重点高中物理运动能量大题专练

精心整理力与运动综合大题1.避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的低端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取。求：（1）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；（2）制动坡床的长度。【答案】（1）5m/s2，方向沿斜面向下（2）98m2.如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g。（取）（1）求P第一次运动到B点时速度的大小。（2）求P运动到点时弹簧的弹性势能。（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。【答案】（1）；（2）；（3）；3.地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动达到最高速度，再匀速运动，接着匀减速运动到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为，匀速阶段牵引力的功率为，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。（1）求甲站到乙站的距离；（2）燃油公交车牵引力每做1焦耳功，排放气体污染物克，如果使用燃油公交车作为交通工具，从甲站到乙站牵引力做的功与地铁列车牵引力的功相同，求公交车排放气体污染物的质量。【答案】（1）；（2）4.如图所示，质量M=0.6kg的滑板静止在光滑水平面上，其左端C距锁定装置D的水平距离l=0.5m，滑板的上表面由粗糙水平面和光滑圆弧面在B点平滑连接而成，粗糙水平面长L=4m，圆弧的半径R=0.3m现让一质量m=0.3kg，可视为质点的小滑块以大小、方向水平向左的初速度滑上滑板的右端A若滑板到达D处即被锁定，滑块返回B点时装置D即刻解锁，已知滑块与滑板间的动摩擦因数=0.2，重力加速度g=10m/s2求：（1）滑板到达D处前瞬间的速率；（2）滑块到达最大高度时与圆弧顶点P的距离；（3）滑块与滑板间摩擦产生的总热量；【答案】（1）（2）（3）5.银川“檀溪谷温泉水世界”是西北地区最大的水上乐园，是夏季银川市民周末休闲的好去处。如图为其某水上滑梯示意图，滑梯斜面轨道与水平面间的夹角为37，底部平滑连接一小段水平轨道(长度可以忽略)，斜面轨道长L8m，水平端与下方水面高度差为h0.8m。一质量为m50kg的人从轨道最高点A由静止滑下，若忽略空气阻力，将人看成质点，人在轨道上受到的阻力大小始终为f0.5mg。重力加速度为g10m/s2，sin370.6。求：（1）人在斜面轨道上的加速度大小；（2）人滑到轨道末端时的速度大小；（3）人的落水点与滑梯末端B点的水平距离。【答案】(1)1m/s2(2)4m/s(3)1.6m6.如图所示，在某项娱乐活动中，要求质量为m的物体轻放到水平传送带上，当物体离开水平传送带后恰好落到斜面的顶端，且此时速度沿斜面向下斜面长度为l2.75m，倾角为37，物体与斜面动摩擦因数10.5.传送带距地面高度为h2.1 m，传送带的长度为L3m，物体与传送带表面的动摩擦因数20.4，传送带一直以速度v传5m/s逆时针运动，g10 m/s2，sin370.6，cos370.8.求：(1)物体落到斜面顶端时的速度大小；(2)物体从斜面的顶端运动到底端的时间；(3)物体轻放在水平传送带的初位置到传送带左端的距离应该满足的条件【答案】(1)v5m/s（2）t0.5s（3）7.足够长光滑斜面BC的倾角，小物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接，一质量的小物块静止与A点，现在AB段对小物块施加与水平方向成的恒力F作用，如图（a）所示，小物块在AB段运动的速度-时间图像如图（b）所示，到达B点迅速撤去恒力F。（已知，）求：（1）小物块所受到的恒力F；（2）小物块能否返回到A点？若能，计算小物块通过A点时的速度；若不能，计算小物块停止运动时离B点的距离。【答案】（1）；（2）小物块不能返回到A点，停止运动时，离B点的距离为8.一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个1/4光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图所示。已知小车质量M=30kg，长L=206m，圆弧轨道半径R=08m。现将一质量m=10kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车。滑块与小车上表面间的动摩擦因数。（取g=10m/s2）试求：（1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；（2）小车运动15s时，车右端距轨道B端的距离；（3）滑块与车面间由于摩擦而产生的内能。【答案】（1）30N（2）1m（3）6J9.如图所示，AB为光滑的水平轨道，BC为光滑的，半径为R可以任意调节的竖直半圆轨道，二者在同一竖直平面内相切于B点，一个质量为m的小球以初速度从水平轨道进入圆轨道，重力加速度为g，求：（1）小球经过B点时对轨道的压力；（2）欲使小球能够通过C点，求R的取值范围；（3）小球通过C点后做平抛运动，R为多少时小球在水平轨道的落点与B相距最远，最远相距为多少？【答案】（1）（2）（3）10.如图所示，光滑水平轨道左端与长L=1.25m的水平传送带AB相接，传送带逆时针匀速转动的速度，轻弹簧右端固定，弹簧处于自然状态时左端恰位于A点，现用质量m=0.1kg的小物块（视为质点）将弹簧压缩后由静止释放，到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入竖直固定的光滑半圆轨道最高点并恰好做圆周运动，经圆周最低点C后滑上质量为M=0.9kg的长木板且不会从木板下掉下。半圆轨道的半径R=0.4m，物块与传送带间动摩擦因数，物块与木块间动摩擦因数，长木板与水平地面间的动摩擦因数，求：（1）物块到达B点时的速度的大小；（2）弹簧被压缩时的弹性势能；（3）小物块在长木板上滑行的最大距离s。【答案】（1）2m/s（2）1.2J（3）4m11.如图所示，固定斜面AB、CD与竖直光滑圆弧BC相切于B、C点，两斜面的倾角，圆弧BC半径R=2m。一质量为m=1kg的小滑块（可视为质点）从斜面AB上的P点由静止沿斜面下滑，经圆弧BC冲上斜面CD。已知P点与斜面底端B间的距离L1=6m，滑块与两斜面间的动摩擦因数均为，g=10m/s2。求：（1）小滑块第1次经过圆弧最低点E时对圆弧轨道的压力；（2）小滑块第1次滑上斜面CD时能够到达的最远点Q（图中未标出）距C点的距离；（3）小滑块从静止开始下滑到第n次到达B点的过程中在斜面AB上运动通过的总路程。【答案】（1）48N（2）3m（3）当n为奇数时，总路程为；当n为偶数时，总路程为12.如图所示，倾角=37的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为m=1kg的物体A和B用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处，绳与细杆的夹角=53，且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度为d=0.2