专题14 力学计算题专题之力、能量和动量观点的综合应用- 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14 力学计算题专题之力、能量和动量观点的综合应用 一、解答题 1．（2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）小宁同学设计的“弹球入筐”游戏如图所示，在高为L的光滑水平台面上，排列着三个小球1、2、3，台面左侧放有一弹射装置。某次游戏中，小球1在弹射装置的作用下以某一水平速度与小球2发生对心弹性碰撞，接着小球2再与小球3发生对心弹性碰撞，碰撞后小球3从水平台面边缘的O点飞出，并在A点与地面发生碰撞，经地面反弹后，最终落入水平地面上B点的小框里。已知小球1的质量为，小球3的质量为，A点距O点的水平距离为，小球在A点与地面发生碰撞前、后瞬间的速度方向与水平地面的夹角相等，小球反弹后距地面的最大高度为，重力加速度的大小为g，小球与地面碰撞过程中对地面的压力远大于小球的重力，小球可视为质点，不计空气阻力。 （1）求小球3从O点飞出时的速度大小v； （2）小球在地面上运动时，小球与地面间的摩擦力与对地面的压力的比值； （3）为何值时，小球1、2碰撞前小球1的速度最小，并求出该最小速度的大小。 2．（2023春·江苏泰州·高三统考阶段练习）如图所示，光滑水平面上放置一足够长轻质木片，木片上端放置两个质量均为m、可视为质点的弹性滑块A和B，初始间距为L，A与木片间的动摩擦因数，B与木片间的动摩擦因数。现对A施加水平向右的推力，A、B由静止开始运动，求： （1）A、B第一次碰撞时，A的速度； （2）A、B第一次碰撞后，A的加速度； （3）B相对木片滑动的过程中系统产生的热量。 3．（2023·江苏南通·江苏省如东高级中学校联考模拟预测）如图甲所示，光滑水平面上木板A将轻弹簧压缩由静止释放，被弹簧弹开后向右运动，与右侧固定的挡板发生弹性碰撞，木板A从释放开始运动的x-t图像如图乙所示，其中、是正弦曲线的一部分。如图丙所示，若在A的左侧再叠放另一小物块B后仍将弹簧压缩由静止释放，弹开过程A、B保持相对静止。已知木板A的质量，木板长，物块B的质量，A、B间的动摩擦因数，重力加速度为g。求： （1）弹簧中的最大弹性势能； （2）从释放到B滑离A的过程中，A与挡板碰撞的次数n； （3）从释放到B滑离A的过程中，A运动的路程s。 4．（2023·江苏·模拟预测）窗帘是我们日常生活中很常见的一种家具装饰物，具有遮阳隔热和调节室内光线的功能。图甲为罗马杆滑环窗帘示意图。假设窗帘质量均匀分布在每一个环上，将图甲中的窗帘抽象为图乙所示模型。长滑杆水平固定，上有10个相同的滑环，滑环厚度忽略不计，滑环从左至右依次编号为1、2、3⋯⋯10。窗帘拉开后，相邻两环间距离均为，每个滑环的质量均为，滑环与滑杆之间的动摩擦因数均为。窗帘未拉开时，所有滑环可看成挨在一起处于滑杆右侧边缘处，滑环间无挤压，现在给1号滑环一个向左的初速度，使其在滑杆上向左滑行（视为只有平动）；在滑环滑行的过程中，前、后滑环之间的窗帘绷紧后，两个滑环立即以共同的速度向前滑行，窗帘绷紧的过程用时极短，可忽略不计。不考虑空气阻力的影响，重力加速度。 （1）若要保证2号滑环能动起来，求1号滑环的最小初速度； （2）假设1号滑环与2号滑环间窗帘绷紧前其瞬间动能为E，求窗帘绷紧后瞬间两者的总动能以及由于这部分窗帘绷紧而损失的动能； （3）9号滑环开始运动后继续滑行0.05m后停下来，求1号滑环的初速度大小及全过程中由于窗帘绷紧而损失的能量。 5．（2022秋·江苏南京·高三南京市第二十九中学校考阶段练习）如图所示，光滑水平轨道ABC上固定一半径R=2.6m的光滑螺旋状圆轨道，质量m=1kg的物块（视为质点）静止在A点，圆轨道与水平轨道紧密平滑连接于B点（圆轨道出口B＇点可认为与入口B点重合），水平轨道C点右侧与质量M=2kg、静止放置在水平面上的木板上表面平齐，木板右端竖直固定一竖直挡板（质量、厚度均不计）。物块与木板间的动摩擦因数，木板与水平面间的动摩擦因数。现给物块施加一大小F=6.5N、水平向右的推力，t=2s后撤去力F（物块未到达B点），物块滑上木板后能与挡板发生弹性碰撞，且碰撞时间极短，最终物块停在木板上，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，求： （1）物块通过圆轨道最高点D时对轨道的压力大小FN； （2）物块与挡板碰撞后瞬间，物块与木板的速度大小之比k； （3）木板的最小长度L。 6．（2022·江苏南京·统考模拟预测）如图，一足够长的透气圆筒竖直固定在地面上，筒中有一劲度系数为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料——流体，它对薄滑块的阻力可调节。初始薄滑块静止，流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L