专题19+力学计算题-三年高考(2016-2018)物理试题分项版解析+Word

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2016年—2018年高考试题精编版分项解析

专题19 力学计算题

1．如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度．细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B．质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

（1）小球受到手的拉力大小F； （2）物块和小球的质量之比M:m；

（3）小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T． 【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷） 【答案】 （1）F?5M68mMg488Mg?mg （2）? （3）T?mg或T?Mg） （T?3m5（5m?M）5511

（3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC方向的加速度大小为a，重物受到的拉力为T

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牛顿运动定律Mg–T=Ma 小球受AC的拉力T′=T 牛顿运动定律T′–mgcos53°=ma 解得T?8mMg488mg或T?Mg） （T?（5m?M）5511点睛：本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律。解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC方向的加速度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等。

2．如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v，方向向下．经过时间t，小球的速度大小为v，方向变为向上．忽略空气阻力，重力加速度为g，求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小．

【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷） 【答案】

【解析】取向上为正方向，动量定理mv–（–mv）=I且解得

3．2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h=10 m，C是半径R=20 m圆弧的最低点，质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a=4.5 m/s2，到达B点时速度vB=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。

（1）求长直助滑道AB的长度L；

（2）求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小；

（3）若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小。

【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷） 【答案】 （1）

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（2）（3）3 900 N

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【解析】（1）已知AB段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即

可解得:

（2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以

（3）小球在最低点的受力如图所示

点睛：本题考查了动能定理和圆周运动，会利用动能定理求解最低点的速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小。

4．汽车A在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m，已知A和B的质量分别为

kg和

kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两

.求

车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小（1）碰撞后的瞬间B车速度的大小； （2）碰撞前的瞬间A车速度的大小。

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【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷） 【答案】 （1）

（2）

【解析】试题分析：两车碰撞过程动量守恒，碰后两车在摩擦力的作用下做匀减速运动，利用运动学公式可以求得碰后的速度，然后在计算碰前A车的速度。

（1）设B车质量为mB，碰后加速度大小为aB，根据牛顿第二定律有

①

⑤

设碰撞后瞬间A车速度的大小为，两车在碰撞过程中动量守恒，有

⑥

联立③④⑤⑥式并利用题给数据得

故本题答案是： （1）

（2）

点睛：灵活运用运动学公式及碰撞时动量守恒来解题。

5．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s，已知飞机质量m=7.0×104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取

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，求飞机滑跑过程中

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（1）加速度a的大小； （2）牵引力的平均功率P。

【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷） 【答案】 （1）a=2m/s2（2）P=8.4×106 W

在滑跑阶段，牵引力的平均功率

⑥，联立②③④⑤⑥得P=8.4×106W．

【点睛】考查牛顿第二定律，匀变速直线运动，功率的求解，加速度是连接力和运动的桥梁，本题较易，注意在使用公式

求解功率时，如果v对应的是瞬时速度，则求解出来的为瞬时功率，如果v为平均速

度，则求解出来的为平均功率．

6．如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求：

（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小； （2）小球到达A点时动量的大小；

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（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。

【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）

【答案】 （1）（2）（3）

【解析】试题分析 本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力。

解析（1）设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F。由力的合成法则有

①

②

设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得

③

由①②③式和题给数据得

④ ⑤

（2）设小球到达A点的速度大小为，作

⑥

，交PA于D点，由几何关系得

⑩

由⑤⑦⑩

式和题给数据得

点睛 小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型，此题将小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、

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