2021届高考百题大战：攻破高考理综物理力学计算题（一）

高考物理全国卷突破力学计算题 (一) 1.随着科学技术的发展,运动员的训练也由原来的高强度、大运动量,转变为科学训练。我们看到世界优秀的百米运动员的肌肉都特别发达,有些甚至接近健美运动员,因为肌肉与脂肪的比率越高,他运动过程中受到的阻力就越小,加速跑的加速度就越大,因此可以提高运动员的比赛成绩。某运动员的质量m= 80.0 kg,他的百米跑可以简化成两个阶段:第一阶段为匀加速直线运动,第二阶段为匀速运动。假设运动员跑动时所受到的阻力大小恒等于运动员自身重力的0.24倍。若该运动员的百米成绩为10.0 s,匀速运动的速度v=12.0 m/s。重力加速度g取10 m/s2。求: (1)该运动员加速跑阶段的加速度大小和加速的距离。 (2)假设该运动员通过科学训练使体重减小到75.0 kg,而他的肌肉力量不变,所能达到的最大速度不变,这个运动员的百米成绩能提高到多少秒?(结果保留三位有效数字) 2. 如图所示为一电磁选矿、传输一体机的传送带示意图,已知传送带由电磁铁组成,位于A轮附近的铁矿石被传送带吸引后,会附着在A轮附近的传送带上,被选中的铁矿石附着在传送带上与传送带之间有恒定的电磁力作用且电磁力垂直于接触面,且吸引力为其重力的1.4倍,当有铁矿石附着在传送带上时,传送带便会沿顺时针方向转动,并将所选中的铁矿石送到B端,由自动卸货装置取走。已知传送带与水平方向夹角为53°,铁矿石与传送带间的动摩擦因数为0.5,A、B两轮间的距离为L=64 m,A、B两轮半径忽略不计,g取10 m/s2, sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。 (1)若传送带以恒定速率v0=10 m/s传动,求被选中的铁矿石从A端运动到B端所需要的时间; (2)实际选矿传送带设计有节能系统,当没有铁矿石附着传送带时,传送带速度几乎为0,一旦有铁矿石吸附在传送带上时,传送带便会立即加速启动,要使铁矿石最快运送到B端,传送带的加速度至少为多大?并求出最短时间。 3.如图所示,在光滑水平面上,质量为m=4 kg的物块左侧压缩一个劲度系数为k=32 N/m的轻质弹簧,弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接,使物块静止在O点,在水平面A点与一顺时针匀速转动且倾角θ=37°的传送带平滑连接。已知xOA=0.25 m,传送带顶端为B点,LAB=2 m,物块与传送带间动摩擦因数μ=0.5。现剪断细线同