2024年高考物理力学解答题综合训练（基础篇）

2024年高考物理力学解答题综合训练（基础篇） 1．如图所示，AB段是长为5R的粗糙水平轨道，BC段是半径为R的光滑竖直半圆形轨道，两段轨道在B点处平滑连接，质量均为m的滑块1和滑块2分别静止于A点和B点。现用力F对滑块1施加一水平向右的瞬时冲量，使其以的初速度沿轨道AB运动，与滑块2发生碰撞，碰后二者立即粘在一起沿轨道BC运动并通过C点。已知两滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数μ=0.4，半圆形轨道的直径BC沿竖直方向，重力加速度为g，滑块1和2均可视为质点。求： （1）力F对滑块1所做的功W； （2）滑块1和滑块2组成的系统在碰撞过程中损失的机械能E损； （3）滑块1和滑块2经过C点时对轨道压力的大小F压。 2．如图所示，质量的物体，以水平速度滑上静止在光滑水平面上的平板小车，小车质量，物体与小车车面之间的动摩擦因数，取，设小车足够长，求： （1）小车和物体的共同速度是多少； （2）物体在小车上滑行的时间； （3）在物体相对小车滑动的过程中，系统产生的摩擦热是多少。 3．如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为 的子弹击中并嵌在其中，已知物体A的质量是m，物体B的质量 ，子弹的质量是 ，求弹簧压缩到最短时B的速度和弹簧的最大弹性势能。 4．细管 内壁光滑、厚度不计，加工成如图所示形状，长 的 段固定在竖直平面内，其 端与半径 的光滑圆弧轨道 平滑连接， 段是半径 的 圆弧， 段在水平面上，管中有两个可视为质点的小球 、 ， ， ．开始 球静止， 球以速度 向右运动，与 球发生弹性碰撞之后， 球能够通过轨道最高点 ， 球则滑回 段从细管的 点滑出．（重力加速度取 ， ）求： ①若 ，碰后 、 球的速度大小； ②若 未知，碰后 球的最大速度； ③若 未知， 的取值范围． 5．在笔直的公路上，一辆以5的速度匀速行驶的小轿车，正要以2的加速度开始加速时，一辆卡车刚好从旁边以25的速度匀速同向驶过，如图所示。已知该路段小轿车最大速度为33，不考虑两车的长度。求： （1）小轿车追上卡车前，二者之间的最大距离； （2）小轿车追上卡车所用时间； （3）当小轿车超过卡车200m时，因突发情况，小轿车立即以3的加速度开始减速，此后卡车再次追上小轿车需要多少时间。 6．如图所示，一轻质弹簧的下端固定在倾角为α的光滑斜面底部，弹簧上端拴接一质量为m的物块A。现将另一质量为3m的物块B轻轻放在A的右侧，直至系统达到平衡状态。某时刻突然将物块B取走，则物块A立即沿斜面向上运动，且在以后的运动中斜面体始终处于静止状态。已知弹簧的劲度系数为k且弹簧始终在弹性限度内，当地的重力加速度为g，空气阻力忽略不计。 （1）求物块A在运动过程中的最大加速度大小； （2）选物块A的平衡位置为坐标原点，沿斜面向上为正方向建立坐标轴，用x表示物块A相对于平衡位置的位移，证明物块A做简谐运动； （3）求弹簧的最大伸长量。 7．如图所示，A为粒子源。在A和极板B间的加速电压为U1，在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2。C、D板长L，板间距离d。现从粒子源A发出质量为m，带电量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后进入偏转电场，最后穿出打在右侧的屏幕上，不计粒子的重力。求： （1）带电粒子穿过B板时的速度大小； （2）带电粒子从偏转电场射出时的侧移量（即竖直方向的偏转位移） 8．如图所示，一电荷量为的可视为质点的带正电小球A用长为的轻质绝缘细线悬挂于点，另一带电荷量的小球B固定在点正下方绝缘柱上（A、B均视为点电荷），当小球A平衡时，恰好与B处于同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角为。已知重力加速度为，静电力常量为。求： （1）小球A所受的静电力大小和方向； （2）小球B在A处产生的场强大小和方向。 9．碰撞是生活中常见的现象。在调平的气垫导轨上研究两个滑块的碰撞，让滑块A以某一速度与原来静止的滑块B发生碰撞，已知A的质量为，B的质量为m。 （1）如图1所示，若滑块A的右端、滑块B的左端均装有粘扣，碰后A、B将粘在一起运动。已知滑块A的初速度为，求： A．碰撞后A、B一起运动的速度大小v； B．碰撞过程中A、B组成的系统损失的机械能。 （2）如图2所示，若滑块A的右端、滑块B的左端均装有弹簧圈，碰后A、B将分开运动。请通过分析判断碰撞后A、B各自的运动方向。 10．如图所示，在竖直平面内有直角坐标系xOy，有一匀强电场其方向与水平方向成斜向上，在电场中有一质量为kg、电荷量为C的带电小球，用长为m的不可伸长的绝缘细线挂于坐标原点O，当小球静止于A点时，细线伸直且水平。现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，m/