高考物理三轮冲刺重难点训练：力学综合题一 （解析版）

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力学综合题【原卷】
1．（2021 届广东省六校联盟高三联考）如图所示，足够长的传送带与水平面的
夹角 ，传送带顺时针匀速转动的速度大小 ，物块 A的质量 ，
与传送带间的动摩擦因数 ；物块 B的质量 ，与传送带间的动摩擦
因数 。将两物块由静止开始同时在传送带上释放，开始释放时两物块间
的距离 ，经过一段时间两物块发生弹性碰撞，碰后立即将 A取走。已知
重力加速度 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求
(1)两物体刚释放时各自加速度的大小和方向；
(2)两物块释放后经多长时间发生碰撞；
(3)物块 B与传送带摩擦共产生了多少热量？
2．（2021 届广东省汕头市金山中学高三期中）如图所示，传送带水平部分的长
度 ，在电动机带动下匀速运行。质量 的木块(可视为质点)静止
在传送带左端的光滑平台上。质量为 的子弹以 的速度水平向
右打入木块并留在其中，之后木块滑到传送带上，最后从右轮轴正上方的 P点
1
离开传送带做平抛运动，正好落入车厢的 Q点。已知木块与传送带间的动摩擦
因数 ，P点与车底板间的竖直高度 ，与车厢底板 Q点的水平距离
，取 ，求：
(1) 子弹打入木块的过程系统损失的机械能；
(2) 木块从传送带左端到达右端的时间。
3．（2021 届广东省汕头市金山中学高三期中）飞球调速器是英国工程师詹姆
斯·瓦特于 1788 年为蒸汽机速度控制而设计，如图（a）所示，这是人造的第一
个自动控制系统。如图（b）所示是飞球调速器模型，它由两个质量为 m的球通
过4根长为 的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接。上面套筒固定，下面套筒
质量为 M，可沿轴上下滑动。不计一切摩擦，重力加速度为 g，当整个装置绕竖
直轴以恒定的角速度 匀速转动时（飞球调速器的旋转速度和蒸汽机相同）：
(1)求此时轻杆与竖直轴之间的夹角 的余弦值；
(2)为实现对蒸汽机的自动控制（即将蒸汽机的转速控制在一定范围内），由于
扰动，当套筒下移时，传动机构应使蒸汽机的转速升高还是降低？请简述其控
制原理。
2
4．（2021 届广东省汕头市金山中学高三期中）如图所示，半径为 R的 光滑圆
弧轨道固定在竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠轨道下端
B点，上表面与圆弧轨道末端相平。离滑板右端 处有一竖直固定的挡板
P。一质量为 m的物块（可视为质点）从圆弧轨道顶端A点由静止开始沿轨道
滑下，经 B点滑上滑板。已知滑板质量 ，物块与滑板间的动摩擦因数
，重力加速度为 g。滑板与挡板碰撞时立刻反弹且没有机械能损失，滑板
返回 B点时即被锁定而保持静止。滑板足够长使物块总不能滑至滑板右端。
(1)求物块滑到 B点的速度大小；
(2)求滑板与挡板P碰撞前瞬间物块的速度大小；
(3)站在地面的观察者看到物块有一段时间内在做加速运动，求这段时间内滑板
的速度范围。
3
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