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2011-2018年高考物理试卷分类汇编026b.力学综合题(上)
第26节 力学综合题
1. 2016年上海卷xFhHF0O25.地面上物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动,力F随高度x的变化关系如图所示,物体能上升的最大高为h,h
x
F
h
H
F0
O
【答案】0或h;
【解析】据题意,从图可以看出力F是均匀减小的,可以得出力F随高度x的变化关系:,而,可以计算出物体到达h处时力;物体从地面到h处的过程中,力F做正功,重力G做负功,由动能定理可得:,而,可以计算出:,则物体在初位置加速度为:,计算得:;当物体运动到h处时,加速度为:,而,计算处理得:,即加速度最大的位置是0或h处。
2. 2016年新课标1卷PQ20. 如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知(
P
Q
A. Q点的电势比P点高
B. 油滴在Q点的动能比它在P点的大
C. 油滴在Q点的电势能比它在P点的大
D. 油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小
答案:AB
解析:由于匀强电场中的电场力和重力都是恒力,所以合外力为恒力,加速度恒定不变,所以D选项错。由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧,所以油滴所受合外力沿竖直方向,电场力竖直向上。当油滴从P点运动到Q时,电场力做正功,电势能减小,C选项错误;油滴带负电,电势能减小,电势增加,所以Q点电势高于P点电势,A选项正确;在油滴从P点运动到Q的过程中,合外力做正功,动能增加,所以Q点动能大于P点,B选项正确;所以选AB。
3.2017年天津卷4.“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是
A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B.在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力
C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
【答案】D
【解析】机械能等于动能和重力势能之和,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,动能不变,重力势能时刻发生变化,则机械能在变化,故A错误;在最高点,对乘客受力分析,根据牛顿第二定律,座椅对他的支持力,故B正确;乘客随座舱转动一周的过程中,重力的冲量 ,故C错误;乘客重力的瞬时功率,其中θ为线速度与竖直方向的夹角,摩天轮转动过程中,乘客的重力和线速度的大小不变,但夹角θ在变化,所以乘客重力的瞬时功率在不断变化,故D错误。
4. 2016年天津卷HhBAOCR起跳台10、我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,如图所示。质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度vB=24m/s,A与B的竖直高度差H=48m,为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m,运动员在B、C
H
h
B
A
O
C
R
起跳台
(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小;
(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。
【答案】(1)144 N (2)12.5 m
【解析】(1)运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动,设AB的长度为x,
则有 vB2=2ax ①
由牛顿第二定律有 mg QUOTE -Ff=ma ②
联立①②式,代入数据解得 Ff=144 N ③
(2)设运动员到达C点时的速度为vC,在由B到达C的过程中,由动能定理有
mgh+W=mvC2-mvB2 ④
设运动员在C点所受的支持力为FN,由牛顿第二定律有
⑤
由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,联立④⑤式,代入数据解得
R=12.5 m ⑥
5.2012年理综全国卷
O2hymxv026.(20分)一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧竖直,另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧,以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示,以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy。已知,山沟竖直一侧的高度为2h,坡面的抛物线方程为 QUOTE ,探险队员的质量为m。人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为
O
2h
y
m
x
v0
(1)求此人落到坡面时的动能;
(2)此人水平跳出的速度为多大时,他落在坡面时的动能最小?动能
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