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1、力學3大題型押題練(二)
1.如圖所示,AB為固定的光滑圓弧軌道,O為圓心,AO水平,BO豎直,軌道半徑為R,將質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)從A點由靜止釋放,在小球從A點運動到B點的過程中( )
A.小球所受合力的沖量方向為弧中點指向圓心
B.小球所受支持力的沖量為0
C.小球所受重力的沖量大小為m
D.小球所受合力的沖量大小為m
解析:選D 小球所受支持力不為零,作用時間不為零,故支持力的沖量不為零,B錯誤;小球在運動過程中只有重力做功,根據(jù)機械能守恒定律可得mgR=mvB2,故vB=
,根據(jù)動量定理可得I合=Δp=mvB=m,方向水平向右,A、C錯誤,D正確。
2.如圖所
2、示是某物體做直線運動的v2-x 圖像(其中v為速度,x為位置坐標),下列關(guān)于物體從x=0處運動至x=x0處的過程分析,其中正確的是( )
A.該物體做勻加速直線運動
B.該物體的加速度大小為
C.當該物體的速度大小為v0時,位移大小為x0
D.當該物體的位移大小為x0時,速度大小為v0
解析:選C 由勻變速直線運動的速度位移關(guān)系公式v2-v02=2ax可得v2=2ax+v02,結(jié)合題圖可知物體的加速度恒定不變,由于物體的速度減小,故物體做勻減速直線運動,故A錯誤;由v2=2ax+v02知,v2-x圖像的斜率絕對值等于|2a|,由題圖可得|2a|=,則得物體的加速度大小為|a|=,故
3、B錯誤;當該物體速度大小為v0時,v2=v02,由
v2=2ax+v02,可得x=,故C正確;當該物體位移大小為x0時,由v2=2ax+v02可得v2=v02,解得v=v0,故D錯誤。
3.[多選]如圖,滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定豎直桿上,與光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接,由靜止開始運動。不計摩擦,a、b可視為質(zhì)點,重力加速度大小為g。則( )
A.a(chǎn)落地前,輕桿對b一直做正功
B.a(chǎn)落地時速度大小為
C.a(chǎn)下落過程中,其加速度大小始終不大于g
D.a(chǎn)落地前,當a的機械能最小時,b對地面的壓力大小為mg
解析:選BD 由題意知,系統(tǒng)機
4、械能守恒。設(shè)某時刻a、b的速度分別為va、vb。此時剛性輕桿與豎直桿的夾角為θ,分別將va、vb分解,如圖。
因為剛性桿不可伸長,所以沿桿的分速度v∥與v∥′是相等的,即vacos θ=vbsin θ。當a滑至地面時θ=90°,此時vb=0,由系統(tǒng)機械能守恒得mgh=mva2,解得va=,選項B正確;同時由于b初、末速度均為零,運動過程中其動能先增大后減小,即桿對b先做正功后做負功,選項A錯誤;桿對b的作用先是推力后是拉力,對a則先是阻力后是動力,即a的加速度在受到桿的向下的拉力作用時大于g,選項C錯誤;b的動能最大時,桿對a、b的作用力為零,此時a的機械能最小,b只受重力和支持力,所以
5、b對地面的壓力大小為mg,選項D正確。
4.在做“研究勻變速直線運動”的實驗中:
(1)實驗室提供了以下器材:打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、紙帶、導線、交流電源、復寫紙、彈簧測力計。其中在本實驗中不需要的器材是_________,還缺少的器材是________________。
(2)如圖甲所示,是某同學由打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出,打點計時器打點的時間間隔T=0.02 s,其中
x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26
6、 cm。
表中列出了打點計時器打下B、C、D、F點時小車的瞬時速度,請在表中填入打點計時器打下E點時小車的瞬時速度。
位置
B
C
D
E
F
速度/(m·s-1)
0.737
0.801
0.864
0.994
(3)以A點為計時起點,在圖乙中畫出小車的速度—時間關(guān)系圖線。
(4)根據(jù)畫出的小車的速度—時間關(guān)系圖線計算小車的加速度a=________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
解析:(1)本實驗中不需要測量力的大小,因此不需要的器材是彈簧測力計;因為要測量紙帶上各計數(shù)點之間的距離,故還缺少毫米刻度尺。
(2)根據(jù)勻變速直線運動中間時
7、刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度知:vE== m/s=0.928 m/s。
(3)小車的速度—時間關(guān)系圖線如圖所示。
(4)速度—時間關(guān)系圖線的斜率表示加速度的大小,則a=≈0.63 m/s2。
答案:(1)彈簧測力計 毫米刻度尺 (2)0.928
(3)見解析圖 (4)0.63 m/s2(0.62~0.65 m/s2均可)
5.如圖甲所示,傾角為37°的斜面上有一輕彈簧,彈簧一端固定在A點,自然伸長時另一端位于B點,斜面上方有一半徑R=1 m、圓心角等于143°的豎直圓弧形光滑軌道與斜面相切于D處,圓弧軌道的最高點為M?,F(xiàn)有一物塊質(zhì)量為1 kg,將彈簧緩慢壓縮到C點后釋放
8、,C、B間的距離L=1 m,物塊在BD間運動時的v-t圖像如圖乙中實線部分所示,若物塊經(jīng)過D點到達M點時,對軌道的壓力恰好與其所受的重力大小相等,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)物塊在BD間運動時位移與時間的關(guān)系式;
(2)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;
(3)BD間的距離xBD;
(4)彈簧對物塊做的功W。
解析:(1)從題圖乙可看出物塊從B點到D點做勻減速直線運動,物塊在B點的速度vB=8 m/s,從B到D過程中加速度大小等于v-t圖像的斜率大小,即
a== m/s2=10 m/s2
物塊在BD間運動時位移與時間的關(guān)系式為
9、
x=v0t-at2=8t-5t2
即x=8t-5t2(m)。
(2)在BD段,根據(jù)牛頓第二定律得
mgsin 37°+μmgcos 37°=ma
解得μ=0.5。
(3)物塊在M點的速度滿足mg+mg=m
解得vM=2 m/s
物塊從D到M過程中,根據(jù)動能定理得
-mgR(1+cos 37°)=mvM2-mvD2
解得vD=2 m/s
物塊在由B到D過程中,由運動學公式得
vD2-vB2=-2axBD
解得xBD=0.4 m。
(4)從C到B應(yīng)用動能定理得
W-mgLsin 37°-μmgLcos 37°=mvB2
解得W=42 J。
答案:(1)x=8t-5t2(m) (2)0.5 (3)0.4 m (4)42 J
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