高中物理力学经典例题汇编Word下载.docx

1、jLBHrnAILg对物块运用动能定理可求出物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H。1）当物块所受的合外力为零时，加速度为零，此时物块下降距离为h。因为F恒等于mg，所以绳对物块拉力大小恒为mg，由平衡条件知：2=120，所以=60，由图2-2知：h=Ltg30=L 1xHAQX74J0X2）当物块下落h时，绳的C、D端均上升h，由几何关系可得：h=-L 2克服C端恒力F做的功为：W=F*h 3由1、2、3式联立解得：W=-1）mgL3）出物块下落过程中，共有三个力对物块做功。重力做正功，两端绳子对物块的拉力做负功。两端绳子拉力做的功就等于作用在C、D端的恒力F所做的功。因为物块下降距离h时

2、动能最大。由动能定理得：mgh-2W= 4LDAYtRyKfE将1、2、3式代入4式解得：Vm=当物块速度减小为零时，物块下落距离达到最大值H，绳C、D上升的距离为H。mgH-2mgH=0，又H=-L，联立解得：H=。Zzz6ZB2Ltk3、如图3-1所示的传送皮带，其水平部分 ab=2M，bc=4M，bc与水平面的夹角=37，一小物体A与传送皮带的滑动摩擦系数=0.25，皮带沿图示方向运动，速率为2M/秒。若把物体A轻轻放到a点处，它将被皮带送到c点，且物体A一直没有脱离皮带。求物体A从a点被传送到c点所用的时间。dvzfvkwMI1物体A轻放到a点处，它对传送带的相对运动向后，传送带对A的

3、滑动摩擦力向前，则 A 作初速为零的匀加速运动直到与传送带速度相同。设此段时间为t1，则：rqyn14ZNXIa1=g=0.25x10=2.5M/秒2 t=v/a1=2/2.5=0.8秒设A匀加速运动时间内位移为S1，则： 设物体A在水平传送带上作匀速运动时间为t2，则设物体A在bc段运动时间为t3，加速度为a2，则：a2=g*Sin37-gCos37=10x0.6-0.25x10x0.8=4M/秒2解得：t3=1秒t3=-2秒舍去）所以物体A从a点被传送到c点所用的时间t=t1+t2+t3=0.8+0.6+1=2.4秒。4、如图4-1所示，传送带与地面倾角=37，AB长为16M，传送带以10

4、M/秒的速度匀速运动。在传送带上端A无初速地释放一个质量为0.5千克的物体，它与传送带之间的动摩擦系数为=0.5，求：1）物体从A运动到B所需时间，2）物体从A 运动到B 的过程中，摩擦力对物体所做的功g=10M/秒2）EmxvxOtOco1）当物体下滑速度小于传送带时，物体的加速度为1,此时滑动摩擦力沿斜面向下）则：t1=v/1=10/10=1M当物体下滑速度大于传送带V=10M/秒时，物体的加速度为a2，此时f沿斜面向上）则：即：10t2+t22=11 解得：t2=1秒t2=-11秒舍去）所以，t=t1+t2=1+1=2秒2）W1=fs1=mgcosS1=0.5X0.5X10X0.8X5=

5、10焦W2=-fs2=-mgcosS2=-0.5X0.5X10X0.8X11=-22焦所以，W=W1+W2=10-22=-12焦。如图4-1所示，传送带不动时，物体由皮带顶端A从静止开始下滑到皮带底端B用的时间为t，则：请选择）SixE2yXPq5A. 当皮带向上运动时，物块由A滑到B的时间一定大于t。B. 当皮带向上运动时，物块由A滑到B的时间一定等于t。C. 当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间可能等于t。D. 当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间可能小于t。答案：B、C、D）5、如图5-1所示，长L=75cm的静止直筒中有一不计大小的小球，筒与球的总质量为4千克，现对筒施加一竖直向下

6、、大小为21牛的恒力，使筒竖直向下运动，经t=0.5秒时间，小球恰好跃出筒口。求：小球的质量。取g=10m/s2）6ewMyirQFL筒受到竖直向下的力作用后做竖直向下的匀加速运动，且加速度大于重力加速度。而小球则是在筒内做自由落体运动。小球跃出筒口时，筒的位移比小球的位移多一个筒的长度。kavU42VRUs设筒与小球的总质量为M，小球的质量为m，筒在重力及恒力的共同作用下竖直向下做初速为零的匀加速运动，设加速度为a；小球做自由落体运动。设在时间t内，筒与小球的位移分别为h1、h2g和向下作用力F，据牛顿第二定律：F+（M-mg=（M-ma得：6、如图6-1所示，A、B两物体的质量分别是m1和

7、m2，其接触面光滑，与水平面的夹角为，若A、B与水平地面的动摩擦系数都是，用水平力F推A，使A、B一起加速运动，求：1）A、B间的相互作用力2）为维持A、B间不发生相对滑动，力F的取值范围。M2ub6vSTnPA在F的作用下，有沿A、B间斜面向上运动的趋势，据题意，为维持A、B间不发生相对滑动时，A处刚脱离水平面，即A不受到水平面的支持力，此时A与水平面间的摩擦力为零。0YujCfmUCw本题在求A、B间相互作用力N和B受到的摩擦力f2时，运用隔离法；而求A、B组成的系统的加速度时，运用整体法。eUts8ZQVRd1）对A受力分析如图6-2a）所示，据题意有：N1=0，f1=0因此有：Ncos

8、=m1g 1 , F-Nsin=m1a 2由1式得A、B间相互作用力为：N=m1g/cos2）对B受力分析如图6-2g取A、B组成的系统，有：F-f2=（m1+ m2a 5由1、2、5式解得：F=m1g（m1+ m2（tg-/m2故A、B不发生相对滑动时F的取值范围为：0Fm1g（m1+ m2当A、B与水平地面间光滑时，且又m1=m2=m时，则F的取值范围是多少？0F2mgtgsQsAEJkW5T7、某人造地球卫星的高度是地球半径的15倍。试估算此卫星的线速度。已知地球半径R=6400km，g=10m/s2。GMsIasNXkA人造地球卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的引力提供，设地球

9、与卫星的质量分别为M、m，则： = 1 TIrRGchYzg又根据近地卫星受到的引力可近似地认为等于其重力，即：mg= 21、2两式消去GM解得：V=2.0X103 m/s说明：n越大（即卫星越高，卫星的线速度越小。若n=0，即近地卫星，则卫星的线速度为V0=7.9103m/s，这就是第一宇宙速度，即环绕速度。7EqZcWLZNX8、一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R比细管的内径大得多。在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球+（m1+5m2g=0 51）本题不要求出某一物理量，而是要求根据对两球运动的分析和受力的分析，在建立1-4式的基础上得到m1、m2、R与V0所满足的关系

10、式5。2）由题意要求两球对圆管的合力为零知，N2一定与N1方向相反，这一点是列出3式的关键。且由5式知两球质量关系m1m2。1nowfTG4KI9、如图8-1所示，质量为m=0.4kg的滑块，在水平外力F作用下，在光滑水平面上从A点由静止开始向B点运动，到达B点时外力F突然撤去，滑块随即冲上半径为 R=0.4M的光滑圆弧面小车，小车立即沿光滑水平面PQ运动。设：开始时平面AB与圆弧CD相切，A、B、C三点在同一水平线上，令AB连线为X轴，且AB=d=0.64m，滑块在AB面上运动时，其动量随位移的变化关系为P=1.6kgm/s，小车质量M=3.6kg，不计能量损失。fjnFLDa5Zo（1滑块

11、受水平推力F为多大? （2滑块通过C点时，圆弧C点受到压力为多大? （3滑块到达D点时，小车速度为多大? （4滑块能否第二次通过C点? 若滑块第二次通过C点时，小车与滑块的速度分别为多大? （5滑块从D点滑出再返回D点这一过程中，小车移动距离为多少? （g取10m/s2 tfnNhnE6e5由P=1.6=mv，代入x=0.64m，可得滑块到B点速度为： VB=1.6/m=1.6/m =3.2m/s AB，由动能定理得：FS=mVB2所以 F=m =0.43.22/（20.64=3.2N（2滑块滑上C立即做圆周运动，由牛顿第二定律得： N-mg=m而VC=VB则N=mg+m=0.410+0.43

12、.22/0.4=14.2N（3滑块由CD的过程中，滑块和小车组成系统在水平方向动量守恒，由于滑块始终紧贴着小车一起运动，在D点时，滑块和小车具有相同的水平速度VDX。由动量守恒定律得：mVC=（M+mVDXHbmVN777sL所以 VDX=mVC/（M+m=0.4X3.2/（3.6+0.4=0.32m/s（4滑块一定能再次通过C点。因为滑块到达D点时，除与小车有相同的水平速度VDX外，还具有竖直向上的分速度VDY，因此滑块以后将脱离小车相对于小车做竖直上抛运动（相对地面做斜上抛运动因题中说明无能量损失，可知滑块在离车后一段时间内，始终处于D点的正上方（因两者在水平方向不受力作用，水平方向分运动

13、为匀速运动，具有相同水平速度，所以滑块返回时必重新落在小车的D点上，然后再圆孤下滑，最后由C点离开小车，做平抛运动落到地面上。由机械能守恒定律得：V7l4jRB8HsmVC2=mgR+ （M+mVDX2+mVDY2所以以滑块、小车为系统，以滑块滑上C点为初态，滑块第二次滑到C点时为末态，此过程中系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒（注意：对滑块来说，此过程中弹力与速度不垂直，弹力做功，机械能不守恒83lcPA59W9 mVC=mVC+MV 即mVC2=mVC2+MV2上式中VC、V分别为滑块返回C点时，滑块与小车的速度，V=2mVC/（M+m=2X0.4X3.2/（3.6+0.4=0.64m/

14、s VC=（m-MVC/（m+M=（0.4-3.6X3.2/（0.4+3.6=-2.56m/s（与V反向mZkklkzaaP（5滑块离D到返回D这一过程中，小车做匀速直线运动，前进距离为：S=VDX2VDY/g=0.3221.1/10=0.07m10、如图9-1所示，质量为M=3kg的木板静止在光滑水平面上，板的右端放一质量为m=1kg的小铁块，现给铁块一个水平向左速度V0=4m/s，铁块在木板上滑行，与固定在木板左端的水平轻弹簧相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求铁块与弹簧相碰过程中，弹性势能的最大值EP。AVktR43bpw在铁块运动的整个过程中，系统的动量守恒，因此弹簧压缩最大时和铁块停

15、在木板右端时系统的共同速度V=（M+mV 所以，V=V=mV0/（M+m=1X4/（3+1=1m/s2MiJTy0dTT铁块刚在木板上运动时系统总动能为：EK=mV02=0.5X1X16=8J 弹簧压缩量最大时和铁块最后停在木板右端时，系统总动能都为：EK=V2=0.5X（3+1X1=2J铁块在相对于木板往返运过程中，克服摩擦力f所做的功为：Wf=f2L=EK-EK=8-2=6J铁块由开始运动到弹簧压缩量最大的过程中，系统机械能损失为：fs=3J 由能量关系得出弹性势能最大值为：EP=EK-EK-fs=8-2-3=3J由于木板在水平光滑平面上运动，整个系统动量守恒，题中所求的是弹簧的最大弹性势

16、能，解题时必须要用到能量关系。在解本题时要注意两个方面：是要知道只有当铁块和木板相对静止时（即速度相同时，弹簧的弹性势能才最大；弹性势能量大时，铁块和木板的速度都不为零；铁块停在木板右端时，系统速度也不为零。gIiSpiue7A是系统机械能损失并不等于铁块克服摩擦力所做的功，而等于铁块克服摩擦力所做的功和摩擦力对木板所做功的差值，故在计算中用摩擦力乘上铁块在木板上相对滑动的距离。uEh0U1Yfmh11、如图10-1所示，劲度系数为 K的轻质弹簧一端与墙固定，另一端与倾角为的斜面体小车连接，小车置于光滑水平面上。在小车上叠放一个物体，已知小车质量为 M，物体质量为m，小车位于O点时，整个系统处

17、于平衡状态。现将小车从O点拉到B点，令OB=b，无初速释放后，小车即在水平面B、C间来回运动，而物体和小车之间始终没有相对运动。小车运动到B点时的加速度大小和物体所受到的摩擦力大小。b的大小必须满足什么条件，才能使小车和物体一起运动过程中，在某一位置时，物体和小车之间的摩擦力为零。IAg9qLsgBX所求的加速度a和摩擦力f是小车在B点时的瞬时值。取M、m和弹簧组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律：kb=（M+ma 所以a=kb/（M+mWwghWvVhPE取m为研究对象，在沿斜面方向有：f-mgsin=macos所以，f=mgsin+mcos=m（gsin+cos当物体和小车之间的摩擦力的零

18、时，小车的加速度变为a，小车距O点距离为b，取m为研究对象，有：mgsin=macosasfpsfpi4k取M、m和弹簧组成的系统为研究对象，有：kb=（M+ma以上述两式联立解得：b=gtg在求解加速度时用整体法，在分析求解m受到的摩擦力时用隔离法。整体法和隔离法两者交互运用是解题中常用的方法，希读者认真掌握。ooeyYZTjj112、质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为Xo，如图11-1所示。一物块从钢板正上方距离为 3Xo的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m时，它们恰能回到

19、O点。若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度。求物块向上运动到达的最高点O点的距离。BkeGuInkxI物块自由下落，与钢板碰撞，压缩弹簧后再反弹向上，运动到O点，弹簧恢复原长。碰撞过程满足动量守恒条件。压缩弹簧及反弹时机械能守恒。自由下落3Xo，根据机械能守恒：PgdO0sRlMo物块与钢板碰撞时，根据动量守恒： mv0=（m+mv1V2，即V2=Vo设回到O点时物块和钢板的速度为V，则： 3mV22+Ep=3mgx0+3mV2 2从O点开始物块和钢板分离，由1式得： Ep=mgx0代入2得： m（Vo2+mgx0=3mgx0+3mV2所以，V2=gx0

20、 即高中物理典型例题汇编（二13、如图12-1所示，有两块大小不同的圆形薄板（厚度不计，质量分别为M和m，半径分别为R和r，两板之间用一根长为0.4m的轻绳相连结。开始时，两板水平放置并叠合在一起，静止于高度为0.2m处。然后自由下落到一固定支架C上，支架上有一半径为R（rR的圆孔，圆孔与两薄板中心均在圆板中心轴线上，木板与支架发生没有机械能损失的碰撞。碰撞后，两板即分离，直到轻绳绷紧。在轻绳绷紧的瞬间，两物体具有共同速度V，如图12-2所示。若M=m，则V值为多大 （2若M/m=K，试讨论 V的方向与K值间的关系。3cdXwckm15开始 M与m自由下落，机械能守恒。M与支架C碰撞后，M以原

21、速率返回，向上做匀减速运动。m向下做匀加速运动。在绳绷紧瞬间，内力（绳拉力很大，可忽略重力，认为在竖直方向上M与m系统动量守恒。据机械能守恒：（M+mgh=V02所以，V0=2m/sh8c52WOngMM碰撞支架后以Vo返回作竖直上抛运动，m自由下落做匀加速运动。在绳绷紧瞬间，M速度为V1，上升高度为h1，m的速度为V2，下落高度为h2。则：v4bdyGioush1+h2=0.4m，h1=V0t-gt2，h2=V0t+gt2，而h1+h2=2V0t，故：所以：V1=V0-gt=2-100.1=1m/s V2=V0+gt=2+100.1=3m/s根据动量守恒，取向下为正方向，mV2-MV1=（M

22、+mV，所以那么当m=M时，V=1m/s；当M/m=K时，V=讨论：K3时，V0，两板速度方向向下。K3时，V0，两板速度方向向上。K=3时，V=0，两板瞬时速度为零，接着再自由下落。14、如图13-1所示，物体A从高h的P处沿光滑曲面从静止开始下滑，物体B用长为L的细绳竖直悬挂在O点且刚和平面上Q点接触。已知mA=mB，高h及S（平面部分长若A和B碰撞时无能量损失。若Lh/4，碰后A、B各将做什么运动?若L=h，且A与平面的动摩擦因数为，A、B可能碰撞几次？A最终在何处？J0bm4qMpJ9当水平部分没有摩擦时，A球下滑到未碰B球前能量守恒，与B碰撞因无能量损失，而且质量相等，由动量守恒和能

23、量守恒可得两球交换速度。A 停在Q处，B碰后可能做摆动，也可能饶 O点在竖直平面内做圆周运动。如果做摆动，则经一段时间，B反向与A相碰，使A又回到原来高度，B停在Q处，以后重复以上过程，如此继续下去，若B做圆周运动，B逆时针以O为圆心转一周后与A相碰，B停在Q处，A向右做匀速运动。由此分析，我们可得本题的解如下：XVauA9grYPA与B碰撞前A的速度：mgh=mVA2，VA=因为mA=mB，碰撞无能量损失，两球交换速度，得：VA=0，VB=VA=设B球到最高点的速度为Vc，B做圆周运动的临界条件：mBg=mBV2/L 1又因mBVB2=mBV2+mBg2L 2将1式及VB=代入2式得：L=2

24、h/5即L2h/5时，A、B碰后B才可能做圆周运动。而题意为L=h/42h/5，故A与B碰后，B必做圆周运动。因此（1的解为：A与B碰后A停在Q处，B做圆周运动，经一周后，B再次与A相碰，B停在Q处，A向右以速度做匀速直线运动。bR9C6TJscw由上面分析可知，当L=h时，A与B碰后，B只做摆动，因水平面粗糙，所以A在来回运动过程中动能要损失。设碰撞次数为n，由动能定理可得：pN9LBDdtrd mAgh-nmAgS=0 所以n=h/S若n为非整数时，相碰次数应凑足整数数目。如n=1.2，则碰撞次数为两次。当n为奇数时，相碰次数为（n-1次。如n=3，则相碰次数为两次，且A球刚到达Q处将碰B而又未碰B；当n为偶数时，相碰次数就是该偶数的数值，如n=4，则相碰次数为四次。球将停在距B球S处的C点。A球停留位置如图13-2所示。DJ8T7nHuGT