(廣東專用)高考物理一輪復(fù)習(xí)第6章機(jī)械能微專題31用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)分析多過程問題試題粵教版

1、用動(dòng)力學(xué)和能量看法剖析多過程問題方法點(diǎn)撥(1)若運(yùn)動(dòng)過程只波及求解力而不波及能量，采用牛頓運(yùn)動(dòng)定律；(2)若運(yùn)動(dòng)過程波及能量轉(zhuǎn)變問題，且擁有功能關(guān)系的特色，則常用動(dòng)能定理或能量守恒定律；(3)不一樣過程連結(jié)點(diǎn)速度的關(guān)系有時(shí)是辦理兩個(gè)過程運(yùn)動(dòng)規(guī)律的打破點(diǎn)1如圖1所示，圓滑水平軌道的左端與長L1.25m的水平傳遞帶AB相接，傳遞帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度v01m/s.輕彈簧右端固定，彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)左端恰位于A點(diǎn)現(xiàn)用質(zhì)量0.4kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮后由靜止開釋，抵達(dá)水平傳遞帶左端點(diǎn)后，立刻沿切線進(jìn)入豎直固定的圓滑半圓軌道最高點(diǎn)并恰巧做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)圓周最低點(diǎn)C后滑上質(zhì)量為M0.2kg的長木

2、板且不會(huì)從木板上掉下來半圓軌道的半徑R0.5m，小物塊與傳遞帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.8，小物塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)20.2，長木板與水平川面間2動(dòng)摩擦因數(shù)30.1，g取10m/s.求：1小物塊抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB的大小(結(jié)果可帶根號(hào))；彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢能Ep；長木板在水平川面上滑行的最大距離s.2如圖2所示，在豎直平面內(nèi)有半徑為1，圓弧軌道B處的切0.2m的圓滑圓弧軌道R4AB線水平，點(diǎn)在B點(diǎn)的正下方，B點(diǎn)高度為0.8m在B端接一長為1.0m的木板.OhLMN一質(zhì)量為m1.0kg的滑塊，與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，滑塊以某一速度從N點(diǎn)滑到板上，恰巧運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)(g取10m/s2)2求滑塊從N點(diǎn)滑

3、到板上時(shí)初速度的大?。磺蠡瑝K從A點(diǎn)滑回到圓弧軌道的B點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力；(3)若將木板右端截去長為L的一段，滑塊從A端由靜止開釋后，將滑離木板落在水平面上P點(diǎn)處，要使落地址P距O點(diǎn)最遠(yuǎn)，求L.3如圖3所示，在一次消防演習(xí)中，消防員練習(xí)使用掛鉤從高空沿滑桿由靜止滑下，滑桿由、兩段直桿經(jīng)過圓滑轉(zhuǎn)軸連結(jié)在O處，可將消防員和掛鉤均理想化為質(zhì)點(diǎn)，且經(jīng)過點(diǎn)AOOBO的瞬時(shí)沒有機(jī)械能的損失AO長為L15m，OB長為L210m兩堵豎直墻的間距d11m滑桿A端用鉸鏈固定在墻上，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)B端用鉸鏈固定在另一側(cè)墻上為了安全，消防員抵達(dá)對面墻的速度大小不可以超出6m/s，掛鉤與兩段滑桿間動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.8.(g

4、10m/s2，sin370.6，cos370.8)3若測得消防員下滑時(shí)，OB段與水平方向間的夾角一直為37，求消防員在兩滑桿上運(yùn)動(dòng)時(shí)加快度的大小及方向；若B端在豎直墻上的地點(diǎn)能夠改變，求滑桿端點(diǎn)A、B間的最大豎直距離(結(jié)果可帶根號(hào))4.如圖4所示為一傳遞帶裝置模型，斜面的傾角為，底端經(jīng)一長度可忽視的圓滑圓弧與足夠長的水平傳遞帶相連結(jié)，質(zhì)量m2kg的物體從高h(yuǎn)30cm的斜面上由靜止開始下滑，它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.25，與水平傳遞帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.5，物體在傳遞帶上運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間此后，又回到了斜面上，這樣頻頻多次后最后停在斜面底端已知傳遞帶的速度恒為v2.5m/s，tan0.75，g取10

5、m/s2.求：4從物體開始下滑到第一次回到斜面的過程中，物體與傳遞帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量；從物體開始下滑到最后停在斜面底端，物體在斜面上經(jīng)過的總行程答案精析1(1)5m/s(2)5J(3)2.78m2vB分析(1)小物塊恰在圓滑半圓形軌道最高點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：mgmR解得：vBgR5m/s因?yàn)関Bv0，因此小物塊在傳遞帶上向來做勻減速運(yùn)動(dòng)，依據(jù)能量守恒定律得：12Ep1mgL2mvB解得Ep5J小物塊從B到C過程中由機(jī)械能守恒定律得：1212mg2R2mvC2mvB代入數(shù)據(jù)解得vC5m/s小物塊在長木板上滑行過程中，做勻減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：2mgma1，解得a12m/s2對

6、長木板受力剖析，上表面遇到的摩擦力f12mg0.8N下表面遇到的摩擦力f23(Mm)g0.6N，因此長木板做勻加快運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：ffMa122解得a21m/s2設(shè)經(jīng)過時(shí)間t小物塊與長木板達(dá)到共速v，vatatvDDC125s，v5解得tm/s3D3時(shí)間t內(nèi)長木板運(yùn)動(dòng)的位移s112225m2at18達(dá)共速后兩物體一同勻減速至停止，由動(dòng)能定理得：(Mm)gs1(Mm)v22D3225解得s218m因此長木板運(yùn)動(dòng)的最大位移s122.78m.ss2(1)22m/s(2)30N，方向豎直向下(3)0.16m分析(1)由動(dòng)能定理有12mgLmgR2mv0解得v022m/s2依據(jù)動(dòng)能定理有mgR2

7、mvB02vB由向心力公式可知：FmgmR解得F30N由牛頓第三定律知：滑塊滑至B點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力為30N，方向豎直向下由牛頓第二定律可知：mgma122h依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：h2gt，tg0.4s由B點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)過程中，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知：22vBv2a(LL)22LvvB2gLL由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律和幾何關(guān)系可知：xLLvt1.0L0.8LOP1.0(L)20.8L1.16(0.4L)2解適當(dāng)L0.4，即L0.16m時(shí)x有最大值3(1)3.2m/s2，方向沿OA桿向下0.4m/s2，方向沿OB桿向上(2)226m分析(1)設(shè)桿AO、OB與水平方向夾角分別為、，由幾何關(guān)系得：dLcosLcos12得

8、出AO桿與水平方向夾角53由牛頓第二定律得mgsinfmaFN，F(xiàn)Nmgcos則消防員在AO段運(yùn)動(dòng)的加快度：a1gsin53gcos533.2m/s2，方向沿AO桿向下在OB段運(yùn)動(dòng)的加快度：a2gsin37gcos370.4m/s2，方向沿OB桿向上1對全過程由動(dòng)能定理得mghmgL1cosmgL2cos2mv20此中dL1cosL2cos，v6m/sv2因此：h2gd10.6m又因?yàn)槿魞蓷U挺直，A、B間的豎直高度為hL1L22d2104m10.6m因此A、B間的最大豎直距離應(yīng)為226m.4(1)20J(2)1.5m分析(1)由題可知37，物體由靜止開始下滑時(shí)距斜面底端的距離sh0.5sinm設(shè)物體第一次滑到斜面底端的速度為v0，依據(jù)動(dòng)能定理有121cos02mvmghmgs解得v2m/s0設(shè)物體向右滑行的最遠(yuǎn)距離為s1，時(shí)間為t1210.4m0210，2mvmgssv02g0.4s傳遞帶向左運(yùn)動(dòng)的距離為s2vt1m物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)與傳遞帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q1Q12mg(s1s2)14J物體向左運(yùn)動(dòng)時(shí)與傳遞帶間