专题19 力学综合计算题—— 备战2022年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编（江苏专用）

2021年江苏各地各校及地市好题高三物理试卷分项汇编（江苏专用） 专题19 力学综合计算题 1．（2021·江苏盐城·高三期中）如图所示，质量为m的小球，长为L的细线，构成圆锥摆．当细线与竖直方向成θ角时，小球以一定的线速度v在水平面内做匀速圆周运动．重力加速度取g，求： （1）小球做匀速圆周运动的角速度ω； （2）改变细线长度L，小球仍以线速度v做匀速圆周运动，细线拉力F与长度L之间的关系。 2．（2021·江苏·高三期中）如图所示，一质量为、长为的木板放在水平地面上，木板右端静置一可视为质点的质量为的小铁块。不计木板的厚度，已知木板与地面间的动摩擦因数为，g取。现对木板施加一个水平向右的拉力F。 （1）若不计铁块与木板间的摩擦，拉力，求小铁块从开始运动到离开木板的时间； （2）若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2，铁块与地面间的动摩擦因数为0.1，拉力，求铁块相对地面运动的总位移大小。 3．（2021·江苏盐城·高三期中）如图所示，质量为m的小物块，从高为h的固定斜面顶端A处，以一定的初速度沿斜面下滑到底端B处，整个过程中小物块的动能Ek不变，取斜面顶端A处为零势面，重加速取g，求整个过程小物块： （1）所受合力的冲量I； （2）到达斜面底端B处具有的机械能E。 4．（2021·江苏·苏州市苏州高新区第一中学高三阶段练习）我国早在3000年前就发明了辘轳，其简化模型如图所示，辘轳的卷筒可绕水平轻轴转动，卷筒质量为M、厚度不计。某人转动卷筒通过细绳从井里吊起装满水的薄壁柱状水桶，水桶的高为d，空桶质量为m0，桶中水的质量为m。井中水面与井口的高度差为H，重力加速度为g，不计辐条的质量和转动轴处的摩擦。 （1）若人以恒定功率P0转动卷筒，装满水的水桶到达井口前已做匀速运动，求水桶上升过程的最大速度vm； （2）空桶从桶口位于井口处由静止释放并带动卷筒自由转动，求水桶落到水面时的速度大小v； （3）水桶从图示位置缓慢上升高度H，忽略提水过程中水面高度的变化，求此过程中人做的功W。 5．（2021·江苏镇江·二模）“峡谷长绳秋千”游戏的模型可简化如下图所示，游戏开始前，工作人员对底座施加一水平方向的拉力，使其静止于图中A位置，然后自由释放，秋千开始荡起来，B为秋千运动的最低点。已知两绳长度均为L、夹角为2θ，秋千摆角为α，游客和底座总质量为m，在运动中可视为质点，不计绳子质量及一切阻力。求： （1）工作人员对底座施加的水平拉力大小； （2）游客运动到B点的速度大小； （3）运动过程中细绳中的最大拉力。 6．（2021·江苏省昆山中学模拟预测）一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图实线所示，在t1=0.4s时刻的波形如图虚线所示，求： （1）若波向x轴负方向传播，且t1<T，写出x=1.5m处的质点的振动方程； （2）若波向x轴负方向传播，且T<t1<2T，求x=2m处的P质点第一次出现波谷的时刻； （3）若波向x轴正方向传播，求该波的波速。 7．（2021·江苏·周市高级中学高三开学考试）如图所示，质量为M＝4 kg的大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相切，顶端竖直。一质量为m＝1 kg的小物块，被压缩弹簧弹出后，冲上大滑块，能从大滑块顶端滑出，滑出时大滑块的速度为1m/s。g取10 m/s2。求： （1）小物块被弹簧弹出时的速度； （2）小物块滑出大滑块后能达到的最大高度h1； （3）小物块回到水平面的速度及再次滑上大滑块后能达到的最大高度h2。 8．（2021·江苏无锡·高三期中）一轻质杆长为，A端连接有质量的小球。B端处为转轴，转轴离开地面的高度为，装置在竖直平面内匀速转动的周期为。取。 （1）小球运动到最高点时受到的支持力为多大？ （2）若小球在最高点A失去装置的约束而直接飞出，求落地点到转轴B正下方的水平距离。（保留2位有效数字） 9．（2021·江苏常州·高三期中）无人机投送快递精准快捷。如图所示，某质量为m的无人机用轻绳吊质量也为m的快递包裹，从悬停状态开始水平向右飞行，绳偏离竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力，求： （1）无人机的加速度； （2）轻绳的拉力大小； （3）空气对无人机作用力的大小与方向。 10．（2021·江苏省扬州市教育局高三期中）火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。设质量为m的火箭在极短的时间内喷射燃气的质量是，以喷气前的火箭为参考系，喷出燃气的速率是u。 （1）求火箭在喷气后增加的速度； （2）比冲是用于衡量火箭发动机效率的重要物理参数，其定义为发动机消耗单位质量的推进剂产生的冲量，用表示，请推导比冲与喷气速率u的关系式。（很短时间内，研究火箭及其喷出的燃气组成的系统，可以不考虑火箭重力的冲量。） 11．（20