专题19 力学计算题-三年（2020-2022）高考真题物理分项汇编（山东专用）

2020-22年三年年山东卷高考汇编 专题19 力学计算题 【考纲定位】 高考命题点 考纲要求 高考真题 牛顿运动定律的应用 理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题. 2022·山东高考 T16 2020·山东高考 T16 “碰撞模型”问题 了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点 2022·山东高考 T18 2020·山东高考 T18 动量定理和动量守恒定律的应用 通过理论推导和实验，理解动量定理和动量守恒定律 2021·山东高考 T16 动力学和能量观点分析多运动过程问题 熟悉“三大观点”在力学中的应用技巧 2021·山东高考 T18 【知识重现】 一　功能关系的理解和应用 1．两点理解： (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等． (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等． 2．五种关系： 二　摩擦力做功与能量转化 1．摩擦力做功的特点 (1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零； (2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机械能的损失量； (3)说明：两种摩擦力对物体都可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． 2．三步求解相对滑动物体的能量问题 (1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析． (2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系，求出两个物体的相对位移． (3)代入公式Q＝Ff·x相对计算，若物体在传送带上做往复运动，则为相对路程s相对． 三　能量守恒定律的理解与应用 1．能量守恒定律的两点理解 (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等． (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等． 2．能量转化问题的解题思路 (1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律． (2)解题时，首先确定初、末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解． 【真题汇编】 1．（2022·山东·高考真题）某粮库使用额定电压，内阻的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行，此时电流。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求： （1）比例系数k值； （2）上行路程L值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）设电动机的牵引绳张力为，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能量守恒定律有 解得 小车和配重一起匀速，设绳的张力为，对配重有 设斜面倾角为，对小车匀速有 而卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，有 联立各式解得 ， （2）关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为，对系统由牛顿第二定律有 可得 由运动学公式可知 解得 2．（2022·山东·高考真题）如图所示，“L”型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动（要求摆角小于），A以速度沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点。已知A的质量，B的质量，A与B的动摩擦因数，B与地面间的动摩擦因数，取重力加速度。整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求： （1）A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小与； （2）B光滑部分的长度d； （3）运动过程中A对B的摩擦力所做的功； （4）实现上述运动过程，的取值范围（结果用表示）。 【答案】（1），；（2）；（3）；（4） 【解析】 （1）设水平向右为正方向，因为点右侧光滑，由题意可知A与B发生弹性碰撞，故碰撞过程根据动量守恒和能量守恒有 代入数据联立解得 ，（方向水平向左） ，（方向水平向右） 即A和B速度的大小分别为，。 （2）因为A物体返回到O点正下方时，相对地面速度为0，A物体减速过程根据动能定理有 代入数据解得 根据动量定理有 代入数据解得 此过程中A减速的位移等于B物体向右的位移，所以对于此过程B有 联立各式代入数据解得 ，（