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高中物理力学经典试题.doc

高中物理力学经典试题

clearlover
2011-05-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《高中物理力学经典试题doc》,可适用于高中教育领域

高中物理力学解题示例、在水平地面上放一重为N的物体物体与地面间的滑动摩擦因数为。若要使物体在地面上做匀速直线运动问F与地面的夹角为多大时最省力此时的拉力多大?解析:物体受力分析如图建直角坐标系因为物体做匀速直线运动所以物体所受合外力为零。有:二式联立可解得:要使力F有最小值则需cossin有最大值cossin=(cossin)令tan=则cossin=cos(-)当=时cos(-)有最大值等于cossin=所以当F与地面的夹角==tan-=tan-=°时F取最小值有:Fmin=、气球以ms的加速度由静止开始从地面竖直上升在s末有一个物体从气球上自由落下这个物体从离开气球到落地所需要的时间是多少?落地时的速度有多大?解析:取向上为正方向对气球:已知a=msv=ms经过t=s则上升高度为H=vtat=××=(m)s末速度为v=vat=×=(ms)物体从气球脱落后做竖直上抛运动至落地时位移为-H=-m设落地所用的时间为t则有:即:-=t-gt得:t=()≈(s)设落地时速度为v则有:v=v-gt=-×=(ms)、一艘宇宙飞船靠近某星表面作匀速圆周运动测得其周期为T万有引力恒量为G则该星球的平均密度是多少?解析:飞船绕星球做匀速圆周运动因此该飞船需要的向心力由其受到的合外力即万有引力提供。设该飞船的质量为m轨道半径为r则F引=G=man因为在星球表面做圆周运动所以轨道半径近似为星球半径R所以上式变为G=m·   故M=而M=V=·R因而得:、如图所示一根长为l的细线一端固定于O点另一端拴一个质量为m的小球。当小球处于最低位置时获得一个水平初速度要使小球能绕O点在竖直内做圆周运动通过最高点求水平初速度至少应多大?解析:设小球在最低点的速度大小为v在最高点的速度大小为v。小球在线拉力T和重力mg作用下绕O点在竖直面内做变速率圆周运动。由于拉力不做功小球向下运动过程中动能转化为势能小球与地球系统机械能守恒以小球在最低点时的重力势能为零有mv=mvmg(l)……①小球在最高点时受重力mg与拉力T的作用两力方向都竖直向下。根据牛顿第二定律有Tmg=m……②重力mg恒定v越大T也越大v越小T也越小。v最小的条件为T=……③由②③两式得v=代入①得v=、以ms的初速度竖直向上抛出一个质量为kg的物体它上升的最大高度为m。设空气对物体的阻力大小不变则物体落回抛出点时的动能为J。(g=ms)解析:物体在上升过程中的受力情况如图设物体的初速度大小为v上升的最大高度为h根据动能定理有-mgh-fh=-mv……………………()物体在下落过程中的受力情况如图所示物体落回抛出点时的速度大小为v根据动能定理有mgh-fh=mv-……………………()()-()得mgh=mvmv……………………()由()式得物体落回抛出点时的动能为Ek=mv=mgh-mv=(×××-×)J=J、一根内壁光滑的细圆钢管形状如图所示一小钢球从A处正对管中射入。第一次小球恰能达到C点第二次小球从C孔平抛出恰好落回A孔。这两次小球进入A孔时的动能之比为。解析:小球从A处正对管中射入沿光滑的细圆钢管运动到C点的过程中受重力和弹力的作用其中只有重力做功小球和地球构成的系统机械能守恒选A点为重力势能零点。设第一次小球进入A孔时的动能为Ek小球质量为m圆管半径为R由题意可知小球到达C点时的速度为根据机械能守恒定律有Ek=mgR…………()小球第二次进入A孔时的动能为Ek到达C点时的速度为v根据机械能守恒定律有Ek=mgRmv……()小球从C孔平抛出恰好落回A孔所需时间为t根据平抛运动规律有R=vt………()R=gt…………()由()()()得Ek=mgR………()由()()得EkEk=、如图所示在光滑的水平面上有一质量为kg的小车B上面放一个质量为kg的物体物体与车间的滑动摩擦系数为。另有一辆质量为kg的小车A以ms的速度向前运动。A与B相碰后连在一起物体一直在B车上滑动。求:()当车与物体以相同的速度前进时的速度。()物体在B车上滑动的距离。解:()选取小车A、B和B车上的物体组成的系统为研究对象从A、B接触到车与物体以相同的速度前进的整个过程中系统所受合外力为零根据动量守恒定律有mAv=(mAmBmC)v代入数据可解得:v=ms即小车与物体以ms的速度前进。()选取小车A、B组成的系统为研究对象在它们相碰的短暂过程中系统所受合外力为零动量守恒则mAv=(mAmB)v可解得:v=ms再选取小车A、B和B车上的物体组成的系统为研究对象从A、B接触到车与物体以相同的速度前进的整个过程中根据动能定理有-mCgs=(mAmBmC)v-(mAmB)v可解得:s=m=m、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x如图所示一物块从钢板正上方距离为x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。若物块质量为m时它们恰能回到O点若物块质量为m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与O点的距离。解析:由得物块与钢板碰撞时的速度v=设v表示质量为m的物块与钢板碰撞后一起开始向下运动的速度因碰撞时间极短它们的动量守恒则mv=mv刚碰完时弹簧的弹性势能为Ep从它们碰后至又返回O点的过程中只有重力和弹簧弹力做功机械能守恒取钢板在原来平衡位置时的重力势能为零则Ep(m)v=mgx设v表示质量为m的物块与钢板碰撞后一起开始向下运动的速度则mv=mv刚碰完时弹簧的弹性势能为Ep'设物块在O点时的速度是v从它们碰后至又返回O点的过程中机械能守恒则有Ep'(m)v=mgx(m)v在以上两种情况中弹簧的初始压缩量都是x故Ep=Ep'质量为m的物块在O点与钢板分离以速度v竖直上升由以上各式可解得物块向上运动到达的最高点与O点的距离为h=。

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