全國各地高考物理試題分類詳解-力學(編輯修改稿)
2025-02-10 01:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 d. 除上述三種情況外，根據(jù)對稱性可知，系統(tǒng)如能平衡，則兩小圓環(huán)的位置一定關(guān)于大圓環(huán)豎直對稱，設(shè)平衡時，兩小圓環(huán)在大圓環(huán)豎直對稱軸兩側(cè)α角的位置上（如圖所示）。對于重物，受繩子拉力T與重力mg作用，有T=mg對于小圓環(huán)，受到三個力的作用，水平繩子的拉力T、豎直繩子的拉力T、大圓環(huán)的支持力N。兩繩子的拉力沿大圓環(huán)切向的分力大小相等，方向相反得，而=90176。，所以α=45176?！旧虾！?1.（12分）滑雪者從A點由靜止沿斜而滑下，經(jīng)一平臺后水平飛離B點，地面上緊靠平臺有一個水平臺階，空間幾何尺度如圖所示，斜面、：（1）滑雪者離開B點時的速度大?。唬?）滑雪者從B點開始做平拋運動的水平距離s.【答】(1)設(shè)斜面長為Ｓ1. 滑雪者克服摩擦力所做的功Ｗ＝μｍｇ(Ｌ－Ｓ1cosθ)＋μｍｇＳ1cosθ＝μｍｇＬ，根據(jù)動能定理ｍｇ(Ｈ－ｈ)－μｍｇＬ＝ｍυ2/2，滑雪者離開Ｂ點時的速度大小υ＝. (2)若滑雪者平拋后落在平臺上，則有ｈ/2＝ｇｔ2/2和Ｓ2＝υｔ＜ｈ，解得Ｓ2＝且Ｈ－μＬ＜2ｈ；若Ｈ－μＬ＞2ｈ滑雪者平拋后落在地面上，ｈ＝ｇｔ2/2和Ｓ2＝υｔ＞ｈ，解得Ｓ2＝2 (由于Ｈ－μＬ＞2ｈ，另一條件：Ｈ－μＬ＞3ｈ/2自然滿足)結(jié)論：當Ｈ－μＬ＜2ｈ時，Ｓ2＝ 當Ｈ－μＬ＞2ｈ時，Ｓ2＝Ｓ2＝2.【兩廣】14．（14分）一質(zhì)量為m的小球，以初速度沿水平方向射出，恰好垂直地射到一傾角為 的固定斜面上，并立即反方向彈回。已知反彈速度的大小是入射速度大小的，求在碰撞中斜面對小球的沖量大小解：，的方向與豎直線的夾角為30176。，且水平分量仍為0，=20 ①碰撞過程中，小球速度由變?yōu)榉聪虻呐鲎矔r間極短，可不計重力的沖量，由動量定理，斜面對小球的沖量為 ② 由①、②得 ③【山西】23．(16分)在勇氣號火星探測器著陸的最后階段，著陸器降落到火星表面上，再經(jīng)過多次彈跳才停下來。假設(shè)著陸器第一次落到火星表面彈起后，到達最高點時高度為 h ，速度方向是水平的，速度大小為 v0 ，求它第二次落到火星表面時速度的大小，計算時不計火星大氣阻力。已知火星的一個衛(wèi)星的圓軌道的半徑為r ，周期為T，火星可視為半徑為r0 的均勻球體。解: 以g′表示火星表面附近的重力加速度，M表示火星的質(zhì)量，m表示為量的衛(wèi)星的質(zhì)量，m′表示火星表面處某一物體的質(zhì)罱，由萬有引力定律和牛頓第二定律，有以v表示著陸器第二次落到火星表面時的速度，它的豎直分量為v1，水平分量仍為v0，有由以上各式解得；【上?！?3．（14分）有人設(shè)計了一種新型伸縮拉桿秤，結(jié)構(gòu)如圖，秤桿的一端固定一配重物并懸一掛鉤，秤桿外面套有內(nèi)外兩個套筒，套筒左端開槽使其可以不受秤紐阻礙而移動到掛鉤所在位置（設(shè)開槽后套筒的重心仍在其長度中點位軒），秤桿與內(nèi)層套筒上刻有質(zhì)量刻度，空載（掛鉤上不掛物體，且套筒未拉出）時，用手提起秤紐，桿秤恰好平衡。當物體掛在掛鉤上時，往外移動內(nèi)外套筒可使桿秤平衡，從內(nèi)外套筒左端的位置可以讀得兩個讀數(shù)。將這兩個讀數(shù)相加，即可得到待測物體的質(zhì)量。已知秤桿和兩個套筒的長度均為16 cm，套筒可移出的最大距離為15 cm，.秤紐到掛鉤的距離為2 cm， =10 m/：（1）當桿秤空載平衡時，秤桿、配重物及掛鉤所受重力相對秤紐的合力矩；外套筒配重掛鉤提紐桿秤內(nèi)套筒（2）當在秤鉤上掛一物體時，將內(nèi)套筒向右移動5 cm，外套筒相對內(nèi)套筒向右移動8 cm，桿秤達到平衡，物體的質(zhì)量多大？（3）若外層套筒不慎丟失，在稱某一物體時，內(nèi)層套筒的左端在讀數(shù)為1千克處桿秤恰好平衡，則該物體實際質(zhì)量多大？【答】(1)空載時，桿桿秤恰好平衡，秤桿、配重物及掛鉤所受重力相對提紐的合力矩Ｍ正好等于兩套筒相對于提紐的力矩. 提紐到掛鉤的距離為ｄ＝2cm，套筒的長Ｌ＝16cm. 此時，兩套筒重心到提紐的距離為(Ｌ/2－ｄ). 兩套筒質(zhì)量ｍ＝. 則Ｍ＝2ｍｇ(Ｌ/2－ｄ)＝. (2)當在秤鉤上掛一物體時，掛鉤處增加一個重力ｍ1ｇ，它產(chǎn)生一個逆時針方向的力矩ｍ1ｇｄ應當與由于兩套筒向右移動增加的力矩相平衡，則 ｍ1ｇｄ＝ｍｇＸ1＋ｍｇ(Ｘ1＋Ｘ2)，其中Ｘ1＝5cm、Ｘ2＝8cm為兩套筒右移距離.代入數(shù)據(jù)解得待測物體質(zhì)量ｍ1＝ kg. (3)注意該桿秤的刻度特點：內(nèi)層刻度是依據(jù)內(nèi)層左側(cè)與秤的最左端的距離來刻的、外層刻度是依據(jù)外層左側(cè)與內(nèi)層左側(cè)的距離來刻的. 外層套筒丟失前，掛物ｍ2ｇ＝1kg，內(nèi)層刻度為1kg，外層刻度為零，此時內(nèi)、外層共同向右移動Ｘ桿秤力矩平衡. 則 ｍ2ｇｄ＝2ｍｇＸ，得Ｘ＝ｍ2ｄ/(2ｍ)＝. 由于外層套筒丟失，內(nèi)層讀數(shù)為1kg時，內(nèi)筒左端離提紐的距離為Ｘ－ｄ，內(nèi)筒重心離提紐的距離為(Ｘ－ｄ＋Ｌ/2)，此時內(nèi)筒所產(chǎn)生的力矩與待測物產(chǎn)生力矩ｍ3ｇｄ及力矩Ｍ相平衡，即ｍ3ｇｄ＋Ｍ＝ｍｇ(Ｘ－ｄ＋Ｌ/2)，代入數(shù)據(jù)解得待測物質(zhì)量ｍ3＝.【上海綜】34．為了安全，在行駛途中，車與車之間必須保持一定的距離。因為，從駕駛員看見某一情況到采取制動動作的時間里，汽車仍然要通過一段距離（稱為思考距離）；而從采取制動支作到車完全停止的時間里，汽車又要通過一段距離（稱為制動距離）。下表給出了汽車在不同速度下的思考距離和制動距離等部分數(shù)據(jù)。請分析這些數(shù)據(jù)，完成表格。速度（km/h）思考距離（m）制動距離(m)停車距離（m）459142375153890105217596【18 55 53（以列為序）】【上海綜】35．在行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時，汽車將發(fā)生碰撞，車里的人可能受到傷害，為了盡可能地減輕碰撞引直怕傷害，人們設(shè)計了安全帶。假定乘客質(zhì)量為70 kg，汽車車速為108 km/h（即30 m/s），從踩下剎車到車完全停止需要的時間為5 s，安全帶對乘客的作用力大小約為【A】A．400N
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