高中物理力学经典试题.doc

高中物理力学解题示例 1、在水平地面上放一重为30N的物体，物体与地面间的滑动摩擦因数为。解析：物体受力分析如图，建直角坐标系，因为物体做匀速直线运动，所以物体所受合外力为零。有： 二式联立可解得： 要使力F有最小值，则需cos(+(sin(有最大值 cos(+(sin(=(cos(+sin() 令tan(=(，则cos(+(sin(=[cos((－)] 当(=(时，cos((－)有最大值等于1 cos(+(sin(= 所以，当F与地面的夹角(=(=tan－1(=tan－1=30°时，F取最小值，有：Fmin= 2、气球以1m/s2的加速度由静止开始从地面竖直上升，在10s末有一个物体从气球上自由落下，这个物体从离开气球到落地所需要的时间是多少？落地时的速度有多大？ 解析：取向上为正方向 对气球：已知a=1m/s2，v0=0m/s，t1=10s， v0t1+at12=×1×102=50(m) 10s末速度为v1=v0+at1=1×10=10(m/s) 物体从气球脱落后，做竖直上抛运动，至落地时位移为－H=－50m， t，t－gt2 得：t=(1+)≈4.3(s) 设落地时速度为v，则有：v=v1－gt=10－104.3=33(m/s) 3、一艘宇宙飞船，靠近某星表面作匀速圆周运动，测得其周期为T，万有引力恒量为G，则该星球的平均密度是多少？ 解析：飞船绕星球做匀速圆周运动，因此，该飞船需要的向心力由其受到的合外力即万有引力提供。设该飞船的质量为m，轨道半径为r，则 F引=G=man 因为在星球表面做圆周运动，所以轨道半径近似为星球半径R 所以上式变为G=m·，　　　故M= 而M=(V=(·(R3 因而得： 4、如图所示，一根长为l的细线，一端固定于O点，另一端拴一个质量为m的小球。当小球处于最低位置时，获得一个水平初速度，要使小球能绕O点在竖直内做圆周运动通过最高点，求水平初速度至少应多大？ 解析：设小球在最低点的速度大小为v0，在最高点的速度大小为v。 小球在线拉力T和重力mg作用下，绕O点在竖直面内做变速率圆周运动。由于拉力不做功，小球向下运动过程中动能转化为势能，小球与地球系统机械能守恒，以小球在最低点时的重力势能为零，有mv02+0=mv2+mg（2l）……① 小球在最高点时受重力mg与拉力T的作用，两力方向都竖直向下。根据牛顿第二定律有T+mg=m……② 重力mg恒定，v越大，T也越大，v越小T也越小。v最小的条件为 T=0……③ 由②③两式得v=代入①得 v0= 5、以10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，它上升的最大高度为4m。设空气对物体的阻力大小不变，则物体落回抛出点时的动能为_________J。解析：物体在上升过程中的受力情况如图1，设物体的初速度大小为v0，上升的最大高度为h，根据动能定理，有－mgh－fh=0－mv02/21) 物体在下落过程中的受力情况如图2所示，物体落回抛出点时的速度大小为v，根据动能定理，有mgh－fh=mv2/2－0(2) (2)－(1)2mgh=mv2/2+mv02/2……………………(3) 由(3)式得物体落回抛出点时的动能为 Ek=mv2/2=2mgh－mv02/2=(20.5×10×4－0.5102/2)J=15J 6、____________。 k1，小球质量为m，圆管半径为R，由题意可知，小球到达C点时的速度为0，根据机械能守恒定律，有 Ek1+0=0+mgR…………(1) 小球第二次进入A孔时的动能为Ek2，到达C点时的速度为v，根据机械能守恒定律，有Ek2+0=mgR+mv2/2……(2) 小球从C孔平抛出恰好落回A孔所需时间为t，根据平抛运动规律，有 R=vt………(3) R=gt2/2…………(4) 由(2)(3)(4)得 Ek2=5mgR/4………(5) 由(1)(5)得Ek1/Ek2=4/5 7、如图所示，在光滑的水平面上有一质量为25kg的小车B，上面放一个质量为15kg的物体，物体与车间的滑动摩擦系数为0.2。另有一辆质量为20kg的小车A以3m/s的速度向前运动。A与B相碰后连在一起，物体一直在B车上滑动。求： （1）当车与物体以相同的速度前进时的速度。 （2）物体在B车上滑动的距离。 解：（1）选取小车A、B和B车上的物体组成的系统为研究对象，从A、B接触到车与物体以相同的速度前进的整个过程中，系统所受合外力为零，根据动量守恒定律，有mAv0=(mA+mB+mC)v2 代入数据，可解得：v2=1m/s，即小车与物体以1m/s的速度前进。 （2）选取小车A、B组成的系统为研究对象，在它们相碰的短暂过程中，系统所受合外力为零，动量守恒，则mAv0=(mA+mB)v1 可解得：v1=m/s 再选取小车A、B和B车上的物体组成的系