高考物理押计算大题《力学三大观点的综合应用计算题》含答案

2025年高考大概率以综合性计算(2)运动员经过C点时的动能Ek。(3)运动员经过C点时所受支持力的大小FN。11低点(位于水平地面上)，圆弧BC所对的圆心角为60°。轮滑运动员从A点以一定的初速度沿圆弧面滑(2)运动员和轮滑鞋一起在B点受到轨道支持力的大小；22滑连接，右侧与传送带等高的水平面上固定一个半径R=1.6m的竖直圆形轨道。距水平面高H=4m的弹射器用t0=0.2s的时间将滑块A水平向右弹出，滑块A恰好能从斜面顶端无碰撞平均作用力大小及滑块A与传送带间的动摩擦因数；(2)在传送带右端的水平面上静止放置一个可视为质点的滑块B(图中未画出)，滑块A通过传送带后与33(1)开始时手对小球的拉力大小F；(2)小球能够上升的最大高度h；(3)小球回到初始位置时的加速度大小a。4455=0.8。的大小FN；出的坐标上画出她所受浮力F的大小随落水深度x变化的函数关系图像(已知物体在水中所受浮力为F=ρgV，V为物体所排开的水的体积)；66(1)小荣所坐的板刚要滑动时弹性绳的伸长量x0；(2)用水平力F缓慢拉动小慧所坐木板直至小荣所坐木板刚要离开原位置过程中(此过程中两人与所坐(3)小荣所坐木板刚要滑动时突然撤去拉力F，小慧过程中水对鸬鹚作用力的冲量大小。7713.(情景创新题)如图甲，为了从筒中倒出最底部的羽毛球，将球筒竖直并筒口朝下，从筒口离地面h=球筒质量M=90g，球筒长度L=40cm，羽毛球质量为m=6g，羽毛球和球筒之间最大静摩擦力fm=探测器后立即吸附在上面，探测器可视为半径为88T9916.(综合分析能力考查)雨滴通常形成于几百米以上的高空，但落到地面的速度通常仅为几米每秒。将雨(1)(简答)列式说明雨滴在整个下落过程中作怎样的运动；(2)(简答)设雨滴的密度为ρ,推导雨滴下落过程中的最大速度vm与半径r的关系式；的整个过程中，雨滴机械能E随雨滴下落高度h变化的E-h图像；下落时受到的空气阻f∝v2。(1)求着陆器落至月面时速度v2的大小(计算结果可保留根号)。(1)竖直墙壁对B球的冲量大小IB；质量为m的物块，沿斜面向下依次等间距摆放标号为1、2、3、⋯、2023、2024、2025且质量均为km(k<1(的滑块，这些滑块的间距均为L且滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=tanθ。由静止释放物20.(2025·贵州黔东南·一模)如图所示，半圆弧(1)求甲球的质量以及半圆弧轨道ABC的半径；球运动到D点时重力的功率。圆管道相切于B处，各部分之间平滑连接，紧靠F处有一质量M=3kg的小车静止在光滑的水平地面上，小车的上表面由水平面GH和半径R2=0.1m的四分之一圆弧面HI组成。一个可视为质点的滑块，(1)求滑块到达D点时对轨道的压力大小；(4)调节传送带以不同的速度v顺时针匀速转动，试分析滑块离小车上表面GH最大高度H与速度v的22.(情景创新题)如图甲所示为固定安装在机车头部的碰撞吸能装置，由一级吸能元件钩缓装置和二级吸度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置(由缓冲器与吸能管组成)，其弹力随(1)雪圈A与物体B第一次碰撞前瞬间A的速度大小；AB=80cm，宽BC=60cm的长方形ABCD。小朋友甲把质量为m2=1.5g的玻璃球2从BC的中点E光滑的滑板A靠近传送带的右端静置在光滑水平面上，A上表面和传送带上表面滑块B放在A上，用水平轻弹簧将B与A的右端相连。现将质量为m的小滑块C轻放在传送带左端，右端时立即撤去F，C通过一小段光滑且与A上表面等高的固定水平面滑上滑板A。C与B碰撞并粘带间的动摩擦因数为μ=0.2，A的质量为2m，传送带长为弹簧的劲度系数弹簧的水平面间的动摩擦因数均为μ=0.25。在左侧的地面上静置一“L-”型平板B，平板质量M=1kg，因数点静止放置一与C点右侧相同的滑块A，A与平板B上表面右侧的动摩擦因数μ1=到达C点，此后滑块A滑上水平面与滑块1碰撞并粘在一起，再向前运动与滑块2碰撞并粘⋯,碰撞时间极短，滑块可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。已知12+2n(n+1((2n+1(。求：(2)平板右端到C点的距离s；(4)滑块A滑上水平面后最多可以和哪个滑块发生碰撞。水平细杆OM和竖直细杆ON上，两杆通过一小段圆弧杆平滑相连，ON杆足够长(1)水平外力F的大小；(2)B环下落过程中轻绳的拉力对环A做的功；原长时右端恰好位于A点，弹簧所在的光滑水平面与水平传送带在A点平滑连接。传送带长L=板厚度不计)。现将一质量m=1Okg的滑块Q(Q视为质点且与弹簧未拴接)向左压缩弹簧至图中G位移关系如图乙所示，滑块Q与传送带、长木板间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度大小g=(1)求滑块Q刚滑上传送带时的速度大小vQ；求长木板的长度L/；后前n次损失的机械能ΔE与n的函数关系式。A与B，小球间锁定一压缩状态的轻质弹簧(弹簧与B不粘连)。紧挨平台静置着一小车C，车上固定着度为vB=2、gR；B在阻尼管所受阻力f与其相对管的运动位移x成正比，即f=kx(k为已知常数)，B碰撞)；2025年高考大概率以综合性计算(2)运动员经过C点时的动能Ek。(3)运动员经过C点时所受支持力的大小FN。4J(2)BC段由动能定理：mgh=Ek-mv11运动员经过C点时的动能为Ek=3.3×104J(3)运动员在C点受力情况：FN-mg=m则可得FN=3900N竖直分速度为vy=gt1=10m/s小球撞击右侧壁的速度大小v1=v+v=102m/s设速度与水平方向夹角为θ,则有tanθ==1解得y1=5m所以小球撞击右侧壁的区域长度L0=y1+y2解得L0=20m重力对小球做功的最大值WG=-mgy2根据动能定理有4mgy2-mgy2=Ek-mv22解得小球撞击右侧壁的最大动能Ek=500J3R3R2=2gh联立解得vC=mv-mvmv-mv在B点，根据牛顿第二定律有F-mg=m解得联立解得支持力大小为解得联立解得支持力大小为F=1R=R=/3R3/3R3 R联立解得x Rgg=<t1+t2=Rg=<t1+t2=RgRg=43R则运动员离开C点在空中飞行时距直线OC的最大距离为d=43R滑连接，右侧与传送带等高的水平面上固定一个半径R=1.6m的竖直圆形轨道。距水平面高H=4m33的弹射器用t0=0.2s的时间将滑块A水平向右弹平均作用力大小及滑块A与传送带间的动摩擦因数；(2)在传送带右端的水平面上静止放置一个可视为质点的滑块B(图中未画出)，滑块A通过传送带后与可得H-L1sin53°=gt2，vy=gt联立解得vy=8m/s根据动量定理则有F-·t0=m1v0设滑块A与斜面、传送带间的动摩擦因数为μ,根据动能定理则有m1g(L1sin53°-R(-μm1gcos53°·L1-μm1gL2=0-m1v2(2)由题可知，A碰前的速度vA等于B碰后的速度vB，则有m1g=m1in，m1v=2m1gR+m1vin设A刚滑上传送带上的速度为vA1，由动能定理可得m1gL1sin53°-μm1gcos53°L1=m1v1-m1v2根据上述结论可知，A在传送带上减速时的加速度为aA=-μg=-7.5m/s2假设滑块A在传送带上先做匀减速运动后再做匀速运动，设滑块做匀减速运动的位移为x，则有v-v1=2aAx解得x=1.8m<L2=5m44-2JF=0.03N=vxth=gt2vy=gt=2m/sd点速度大小为W=mv=1.125×10-2J55(1)开始时手对小球的拉力大小F；(2)小球能够上升的最大高度h；(3)小球回到初始位置时的加速度大小a。(1)初始时刻系统静止，对物块T=Mgsinθ=30N解得F=18N2Mgsinθ-=mg-(3)对物块Mgsinα-T1=MaMcosα-mg=ma联立方程解得a=m/s2668J又v叶尖=ωa⋅r，na=，k=在t时间内通过叶片的风的总质量m=ρSvtt时间内通过叶片的风的总动能Ek=mv25W解得v0=106m/s77(2)令β=α+θ,将起跳时速度v0和重力加速度g沿1=g则落回斜面时间t=OB距离L=v2t+a2t2整理得L=+解得L===0.8。的大小FN；88水平方向有F球压sinθ=F0根据牛顿第三定律有F斜支=F球压由x=v0t+at2可得a球=atanθR99由v2-v=2ax得v=2a球h由功能关系可知W=mv+mv+mgh解得W=8mgR出的坐标上画出她所受浮力F的大小随落水深度x变化的函数关系图像(已知物体在水中所受浮力为F=ρgV，V为物体所排开的水的体积)；【详解】(1)设全红婵起跳瞬间的速度大小v0，则0-v=2(-g((h0-解得v0=、6m/s(2)向上为正，由浮力概念可得F=-Sxρg=-600x(x≤1m)，F=-600N(x>1m)mg(H+h(-W浮=0其中W浮=×1×600J+600(h-1(J=(600h-300(J可得h=53m(1)小荣所坐的板刚要滑动时弹性绳的伸长量x0；(2)用水平力F缓慢拉动小慧所坐木板直至小荣所坐木板刚要离开原位置过程中(此过程中两人与所坐【答案】(1)x0=；(2)W=μmg(l-d)+；(3)s=板受到的最大静摩擦力fmax=μmg根据胡克定律F=kx此时弹性绳拉力F=kx0则有kx0=μmg解得x0==μmg弹性绳的弹力F弹是一个变力，其平均值F==功Wf=μmg(l-d+x0(弹性绳增加的弹性势能Ep=kx将x0=代入可得Ep=k×2=，Wf=μmg×(x0+l-d(则力F所做的功W=Wf+Ep=μmg(l-d(+此时弹性绳的弹性势能Ep=kx=解得s=0∼t0过程中水对鸬鹚作用力的冲量大小。2得t0=s加速下落过程满足h=得h=2m0-t0，鸬鹚在水中减速，规定竖直向下为正方向，由动量定理得mg×t0+I水=0-mv得I水=-28N⋅s得I水=-28N⋅s13.(情景创新题)如图甲，为了从筒中倒出最底部的羽毛球，将球筒竖直并筒口朝下，从筒口离地面h=球筒质量M=90g，球筒长度L=40cm，羽毛球质量为m=6g，羽毛球和球筒之间最大静摩擦力fm=解得x=0.45m>L(2)碰撞过程中，对球筒进行分析，根据动量定理有(Mg+fm-F(t=0-Mv解得F=55.2N(3)令羽毛球刚好从筒口水平飞出时速度为v1，根据牛顿第二定律有fm=m羽毛球落地点离中心轴的距离为s=R2+x探测器后立即吸附在上面，探测器可视为半径为T2m0v2由动量定理有Ft=Δmv解得F=πR2m0v2TMML2MMTMML2MM+G=ML4又TT4解得ρ=3(N-1(M3令其落到秤上时受到的冲击力为F，根据动量定理有-FΔt=0-Δmv解得F=0.2N16.(综合分析能力考查)雨滴通常形成于几百米以上的高空，但落到地面的速度通常仅为几米每秒。将雨(2)．(简答)设雨滴的密度为ρ,推导雨滴下落过程中的最大速度vm与半径r地的整个过程中，雨滴机械能E随雨滴下落高度h变化的E-h图像；v下落时受到的空气阻f∝v2。mg-f=ma结合题意f=kr2v2，可得滴机械能的减小量，则E-h图像的斜率绝对值表示空气阻力大小，由于空气斜率绝对值逐渐增大，则E-h图像如图所示f∝v2带入已知数据解得v2=m/s(3)当A车以最大速度与B车发生完全非弹性碰撞mAv0=(mA+mB(vO共O系统减少的动能为ΔEk减=mAv-(mA+mB(v共O此时二级吸能器达最大行程的75%，由功能关系有ΔEk减O=F+Fl2⋅75%联立可得v0=6m/s(1)竖直墙壁对B球的冲量大小IB；即vB=根据机械能守恒，有mgl(1-sinθ(=mv+mv=mv+m2此时B离开竖直墙壁I墙B=I墙AB=mvAmax=(2)分析可知B球着地时的动能最大，设B球着地时A球的速度大小为v，则有mvAmax=2mv整个过程根据能量守恒，可得B球的最大动能为EkBmax=mgl-mv2=质量为m的物块，沿斜面向下依次等间距摆放标号为1、2、3、⋯、2023、2024、2025且质量均为km(k<1(的滑块，这些滑块的间距均为L且滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=tanθ。由静止释放物为v，有mv1=mv物+kmv，mv=mv+kmv2解得v物=v1，v=v1块。对于物块和1号滑块相邻两次碰撞之间的过程，对物块由动能定理可得mgLsinθ=mv-mv解得v1=(1+k(mv物-mv1x=2024L，s=vt-x球运动到D点时重力的功率。mv0由能量守恒定律有Mv2+E0=E0结合E0=mv解得m=14E0v=2解得R=甲球从B点运动到D点，由机械能守恒定律有MgR(1-cosθ(=MvD=22v0甲球运动到D点时重力的功率PG=Mgvy0解得PG0圆管道相切于B处，各部分之间平滑连接，紧靠F处有一质量M=3kg的小车静止在光滑的水平地面上，小车的上表面由水平面GH和半径R2=0.1m的四分之一圆弧面HI组成。一个可视为质点的滑块，(4)调节传送带以不同的速度v顺时针匀速转动解得vD=6m/s滑块经过D点有FND-mg=m解得FND=82N根据牛顿第三定律可知求滑块到达D点时对轨道的压力大小为82N。解得v共=0.5m/s根据滑块和小车组成的系统机械能守恒mgh=mv-(m+M(v车组成的系统机械能守恒mv=mv+Mv+mgR2解得vl=m/s(4)根据mvG=(m+M(v共,mgH=mv-(m+M(v=mv解得H=vH=v=0.15m(v≤2m/s(22.(情景创新题)如图甲所示为固定安装在机车头部的碰撞吸能装置，由一级吸能元件钩缓装置和二级吸度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置(由缓冲器与吸能管组成)，其弹力随6N解得v1=5m/smv，-F2t=0-mv1刚好使一级吸能元件达到最大缓冲极限，此时两车速度设为v共，则有m甲v甲=(m甲+m乙(v共又有m甲v-(m甲+m乙(v=ΔE1联立解得v甲=3m/s甲v甲=m甲v/甲+m乙v乙，m甲v=m甲v/+m乙v解得v乙=v甲足v乙<5m/s。(1)雪圈A与物体B第一次碰撞前瞬间A的速度大小；；(2)t=s；(3)m对B有mBgsinθ-μmBgcosθ=0故碰撞前B静止，根据速度-位移公式有v=2ax1解得v0=2m/s根据能量守恒有mAv=mAv+mBv解得v1=-1m/s，v2=1m/s+at2=v2t解得t=s(3)第二次碰撞前，A的速度大小v3=v1+at=3m/s碰撞中动能守恒mAv+mBv=mAv+mBv解得t'=s则A、B间的最大距离为x=(v5-t'=mAB=80cm，宽BC=60cm的长方形ABCD。小朋友甲把质量为m2=1.5g的玻璃球2从BC的中点E由题可知f=kmg联立解得a==kg=4m/s2其中x=AB=0.4m联立代入数据解解t=s其中x=AC=0.50m联立解得v2=2m/sm1v1+m2v2根据能量守恒定律，则有m1v=m1v+m2v联立解得v0=1.6m/s根据动能定理可得，小朋友乙要获胜至少对球1做功W-km1gx=m1v解得W=8.2×10-3J25.(综合能力分析考查)如图所示，水平传送带在电动机带动下以速率v0沿顺时针方向匀速运行。上表面光滑的滑板A靠近传送带的右端静置在光滑水平面上，A上表面和传送带上表面滑块B放在A上，用水平轻弹簧将B与A的右端相连。现将质量为m的小滑块C轻放在传送带左端，并在大小为F=0.3mg(g为重力加速度大小)的水平拉力作用下，沿传送带向右右端时立即撤去F，C通过一小段光滑且与A上表面等高的固定水平面滑上滑板A。C与B碰撞并粘带间的动摩擦因数为μ=0.2，A的质量为2m，传送带长为弹簧的劲度系数弹簧的弹性势能为Ep=kx2(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)。求：(1)C在传送带上运动的时间t；(2)C在传送带上运动过程中电动机多消耗的电能ΔE；(4)B与弹簧开始作用后，0~t0时间内A的位移大小xA。解得x=>L所以滑块C在传送带上一直做匀加速运动，则有L=at2解得t=电动机多消耗的电能ΔE=μmgx解得ΔE=0.2mv(3)滑块C与滑块B碰撞前瞬间的速度v=at滑块C与滑块B碰撞后瞬间的速度为v1，则mv解得Δx=经过极短时间Δt，有vΔt=2vΔt+2vΔt0~t0时间内，设B的位移大小为xB，则vt0=2xA+2xB又xB-xA=Δx解得xA=v0t0水平面间的动摩擦因数均为μ=0.25。在左侧的地面上静置一“L-”型平板B，平板质量M=1kg，因数μ2=。在O点静止放置一与C点右侧相同的滑块A，A与平板B上表面右侧的动摩擦因数μ1=到达C点，此后滑块A滑上水平面与滑块1碰撞并粘在一起，再向前运动与滑块2碰撞并粘⋯,碰撞时间极短，滑块可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。已知12+2n(n+1((2n+1(。求：速度为10m/s，碰撞过程满足动量守恒和能量守恒，则有Mv=Mv1+mvA，Mv2=Mv+mv设O点到左端的距离为l，对B由动能定理可得μ2(m+M(gl=Mv-Mv2解得l=3.5m方向水平向左，则vAt1-(v1t1-a1t(=l解得t1=0.5s或t1=-3.5s(舍)此时B的速度v2=v1-a1t1=2m/sA的速度vA=10m/sB的加速度a2根据牛顿第二定律有μ2(m+M(g-μ1mg=Ma2A从O到C的时间t2，根据运动学公式vAt2-aAt-(v2t2-a2t(=L解得t2=0.5s根据题意可知s=l+(v1t1-a1t(+(v2t2-a2t(=5.6m(3)A到达C点时的速度vA1=vA-aAt2=8m/s滑块A运动至滑块1时，由动能定理得-μmgd=mv1-mv1解得滑块A和1碰撞后瞬间的速度大小为(4)滑块A与滑块1碰撞前瞬间动能为Ek1=mv1-μmgd碰撞后瞬间系统动能E1=Ek1=mv1-μmgdA、1和2碰撞前瞬间，系统动能Ek2=E1-2μmgd=mv1-(12+22(μmgdA、1和2碰撞后瞬间，系统动能E2=Ek2=mv1-(12+22(μmgdk3=E2-3μmgd=mv1-(12+22+32(μmgd以此类推，在与滑块n碰撞前瞬间，系统动能Ekn=mv1一共碰撞n次，则Ekn>0，Ek(n+1(<0代入数据解得n=5水平细杆OM和竖直细杆ON上，两杆通过一小段圆弧杆平滑相连，ON杆足够长(1)水平外力F的大小；(2)B环下落过程中轻绳的拉力对环A做的功；根据平衡条件有FN=mgtan60°=3mg对AB整体受力分析，根据平衡条件有F=FN=3mg(2)对AB组成的系统，在B环下落过程中，根据能量守恒有mg=mv+mvvB1=0根据系统能量守恒有mgL=mv1解得vA1=2gL此后，A相对B向下做匀速运动，两环相遇时间为t第一次碰撞前vA0=vA1+gt=3，vB0=gt=AB碰撞过程，根据动量守恒有mvA0+mvB0=mvA+mvB又e==0.5v又e==0.5vA0-vB0解得vA=gL，vB=gL则有ΔE=m(v+v(-m(v0+v0(=-mgL因此两环第一次碰撞损失的机械能为mgL原长时右端