高中物理复习专题：力学综合试题新版

欢迎下载欢迎下载力学综合试题1、一水平放置的圆环形刚性窄槽固定在桌面上，槽内嵌着三个大小相同的刚性小球，它们的质量分别为m、m、m，且m=m=2mi.小球与槽的两壁刚好接触且不计所有摩擦。起初三个小球处于如图-25所示的等间距的I、II、山三个vn二—位置，m、m静止，m以初速度°2沿槽运动，R为圆环内半径与小球半径之和。已知m以vo与静止的m碰撞之后，m的速度大小为2vo/3;m与m碰撞之后二者交换速度；m与m之间的碰撞为弹性碰撞：求此系统的运动周期T.2、如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于CM点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点.斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行)，并保持P、Q两物块静止.若PC间距为Li=0.25m,斜面MN足够长，物块P质量m=3kg，与MN、可的动摩擦因数屛'，求：(sin37°=0.6，cos37°=0.8)小物块Q的质量m;(2)烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；(3)P物块P第一次过M点后0.3s到达K点，贝UMK间距多大；(4)物块p在mnM面上滑行的总路程.D'3、如图所示，一轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M(M=3m)的光滑框架内。物块位于框架中心位置时弹簧处于自由长度。现框架与物块共同以速度Vo沿光滑水平面向左匀速滑动。若框架与墙壁发生瞬间碰撞后速度为0且与墙不粘连，求框架刚要脱离墙壁时小物块速度的大小和方向；在(1)情形下，框架脱离墙面后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值EPm；若框架与墙壁发生瞬间碰撞立即反弹，以后过程中弹簧的最大弹性势能为-mv0，求框架与墙壁碰撞时损失的机械能厶E。3在(3)情形下试判定框架与墙壁能否发生第二次碰撞？若不能，说明理由。若能，试求出第二次碰撞时损失的机械能厶E20(设框架与墙壁每次碰撞前后速度大小之比不变4、如图所示，五块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为0.5m，质量为0.6kg。在第一块长木板的最左端放置一质量为0.98kg的小物块。已知小物块与长木板间的动摩擦因数为0.2，长木板与地面间的动摩擦因数为0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。一颗质量为0.02kg的子弹以的150m/s水平速度击中小物块并立即与小物块一起在长木板表面滑行，重力加速度g取10m/s2。分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动。求物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离。T5、如图所示，一质量不计的细线绕过无摩擦的轻质小定滑轮0与质量为5m的重物相连，另一端与套在一根固定的光滑的竖直杆上质量为m的圆环相连，直杆上有ABC三点，且B为AC的中点，A0与竖直杆的夹角53°,B点与滑轮0在同一水平高度，滑轮与竖直杆相距为L，重力加速度为g，设直杆足够长，圆环和重物运动过程中不会与其他物体相碰。现将圆环由A点静止开始释放（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6），试求：（1）重物下降到最低点时圆环的速度大小；（2）圆环能下滑的最大距离；（3）圆环下滑到C点时的速度大小。&如图6所示，一质量为M的小车静止在光滑水平面上，水平面左右两侧

均为固定的竖直墙壁，左侧与一光滑固定的1/4圆弧相连，半径R=0.8m，圆弧底端切线水平且与车的上表面平齐，将一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆弧顶端由静止释放后滑下，滑块与车的上表面间的动摩擦因数卩二0.3，已知M=3m,小车所在的水平面足够长（即滑块与小车的速度相同前小车不会与墙壁相碰），且小车每次与墙壁的碰撞都不损失机械能（取g=10m/s2）•求：（1）小车第一次与墙壁相碰前的速度.（2）要保证滑块始终不从车上掉下来，车长至少为多少？

7、如图所示，水平传送带AB长l=8.3m质量为M=1kg的木块随传送带一起以Vi=2m/s的速度向左匀速运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数」：=0.5•当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m=20g的子弹以vo=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度v=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10m/s.求：（1）在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离A点的最大距离？（2）木块在传达带上最多能被多少颗子弹击中？（3）从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中，子弹、木块和传送带这一系统产生的热能是多少？8、如图2-4-7所示，滑块A的质量m=0.01kg，与水平地面间的动摩擦因素卩=0.2，用细线悬挂的小球质量均为m=0.01kg，沿x轴排列，A与第1只小球及相邻两小球间距离均为s=2m线长分别为Li、L2、L3……（图中只画出三只小球，且小球可视为质点），开始时，滑块以速度V0=10m/s沿x轴正方向运动，设滑块与小球碰撞时不损失机械能，碰撞后小球均恰能在竖直平面内完成完整的圆周2运动，重力加速度g=10m/s。试求：（1）滑块能与几个小球碰撞？（2）碰撞中第n个小球悬线长Ln的表达式？°1。3777777777777777777777X^7777777771•设【经过箱与［相碰,v：①（1分）设:与［碰撞之后两球的速度分别为诵、谕在碰撞过程中由动量守恒定律得:玛前二叫磁+2用］为玛前二叫磁+2用］为②（2分）方向与碰前速度方向相反（方向与碰前速度方向相反（1分）设［经过二与〔相碰,（1分设［经过二与〔相碰,（1分）设［与］碰撞之后两球的速度分别为衬、罟，因［与［在碰撞后交换速度所,_21^以後"-:（1分）由碰后速度关系知，1与:碰撞的位置在I位置，设［经过I与相碰,A帝⑦（1分）设丨与Wil碰撞后的速度分别为I,■,由动量守恒和机械能守恒定律可得：'+邮=叫"+撕片（2分）2-2a_（2分）联立⑤，⑥得：.一\-'视團一VH=■*?—FI[—TOC\o"1-5"\h\z或::（舍）（2分）设【碰后经^•回到H位置，⑩（1分）至此，三个小球相对于原位置分别改变了1200，且速度与最初状态相同。故再经过两个相同的过程，即完成一个系统的运动周期。(4T=3(fi+h+h+t*)=2E(4分)2.(1)邮血53二购嗣1n37---1分m=4kg-—1分(2)7iR----1分得：Fd=78N1分由牛顿第三定律得，物块p对轨道的压力大小为一-n(3)PM段:VM(3)PM段:VM=2m/s1分沿MN向上运动：a=gsin530+卩gcos53°=10m/s21分vm=a1111=0.2s所以t1=0.2s时,P物到达斜面所以t1=0.2s时,P物到达斜面MNh最高点，故返回——1分沿MN向下运动:a2=gsin53-卩gcos53=6m/s(4)末状态为皆加0二丄.:匸匚----1(4)末状态为皆加0二丄.:匸匚----1分得L总=1.0m1分3.(1)Ep=:-~3m解析:框架与墙壁碰撞后，物块以V0压缩弹簧，后又返回，当返回原位时框架开始离开，由机械能守恒知,此时物块速度是Vo方向向右。设弹簧有最大势能时共同速度为V由动量守恒定律知mVo=4mV由能量守恒定律-=-+EPX设框架反弹速度为V设框架反弹速度为V1由动量、能量守恒定律得3mV1—mVo=4mV最大势能时共同速度为V。则解得：9+18ViVo—7-=0带入得:V=0解得：9+18ViVo—7-=0带入得:V=01圖-;T£叔△Ei==_■(舍去)并以Vi=:的速度与墙壁相撞，由题意知,故厶E?=由(2)知第一次碰后反弹后，二者总动量为零，故当弹簧再次伸展后仍可继续与墙壁相撞,4.(1)设子弹、小物块、长木板的质量分别为m、Mm子弹的初速度为Vo,子弹击中小物块后二者的共同速度为Vi，由动量守恒定律mvo=(M+mo)Vi①子弹击中小物块后物块的质量为M，且M=M+mo.设当物块滑至第n块木板时，木板才开始运动卩iMg>卩2〔M+(6—n)m〕g②其中卩i、卩2分别表示物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数.由式解得n>4.3即物块滑上第五块木板时，木板才开始在地面上滑动.(2)设物块刚滑上第五块木板时的速度为V2，每块木板的长度为L,由动能定理—giMgX4L=-MV22—-MVi2③由①②式解得V2=im/s④物块在第五块木板表面做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，设经历时间t，物块与木板能获得相同的速度V3,由动量定理—riMgt=MV3—MV3⑤〔卩iMg—r2（M+m）〕t=mv3由⑤⑥式解得V3=m/s⑦在此过程中，物块发生的位移为Si,由动能定理11—r1MgSi=mMV3—mMV215解得Si=.•|nK0.5m即物块与木板获得-m/s的共同速度，之后整体向前匀减速运动S2后静止.由动能定理]_TOC\o"1-5"\h\z—r2(M+n)gs2=—2(M+m)V32⑨丄解得S2=2〕m所以物块总共发生的位移s=4L+s1+s2⑩解得s~2.27m5.解：(1)圆环到B点时，重物下降到最低点，此时重物速度为零。(1分)精选3精选3圆环下降高度为h圆环下降高度为hAB=-L,重物下降的高度为51_△h=.L-L=•L（2分）系统机械能守恒mghfl+5mc^h=.mv（2分）圆环的速度为V1=（1分）2\U（1分）（2）圆环能下滑最大距离H时，圆环和重物速度均为零。（1分）（1分）J（//-L）2L2-（1分）重物上升的高度△H=-■■L系统机械能守恒mgH=5mgAH（2分）25得H=二L（1分）3（3）圆环到C点时，下落高度hAc=[L,重物高度不变，设圆环速度为V2，此时重物速度为V2COS53°。（2分）系统机械能守恒mghB=一mv2+-x5m（V2cos53°）2（2分）（1分）6.TOC\o"1-5"\h\zH赠块下滑到圆弧底端时速度设为帀勇二次与壇壁碰撞前共同速度设対叫根据机械能守恒：用麻=如吋①（2分）滑块在车上滑动过程中系统动量守恒；fj}v0=（m+.'lfi②（2分）又由题意知：H=3m③精选精选欢迎下载欢迎下载设此过程中滑块柑对小车向右滑动的跑离为£,机据能圮守恒有’TOC\o"1-5"\h\zi-ij昭厶”=丄（册+M）卩;'一｝（册+IDvt@（3分｝2二经耐究发现.此厉小车与墙壁两侧分別碰撞后*滑块与小车系统损失的机械能逐次减少，相对滑过的距离也减<k而n相对帯动的方向依战改变’故车疋至少应为£=上+厶⑦（2分）联立④©⑥®并代入数据解fl:A=2.5m.门分｝7.解析：（1）第一颗子弹射入木块过程中动量守恒mw_MVi=mu+MV「①解得：v=3m/s②木块向右作减速运动加速度a匹=」g=5m/s2③Mr木块速度减小为零所用时间h=也④a解得ti=0.6s<1s⑤2所以木块在被第二颗子弹击中前向右运动离A点最远时，速度为零，移动距离为$二孔2a解得si=0.9m.⑥（2）在第二颗子弹射中木块前，木块再向左作加速运动，时间t2=1s-0.6s=0.4s⑦速度增大为V2=at2=2m/s（恰与传送带同速）⑧12向左移动的位移为岂at?=0.4m⑨2所以两颗子弹射中木块的时间间隔内，木块总位移S=S—S=0.5m方向向右⑩第16颗子弹击中前，木块向右移动的位移为s=150.5=7.5m®第16颗子弹击中后，木块将会再向右先移动0.9m，总位移为0.9m+7.5=8.4m>8.3m木块将从B端落下.所以木块在传送带上最多能被16颗子弹击中.（3）第一颗子弹击穿木块过程中产生的热量为Q<i=’mv21MV12--mu^1MV12鸽2222木块向右减速运动过程中板对传送带的位移为S=v£t1-s1木块向右减速运动过程中板对传送带的位移为S=v£t1-s1产生的热量为Q=」MgS'木块向左加速运动过程中相对传送带的位移为S=Vi也-S2产生的热量为Q3-'i.Mgs，迤第16颗子弹射入后木块滑行时间为t第16颗子弹射入后木块滑行时间为t3有V「t3at]=0.823解得t3