2018屆高考物理二輪復(fù)習(xí)能量和動(dòng)量提能增分練四解決力學(xué)問(wèn)題的三大觀點(diǎn)(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上提能增分練(四)解決力學(xué)問(wèn)題的三大觀點(diǎn)A級(jí)奪高分1. (2017正定質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量m2.0 kg的木塊靜止在高h(yuǎn)1.8 m的水平平臺(tái)上，木塊距平臺(tái)右邊緣l10 m，木塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2。用大小為F20 N、方向與水平方向成37角的力拉動(dòng)木塊，當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到水平臺(tái)末端時(shí)撤去F。不計(jì)空氣阻力，g 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：(1)木塊離開(kāi)平臺(tái)時(shí)速度的大小；(2)木塊落地時(shí)距平臺(tái)后邊緣的水平距離。解析：(1)木塊在水平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得Flcos 37(mgFsin 37)lmv20解得v12 m/s。(2)木塊離開(kāi)平

2、臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則水平方向：xvt豎直方向：hgt2解得x7.2 m。答案：(1)12 m/s(2)7.2 m2. (2017湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)模擬)如圖所示，光滑的水平面上有一木板，在其左端放有一重物，右方有一豎直的墻，重物的質(zhì)量為木板質(zhì)量的2倍，重物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。使木板與重物以共同的速度v06 m/s向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短。已知木板足夠長(zhǎng)，重物始終在木板上，重力加速度取g10 m/s2，求木板從第一次與墻碰撞到第二次與墻碰撞所經(jīng)歷的時(shí)間。解析：第一次與墻碰撞后，木板的速度反向，大小不變，此后木板向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，重物向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，最后木板和重物

3、達(dá)到共同的速度v。設(shè)木板的質(zhì)量為m，重物的質(zhì)量為2m，取向右為動(dòng)量的正向，由動(dòng)量守恒得：2mv0mv03mv設(shè)從第一次與墻碰撞到重物和木板具有共同速度v所用的時(shí)間為t1，對(duì)木板應(yīng)用動(dòng)量定理得：2mgt1mvm(v0)設(shè)重物與木板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，由牛頓第二定律得：2mgma在達(dá)到共同速度v時(shí)，木板離墻的距離為：lv0t1at從木板與重物以共同速度v開(kāi)始向右做勻速運(yùn)動(dòng)到第二次與墻碰撞的時(shí)間為：t2從第一次碰撞到第二次碰撞所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為：tt1t2由以上各式得t代入數(shù)據(jù)可得：t4 s。答案：4 s3. (2017河北武邑中學(xué)模擬)如圖所示，傾角30的足夠長(zhǎng)光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一

4、長(zhǎng)L1.8 m、質(zhì)量M3 kg的薄木板，木板的最上端疊放一質(zhì)量m1 kg的物塊，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。對(duì)木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。設(shè)物塊與木板間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g10 m/s2。(1)為使物塊不滑離木板，求力F應(yīng)滿(mǎn)足的條件。(2)若F37.5 N，物塊能否滑離木板？若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若能，求出物塊滑離木板所用的時(shí)間及滑離木板后沿斜面上升的最大距離。解析：(1)對(duì)M、m，由牛頓第二定律F(Mm)gsin (Mm)a物塊恰好不滑離木板時(shí)，對(duì)m，有fmgsin mafmgcos 代入數(shù)據(jù)得：F30 N。(2)F37.5 N30

5、N，物塊能滑離木板對(duì)M，有Fmgcos Mgsin Ma1對(duì)m，有mgcos mgsin ma2設(shè)物塊滑離木板所用的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：a1t2a2t2L代入數(shù)據(jù)得：t1.2 s物塊離開(kāi)木板時(shí)的速度va2t由公式：2gsin s0v2代入數(shù)據(jù)得s0.9 m。答案：(1)F30 N(2)物塊能滑離木板1.2 s0.9 m4. (2017河北區(qū)模擬)如圖所示，滑塊質(zhì)量為m，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，它以v03 的初速度由A點(diǎn)開(kāi)始向B點(diǎn)滑行，AB5R，并滑上光滑的半徑為R的圓弧BC，在C點(diǎn)正上方有一離C點(diǎn)高度也為R的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(厚度不計(jì))，沿平臺(tái)直徑方向開(kāi)有兩個(gè)離軸心距離相等的小孔P、Q，

6、P、Q位于同一直徑上，旋轉(zhuǎn)時(shí)兩孔均能達(dá)到C點(diǎn)的正上方。若滑塊滑過(guò)C點(diǎn)后穿過(guò)P孔，又恰能從Q孔落下，則平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？解析：設(shè)滑塊滑至B點(diǎn)時(shí)速度為vB，對(duì)滑塊由A點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理有mg5Rmvmv解得v8gR滑塊從B點(diǎn)開(kāi)始，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)滑塊到達(dá)P處時(shí)速度為vP，則mvmvmg2R解得vP2滑塊穿過(guò)P孔后再回到平臺(tái)的時(shí)間t4 要實(shí)現(xiàn)題述過(guò)程，需滿(mǎn)足t(2n1) (n0,1,2，)。 答案： (n0,1,2，)B級(jí)沖滿(mǎn)分5. (2017銅陵模擬)如圖所示，半徑R1.0 m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個(gè)端點(diǎn)B和圓心O連線(xiàn)與水平方向間的夾角37，另一端點(diǎn)C為軌

7、道的最低點(diǎn)。C點(diǎn)右側(cè)的光滑水平面上緊挨C點(diǎn)靜止放置一木板，木板質(zhì)量M1 kg，上表面與C點(diǎn)等高。質(zhì)量為m1 kg 的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中A點(diǎn)以v01.2 m/s的速度水平拋出，恰好從軌道的B端沿切線(xiàn)方向進(jìn)入軌道。已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，取g10 m/s2。求：(1)物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度vC; (2)若木板足夠長(zhǎng)，物塊在木板上相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q。解析：(1)設(shè)物塊在B點(diǎn)的速度為vB，從A到B物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，有vBsin v0從B到C，根據(jù)動(dòng)能定理有mgR(1sin )mvmv解得vC6 m/s。(2)物塊在木板上相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中由于摩擦力作用帶動(dòng)木板運(yùn)動(dòng)，最終兩者將一起共同

8、運(yùn)動(dòng)。設(shè)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)物塊加速度為a1，木板加速度為a2，經(jīng)過(guò)時(shí)間t達(dá)到共同速度為v，則mgma1，mgMa2，vvCa1t，va2t根據(jù)能量守恒定律有(mM)v2Qmv聯(lián)立解得Q9 J。答案：(1)6 m/s(2)9 J6. (2017廈門(mén)模擬)如圖所示，在豎直方向上A、B兩物體通過(guò)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，A放在水平地面上；B、C兩物體通過(guò)細(xì)線(xiàn)繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪相連，C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C，使細(xì)線(xiàn)剛剛拉直但無(wú)拉力作用，并保證ab段的細(xì)線(xiàn)豎直、cd段的細(xì)線(xiàn)與斜面平行。已知A、B的質(zhì)量均為m，斜面傾角為37，重力加速度為g，滑輪的質(zhì)量和摩擦不計(jì)，開(kāi)始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。C釋放后沿斜面

9、下滑，當(dāng)A剛要離開(kāi)地面時(shí)，B的速度最大。(sin 370.6，cos 370.8)求：(1)從開(kāi)始到A剛要離開(kāi)地面的過(guò)程中，C沿斜面下滑的距離；(2)C的質(zhì)量；(3)A剛離開(kāi)地面時(shí)，C的動(dòng)能。解析：(1)設(shè)開(kāi)始時(shí)彈簧壓縮的長(zhǎng)度為xB，由題意有：kxBmg設(shè)當(dāng)A剛剛離開(kāi)地面時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為xA，有kxAmg當(dāng)A剛離開(kāi)地面時(shí)，B上升的距離即C沿斜面下滑的距離為hxAxB。(2)A剛離開(kāi)地面時(shí)，以B為研究對(duì)象，B受到重力mg、彈簧的彈力kxA，細(xì)線(xiàn)的拉力FT三個(gè)力的作用，設(shè)B的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)B有：FTmgkxAma對(duì)C有：mCgsin FTmCa當(dāng)B獲得最大速度時(shí)，有：a0解得m

10、Cm。(3)根據(jù)動(dòng)能定理得：對(duì)C：mCghsin WTEkC0對(duì)B：WTmBghW彈EkB0其中彈簧彈力先做正功后做負(fù)功，且其壓縮量與伸長(zhǎng)量相等，故總功為零，W彈0B、C的速度大小相等，故其動(dòng)能大小之比為其質(zhì)量大小之比，即解得EkC。答案：(1)(2)m(3)7(2017貴州思南中學(xué)模擬)如圖所示，AB為半徑R0.8 m的光滑圓弧軌道，下端B恰與小車(chē)右端平滑對(duì)接。小車(chē)質(zhì)量M3 kg，車(chē)長(zhǎng)L2.06 m，現(xiàn)有一質(zhì)量m1 kg的滑塊，由軌道頂端無(wú)初速釋放，滑到B端后沖上小車(chē)。已知地面光滑，滑塊與小車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3，當(dāng)車(chē)運(yùn)行了1.5 s時(shí)，車(chē)被地面裝置鎖定。(g取10 m/s2)試求：(

11、1)滑塊從A到達(dá)B的過(guò)程中，滑塊所受合力的沖量大??；(2)車(chē)剛被鎖定時(shí)，車(chē)右端距軌道B端的距離；(3)從車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛被鎖定的過(guò)程中，滑塊與車(chē)面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小。解析：(1)設(shè)滑塊到達(dá)B端時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理，得mgRmv2由動(dòng)量定理，得I合mv聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)得：I合4 Ns。(2)當(dāng)滑塊滑上小車(chē)后，由牛頓第二定律，對(duì)滑塊有：mgma1，對(duì)小車(chē)有：mgMa2設(shè)經(jīng)時(shí)間t兩者達(dá)到共同速度，則有：va1ta2t解得t1 s。由于1 s1.5 s，此時(shí)小車(chē)還未被鎖定，兩者的共同速度：va2t1 m/s，因此，車(chē)被鎖定時(shí)，車(chē)右端距軌道B端的距離：xa2t2vt1 m。(3)從車(chē)開(kāi)始運(yùn)

12、動(dòng)到被鎖定的過(guò)程中，滑塊相對(duì)小車(chē)滑動(dòng)的距離xta2t22 m所以產(chǎn)生的內(nèi)能：Emgx6 J。答案：(1)4 Ns(2)1 m(3)6 J8(2017四川成都實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)中如圖所示是某公園中的一項(xiàng)游樂(lè)設(shè)施，半徑為R2.5 m、r1.5 m的兩圓形軌道甲和乙安裝在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之間由一條水平軌道CD相連，現(xiàn)讓可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為10 kg的無(wú)動(dòng)力小滑車(chē)從A點(diǎn)由靜止釋放，剛好可以滑過(guò)甲軌道后經(jīng)過(guò)CD段又滑上乙軌道后離開(kāi)兩圓形軌道，然后從水平軌道飛入水池內(nèi)，水面離水平軌道的高度h5 m，所有軌道均光滑，g10 m/s2。(1)求小滑車(chē)到甲軌道最高點(diǎn)P時(shí)的速度v。(2)求小滑車(chē)到乙軌道最高點(diǎn)Q時(shí)

13、對(duì)乙軌道的壓力。(3)若在水池中MN范圍內(nèi)放上安全氣墊(氣墊厚度不計(jì))，水面上的B點(diǎn)在水平軌道邊緣E點(diǎn)的正下方，且BM10m，BN15 m；要使小滑車(chē)能通過(guò)圓形軌道并安全到達(dá)氣墊上，則小滑車(chē)起始點(diǎn)A距水平軌道的高度H該如何設(shè)計(jì)？解析：(1)在甲軌道最高點(diǎn)P有：mgm，解得vP5 m/s。(2)從甲軌道最高點(diǎn)P到乙軌道最高點(diǎn)Q，由動(dòng)能定理：mg(2R2r)mvmv，在Q點(diǎn)：mgFm，解得：F N由牛頓第三定律可得，小滑車(chē)對(duì)乙軌道Q點(diǎn)壓力大小為F N，方向豎直向上。(3)設(shè)剛好能過(guò)P點(diǎn)，A距水平軌道的高度為H1，從A到P，由動(dòng)能定理mg(H12R)mv0，H16.25 m，所以H需要大于等于6.25 m設(shè)小滑車(chē)