、Ｂ相距Ｌ＝10ｍ．则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率，物体能较快地传送到Ｂ处．要让物体以最短的时间从Ａ处传送到Ｂ处， 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍，则物体从Ａ传送到Ｂ的时间又是多少?4．如图1-72所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度ｇ／2竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为起动前压力的17／18，已知地球半径为Ｒ，求火箭此时离地面的高度．（ｇ为地面附近的重力加速度）图1-725．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ·ｓ２）力学计算题第1页（共26页）高中物理经典题库图1-736．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算：（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?（2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２）（3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?（注：飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体）7．宇航员在月球上自高ｈ处以初速度ｖ水平抛出一小球，测出水平射程为Ｌ（地面平坦），已知月０球半径为Ｒ，若在月球上发射一颗月球的卫星，它在月球 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面附近环绕月球运行的周期是多少?8．把一个质量是2ｋｇ的物块放在水平面上，用12Ｎ的水平拉力使物体从静止开始运动，物块与水平面的动摩擦因数为0．2，物块运动2秒末撤去拉力，ｇ取10ｍ／ｓ２．求（1）2秒末物块的即时速度．（2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离．9．如图1-74所示，一个人用与水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一个重Ｇ＝200Ｎ的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ２）．求图1-74（1）推力Ｆ的大小．（2）若人不改变推力Ｆ的大小，只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子，推力作用时间ｔ＝3．0ｓ后撤去，箱子最远运动多长距离?10．一网球运动员在离开网的距离为12ｍ处沿水平方向发球，发球高度为2．4ｍ，网的高度为0．9ｍ．（1）若网球在网上0．1ｍ处越过，求网球的初速度．（2）若按上述初速度发球，求该网球落地点到网的距离．取ｇ＝10／ｍ·ｓ２，不考虑空气阻力．11．地球质量为Ｍ，半径为Ｒ，万有引力常量为Ｇ，发射一颗绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星，卫星的速度称为第一宇宙速度．（1）试推导由上述各量表达的第一宇宙速度的计算式， 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 写出推导依据．（2）若已知第一宇宙速度的大小为ｖ＝7．9ｋｍ／ｓ，地球半径Ｒ＝6．4×10３ｋｍ，万有引力常量Ｇ＝（2／3）×10－10Ｎ·ｍ２／ｋｇ２，求地球质量（结果要求保留二位有效数字）．12．如图1-75所示，质量2．0ｋｇ的小车放在光滑水平面上，在小车右端放一质量为1．0ｋｇ的物块，物块与小车之间的动摩擦因数为0．5，当物块与小车同时分别受到水平向左Ｆ＝6．0Ｎ的拉力和水１力学计算题第2页（共26页）高中物理经典题库平向右Ｆ＝9．0Ｎ的拉力，经0．4ｓ同时撤去两力，为使物块不从小车上滑下，求小车最少要多长．（ｇ２取10ｍ／ｓ２）图1-7513．如图1-76所示，带弧形轨道的小车放在上表面光滑的静止浮于水面的船上，车左端被固定在船上的物体挡住，小车的弧形轨道和水平部分在Ｂ点相切，且ＡＢ段光滑，ＢＣ段粗糙．现有一个离车的ＢＣ面高为ｈ的木块由Ａ点自静止滑下，最终停在车面上ＢＣ段的某处．已知木块、车、船的质量分别为ｍ１＝ｍ，ｍ＝2ｍ，ｍ＝3ｍ；木块与车表面间的动摩擦因数μ＝0．4，水对船的阻力不计，求木块在ＢＣ２３面上滑行的距离ｓ是多少?（设船足够长）图1-7614．如图1-77所示，一条不可伸长的轻绳长为Ｌ，一端用手握住，另一端系一质量为ｍ的小球，今使手握的一端在水平桌面上做半径为Ｒ、角速度为ω的匀速圆周运动，且使绳始终与半径Ｒ的圆相切，小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动，若人手做功的功率为Ｐ，求：图1-77（1）小球做匀速圆周运动的线速度大小．（2）小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小．15．如图1-78所示，长为Ｌ＝0．50ｍ的木板ＡＢ静止、固定在水平面上，在ＡＢ的左端面有一质量为Ｍ＝0．48ｋｇ的小木块Ｃ（可视为质点），现有一质量为ｍ＝20ｇ的子弹以ｖ＝75ｍ／ｓ的速度射向０小木块Ｃ并留在小木块中．已知小木块Ｃ与木板ＡＢ之间的动摩擦因数为μ＝0．1．（ｇ取10ｍ／ｓ２）图1-78力学计算题第3页（共26页）高中物理经典题库（1）求小木块Ｃ运动至ＡＢ右端面时的速度大小ｖ．２（2）若将木板ＡＢ固定在以ｕ＝1．0ｍ／ｓ恒定速度向右运动的小车上（小车质量远大于小木块Ｃ的质量），小木块Ｃ仍放在木板ＡＢ的Ａ端，子弹以ｖ′＝76ｍ／ｓ的速度射向小木块Ｃ并留在小木块中，０求小木块Ｃ运动至ＡＢ右端面的过程中小车向右运动的距离ｓ．16．如图1-79所示，一质量Ｍ＝2ｋｇ的长木板Ｂ静止于光滑水平面上，Ｂ的右边放有竖直挡板．现有一小物体Ａ（可视为质点）质量ｍ＝1ｋｇ，以速度ｖ＝6ｍ／ｓ从Ｂ的左端水平滑上Ｂ，已知Ａ和Ｂ间０的动摩擦因数μ＝0．2，Ｂ与竖直挡板的碰撞时间极短，且碰撞时无机械能损失．图1-79（1）若Ｂ的右端距挡板ｓ＝4ｍ，要使Ａ最终不脱离Ｂ，则木板Ｂ的长度至少多长?（2）若Ｂ的右端距挡板ｓ＝0．5ｍ，要使Ａ最终不脱离Ｂ，则木板Ｂ的长度至少多长?17．如图1-80所示，长木板Ａ右边固定着一个挡板，包括挡板在内的总质量为1．5Ｍ，静止在光滑的水平地面上．小木块Ｂ质量为Ｍ，从Ａ的左端开始以初速度ｖ在Ａ上滑动，滑到右端与挡板发生碰撞，０已知碰撞过程时间极短，碰后木块Ｂ恰好滑到Ａ的左端就停止滑动．已知Ｂ与Ａ间的动摩擦因数为μ，Ｂ在Ａ板上单程滑行长度为ｌ．求：图1-80（1）若μｌ＝3ｖ２／160ｇ，在Ｂ与挡板碰撞后的运动过程中，摩擦力对木板Ａ做正功还是负功?做０多少功?（2）讨论Ａ和Ｂ在整个运动过程中，是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的．如果不可能，说明理由；如果可能，求出发生这种情况的条件．18．在某市区内，一辆小汽车在平直的公路上以速度ｖ向东匀速行驶，一位观光游客正由南向北从Ａ班马线上横过马路．汽车司机发现前方有危险（游客正在Ｄ处）经0．7ｓ作出反应，紧急刹车，但仍将正步行至Ｂ处的游客撞伤，该汽车最终在Ｃ处停下．为了清晰了解事故现场．现以图1-81示之：为了判断汽车司机是否超速行驶，警方派一警车以法定最高速度ｖ＝14．0ｍ／ｓ行驶在同一马路的同一地段，在肇ｍ事汽车的起始制动点Ａ紧急刹车，经31．5ｍ后停下来．在事故现场测得AB＝17．5ｍ、BC＝14．0ｍ、BD＝2．6ｍ．问图1-81①该肇事汽车的初速度ｖ是多大?Ａ②游客横过马路的速度大小?（ｇ取10ｍ／ｓ２）力学计算题第4页（共26页）高中物理经典题库19．如图1-82所示，质量ｍ＝10ｋｇ的物块Ａ与质量ｍ＝2ｋｇ的物块Ｂ放在倾角θ＝30°的光滑ＡＢ斜面上处于静止状态，轻质弹簧一端与物块Ｂ连接，另一端与固定挡板连接，弹簧的劲度系数ｋ＝400Ｎ／ｍ．现给物块Ａ施加一个平行于斜面向上的力Ｆ，使物块Ａ沿斜面向上做匀加速运动，已知力Ｆ在前0．2ｓ内为变力，0．2ｓ后为恒力，求（ｇ取10ｍ／ｓ２）图1-82（1）力Ｆ的最大值与最小值；（2）力Ｆ由最小值达到最大值的过程中，物块Ａ所增加的重力势能．20．如图1-83所示，滑块Ａ、Ｂ的质量分别为ｍ与ｍ，ｍ＜ｍ，由轻质弹簧相连接，置于水平的１２１２气垫导轨上．用一轻绳把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后绑紧．两滑块一起以恒定的速度ｖ０向右滑动．突然，轻绳断开．当弹簧伸长至本身的自然长度时，滑块Ａ的速度正好为零．问在以后的运动过程中，滑块Ｂ是否会有速度等于零的时刻?试通过定量 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，证明你的结论．图1-8321．如图1-84所示，表面粗糙的圆盘以恒定角速度ω匀速转动，质量为ｍ的物体与转轴间系有一轻质弹簧，已知弹簧的原长大于圆盘半径．弹簧的劲度系数为ｋ，物体在距转轴Ｒ处恰好能随圆盘一起转动而无相对滑动，现将物体沿半径方向移动一小段距离，若移动后，物体仍能与圆盘一起转动，且保持相对静止，则需要的条件是什么?图1-8422．设人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，根据万有引力定律、牛顿运动定律及周期的概念，论述人造地球卫星随着轨道半径的增加，它的线速度变小，周期变大．23．一质点做匀加速直线运动，其加速度为ａ，某时刻通过Ａ点，经时间Ｔ通过Ｂ点，发生的位移为ｓ，再经过时间Ｔ通过Ｃ点，又经过第三个时间Ｔ通过Ｄ点，在第三个时间Ｔ内发生的位移为ｓ，试利用13力学计算题第5页（共26页）高中物理经典题库匀变速直线运动公式证明：ａ＝（ｓ－ｓ）／2Ｔ2．3124．小车拖着纸带做直线运动，打点计时器在纸带上打下了一系列的点．如何根据纸带上的点证明小车在做匀变速运动？说出判断依据并作出相应的证明．25．如图1－80所示，质量为1ｋｇ的小物块以5ｍ／ｓ的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板，木板的质量为4ｋｇ．经过时间2ｓ以后，物块从木板的另一端以1ｍ／ｓ相对地的速度滑出，在这一过程中木板的位移为0.5ｍ，求木板与水平面间的动摩擦因数．图1－80图1－8126．如图1－81所示，在光滑地面上并排放两个相同的木块，长度皆为ｌ＝1.00ｍ，在左边木块的最左端放一小金属块，它的质量等于一个木块的质量，开始小金属块以初速度ｖ＝2.00ｍ／ｓ向右滑动，金0属块与木块之间的滑动摩擦因数μ＝0.10，ｇ取10ｍ／ｓ2，求：木块的最后速度．27．如图1－82所示，Ａ、Ｂ两个物体靠在一起，放在光滑水平面上，它们的质量分别为ｍ＝3ｋｇ、Ａｍ＝6ｋｇ，今用水平力Ｆ推Ａ，用水平力Ｆ拉Ｂ，Ｆ和Ｆ随时间变化的关系是Ｆ＝9－2ｔ（Ｎ），ＢＡＢＡＢＡＦ＝3＋2ｔ（Ｎ）．求从ｔ＝0到Ａ、Ｂ脱离，它们的位移是多少？Ｂ图1－82图1－8328．如图1－83所示，木块Ａ、Ｂ靠拢置于光滑的水平地面上．Ａ、Ｂ的质量分别是2ｋｇ、3ｋｇ，Ａ的长度是0.5ｍ，另一质量是1ｋｇ、可视为质点的滑块Ｃ以速度ｖ＝3ｍ／ｓ沿水平方向滑到Ａ上，Ｃ0与Ａ、Ｂ间的动摩擦因数都相等，已知Ｃ由Ａ滑向Ｂ的速度是ｖ＝2ｍ／ｓ，求：（1）Ｃ与Ａ、Ｂ之间的动摩擦因数；（2）Ｃ在Ｂ上相对Ｂ滑行多大距离？（3）Ｃ在Ｂ上滑行过程中，Ｂ滑行了多远？（4）Ｃ在Ａ、Ｂ上共滑行了多长时间？29．如图1－84所示，一质量为ｍ的滑块能在倾角为θ的斜面上以ａ＝（ｇｓｉｎθ）／2匀加速下滑，若用一水平推力Ｆ作用于滑块，使之能静止在斜面上．求推力Ｆ的大小．图1－84图1－8530．如图1－85所示，ＡＢ和ＣＤ为两个对称斜面，其上部足够长，下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120°，半径Ｒ＝2.0ｍ，一个质量为ｍ＝1ｋｇ的物体在离弧高度为ｈ＝3.0ｍ处，以初速度4.0ｍ／ｓ沿斜面运动，若物体与两斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度ｇ＝10ｍ／ｓ力学计算题第6页（共26页）高中物理经典题库2，则（1）物体在斜面上（不包括圆弧部分）走过路程的最大值为多少？（2）试描述物体最终的运动情况．（3）物体对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少？31．如图1－86所示，一质量为500ｋｇ的木箱放在质量为2000ｋｇ的平板车的后部，木箱到驾驶室的距离Ｌ＝1.6ｍ，已知木箱与车板间的动摩擦因数μ＝0.484，平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍，平板车以ｖ＝22.0ｍ／ｓ恒定速度行驶，突然驾驶员刹车使车做匀减速运动，为使木箱不0撞击驾驶室．ｇ取1ｍ／ｓ2，试求：（1）从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间．（2）驾驶员刹车时的制动力不能超过多大．图1－86图1－8732．如图1－87所示，1、2两木块用绷直的细绳连接，放在水平面上，其质量分别为ｍ＝1.0ｋｇ、1ｍ＝2.0ｋｇ，它们与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.10．在ｔ＝0时开始用向右的水平拉力Ｆ＝6.0Ｎ2拉木块2和木块1同时开始运动，过一段时间细绳断开，到ｔ＝6.0ｓ时1、2两木块相距Δｓ＝22.0ｍ（细绳长度可忽略），木块1早已停止．求此时木块2的动能．（ｇ取10ｍ／ｓ2）33．如图1－88甲所示，质量为Ｍ、长Ｌ＝1.0ｍ、右端带有竖直挡板的木板Ｂ静止在光滑水平面上，一个质量为ｍ的小木块（可视为质点）Ａ以水平速度ｖ＝4.0ｍ／ｓ滑上Ｂ的左端，之后与右端挡板碰撞，0最后恰好滑到木板Ｂ的左端，已知Ｍ／ｍ＝3，并设Ａ与挡板碰撞时无机械能损失，碰撞时间可以忽略不计，ｇ取10ｍ／ｓ2．求（1）Ａ、Ｂ最后速度；（2）木块Ａ与木板Ｂ之间的动摩擦因数．（3）木块Ａ与木板Ｂ相碰前后木板Ｂ的速度，再在图1－88乙所给坐标中画出此过程中Ｂ相对地的ｖ－ｔ图线．图1－8834．两个物体质量分别为ｍ和ｍ，ｍ原来静止，ｍ以速度ｖ向右运动，如图1－89所示，它们同12120时开始受到大小相等、方向与ｖ相同的恒力Ｆ的作用，它们能不能在某一时刻达到相同的速度？说明判断0的理由．力学计算题第7页（共26页）高中物理经典题库图1－89图1－90图1－9135．如图1－90所示，ＡＢＣ是光滑半圆形轨道，其直径ＡＯＣ处于竖直方向，长为0.8ｍ．半径ＯＢ处于水平方向．质量为ｍ的小球自Ａ点以初速度ｖ水平射入，求：（1）欲使小球沿轨道运动，其水平初速度ｖ的最小值是多少？（2）若小球的水平初速度ｖ小于（1）中的最小值，小球有无可能经过Ｂ点？若能，求出水平初速度大小满足的条件，若不能，请说明理由．（ｇ取10ｍ／ｓ2，小球和轨道相碰时无能量损失而不反弹）36．试证明太空中任何天体表面附近卫星的运动周期与该天体密度的平方根成反比．37．在光滑水平面上有一质量为0.2ｋｇ的小球，以5.0ｍ／ｓ的速度向前运动，与一个质量为0.3ｋｇ的静止的木块发生碰撞，假设碰撞后木块的速度为4.2ｍ／ｓ，试论证这种假设是否合理．38．如图1－91所示在光滑水平地面上，停着一辆玩具汽车，小车上的平台Ａ是粗糙的，并靠在光滑的水平桌面旁，现有一质量为ｍ的小物体Ｃ以速度ｖ沿水平桌面自左向右运动，滑过平台Ａ后，恰能落在0小车底面的前端Ｂ处，并粘合在一起，已知小车的质量为Ｍ，平台Ａ离车底平面的高度ＯＡ＝ｈ，又ＯＢ＝ｓ，求：（1）物体Ｃ刚离开平台时，小车获得的速度；（2）物体与小车相互作用的过程中，系统损失的机械能．39．一质量Ｍ＝2ｋｇ的长木板Ｂ静止于光滑水平面上，Ｂ的右端离竖直挡板0.5ｍ，现有一小物体Ａ（可视为质点）质量ｍ＝1ｋｇ，以一定速度ｖ从Ｂ的左端水平滑上Ｂ，如图1－92所示，已知Ａ和Ｂ间0的动摩擦因数μ＝0.2，Ｂ与竖直挡板的碰撞时间极短，且碰撞前后速度大小不变．①若ｖ＝2ｍ／ｓ，要0使Ａ最终不脱离Ｂ，则木板Ｂ的长度至少多长？②若ｖ＝4ｍ／ｓ，要使Ａ最终不脱离Ｂ，则木板Ｂ又至0少有多长？（ｇ取10ｍ／ｓ2）图1－92图1－9340．在光滑水平面上静置有质量均为ｍ的木板ＡＢ和滑块ＣＤ，木板ＡＢ上表面粗糙，动摩擦因数为μ，滑块ＣＤ上表面为光滑的1／4圆弧，它们紧靠在一起，如图1－93所示．一可视为质点的物块Ｐ质量也为ｍ，它从木板ＡＢ右端以初速ｖ滑入，过Ｂ点时速度为ｖ／2，后又滑上滑块，最终恰好滑到最高点00Ｃ处，求：（1）物块滑到Ｂ处时，木板的速度ｖ；（2）木板的长度Ｌ；（3）物块滑到Ｃ处时滑块ＣＤＡＢ的动能．41．一平直长木板Ｃ静止在光滑水平面上，今有两小物块Ａ和Ｂ分别以2ｖ和ｖ的初速度沿同一直00线从长木板Ｃ两端相向水平地滑上长木板，如图1－94所示．设Ａ、Ｂ两小物块与长木板Ｃ间的动摩擦因数均为μ，Ａ、Ｂ、Ｃ三者质量相等．①若Ａ、Ｂ两小物块不发生碰撞，则由开始滑上Ｃ到静止在Ｃ上止，Ｂ通过的总路程是多大？经过的时间多长？②为使Ａ、Ｂ两小物块不发生碰撞，长木板Ｃ的长度至少多大？力学计算题第8页（共26页）高中物理经典题库图1－94图1－9542．在光滑的水平面上停放着一辆质量为Ｍ的小车，质量为ｍ的物体与一轻弹簧固定相连，弹簧的另一端与小车左端固定连接，将弹簧压缩后用细线将ｍ栓住，ｍ静止在小车上的Ａ点，如图1－95所示．设ｍ与M间的动摩擦因数为μ，Ｏ点为弹簧原长位置，将细线烧断后，ｍ、Ｍ开始运动．（1）当物体ｍ位于Ｏ点左侧还是右侧，物体ｍ的速度最大？简要说明理由．（2）若物体ｍ达到最大速度ｖ时，物体ｍ已1相对小车移动了距离ｓ．求此时M的速度ｖ和这一过程中弹簧释放的弹性势能Ｅ？（3）判断ｍ与Ｍ的最2ｐ终运动状态是静止、匀速运动还是相对往复运动？并简要说明理由．43．如图1－96所示，ＡＯＢ是光滑水平轨道，ＢＣ是半径为R的光滑1／4圆弧轨道，两轨道恰好相切．质量为M的小木块静止在Ｏ点，一质量为ｍ的小子弹以某一初速度水平向右射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，恰能到达圆弧最高点Ｃ（小木块和子弹均可看成质点）．问：（1）子弹入射前的速度？（2）若每当小木块返回或停止在Ｏ点时，立即有相同的子弹射入小木块，并留在其中，则当第9颗子弹射入小木块后，小木块沿圆弧能上升的最大高度为多少？图1－96图1－9744．如图1－97所示，一辆质量ｍ＝2ｋｇ的平板车左端放有质量Ｍ＝3ｋｇ的小滑块，滑块与平板车间的动摩擦因数μ＝0.4．开始时平板车和滑块共同以ｖ＝2ｍ／ｓ的速度在光滑水平面上向右运动，并与0竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反，平板车足够长，以至滑块不会滑到平板车右端．（取ｇ＝10ｍ／ｓ2）求：（1）平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离．（2）平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度ｖ．（3）为使滑块始终不会从平板车右端滑下，平板车至少多长？（M可当作质点处理）45．如图1－98所示，质量为0.3ｋｇ的小车静止在光滑轨道上，在它的下面挂一个质量为0.1ｋｇ的小球Ｂ，车旁有一支架被固定在轨道上，支架上Ｏ点悬挂一个质量仍为0.1ｋｇ的小球Ａ，两球的球心至悬挂点的距离均为0.2ｍ．当两球静止时刚好相切，两球心位于同一水平线上，两条悬线竖直并相互平行．若将Ａ球向左拉到图中的虚线所示的位置后从静止释放，与Ｂ球发生碰撞，如果碰撞过程中无机械能损失，求碰撞后Ｂ球上升的最大高度和小车所能获得的最大速度．图1－98图1－9946．如图1－99所示，一条不可伸缩的轻绳长为ｌ，一端用手握着，另一端系一个小球，今使手握的一端在水平桌面上做半径为ｒ、角速度为ω的匀速圆周运动，且使绳始终与半径为ｒ的圆相切，小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动．若人手提供的功率恒为Ｐ，求：（1）小球做圆周运动的线速度大小；（2）小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小．47．如图1－100所示，一个框架质量ｍ＝200ｇ，通过定滑轮用绳子挂在轻弹簧的一端，弹簧的另一1力学计算题第9页（共26页）高中物理经典题库端固定在墙上，当系统静止时，弹簧伸长了10ｃｍ，另有一粘性物体质量ｍ＝200ｇ，从距框架底板Ｈ＝230ｃｍ的上方由静止开始自由下落，并用很短时间粘在底板上．ｇ取10ｍ／ｓ2，设弹簧右端一直没有碰到滑轮，不计滑轮摩擦，求框架向下移动的最大距离ｈ多大？图1－100图1－101图1－10248．如图1－101所示，在光滑的水平面上，有两个质量都是M的小车Ａ和Ｂ，两车之间用轻质弹簧相连，它们以共同的速度ｖ向右运动，另有一质量为ｍ＝Ｍ／2的粘性物体，从高处自由落下，正好落在Ａ0车上，并与之粘合在一起，求这以后的运动过程中，弹簧获得的最大弹性势能Ｅ．49．一轻弹簧直立在地面上，其劲度系数为ｋ＝400Ｎ／ｍ，在弹簧的上端与盒子Ａ连接在一起，盒子内装物体Ｂ，Ｂ的上下表面恰与盒子接触，如图1－102所示，Ａ和Ｂ的质量ｍ＝ｍ＝1ｋｇ，ｇ＝10ＡＢｍ／ｓ2，不计阻力，先将Ａ向上抬高使弹簧伸长5ｃｍ后从静止释放，Ａ和Ｂ一起做上下方向的简谐运动，已知弹簧的弹性势能决定于弹簧的形变大小．（1）试求Ａ的振幅；（2）试求Ｂ的最大速率；（3）试求在最高点和最低点Ａ对Ｂ的作用力．参考解题过程与 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 1．解：设经过时间ｔ，物体到达Ｐ点（1）ｘ＝ｖｔ，ｙ＝（1／2）（Ｆ／ｍ）ｔ2，ｘ／ｙ＝ｃｔｇ37°，Ｐ０ＰＰＰ联解得ｔ＝3ｓ，ｘ＝30ｍ，ｙ＝22．5ｍ，坐标（30ｍ，22．5ｍ）（2）ｖ＝（Ｆ／ｍ）ｔ＝15ｍ／ｓ，ｙ∴ｖ＝v2v2=513ｍ／ｓ，0yｔｇα＝ｖ／ｖ＝15／10＝3／2，ｙ０∴α＝ａｒｃｔｇ（3／2），α为ｖ与水平方向的夹角．2．解：在0～1ｓ内，由ｖ-ｔ图象，知ａ＝12ｍ／ｓ２，１由牛顿第二定律，得Ｆ－μｍｇｃｏｓθ－ｍｇｓｉｎθ＝ｍａ，①１在0～2ｓ内，由ｖ-ｔ图象，知ａ＝－6ｍ／ｓ２，２因为此时物体具有斜向上的初速度，故由牛顿第二定律，得－μｍｇｃｏｓθ－ｍｇｓｉｎθ＝ｍａ，②２②式代入①式，得Ｆ＝18Ｎ．力学计算题第10页（共26页）高中物理经典题库3．解：在传送带的运行速率较小、传送时间较长时，物体从Ａ到Ｂ需经历匀加速运动和匀速运动两个过程，设物体匀加速运动的时间为ｔ1，则（ｖ／2）ｔ＋ｖ（ｔ－ｔ）＝Ｌ，１１所以ｔ＝2（ｖｔ－Ｌ）／ｖ＝（2×（2×6－10）／2）ｓ＝2ｓ．１为使物体从Ａ至Ｂ所用时间最短，物体必须始终处于加速状态，由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变，所以其加速度也不变．而ａ＝ｖ／ｔ＝1ｍ／ｓ２．设物体从Ａ至Ｂ所用最短的时间为ｔ2，则（1／2）ａｔ２＝Ｌ，22L210ｔ＝=＝25ｓ．2a1ｖ＝ａｔ＝1×25ｍ／ｓ＝25ｍ／ｓ．ｍｉｎ2传送带速度再增大1倍，物体仍做加速度为1ｍ／ｓ２的匀加速运动，从Ａ至Ｂ的传送时间为25ｍ／ｓ．4．解：启动前Ｎ＝ｍｇ，１升到某高度时Ｎ＝（17／18）Ｎ＝（17／18）ｍｇ，2１对测试仪Ｎ－ｍｇ′＝ｍａ＝ｍ（ｇ／2），2∴ｇ′＝（8／18）ｇ＝（4／9）ｇ，ＧｍＭ／Ｒ2＝ｍｇ，ＧｍＭ／（Ｒ＋ｈ）2＝ｍｇ′，解得：ｈ＝（1／2）Ｒ．5．解：由匀加速运动的公式ｖ２＝ｖ２＋2ａｓ０得物块沿斜面下滑的加速度为ａ＝ｖ2／2ｓ＝1．42／（2×1．4）＝0．7ｍｓ－２，由于ａ＜ｇｓｉｎθ＝5ｍｓ－２，可知物块受到摩擦力的作用．图3分析物块受力，它受3个力，如图3．对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向，由牛顿定律有ｍｇｓｉｎθ－ｆ＝ｍａ，１ｍｇｃｏｓθ－Ｎ＝0，１分析木楔受力，它受5个力作用，如图3所示．对于水平方向，由牛顿定律有ｆ＋ｆｃｏｓθ－Ｎｓｉｎθ＝0，2１１由此可解得地面的作用于木楔的摩擦力ｆ＝ｍｇｃｏｓθｓｉｎθ－（ｍｇｓｉｎθ－ｍａ）ｃｏｓθ＝ｍａｃｏｓθ＝1×0．7×（／2）2＝0．61Ｎ．此力的方向与图中所设的一致（由指向）．6．解：（1）飞机原先是水平飞行的，由于垂直气流的作用，飞机在竖直方向上的运动可看成初速度为零的匀加速直线运动，根据ｈ＝（1／2）ａｔ２，得ａ＝2ｈ／ｔ２，代入ｈ＝1700ｍ，ｔ＝10ｓ，得力学计算题第11页（共26页）高中物理经典题库ａ＝（2×1700／10２）（ｍ／ｓ２）＝34ｍ／ｓ２，方向竖直向下．（2）飞机在向下做加速运动的过程中，若乘客已系好安全带，使机上乘客产生加速度的力是向下重力和安全带拉力的合力．设乘客质量为ｍ，安全带提供的竖直向下拉力为Ｆ，根据牛顿第二定律Ｆ＋ｍｇ＝ｍａ，得安全带拉力Ｆ＝ｍ（ａ－ｇ）＝ｍ（34－10）Ｎ＝24ｍ（Ｎ），∴安全带提供的拉力相当于乘客体重的倍数ｎ＝Ｆ／ｍｇ＝24ｍＮ／ｍ·10Ｎ＝2．4（倍）．（3）若乘客未系安全带，飞机向下的加速度为34ｍ／ｓ２，人向下加速度为10ｍ／ｓ２，飞机向下的加速度大于人的加速度，所以人对飞机将向上运动，会使头部受到严重伤害．7．解：设月球表面重力加速度为ｇ，根据平抛运动规律，有ｈ＝（1／2）ｇｔ２，①水平射程为Ｌ＝ｖｔ，②０联立①②得ｇ＝2ｈｖ２／Ｌ２．③０根据牛顿第二定律，得ｍｇ＝ｍ（2π／Ｔ）２Ｒ，④联立③④得Ｔ＝（πＬ／ｖｈ）．⑤０8．解：前2秒内，有Ｆ－ｆ＝ｍａ，ｆ＝μＮ，Ｎ＝ｍｇ，则１ａ＝（Ｆ－μｍｇ）／ｍ＝4ｍ／ｓ２，ｖ＝ａｔ＝8ｍ／ｓ，１ｔ１撤去Ｆ以后ａ＝ｆ／ｍ＝2ｍ／ｓ，ｓ＝ｖ２／2ａ＝16ｍ．２１２9．解：（1）用力斜向下推时，箱子匀速运动，则有Ｆｃｏｓθ＝ｆ，ｆ＝μＮ，Ｎ＝Ｇ＋Ｆｓｉｎθ，联立以上三式代数据，得Ｆ＝1．2×10２Ｎ．（2）若水平用力推箱子时，据牛顿第二定律，得Ｆ＝ｍａ，则有合Ｆ－μＮ＝ｍａ，Ｎ＝Ｇ，联立解得ａ＝2．0ｍ／ｓ２．ｖ＝ａｔ＝2．0×3．0ｍ／ｓ＝6．0ｍ／ｓ，ｓ＝（1／2）ａｔ２＝（1／2）×2．0×3．0２ｍ／ｓ＝9．0ｍ，推力停止作用后ａ′＝ｆ／ｍ＝4．0ｍ／ｓ２（方向向左），ｓ′＝ｖ２／2ａ′＝4．5ｍ，则ｓ＝ｓ＋ｓ′＝13．5ｍ．总10．解：根据题中说明，该运动员发球后，网球做平抛运动．以ｖ表示初速度，Ｈ表示网球开始运动时离地面的高度（即发球高度），ｓ表示网球开始运动时与网的水平距离（即运动员离开网的距离），ｔ表１１示网球通过网上的时刻，ｈ表示网球通过网上时离地面的高度，由平抛运动规律得到ｓ＝ｖｔ，Ｈ－ｈ＝（1／2）ｇｔ２，１１１消去ｔ，得ｖ＝ｍ／ｓ，ｖ≈23ｍ／ｓ．１力学计算题第12页（共26页）高中物理经典题库以ｔ表示网球落地的时刻，ｓ表示网球开始运动的地点与落地点的水平距离，ｓ表示网球落地点与２２网的水平距离，由平抛运动规律得到Ｈ＝（1／2）ｇｔ２，ｓ＝ｖｔ，２２２2H消去ｔ，得ｓ＝ｖ≈16ｍ，２２g网球落地点到网的距离ｓ＝ｓ－ｓ≈4ｍ．２１11．解：（1）设卫星质量为ｍ，它在地球附近做圆周运动，半径可取为地球半径Ｒ，运动速度为ｖ，有GMＧＭｍ／Ｒ２＝ｍｖ２／Ｒ得ｖ＝．R（2）由（1）得：Ｍ＝ｖ２Ｒ／Ｇ＝＝6．0×1024ｋｇ．12．解：对物块：Ｆ－μｍｇ＝ｍａ，１１6－0．5×1×10＝1·ａ，ａ＝1．0ｍ／ｓ2，１１ｓ＝（1／2）ａｔ2＝（1／2）×1×0．42＝0．08ｍ，１１ｖ＝ａｔ＝1×0．4＝0．4ｍ／ｓ，１１对小车：Ｆ－μｍｇ＝Ｍａ，２２9－0．5×1×10＝2ａ，ａ＝2．0ｍ／ｓ2，２２ｓ＝（1／2）ａｔ2＝（1／2）×2×0．42＝0．16ｍ，２２ｖ＝ａｔ＝2×0．4＝0．8ｍ／ｓ，２２撤去两力后，动量守恒，有Ｍｖ－ｍｖ＝（Ｍ＋ｍ）ｖ，２１ｖ＝0．4ｍ／ｓ（向右），∵（（1／2）ｍｖ2＋（1／2）Ｍｖ2）－（1／2）（ｍ＋Ｍ）ｖ2＝μｍｇｓ，１２３ｓ＝0．096ｍ，３∴ｌ＝ｓ＋ｓ＋ｓ＝0．336ｍ．１２３13．解：设木块到Ｂ时速度为ｖ，车与船的速度为ｖ，对木块、车、船系统，有０１ｍｇｈ＝（ｍｖ2／2）＋（（ｍ＋ｍ）ｖ2／2），１１０２３１ｍｖ＝（ｍ＋ｍ）ｖ，１０２３１ghgh解得ｖ＝5，ｖ＝．０15１15木块到Ｂ后，船以ｖ继续向左匀速运动，木块和车最终以共同速度ｖ向右运动，对木块和车系统，１２有ｍｖ－ｍｖ＝（ｍ＋ｍ）ｖ，１０２１１２２μｍｇｓ＝（（ｍｖ2／2）＋（ｍｖ2／2））－（（ｍ＋ｍ）ｖ2／2），１１０２１１２２gh得ｖ＝ｖ＝，ｓ＝2ｈ．２１15力学计算题第13页（共26页）高中物理经典题库14．解：（1）小球的角速度与手转动的角速度必定相等均为ω．设小球做圆周运动的半径为ｒ，线速度为ｖ．由几何关系得ｒ＝L2R2，ｖ＝ω·ｒ，解得ｖ＝ωL2R2．（2）设手对绳的拉力为Ｆ，手的线速度为ｖ，由功率公式得Ｐ＝Ｆｖ＝Ｆ·ωＲ，∴Ｆ＝Ｐ／ωＲ．图4研究小球的受力情况如图4所示，因为小球做匀速圆周运动，所以切向合力为零，即Ｆｓｉｎθ＝ｆ，其中ｓｉｎθ＝Ｒ／L2R2，联立解得ｆ＝Ｐ／ωL2R2．15．解：（1）用ｖ表示子弹射入木块Ｃ后两者的共同速度，由于子弹射入木块Ｃ时间极短，系统动量守１恒，有ｍｖ＝（ｍ＋Ｍ）ｖ，０１∴ｖ＝ｍｖ／（ｍ＋Ｍ）＝3ｍ／ｓ，１０子弹和木块Ｃ在ＡＢ木板上滑动，由动能定理得：（1／2）（ｍ＋Ｍ）ｖ２－（1／2）（ｍ＋Ｍ）ｖ２＝－μ（ｍ＋Ｍ）ｇＬ，２１解得ｖ＝v22gL＝22ｍ／ｓ．２1（2）用ｖ′表示子弹射入木块Ｃ后两者的共同速度，由动量守恒定律，得ｍｖ′＋Ｍｕ＝（ｍ＋０Ｍ）ｖ′，解得ｖ′＝4ｍ／ｓ．１１木块Ｃ及子弹在ＡＢ木板表面上做匀减速运动ａ＝μｇ．设木块Ｃ和子弹滑至ＡＢ板右端的时间为ｔ，则木块Ｃ和子弹的位移ｓ＝ｖ′ｔ－（1／2）ａｔ2，１１由于ｍ≥（ｍ＋Ｍ），故小车及木块ＡＢ仍做匀速直线运动，小车及木板ＡＢ的位移ｓ＝ｕｔ，由车图5可知：ｓ＝ｓ＋Ｌ，１联立以上四式并代入数据得：ｔ2－6ｔ＋1＝0，解得：ｔ＝（3－22）ｓ，（ｔ＝（3＋22）ｓ不合题意舍去），（11）∴ｓ＝ｕｔ＝0．18ｍ．16．解：（1）设Ａ滑上Ｂ后达到共同速度前并未碰到档板，则根据动量守恒定律得它们的共同速度为ｖ，有力学计算题第14页（共26页）高中物理经典题库图5ｍｖ＝（Ｍ＋ｍ）ｖ，解得ｖ＝2ｍ／ｓ，在这一过程中，Ｂ的位移为ｓ＝ｖ2／2ａ且ａ＝μｍｇ０ＢＢＢＢ／Ｍ，解得ｓ＝Ｍｖ2／2μｍｇ＝2×22／2×0．2×1×10＝2ｍ．Ｂ设这一过程中，Ａ、Ｂ的相对位移为ｓ，根据系统的动能定理，得１μｍｇｓ＝（1／2）ｍｖ2－（1／2）（Ｍ＋ｍ）ｖ2，解得ｓ＝6ｍ．１０１当ｓ＝4ｍ时，Ａ、Ｂ达到共同速度ｖ＝2ｍ／ｓ后再匀速向前运动2ｍ碰到挡板，Ｂ碰到竖直挡板后，根据动量守恒定律得Ａ、Ｂ最后相对静止时的速度为ｖ′，则Ｍｖ－ｍｖ＝（Ｍ＋ｍ）ｖ′，解得ｖ′＝（2／3）ｍ／ｓ．在这一过程中，Ａ、Ｂ的相对位移为ｓ，根据系统的动能定理，得２μｍｇｓ＝（1／2）（Ｍ＋ｍ）ｖ2－（1／2）（Ｍ＋ｍ）ｖ′2，２解得ｓ＝2．67ｍ．２因此，Ａ、Ｂ最终不脱离的木板最小长度为ｓ＋ｓ＝8．67ｍ１２（2）因Ｂ离竖直档板的距离ｓ＝0．5ｍ＜2ｍ，所以碰到档板时，Ａ、Ｂ未达到相对静止，此时Ｂ的速度ｖ为Ｂｖ2＝2ａｓ＝（2μｍｇ／Ｍ）ｓ，解得ｖ＝1ｍ／ｓ，ＢＢＢ设此时Ａ的速度为ｖ，根据动量守恒定律，得Ａｍｖ＝Ｍｖ＋ｍｖ，解得ｖ＝4ｍ／ｓ，０ＢＡＡ设在这一过程中，Ａ、Ｂ发生的相对位移为ｓ′，根据动能定理得：１μｍｇｓ′＝（1／2）ｍｖ2－（（1／2）ｍｖ2＋（1／2）Ｍｖ2），１０ＡＢ解得ｓ′＝4．5ｍ．１Ｂ碰撞挡板后，Ａ、Ｂ最终达到向右的相同速度ｖ，根据动能定理得ｍｖ－Ｍｖ＝（Ｍ＋ｍ）ｖ，ＡＢ解得ｖ＝（2／3）ｍ／ｓ．在这一过程中，Ａ、Ｂ发生的相对位移ｓ′为２μｍｇｓ′＝（1／2）ｍｖ2＋（1／2）（Ｍ＋ｍ）ｖ2，解得ｓ′＝（25／6）ｍ．２Ａ２Ｂ再次碰到挡板后，Ａ、Ｂ最终以相同的速度ｖ′向左共同运动，根据动量守恒定律，得Ｍｖ－ｍｖ＝（Ｍ＋ｍ）ｖ′，解得ｖ′＝（2／9）ｍ／ｓ．在这一过程中，Ａ、Ｂ发生的相对位移ｓ′为：３μｍｇｓ′＝（1／2）（Ｍ＋ｍ）ｖ2－（1／2）（Ｍ＋ｍ）ｖ′2，３解得ｓ′＝（8／27）ｍ．３因此，为使Ａ不从Ｂ上脱落，Ｂ的最小长度为ｓ′＋ｓ′＋ｓ′＝8．96ｍ．１２３17．解：（1）Ｂ与Ａ碰撞后，Ｂ相对于Ａ向左运动，Ａ所受摩擦力方向向左，Ａ的运动方向向右，故摩擦力作负功．设Ｂ与Ａ碰撞后的瞬间Ａ的速度为ｖ，Ｂ的速度为ｖ，Ａ、Ｂ相对静止后的共同速度为ｖ，１２整个过程中Ａ、Ｂ组成的系统动量守恒，有Ｍｖ＝（Ｍ＋1．5Ｍ）ｖ，ｖ＝2ｖ／5．００碰撞后直至相对静止的过程中，系统动量守恒，机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功，即Ｍｖ＋1．5Ｍｖ＝2．5Ｍｖ，①２１（1／2）×1．5Ｍｖ2＋（1／2）Ｍｖ2－（1／2）×2．5Ｍｖ2＝Ｍμｇｌ，②１２力学计算题第15页（共26页）高中物理经典题库可解出ｖ＝（1／2）ｖ（另一解ｖ＝（3／10）ｖ因小于ｖ而舍去）１０１０这段过程中，Ａ克服摩擦力做功Ｗ＝（1／2）×1．5Ｍｖ2－（1／2）×1．5Ｍｖ2＝（27／400）Ｍｖ2（0．068Ｍｖ2）．１００（2）Ａ在运动过程中不可能向左运动，因为在Ｂ未与Ａ碰撞之前，Ａ受到的摩擦力方向向右，做加速运动，碰撞之后Ａ受到的摩擦力方向向左，做减速运动，直到最后，速度仍向右，因此不可能向左运动．Ｂ在碰撞之后，有可能向左运动，即ｖ＜0．２先计算当ｖ＝0时满足的条件，由①式，得２ｖ＝（2ｖ／3）－（2ｖ／3），当ｖ＝0时，ｖ＝2ｖ／3，代入②式，得１０２２１０（（1／2）×1．5Ｍ4ｖ2／9）－（（1／2）×2．5Ｍ4ｖ2／25）＝Ｍμｇｌ，００解得μｇｌ＝2ｖ2／15．０Ｂ在某段时间内向左运动的条件之一是μｌ＜2ｖ2／15ｇ．０另一方面，整个过程中损失的机械能一定大于或等于系统克服摩擦力做的功，即（1／2）Ｍｖ2－（1／2）2．5Ｍ（2ｖ／5）2≥2Ｍμｇｌ，００解出另一个条件是μｌ≤3ｖ2／20ｇ，０最后得出Ｂ在某段时间内向左运动的条件是2ｖ2／15ｇ＜μｌ≤3ｖ2／20ｇ．００18．解：（1）以警车为研究对象，由动能定理．－μｍｇ·ｓ＝（1／2）ｍｖ2－（1／2）ｍｖ2，０将ｖ＝14．0ｍ／ｓ，ｓ＝14．0ｍ，ｖ＝0代入，得０μｇ＝7．0ｍ／ｓ2，因为警车行驶条件与肇事汽车相同，所以肇事汽车的初速度ｖ＝2gAC＝21ｍ／ｓ．Ａ（2）肇事汽车在出事点Ｂ的速度ｖ＝2gAC＝14ｍ／ｓ，Ｂ肇事汽车通过AB段的平均速度v＝（ｖ＋ｖ）／2＝（21＋14）／2＝17．5ｍ／ｓ．ＡＢ肇事汽车通过ＡＢ段的时间ｔ＝ＡＢ／v＝（31．5－14．0）／17．5＝1ｓ．２∴游客横过马路的速度ｖ＝BD／（ｔ＋ｔ）＝（2．6／（1＋0．7））ｍ／ｓ＝1．53ｍ／ｓ．人１２19．解：（1）开始Ａ、Ｂ处于静止状态时，有ｋｘ－（ｍ＋ｍ）ｇｓｉｎ30°＝0，①０ＡＢ设施加Ｆ时，前一段时间Ａ、Ｂ一起向上做匀加速运动，加速度为ａ，ｔ＝0．2ｓ，Ａ、Ｂ间相互作用力为零，对Ｂ有：ｋｘ－ｍｇｓｉｎ30°＝ｍａ，②ＢＢｘ－ｘ＝（1／2）ａｔ2，③０解①、②、③得：ａ＝5ｍｓ－2，ｘ＝0．05ｍ，ｘ＝0．15ｍ，０初始时刻Ｆ最小Ｆ＝（ｍ＋ｍ）ａ＝60Ｎ．ｍｉｎＡＢｔ＝0．2ｓ时，Ｆ最大力学计算题第16页（共26页）高中物理经典题库Ｆ－ｍｇｓｉｎ30°＝ｍａ，ｍａｘＡＡＦ＝ｍ（ｇｓｉｎ30°＋ａ）＝100Ｎ，ｍａｘＡ（2）ΔＥ＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｘ－ｘ）ｓｉｎ30°＝5Ｊ．ＰＡＡＡ０20．解：当弹簧处于压缩状态时，系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和．当弹簧伸长到其自然长度时，弹性势能为零，因这时滑块Ａ的速度为零，故系统的机械能等于滑块Ｂ的动能．设这时滑块Ｂ的速度为ｖ则有Ｅ＝（1／2）ｍｖ2，①２由动量守恒定律（ｍ＋ｍ）ｖ＝ｍｖ，②１２０２解得Ｅ＝（1／2）（ｍ＋ｍ）2ｖ2／ｍ．③１２０２假定在以后的运动中，滑块Ｂ可以出现速度为零的时刻，并设此时滑块Ａ的速度为ｖ．这时，不论弹１簧是处于伸长还是压缩状态，都具有弹性势能Ｅ．由机械能守恒定律得ｐ（1／2）ｍｖ2＋Ｅ＝（1／2）（（ｍ＋ｍ）2ｖ2／ｍ），④１１ｐ１２０２根据动量守恒（ｍ＋ｍ）ｖ＝ｍｖ，⑤１２０１１求出ｖ，代入④式得１（1／2）（（ｍ＋ｍ）2ｖ2／ｍ）＋Ｅ＝（1／2）（（ｍ＋ｍ）2ｖ2／ｍ），⑥１２０１ｐ１２０２因为Ｅ≥0，故得ｐ（1／2）（（ｍ＋ｍ）2ｖ2／ｍ）≤（1／2）（（ｍ＋ｍ）2ｖ2／ｍ），⑦１２０１１２０２即ｍ≥ｍ，与已知条件ｍ＜ｍ不符．１２１２可见滑块Ｂ的速度永不为零，即在以后的运动中，不可能出现滑动Ｂ的速度为零的情况．21．解：设恰好物体相对圆盘静止时，弹簧压缩量为Δｌ，静摩擦力为最大静摩擦力ｆ，这时物体处于ｍａｘ临界状态，由向心力公式ｆ－ｋΔｌ＝ｍＲｗ2，①ｍａｘ假若物体向圆心移动ｘ后，仍保持相对静止，ｆ－ｋ（Δｌ＋ｘ）＝ｍ（Ｒ－ｘ）ｗ2，②１由①、②两式可得ｆ－ｆ＝ｍｘｗ2－ｋｘ，③ｍａｘ１所以ｍｘｗ2－ｋｘ≥0，得ｋ≤ｍｗ2，④若物体向外移动ｘ后，仍保持相对静止，ｆ－ｋ（Δｌ－ｘ）≥ｍ（Ｒ＋ｘ）ｗ2，⑤２由①～⑥式得ｆ－ｆ＝ｋｘ－ｍｘｗ2≥0，⑥ｍａｘ２所以ｋ≥ｍｗ2，⑦即若物体向圆心移动，则ｋ≤ｍｗ2，若物体向远离圆心方向移动，则ｋ≥ｍｗ2．22．解：卫星环绕地球作匀速圆周运动，设卫星的质量为ｍ，轨道半径为ｒ，受到地球的万有引力为Ｆ，Ｆ＝ＧＭｍ／ｒ2，①式中Ｇ为万有引力恒量，Ｍ是地球质量．设ｖ是卫星环绕地球做匀速圆周运动的线速度，Ｔ是运动周期，根据牛顿第二定律，得Ｆ＝ｍｖ2／ｒ，②GM由①、②推导出ｖ＝．③r③式表明：ｒ越大，ｖ越小．人造卫星的周期就是它环绕地球运行一周所需的时间Ｔ，Ｔ＝2πｒ／ｖ，④力学计算题第17页（共26页）高中物理经典题库r3由③、④推出Ｔ＝2π，⑤GM⑤式说明：ｒ越大，Ｔ越大．23．证：设质点通过Ａ点时的速度为ｖ，通过Ｃ点时的速度为ｖ，由匀变速直线运动的公式得：ＡＣｓ＝ｖＴ＋ａＴ2／2，ｓ＝ｖＴ＋ａＴ2／2，ｓ－ｓ＝ｖＴ－ｖＴ．1Ａ3Ｃ31ＣＡ∵ｖ＝ｖ＋2ａＴ，ＣＡ∴ｓ－ｓ＝（ｖ－2ａＴ－ｖ）Ｔ＝2ａＴ2，ａ＝（ｓ－ｓ）／2Ｔ2．31ＡＡ3124．根据：如果在连续的相等的时间内的位移之差相等，则物体做匀变速运动．证明：设物体做匀速运动的初速度为ｖ，加速度为ａ，第一个Ｔ内的位移为ｓ＝ｖＴ＋ａＴ2／2；第二个Ｔ内的位移为ｓ＝（ｖ01020＋ａＴ）Ｔ＋ａＴ2／2；第Ｎ个Ｔ内的位移为ｓ＝［ｖ＋（Ｎ－1）ａＴ］Ｔ＋ａＴ2／2．ｓ－ｓＮ0ＮＮ－＝ａＴ2，逆定理也成立．125．解：由匀变速直线运动的公式得小物块的加速度的大小为ａ＝（ｖ－ｖ）／ｔ＝2（ｍ／ｓ2）．木10ｔ板的加速度大小为ａ＝2ｓ／ｔ2＝0.25（ｍ／ｓ2）．2根据牛顿第二定律Ｆ＝ｍａ对小物块得ｆ′＝ｍａ＝1×2＝2Ｎ，11对木板得ｆ－μ（ｍ＋Ｍ）ｇ＝Ｍａ，12μ＝（ｆ－Ｍａ）／（ｍ＋Ｍ）ｇ＝（2－4×0.25）／（1＋4）×10＝0.02．1226．解：假设金属块没有离开第一块长木板，移动的相对距离为ｘ，由动量守恒定律，得ｍｖ＝3ｍｖ，0ｍｖ2／2＝3ｍｖ2／2＋μｍｇｘ，0解得ｘ＝4ｍ／3＞Ｌ，不合理，∴金属块一定冲上第二块木板．以整个系统为研究对象，由动量定律及能量关系，当金属块在第一块木板上时ｍｖ＝ｍｖ′＋2ｍｖ，001ｍｖ2／2＝12ｍｖ′2＋2ｍ·ｖ2／2＋μｍｇｌ．001ｍｖ＝ｍｖ＋2ｍｖ，012ｍｖ2／2＝ｍｖ2／2＋2ｍ·ｖ2／2＋μｍｇ（ｌ＋ｘ）．012联立解得：ｖ＝1／3ｍ／ｓ，ｖ＝5／6ｍ／ｓ，ｘ＝0.25ｍ．1227．解：当ｔ＝0时，ａ＝9／3＝3ｍ／ｓ2，ａ＝3／6＝0.5ｍ／ｓ2．ａ＞ａ，Ａ、Ｂ间有弹力，随Ａ0Ｂ0Ａ0Ｂ0ｔ之增加，Ａ、Ｂ间弹力在减小，当（9－2ｔ）／3＝（3＋2ｔ）／6，ｔ＝2.5ｓ时，Ａ、Ｂ脱离，以Ａ、Ｂ整体为研究对象，在ｔ＝2.5ｓ内，加速度ａ＝（Ｆ＋Ｆ）／（ｍ＋ｍ）＝4／3ｍ／ｓ2，ｓ＝ａｔ2ＡＢＡＢ／2＝4.17ｍ．28．解：（1）由ｍｖ＝ｍｖ＋（ｍ＋ｍ）ｖ，Ｃ由Ａ滑至Ｂ时，Ａ、Ｂ的共同速度是Ｃ0ＣＡＢ1ｖ＝ｍ（ｖ－ｖ）／（ｍ＋ｍ）＝0.2ｍ／ｓ．1Ｃ0ＡＢ由μｍｇｌ＝ｍｖ2／2－ｍｖ／2－（ｍ＋ｍ）ｖ2／2，ＣＡＣ0Ｃ2ＡＢ1力学计算题第18页（共26页）高中物理经典题库得μ＝［ｍ（ｖ2－ｖ2）－（ｍ＋ｍ）ｖ2］／2ｍｇｌ＝0.48．Ｃ0ＡＢ1ＣＡ（2）由ｍｖ＋ｍｖ＝（ｍ＋ｍ）ｖ，Ｃ相对Ｂ静止时，Ｂ、Ｃ的共同速度是ｖ＝（ｍｖ＋ｍＣＢ1ＣＢ22ＣＢｖ）／（ｍ＋ｍ）＝0.65ｍ／ｓ．1ＣＢ由μｍｇｌ＝ｍｖ2／2＋ｍｖ2－（ｍ＋ｍ）ｖ2／2，ＣＢＣＢ1ＣＢ2Ｃ在Ｂ上滑行距离为ｌ＝［ｍｖ2＋ｍｖ2－（ｍ＋ｍ）ｖ2］／2μｍｇ＝0.25ｍ．ＢＣＢ1ＣＢ2Ｃ（3）由μｍｇｓ＝ｍｖ2／2－ｍｖ2／2，ＣＢ2Ｂ1Ｂ相对地滑行的距离ｓ＝［ｍ（ｖ2－ｖ2）］／2μｍｇ＝0.12ｍ．Ｂ21Ｃ（4）Ｃ在Ａ、Ｂ上匀减速滑行，加速度大小由μｍｇ＝ｍａ，得ａ＝μｇ＝4.8ｍ／ｓ2．ＣＣＣ在Ａ上滑行的时间ｔ＝（ｖ－ｖ）／ａ＝0.21ｓ．10Ｃ在Ｂ上滑行的时间ｔ＝（ｖ－ｖ）／ａ＝0.28ｓ．22所求时间ｔ＝ｔ＋ｔ＝0.21ｓ＋0.28ｓ＝0.49ｓ．1229．匀加速下滑时，受力如图1ａ，由牛顿第二定律，有：ｍｇｓｉｎθ－μｍｇｃｏｓθ＝ｍａ＝ｍｇｓｉｎθ／2，ｓｉｎθ／2＝μｃｏｓθ，得μ＝ｓｉｎθ／2ｃｏｓθ．图1静止时受力分析如图1ｂ，摩擦力有两种可能：①摩擦力沿斜面向下；②摩擦力沿斜面向上．摩擦力沿斜面向下时，由平衡条件Ｆｃｏｓθ＝ｆ＋ｍｇｓｉｎθ，Ｎ＝ｍｇｃｏｓθ＋Ｆｓｉｎθ，ｆ＝μＮ，解得Ｆ＝（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ）／（ｃｏｓθ－μｓｉｎθ）ｍｇ＝3ｓｉｎθｃｏｓθ／（2ｃｏｓ2θ－ｓｉｎ2θ）ｍｇ．摩擦力沿斜面向上时，由平衡条件Ｆｃｏｓθ＋ｆ＝ｍｇｓｉｎθ，Ｎ＝ｍｇｃｏｓθ＋Ｆｓｉｎθ，ｆ＝μＮ．解得Ｆ＝（ｓｉｎθ－μｃｏｓθ）／（ｃｏｓθ＋μｓｉｎθ）ｍｇ＝ｓｉｎθｃｏｓθ／（2ｃｏｓ2θ＋ｓｉｎ2θ）ｍｇ．30．解：（1）物体在两斜面上来回运动时，克服摩擦力所做的功Ｗ＝μｍｇｃｏｓ60°·ｓ．ｆ总物体从开始直到不再在斜面上运动的过程中ｍｇｈ－Ｗ＝0－ｍｖ2／2．解得ｓ＝38ｍ．ｆ0总（2）物体最终是在Ｂ、Ｃ之间的圆弧上来回做变速圆周运动，且在Ｂ、Ｃ点时速度为零．（3）物体第一次通过圆弧最低点时，圆弧所受压力最大．由动能定理得ｍｇ［ｈ＋Ｒ（1－ｃｏｓ60°）］－μｍｇｃｏｓ60°／ｓｉｎ60°＝ｍ（ｖ2－ｖ2）／2，10由牛顿第二定律得Ｎ－ｍｇ＝ｍｖ2／Ｒ，ｍａｘ1解得Ｎ＝54.5Ｎ．ｍａｘ物体最终在圆弧上运动时，圆弧所受压力最小．由动能定理得ｍｇＲ（1－ｃｏｓ60°）＝ｍｖ2／2，2力学计算题第19页（共26页）高中物理经典题库由牛顿第二定律得Ｎ－ｍｇ＝ｍｖ2／Ｒ，解得Ｎ＝20Ｎ．ｍｉｎ2ｍｉｎ31．解：（1）设刹车后，平板车的加速度为ａ，从开始刹车到车停止所经历时间为ｔ，车所行驶距离为00ｓ，则有ｖ2＝2ａｓ，ｖ＝ａｔ．0000000欲使ｔ小，ａ应该大，作用于木箱的滑动摩擦力产生的加速度ａ＝μｍｇ／ｍ＝μｇ．001当ａ＞ａ时，木箱相对车底板滑动，从刹车到车停止过程中木箱运动的路程为ｓ，则ｖ2＝2ａｓ．011021为使木箱不撞击驾驶室，应有ｓ－ｓ≤Ｌ．10联立以上各式解得：ａ≤μｇｖ2／（ｖ2－2μｇＬ）＝5ｍ／ｓ2，000∴ｔ＝ｖ／ａ＝4.4ｓ．000（2）对平板车，设制动力为Ｆ，则Ｆ＋ｋ（Ｍ＋ｍ）ｇ－μｍｇ＝Ｍａ，解得：Ｆ＝7420Ｎ．032．解：对系统ａ＝［Ｆ－μｇ（ｍ＋ｍ）］／（ｍ＋ｍ）＝1ｍ／ｓ2．01212对木块1，细绳断后：│ａ│＝ｆ／ｍ＝μｇ＝1ｍ／ｓ2．111设细绳断裂时刻为ｔ，则木块1运动的总位移：1ｓ＝2ａｔ2／2＝ａｔ2．10101对木块2，细绳断后，ａ＝（Ｆ－μｍｇ）／ｍ＝2ｍ／ｓ2．222木块2总位移ｓ＝ｓ′＋ｓ″＝ａｔ2／2＋ｖ（6－ｔ）＋ａ（6－ｔ）2／2，2011121两木块位移差Δｓ＝ｓ－ｓ＝22（ｍ）．21得ａｔ2／2＋ｖ（6－ｔ）＋ａ（6－ｔ）2／2－ａｔ2＝22，01112101把ａ，ａ值，ｖ＝ａｔ代入上式整理得：02101ｔ2＋12ｔ－28＝0，得ｔ＝2ｓ．111木块2末速ｖ＝ｖ＋ａ（6－ｔ）＝ａｔ＋ａ（6－ｔ）＝10ｍ／ｓ．21210121此时动能Ｅ＝ｍｖ2／2＝2×102／2Ｊ＝100Ｊ．ｋ2233．解：（1）由动量守恒定律，ｍｖ＝（ｍ＋Ｍ）ｖ′，且有ｍ∶Ｍ＝1∶3，0∴Ａ、Ｂ共同速度ｖ′＝ｍｖ／（ｍ＋Ｍ）＝1ｍ／ｓ．0（2）由动能定理，对全过程应有μｍｇ·2Ｌ＝ｍｖ2／2－（ｍ＋Ｍ）ｖ′2／2，04μｇＬ＝ｖ2－4ｖ′2，μ＝（ｖ2－4ｖ′2）／4ｇＬ＝0.3．00（3）先求Ａ与Ｂ挡板碰前Ａ的速度ｖ，以及木板Ｂ相应速度ｖ，取从Ａ滑上Ｂ至Ａ与Ｂ挡板相碰前1020过程为研究对象，依动量守恒与动能定理有以下两式成立：ｍｖ＝ｍｖ＋Ｍｖ，01020ｍｖ2／2－ｍｖ2／2－Ｍｖ2／2＝μｍｇＬ．01020代入数据得ｖ＋3ｖ＝4，ｖ2＋3ｖ2＝10，10201020解以上两式可得ｖ＝（2±32）／2ｍ／ｓ．因Ａ与Ｂ挡板碰前速度不可能取负值，故ｖ＝（2＋32）1010／2ｍ／ｓ．相应解出ｖ＝（2－2）／2ｍ／ｓ＝0.3ｍ／ｓ．20木板Ｂ此过程为匀加速直线运动，由牛顿第二定律，得μｍｇ＝Ｍａ，ａ＝μｍｇ／Ｍ＝1（ｍ／ｓ112）．此过程经历时间ｔ由下式求出1ｖ＝ａｔ，ｔ＝ｖ／ａ＝0.3（ｓ）．20111201其速度图线为图2中0～0.3ｓ段图线ａ．再求Ａ与Ｂ挡板碰后，木板Ｂ的速度ｖ与木块Ａ的速度ｖ，为方便起见取Ａ滑上Ｂ至Ａ与Ｂ挡板碰撞21力学计算题第20页（共26页）高中物理经典题库后瞬间过程为研究对象，依动量守恒定律与动能定理有以下两式成立：ｍｖ＝ｍｖ＋Ｍｖ，ｍｖ2／2－ｍｖ2／2－Ｍｖ2／2＝μｍｇＬ．012012故解为ｖ＝（2±32）／2ｍ／ｓ．1因ｖ＝（2＋32）／2ｍ／ｓ为碰前速度，故取ｖ＝（2－32）／2ｍ／ｓ，相应得ｖ＝2＋22ｍ／112ｓ＝1.7ｍ／ｓ．由于ｖ＜0，即木块相对Ｂ向左滑动，Ａ受Ｂ摩擦力向右，Ｂ受Ａ摩擦力向左，故Ｂ做匀减速直线运动，1加速度大小由牛顿第二定律，得ａ＝μｍｇ／Ｍ＝1ｍ／ｓ2．从碰后到Ａ滑到Ｂ最左端过程中，Ｂ向右做匀减速直线运动时间设为ｔ，则ｖ′－ｖ＝－ａｔ，222∴ｔ＝0.7ｓ．2此过程速度图线如图2中0.3ｓ～1.0ｓ段图线ｂ．图234．解：设ｍ、ｍ两物体受恒力Ｆ作用后，产生的加速度分别为ａ、ａ，由牛顿第二定律Ｆ＝ｍａ，得1212ａ＝Ｆ／ｍ，ａ＝Ｆ／ｍ，1122历时ｔ两物体速度分别为ｖ＝ａｔ，ｖ＝ｖ＋ａｔ，由题意令ｖ＝ｖ，即ａｔ＝ｖ＋ａｔ或（ａ1120212102－ａ）ｔ＝ｖ，因ｔ≠0、ｖ＞0，欲使上式成立，需满足ａ－ａ＞0，即Ｆ／ｍ＞Ｆ／ｍ，或ｍ＜ｍ，1200121212也即当ｍ≥ｍ时不可能达到共同速度，当ｍ＜ｍ时，可以达到共同速度．121235．解：（1）当小球刚好能在轨道内做圆周运动时，水平初速度ｖ最小，此时有ｍｇ＝ｍｖ2／Ｒ，故ｖ＝gR＝100.8/2＝2ｍ／ｓ．（2）若初速度ｖ′＜ｖ，小球将做平抛运动，如在其竖直位移为Ｒ的时间内，其水平位移ｓ≥Ｒ，小球可进入轨道经过Ｂ点．设其竖直位移为Ｒ时，水平位移也恰为R，则Ｒ＝ｇｔ／2，Ｒ＝ｖ′ｔ，解得：2ｖ′＝2gR／2＝2ｍ／ｓ．因此，初速度满足2ｍ／ｓ＞ｖ′≥2ｍ／ｓ时，小球可做平抛运动经过Ｂ点．36．卫星在天空中任何天体表面附近运行时，仅受万有引力Ｆ作用使卫星做圆周运动，运动半径等于天体的球半径Ｒ．设天体质量为Ｍ，卫星质量为ｍ，卫星运动周期为Ｔ，天体密度为ρ．根据万有引力定律Ｆ＝ＧＭｍ／Ｒ2，卫星做圆周运动向心力Ｆ′＝ｍ4π2Ｒ／Ｔ2，因为力学计算题第21页（共26页）高中物理经典题库42R3Ｆ′＝Ｆ，得ＧＭｍ／Ｒ＝ｍ4π2Ｒ／Ｔ2，∴Ｔ＝．2GM又球体质量Ｍ＝4πＲ3ρ／3．42R33得Ｔ＝=，∴Ｔ∝1／，得证．4GGR3337．解：由于两球相碰满足动量守恒ｍｖ＝ｍｖ＋ｍｖ，ｖ＝－1.3ｍ／ｓ．1011221两球组成系统碰撞前后的总动能Ｅ＋Ｅ＝ｍｖ2／2＋0＝2.5Ｊ，ｋ1ｋ210Ｅ′＋Ｅ′＝ｍｖ2／2＋ｍｖ2／2＝2.8Ｊ．ｋ1ｋ21122可见，Ｅ′＋Ｅ′＞Ｅ＋Ｅ，碰后能量较碰撞前增多了，违背了能量守恒定律，这种假设不合ｋ1ｋ2ｋ1ｋ2理．38．解：（1）由动量守恒，得ｍｖ＝ｍｖ＋Ｍｖ，012由运动学公式得ｓ＝（ｖ－ｖ）ｔ，ｈ＝ｇｔ2／2，12g由以上