2024届高考物理二轮复习专题训练：力学综合计算题

力学综合计算题 1．如图所示，一不可伸长的轻质细绳，静止地悬挂着质量为的木块，一质量为的子弹，以水平速度击中木块，已知，不计空气阻力。（设重力加速度为问： （1）如果子弹击中木块后未穿出（子弹进入木块时间极短），若木块上升的最高点比悬点低，木块能上升的最大高度是多少？ （2）如果子弹在极短时间内以水平速度穿出木块，则在这一过程中子弹、木块组成的系统损失的机械能是多少？木块对子弹做了多少功？ 2．2022年2月5日，中国队获得短道速滑混合团体2000米接力比赛冠军。交接棒过程可以简化成如下模型：如图所示为甲、乙两选手在比赛中的某次交接棒过程，交接开始时甲在前接棒，乙在后交棒，甲的质量，乙的质量，交棒前两人均以的速度向前滑行。交棒时乙从后面用力推甲，当二人分开时乙的速度变为，方向仍然向前。不计二人所受冰面的摩擦力，且交接棒前后瞬间两人均在一条直线上运动。 （1）求二人分开时甲的速度大小及其动能大小； （2）若乙推甲的过程用时，求乙对甲的平均作用力的大小F； （3）交接棒过程要消耗乙体内的化学能，设这些能量全部转化为两人的动能，且不计其它力做功，求乙消耗的化学能E。 3．如图所示，小球A用长为的不可伸长的轻绳悬挂于O点，在光滑的水平地面上，小物块B（可视为质点）置于长木板C的左端静止，木板长。现将小球A向左拉起，使轻绳伸直并与竖直方向成角，小球由静止释放，当小球运动到最低点时恰好与物块B发生正碰（碰撞时间极端），碰后小球A被反弹，物块B恰好没与木板右端的挡板碰撞。已知B与C间的动摩擦因数，A的质量为，B、C的质量均为，重力加速度为。求： （1）小球A与物块B碰前瞬间轻绳的拉力大小F； （2）小球A与物块B碰后瞬间物块B的速度大小； （3）小球A与物块B碰后反弹的高度h。 4．光滑水平面上放着质量的物块与质量的物块，与均可视为质点，靠在竖直墙壁上，、间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与、均不栓接），用手挡住不动，此时弹簧弹性势能。在、间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示。放手后向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径，到达最高点时对轨道的压力为。取，求： （1）绳拉断后的速度的大小； （2）绳拉断过程绳对的冲量的大小； （3）绳拉断过程绳对A所做的功和这一过程系统损失的机械能。 5．遥控F3P模型是一种固定翼模型飞机，通过安装在机头位置的电机带动螺旋桨转动向后推动空气为飞机提供动力，可以通过控制副翼和尾翼实现各种复杂的3D动作，因此目前正得到越来越多航模爱好者的喜爱。现对模型进行飞行试验，已知模型的质量为，取，，，求： （1）通过控制，使无人机在某一高度沿水平面做匀速圆周运动，需要使机翼与水平方向成一定的角度“侧身”飞行。如图所示，机翼与水平方向的夹角为，若想无人机在半径不超过的范围内运动，其飞行速度不能超过多少； （2）控制模型使其沿竖直方向爬升，在地面上从静止开始以恒定升力竖直向上运动，经时间时离地面的高度为，设运动过程中所受空气阻力大小恒为，求此过程动力系统的升力F； （3）从（2）中达到的状态开始，模型通过不断调整升力继续上升，在距离地面高度为处速度恰为0，求无人机从h上升到H的过程中，动力系统所做的功W为多少？ 6．一质量为2m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和为2E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，求： （1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； （2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。 7．如图所示半径为的四分之一固定粗糙圆弧轨道与水平地面相切，O为圆心。质量为的B球（左侧连有轻弹簧）静止在水平光滑地面上，质量为的A球从圆弧轨道上与圆心O等高处由静止开始下滑，到达圆弧底端时对轨道的压力大小为45.6N，在此后的过程中，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度。求： （1）A球沿圆弧下滑过程中摩擦力做功W； （2）从A球用开始接触弹簧到弹簧压缩至最短过程中，弹簧对B球的冲量I； （3）B球在运动过程中能达到的最大速度。 8．如图所示，光滑水平面上有一质量的平板车，车的上表面是一段长的粗糙足够长水平轨道，水平轨道左侧连一半径的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点处相切。现将一质量的小物块（可视为质点）从平板车的右端以水平向左的初速度滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A。取。求： （1）小物块到达圆弧轨道的最高点A时小车的速度大小； （2）小物块与水平轨道间的动摩擦因数； （3）小物块与车最终相对静止时，小物块速度方向及它距点的距离。 9．如图所示，距水平地面高度的水平