专题11 力学计算题专题之力和能量观点的综合应用- 备战2024年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】（江苏专用）

备战2024年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】 （江苏专用） 专题11 力学计算题专题之力和能量观点的综合应用 一、解答题 1．（2023秋·江苏常州·高三常州高级中学校考阶段练习）对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞过程，可以简化为如下模型：A、B两物体位于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动，当它们之间的距离大于等于某一定值d时，相互作用力为零，当它们之间的距离小于d时，存在大小恒为F的斥力。现设A物体质量m1=1kg，开始时静止在直线上某点，B物体质量m2=3kg，以速度v0=0.20m/s从远处沿直线向A运动，如图，若d=0.10m，F=0.60N，  求： (1)相互作用过程中A、B加速度大小； (2)从开始相互作用到A、B间的距离最小时，系统动能的减小量。 2．（2023·江苏·高三专题练习）如图所示，轻质弹簧一端固定 ，另一端与一质量为、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过处的速度最大，到达处的速度为零，；若圆环在处获得一竖直向上的速度，恰好能回到A，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为。 （1）求圆环在处的弹性势能； （2）通过计算判断圆环上滑经过的速度大于下滑经过的速度。 3．（2023春·江苏泰州·高三统考阶段练习）如图所示，粗糙轻杆水平固定在竖直轻质转轴上A点。质量为m的小球和轻弹簧套在轻杆上，小球与轻杆间的动摩擦因数为μ，弹簧原长为0.6L，左端固定在A点，右端与小球相连。长为L的细线一端系住小球，另一端系在转轴上B点，AB间距离为0.6L。装置静止时将小球向左缓慢推到距A点0.4L处时松手，小球恰能保持静止。接着使装置由静止缓慢加速转动。已知小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，不计转轴所受摩擦。 （1）求弹簧的劲度系数k； （2）求小球与轻杆间恰无弹力时装置转动的角速度ω； （3）从开始转动到小球与轻杆间恰无弹力过程中，外界提供给装置的能量为E，求该过程摩擦力对小球做的功W。 4．（2023春·江苏南京·高三南京市中华中学校考阶段练习）已知鸡蛋撞击地面的速度不超过2m/s时，鸡蛋能不被摔坏。某同学设计了如图所示的、用A、B两块粗糙夹板粘合而成的保护装置夹住鸡蛋。已知装置的质量为M，鸡蛋的质量为，且，鸡蛋和装置之间的滑动摩擦力大小为。实验中将该装置，从离地面的高度处静止释放。（，不计空气阻力，装置始终保持竖直） （1）如果碰地后装置速度立即变为零，为保证鸡蛋安全，求鸡蛋放的位置离装置下端的最小距离； （2）如果装置与地面发生碰撞时，装置总是以碰前的速率反弹（碰撞时间极短），鸡蛋放的位置距离装置下端，其它条件不变。求装置第一次弹起到达最高点时，鸡蛋离地的高度h； （3）接第（2）问，释放保护装置，经过足够长时间，判断鸡蛋是否会滑出装置（鸡蛋若碰到地面不反弹，速度立即变为零），并求鸡蛋与装置之间的摩擦热Q。 5．（2023秋·江苏南京·高三南京市中华中学校考阶段练习）如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角，D与圆心O等高，圆弧轨道半径，现有一个质量为、可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E两点间的距离，物体与斜面AB之间的动摩擦因数，取，，g取。不计空气阻力，求 （1）物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力的大小； （2）要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度至少要多长； （3）若斜面已经满足（2）的要求，物体从E点开始下落，直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动，求在AB斜面上运动的总路程s。 6．（2023·江苏徐州·高三专题练习）如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端前放一个质量为m=1kg的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连，B点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带的长度BC的长为L=6m，沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速转动．CD为光滑的水平轨道，C点与传送带的右端刚好平齐接触，DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道，DE与CD相切于D点．已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2． （1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点，求弹簧储存的弹性势能； （2）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带能够通过C点，并经过圆弧轨道DE，从其最高点E飞出，最终落在CD上距D点的距离为x=1.2m处（CD长大于1.2m），求物块通过E点时受到的压力大小； （3）满足（2）条件时，求物块通过传送带的过程中产生的热能． 7．（2023·江苏南京·校考二模）如图质量为m2=4kg和m3=3kg的物体静止放在光滑水平面上，两者之间用轻弹簧拴接．现有质量为m1=1kg的物体