2020年高考物理原创力学压轴计算题（原卷版+解析版）

21世纪教育网 –全国领先的中小学教育资源及组卷应用平台 2020年高考物理原创力学压轴计算题 1.如图所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物 块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,开始用手托住物块 ．使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。现将A由静止释放．当A下滑到C点时（C点 图中未标出）A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m ,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0．3m,AC距离为 0．4m，mB=lkg,重力加速度g=10 m/s2。试求：? （1）滑'块A的质量mA （2）若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C点时A、B的速度大小分别是多少？ 【考点】（1）0.5kg；（2）；? 【解析】试题分析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=mBg，? 解得：弹簧的压缩量x1=0.1m 当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5 m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。 由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零 所以mAgh1=mBgh2 其中h1=0.4m，h2=0.2m 所以mA=0.5kg （2）滑块A质量增加一倍，则mA=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2 由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得 又有几何关系可得AB的速度关系有 vAcosθ=vB 其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8 解得： 【考点】机械能守恒定律的应用；速度的分解. 2.现代化的生产流水线大大提高了劳动效率，如下图为某工厂生产流水线上的水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速、等时间间隔地放到传送带上，运动到B处后进入匀速转动的转盘随其一起运动（无相对滑动），到C处被取走装箱。已知A、B的距离L = 9.0 m，物品在转盘上与转轴O的距离R = 3.0 m、与传送带间的动摩擦因数μ1?= 0.25，传送带的传输速度和转盘上与O相距为R处的线速度均为v = 3.0 m/s，取g =10 m/s2。问： （1）物品从A处运动到B处的时间t； （2）若物品在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等，则物品与转盘间的动摩擦因数μ2至少为多大？ （3）若物品的质量为0.5 kg，每输送一个物品从A到C，该流水线为此至少多做多少功？ 【答案】（1）3.6s???（2）0.3??（3）4.5J 【解析】试题分析：（1）设物品质量为m，放在传送带上，先受到摩擦力而加速运动： 对物品有????? 解得：??????????????????????? 由得m＜L??????????????????????? 故还需做匀速运动，有??????????????? 所以s????????????? （2）物品在转盘上所收的静摩擦力提供向心力，有 ????得至少??????????????????? （3）在传送带上因为传送一个物品至少需要做的功(只在加速阶段做功)为： ?????????????????? 【考点】本题考查匀变速运动的规律、功。 3.如图所示，质量m=1kg的小物块放在一质量为M=4kg的足够长的木板右端，物块与木板间的摩擦因数μ=0.2，木板与水平面间的摩擦不计。物块用劲度系数k=25N/m的弹簧拴住，弹簧的另一端固定（与木板不粘连）。开始时整个装置静止，弹簧处于原长状态。现对木板施以F=12N的水平向右恒力，（最大静摩擦力可认为等滑动摩擦力，g=10m/s2）。已知弹簧的弹性势能，式中x为弹簧的伸长量或压缩量。求： （1）开始施力的瞬间物块与木板的加速度各多大； （2）物块达到的最大速度。 【答案】（1）物块的加速度，木板的加速度；（2）。 【解析】试题分析：开始施力的瞬间，弹簧还没有形变，不存在弹簧的弹力，分析物块与木板会不会有相同的加速度，是本题的关键。 （1）若物块与木板有相同的加速度，对整体受力分析，由牛顿第二定律，， 解得： 对物块受力分析，最大加速度：，即开始施力后物块与木板即发生相对滑动。 ... ...