高中物理计算题

如图所示，轻杆的一端用铰链固定在竖直转轴OO′上的O端，另一端固定一小球，轻杆可在竖直平面内自由转动，当转轴以某一角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周转动，此时轻杆与竖直转轴OO′的夹角为37°．已知转轴O端距离水平地面的高度为h，轻杆长度为L，小球的质量为m，重力加速度为g，取sin37°≈0.6，cos37°≈0.8，求：

（1）小球做匀速圆周运动的线速度v．
（2）若某时刻小球从轻杆上脱落，小球的落地点到转轴的水平距离d．
（3）若缓慢增大转轴的转速，求轻杆与转轴的夹角从37°增加到53°的过程中，轻杆对小球所做的功W．

如图所示，轨道ABCD位于同一竖直平面内，AB段是光滑的四分之一的圆弧轨道，BC段是高H=3.2m、倾角θ=45°的斜面，CD段是足够长的水平轨道．一小球从AB轨道的某点由静止开始下滑，并从B点水平飞出，不计空气阻力，取g=10m/s²．

（1）若小球从B点飞出后恰好落在C点，求此情形小球在B点的速度大小v_B和释放点到B点的高度h₀；
（2）若释放点到B点的高度h₁=1.8m，求小球第一次落到轨道前瞬间速度方向与水平面夹角α的正切值；
（3）若释放点到B点的高度h₂=0.2m，求小球第一次落到轨道的位置到B点的距离L．

如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ=30°，其上A、B两点间的距离为L=5m，传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度匀速运动，现将一质量为m=10kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：（g取10m/s²）

（1）小物体从A到B所需时间；
（2）传送带对小物体做的功；
（3）电动机做的功．

一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，如图是A处质点的振动图象．当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，求：

（1）这列波的周期，
（2）这列波的最大波长，
（3）这列波的最大波速．

深空探测一直是人类的梦想．2013年12月14日“嫦娥三号”探测器成功实施月面软着陆，中国由此成为世界上第3个实现月面软着陆的国家．如图所示为此次探测中，我国科学家在国际上首次采用的由接近段、悬停段、避障段和缓速下降段等任务段组成的接力避障模式示意图．请你应用学过的知识解决下列问题．

（1）已知地球质量约是月球质量的81倍，地球半径约是月球半径的4倍．将月球和地球都视为质量分布均匀的球体，不考虑地球、月球自转及其他天体的影响．求月球表面重力加速度g_月与地球表面重力加速度g的比值．
（2）由于月球表面无大气，无法利用大气阻力来降低飞行速度，我国科学家用自行研制的大范围变推力发动机实现了探测器中途修正、近月制动及软着陆任务．在避障段探测器从距月球表面约100m高处，沿与水平面成45°夹角的方向，匀减速直线运动到着陆点上方30m高处．已知发动机提供的推力与竖直方向的夹角为θ，探测器燃料消耗带来的质量变化、探测器高度变化带来的重力加速度g_月的变化均忽略不计，求此阶段探测器的加速度a与月球表面重力加速度g_月的比值．

如图所示，质量为m=4kg的圆柱体卡在V形凹槽内，凹槽右壁竖直，左边为倾角θ=37°的斜面，圆柱体与槽之间的动摩擦因数均为μ=0.2，槽放在水平桌面上（AB与桌面平行），今用平行AB的力推F着圆柱体匀速前进，求：

（1）圆柱体对竖直右壁的压力大小；
（2）推力F的大小．

甲、乙两车在平直公路上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方L₁=11m处，乙车速度v_乙=60m/s，甲车速度v_甲=50m/s，此时乙车离终点线尚有L₂=600m，如图所示．若甲车做匀加速运动，加速度a=2m/s²，乙车速度不变，不计车长．

（1）经过多长时间甲、乙两车间距离最大，最大距离是多少？
（2）到达终点时甲车能否超过乙车？

如图所示，一辆沿平直路面行驶的汽车，速度为54km/h，刹车后获得加速度的大小是5m/s²，求：

（1）刹车后5s末的速度；
（2）从开始刹车至停止，汽车滑行的距离．

矿井里的升降机从静止开始做匀加速直线运动，经过3s，它的速度达到3m/s；然后做匀速运动，历时6s；再做匀减速直线运动，经过3s后停止．求升降机上升的高度，并画出它的速度时间图象．

一辆汽车沿一条直线向正东方向行驶，第1s内通过5m，第2s内通过20m，第3s内通过20m，第4s内通过5m．则
（1）此汽车在最初2s内的平均速度是多大？方向如何？
（2）中间2s内的平均速度是多大？全部时间内的平均速度是多大？

如图为一升降机向上做直线运动的速度﹣时间图象，根据图象求：

（1）升降机向上运动中的最大速度；
（2）升降机上升的总高度；
（3）升降机在整个上升过程中的平均速度大小．

足球以10m/s的速度水平撞击墙壁后，以8.0m/s的速度反向弹回，球与墙壁的接触时间是0.10s，则足球在这段时间内的加速度是多大？方向如何？

下表为甲乙两汽车的性能指标．开始时两车静止在同一条平直公路上，甲车在前乙车在后，两车相距170m．某时刻起两车向同一方向同时启动，若两车由静止开始运动到最大 速度的时间内都以最大加速度（启动时的加速度）做匀加速直线运动．
（1）求两车的最大加速度的大小．
（2）通过计算判断两车相遇时各做何种性质的运动？

	启动的快慢/s（0～30m/s的加速时间）	最大速度m•s^﹣1
甲车	12	40
乙车	6	50

道路交通法规规定：黄灯亮时车头已越过停车线的车辆可以继续行驶，车头未越过停车线的若继续行驶，则属于交通违章行为．一辆以10m/s的速度匀速直线行驶的汽车即将通过红绿灯路口，当汽车车头与停车线的距离为25m时，绿灯还有2s的时间就要熄灭（绿灯熄灭黄灯即亮）．若该车加速时最大加速度大小为2m/s²，减速时最大加速度大小为5m/s²．请通过计算说明：
（l）汽车能否不闯黄灯顺利通过；
（2）若汽车立即做匀减速直线运动，恰好能紧靠停车线停下的条件是什么．

在国庆阅兵演习中，某直升机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命，接上级命令，要求该机10时58分20秒由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动，经过AB段加速后，进入BC段的匀速受阅区，11时准时通过C位置．已知x_AB=5km，x_BC=10km．问：
（1）直升机在BC段的速度大小是多少？
（2）直升机在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小是多少？