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考前30 天最新模拟题计算题满分精练
专题4 功和能+实际情景
1. (2024 四川成都一诊)图(a)为成都天府国际机场某货物传送装置实物图,简化图如图(b)所示,该
装置由传送带ABCD 及固定挡板CDEF 组成,固定挡板CDEF 与传送带上表面垂直,传送带上表面ABCD
与水平地面的夹角θ=37°,CD 与水平面平行。传送带匀速转动时,工作人员将质量分布均匀的正方体货物
从D 点由静止释放,货物对地发生位移L=10m 后被取走,货物在传送带上运动时的剖面图如图(c)所示。
已知传送带匀速运行的速度v=1m/s,货物质量m=10kg,其底部与传送带ABCD 的动摩擦因数为
,
其侧面与挡板CDEF 的动摩擦因数为
。(sin37°=0.6,重力加速度
,不计空气阻
力)。求:
(1)货物刚放上传送带时,其底面所受滑动摩擦力
的大小及侧面所受滑动摩擦力
的大小;
(2)货物在传送带上所经历的时间t 及传送装置多消耗的电能E;
(3)某次测试过程中工作人员每隔
从D 点静止释放相同的货物,货物对地发生位移L=10m 后被取
走,若维持传送带匀速运转,传送带相对空载时需增加的最大功率
。
2. (2024 年2 月广东大联考)图为某一食品厂生产流水线的一部分,AB 是半径为R 的光滑半圆轨道,产
品2 加工后以
的速率从A 点沿半圆轨道下滑,到达轨道最低点B 处时,与静止在此处的产品1
发生弹性碰撞(假设每一个产品的质量均为m),被碰后的产品1 沿粗糙的水平轨道BC 滑动,以
的速度滑上运行速度为v 的传送带CD。其中BC 段为生产线中的杀菌平台,长度为4R,传送
带的摩擦因数为
,长度为14R,求:
1
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(1)为了保证产品以最短的时间经过CD,则传送带的速度应满足什么条件?
(2)BC 段杀菌平台的摩擦因数
是多少?
(3)调整产品从A 点出发的速度可以调整杀菌的时间,则产品既不脱轨又能滑上传送带的最长杀菌时间t
是多少?
3.(11 分)(2024 湖南顶级名校联考)如图甲是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图,
打夯前先将桩料扶正立于地基上,桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量为
,桩料
的质量为
。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶
处再释放,让夯锤自由
下落,夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力f 随打入深度h 的变化关系
如图乙所示,直线斜率
。g 取
,求:
(1)夯锤与桩料第1 次碰撞后瞬间的速度;
(2)夯锤与桩料第1 次碰撞后桩料进入泥土的深度。
4. (2024 广东佛山一模)下图是矿山自动卸货简化示意图。质量为
的平底容器内装有质量
的矿
石,从光滑圆弧轨道上高为
的
点由静止释放,平滑滑上静止在光滑水平轨道上的无动力小车,小车长
2
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为
、质量为
。平底容器在小车上滑行与小车右端挡板碰撞后不反弹,而后随小车向右运动至水平轨道
右端时,压缩固定在水平轨道右端的弹簧,当弹簧被压缩到最短时将小车锁定。卸下矿石后解除锁定,弹
簧能量全部释放,将小车及空的平底容器一起弹回,当小车与水平轨道左侧台阶碰撞时瞬间停止。空平底
容器滑出小车冲上圆弧轨道回到出发点
。设平底容器长和宽远小于
,矿石不会在平底容器中滑动,弹
簧的形变始终处于弹性限度内,重力加速度为
。试求:
(1)平底容器滑上小车前瞬间的速度大小;
(2)小车被锁定时弹簧的弹性势能;
(3)若平底容器与小车间的动摩擦因数
,且水平轨道足够长。要保证平底容器能在小车接触到弹
簧前与小车右端挡板相碰,且能被弹回至出发点
,则每次运送的矿石质量
应满足什么要求?
5. (2024 四川南充一诊)图甲为罗马杆滑环窗帘,假设窗帘质量均匀分布在每一个环上,简化为图乙所
示模型。水平固定的长杆上有3 个相同的滑环,滑环均近似看成质点。若窗帘完全拉开,相邻两环间距离
为
。开始时滑环均位于长杆右侧边缘处,彼此接触但不挤压。现给1 号滑环一个向左的初速度
,已知滑环与杆之间的动摩擦因数为
。假设前、后两滑环之间的窗帘绷紧瞬间,两滑
环立即获得相同速度,窗帘绷紧用时极短,可忽略不计,不计空气阻力,整个过程中1 号滑环未与杆左侧
相撞,重力加速度g 取
,求:
(1)2 号滑环获得的初速度
的大小;
(2)1 号滑环滑行的总距离d。
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6. (2024 年3 月江西赣州质检) 2024 年的大雪,给孩子们的生活增添了许多乐趣。如图甲所示,有大、
小两孩子在户外玩滑雪游戏,在水平地面上固定有一竖直挡板Q、倾角为30°的斜面AB,斜面AB 的底端与
水平面平滑相接。质量为m=10kg、长度L=2.5m 的平板P 静止在水平面上,质量为M=30kg 的小孩(可视为
质点)静坐于平板右端,大孩给小孩一水平向左的瞬间冲量,使小孩获得v=4m/s 的速度,同时大孩向右运
动并沿斜面AB 上滑恰好过B 点,斜面AB 长度为s=0.9m。平板P 向左运动并与挡板Q 发生弹性碰撞。以第
一次碰撞瞬间为计时起点,取水平向左为正方向,碰后0.5s 内小孩运动的
图像如图乙所示。仅考虑小
孩与平板间的摩擦,其它摩擦忽略不计,重力加速度取g=10m/s2,求:
(1)大孩对小孩作用的过程中大孩做的总功;
(2)平板P 最初静止时,其左端离挡板Q 的最小距离;
(3)通过计算说明小孩与平板最终是否分离,若会分离,分离时的速度分别为多少?
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