2020高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题14计算题1力与运动含解析

2019年

【2019最新】精选高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题14计算

题1力与运动含解析

1．【2017·江苏卷】（16分）如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R．C的质量为m，A、B的质量都为，与地面的动摩擦因数均为μ．现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面．整个过程中B保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．求：

m 2（1）未拉A时，C受到B作用力的大小F； （2）动摩擦因数的最小值μmin；

（3）A移动的整个过程中，拉力做的功W．

33W?(2??1)(3?1)mgR 【答案】（1） （2） （3） F?mg?min?3232Fcos30??mgF?mg 【解析】（1）C受力平衡 解得

3（2）C恰好降落到地面时，B受C压力的水平分力最大Fxmax?3mg 23f?Ff??mg??minxmax B受地面的摩擦力 根据题意 ，解得min2（3）C下降的高度 A的位移h?(3?1)Rx?2(3?1)R 摩擦力做功的大小Wf?fx?2(3?1)?mgR 根据动能定理 W?Wf?mgh?0?0 解得W?(2??1)(3?1)mgR

【考点定位】物体的平衡 动能定理

2019年

【名师点睛】本题的重点的C恰好降落到地面时，B物体受力的临界状态的分析，此为解决第二问的关键，也是本题分析的难点．

2．【2017·新课标Ⅰ卷】（12分）一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.50×103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2。（结果保留2位有效数字） （1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；

（2）求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。 【答案】（1）（1）4.0×108 J 2.4×1012 J （2）9.7×108 J 【考点定位】机械能、动能定理

【名师点睛】本题主要考查机械能及动能定理，注意零势面的选择及第（2）问中要求的是克服阻力做功。

3．【2017·新课标Ⅱ卷】（12分）为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1（s1

2v0?v12s1(v0?v1)2【答案】（1） （2） 22gs02s0

2019年

【考点定位】牛顿第二定律；匀变速直线运动的规律

【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用；分析物理过程，找到运动员和冰球之间的关联，并能灵活选取运动公式；难度中等。

4．【2017·新课标Ⅲ卷】（20分）如图，两个滑块A和B的质量分别为mA=1 kg和mB=5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5；木板的质量为m=4 kg，与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0=3 m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10 m/s2。求 （1）B与木板相对静止时，木板的速度； （2）A、B开始运动时，两者之间的距离。 【答案】（1）1 m/s （2）1.9 m

【解析】（1）滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别是aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1。在物块B与木板达到共同速度前有

f1??1mAg① f2??1mBg②

f3??2(mA?mB?m)g③

由牛顿第二定律得

f1?mAaA④ f2?mBaB⑤ f2?f1?f3?ma1⑥

设在t1时刻，B与木板达到共同速度，设大小为v1。由运动学公式有

v1?v0?aBt1⑦

2019年

v1?a1t1⑧

联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得⑨v1?1 m/s

2（2）在t1时间间隔内，B相对于地面移动的距离为⑩sB?v0t1?aBt1

12设在B与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2，对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有

f1?f3?(mB?m)a2?

由①②④⑤式知，aA=aB；再由⑦⑧可知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反。由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2，设A的速度大小从v1变到v2所用时间为t2，则由运动学公式，对木板有?v2?v1?a2t2 对A有?v2??v1?aAt2

12s?vt?a2t2 在t2时间间隔内，B（以及木板）相对地面移动的距离为?11221s?v(t?t)?aA(t1?t2)2 在（t1+t2）时间间隔内，A相对地面移动的距离为 ?A0122A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同。因此A和B开始运动时，两者之间的距离为

s0?sA?s1?sB?

联立以上各式，并代入数据得?s0?1.9 m （也可用如图的速度–时间图线求解）

【考点定位】牛顿运动定律、匀变速直线运动规律

【名师点睛】本题主要考查多过程问题，要特别注意运动过程中摩擦力的变化情况，A、B相对木板静止的运动时间不相等，应分阶段分析，前一阶段的末状态即后一阶段的初状态。

5．【2017·新课标Ⅰ卷】（20分）真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带