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考前30天最新模拟题计算题满分精练
专题7 力学综合
1.(16分)(2024湖南新高考教学联盟4月第二次联考)如图a和图b所示,在光滑的水平面上建立直角坐标系。A、B、C三个小球(视为质点)质量均为m。初始时小球均静止,C、B连线沿x方向,间距为L;A、B用长为L,不可伸长的柔软轻绳连接,B、A连线方向与C、B连线方向垂直,A与B、C连线的距离为。现使A以大小为的速率沿x轴正方向运动。试求:
(1)若在A运动的同时用手按住B,在A、B间轻绳被拉紧的瞬间损失的机械能;
(2)若B、C间由原长为L,劲度系数为k的轻质弹簧连接(见图a),在A、B间轻绳刚刚被拉紧后的瞬间A、B、C三球各自的速度大小;
(3)若B、C间由长度为L,不可伸长的轻绳(材质跟A,B间的轻绳相同)连接(见图b),在A、B间轻绳刚刚被拉紧后的瞬间A、B、C三球各自的速度大小。
2. .(11分)(2024浙江9+1高中联盟联考)如图所示,倾角的斜面AB与长度为的水平面BC在B点衔接,衔接点平滑,质量为的可视为质点的滑块Q静置在水平面的右端C。可视为质点的滑块P自斜面上高处静止释放,与滑块Q发生弹性碰撞后,滑块Q在C点立即进入光滑竖直半圆轨道DE的内侧(CD间隙不计),D为圆的最高点,圆半径记为R。滑块Q经圆弧后在E点水平抛出,最终落于水平地面FG上,水平面FG与BC的高度差为。已知滑块P与AB面和BC面的动摩擦因数都为。
第18题图
(1)若滑块P的质量为,半圆轨道DE的半径R可调,半圆轨道能承受的滑块的压力不能超过70N,要保证滑块Q能经圆周运动顺利经过E点。
①求滑块Q进入D点时的速度。
②求半圆轨道的半径R的取值范围。
③求滑块Q离开E后落在FG面上的最大射程。
(2)若半圆轨道DE的半径为,滑块P的质量可调,求滑块Q进入D点时对D的压力大小的范围。
3(2024河北金科1月大联考)如图所示,质量为3m、半径为R的四分之一光滑圆弧体A锁定在光滑水平面上,圆弧面的最低点与光滑水平面相切,一质量为m的小球B以一定的初速度向右冲上圆弧面,恰好能到圆弧面的最高点,不计小球的大小,重力加速度为g。现解除圆弧体的锁定,小球B仍以原来的速度向右冲上圆弧面,求:
(1)小球在圆弧面上上升的最大高度;
(2)小球在沿圆弧面向上运动的过程中和向下运动的过程中对圆弧体做功之比。
4.(2024贵州毕节二模)15.(18分)如图,倾角为的足够长斜面,其中MN段光滑,其长度,其余部分粗糙程度相同,长为的轻绳连接两个材料相同、质量分别为m、2m的小滑块(均可视为质点),小滑块与粗糙部分的动摩擦因数均为。开始时处于光滑部分的点,轻绳恰好伸直。现由静止同时释放小滑块a、b,经过一段时间后,与发生弹性碰撞。已知重力加速度,(以下计算结果可用分数表示)求:
(1)小滑块到点时的速度大小分别为多少?
(2)小滑块从释放经过多长时间会发生弹性碰撞?
(3)小滑块发生弹性碰撞后的瞬间速度大小分别为多少?
5. (2024河北保定部分学校期末) 如图所示,固定在竖直平面内的轨道由倾角θ可调的倾斜轨道AB、足够长的水平轨道BC和半径为R=0.3m的竖直圆轨道构成,P为圆轨道的最高点,AB段轨道粗糙,其余轨道光滑,各段轨道均平滑连接,当倾角θ=30°时,质量为m1=0.6kg的物块a恰好能沿轨道AB匀速下滑。现将倾角调为θ=60°,让物块a从距水平面BC高度为h=1.2m处静止滑下,过一段时间后与静止在水平轨道BC上的物块b发生弹性碰撞,若物块a、b均可视为质点,物块a始终不会脱离轨道,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物块a与轨道AB间的动摩擦因数;
(2)物块a第一次经过圆轨道最高点P时对轨道的压力大小;
(3)若物块a只经过一次P点且能与物块b发生两次碰撞,求物块b的质量范围。
6.(11分)(2024年4月浙江金丽衢12校联考)
如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图,该装置由光滑圆弧轨道AB、速度可调节,长度为的固定水平传送带BC及两半径均为的固定四分之一光滑细圆管DEF组成,其中圆弧轨道的B、D端与水平传送带相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为的小车静止在光滑水平地面上,小车的上表面由长为的水平面GH和半径为的四分之一的光滑圆弧面HI组成,GH与F等高且相切。现有一质量为的滑块(可视为质点)从圆弧轨道AB上距B点高度为处自由下滑,滑块与传送带及小车上表面间的动摩擦因数均为,不计其他阻力,取。求
(1)当传送带静止时,滑块运动到圆弧轨道上的D点时,细圆管道受到滑块的作用力;
(2)当传送带静止时,滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度;
(3)调节传送带以不同速度v匀速转动,试分析滑块最终在小车上表面GH滑行的路程S与速度v的关系。
7.(15分)(2024湖南顶级名