高考物理專題《動力學(xué)與能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用》原卷

專題11動力學(xué)與能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1.（2022屆四川省廣安市第二中學(xué)高三（下）第四次模擬考試?yán)砭C物理試題）如圖所示，為一半徑的光滑圓弧軌道，一質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度從圖中P點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動，恰好沿A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧軌道。已知，取。（1）求小球運(yùn)動到A點(diǎn)的速度v；（2）通過計(jì)算判斷小球能否通過圓弧軌道最高點(diǎn)C。若能，求出小球到達(dá)C點(diǎn)時速度的大小和小球?qū)壍赖膲毫Α?.(2022屆云南省高三（下）第一次統(tǒng)一檢測理綜物理試題)2022年2月16日，我國運(yùn)動員齊廣璞在北京冬奧會男子自由滑雪空中技巧賽上獲得冠軍，圖甲為比賽大跳臺的場景?，F(xiàn)將部分賽道簡化，如圖乙所示，若運(yùn)動員從雪道上的A點(diǎn)由靜止滑下后沿切線從B點(diǎn)進(jìn)入半徑的豎直冰面圓弧軌道，從軌道上的C點(diǎn)飛出。之間的豎直高度，與互相垂直，。運(yùn)動員和裝備的總質(zhì)量且視為質(zhì)點(diǎn)，摩擦和空氣阻力不計(jì)。取重力加速度，，。求（1）在軌道最低點(diǎn)D時，軌道對運(yùn)動員的支持力大??；（2）運(yùn)動員滑離C點(diǎn)后在空中飛行過程中距D點(diǎn)的最大高度。3.（2022屆重慶市渝中區(qū)巴蜀中學(xué)高三（上）適應(yīng)性月考物理試題（四））如圖所示，B、M、N分別為豎直光滑圓軌道上的三個點(diǎn)，B點(diǎn)和圓心等高，A、M點(diǎn)與O點(diǎn)在同一豎直線上，N點(diǎn)和圓心O的連線與豎直方向的夾角為α=60°。現(xiàn)從A點(diǎn)下緣水平射入一個質(zhì)量為m的小球，射人時小球恰好對軌道無壓力。經(jīng)圓軌道飛出后沿水平方向通過C點(diǎn)，已知圓軌道半徑為R，重力加速度為g。求：（1）小球在M點(diǎn)對軌道的壓力大??；（2）小球在N點(diǎn)的速度大小和C點(diǎn)相對于N點(diǎn)的高度。4.(2022屆云南省昆明市第一中學(xué)高三（上）第二次聯(lián)考物理試題)“坡上起步”是駕照考試必考的內(nèi)容，汽車在斜坡上由靜止向坡頂方向啟動，如果考試用車的質(zhì)量，發(fā)動機(jī)的額定輸出功率，汽車在坡上起步過程中受到的阻力為重力的0.1倍，坡面傾角為，坡面足夠長，取。（1）汽車以恒定功率啟動，則起步過程中所能達(dá)到的最大速度；（2）汽車以恒定加速度啟動，達(dá)到額定功率后汽車保持額定功率繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)汽車沿坡面行駛時達(dá)到最大速度，則該過程所用的總時間（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。5.（2022屆四川省成都市金堂縣淮口中學(xué)高三（下）第一次月考物理試題）如圖所示，在豎直方向上A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，A放在水平地面上；B、C兩物體通過細(xì)繩繞過輕質(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)線剛剛拉直但無拉力作用，并保證ab段的細(xì)線豎直、cd段的細(xì)線與斜面平行。已知A、B的質(zhì)量均為m，C的質(zhì)量為4m，重力加速度為g，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計(jì)，開始時整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放C后它沿斜面下滑，A剛離開地面時，B獲得最大速度，求：（1）從釋放C到物體A剛離開地面時，物體C沿斜面下滑距離。（2）斜面傾角（3）B的最大速度。6.(2022屆云南省昆明市第一中學(xué)高三（下）第十次考前適應(yīng)性訓(xùn)練理綜物理試題)如圖甲所示，兩個不同材料制成的滑塊A、B靜置于水平桌面上，滑塊A的右端與滑塊B的左端接觸。某時刻開始，給滑塊A一個水平向右的力F，使滑塊A、B開始滑動，當(dāng)滑塊A、B滑動1.0m時撤去力F。整個運(yùn)動過程中，滑塊A、B的動能隨位移x的變化規(guī)律如圖乙所示。不計(jì)空氣阻力，求：（1）滑塊A對B做的功；（2）力F的大小。7.（2022屆四川省成都市高三（下）第三次診斷考試?yán)砭C物理試題）北京2022年冬奧會的成功舉辦掀起了全民冰雪運(yùn)動熱潮。圖為某跳臺滑雪賽道簡化示意圖，助滑坡AB的豎直高度為h，著陸坡BC連線與水平方向的夾角為45°。一質(zhì)量為m的運(yùn)動員（包括裝備）從A點(diǎn)靜止下滑，經(jīng)B點(diǎn)以大小為的速度水平飛出，最終在D點(diǎn)著陸。運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。求：（1）從A到B的過程中，運(yùn)動員克服阻力做的功；（2）B、D之間的距離；（3）運(yùn)動員著陸前瞬間的速度大小。8.（2022屆廣東省深圳市寶安第一外國語學(xué)校高三（上）物理試題）如圖所示，豎直平面內(nèi)的一半徑的光滑圓弧槽BCD，B點(diǎn)與圓心O等高，一水平面與圓弧槽相接于D點(diǎn)，質(zhì)量的小球從B點(diǎn)的正上方高處的A點(diǎn)自由下落，由B點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，從D點(diǎn)飛出后落在水平面的Q點(diǎn)，DQ間的距離，球從D點(diǎn)飛出后的運(yùn)動過程中相對水平面上升的最大高度，取，不計(jì)空氣阻力，求：（1）小球經(jīng)過C點(diǎn)時軌道對它的支持力大小N；（2）小球經(jīng)過最高點(diǎn)P的速度大??；（3）D點(diǎn)與圓心O的高度差。9.（2022屆江西省宜春市五校高三（上）聯(lián)考物理試題）如圖，AOB是游樂場中滑道模型，它位于豎直平面內(nèi)，由兩個半徑都是R的圓周連接而成，它們的圓心O1，O2與它兩圓弧得到連接點(diǎn)O在同一豎直線上，O2B沿水池的水面，一小滑塊可由弧AO的任意點(diǎn)從靜止開始下滑。(1)若小滑塊從開始下滑到脫離滑道過程中，在兩個圓弧上滑過的弧長相等，則小滑塊開始下滑時應(yīng)在AO何處?（用該處到O1的連線與豎直線夾角表示）(2)凡能在O點(diǎn)脫離滑道的小滑塊，其落水點(diǎn)到O2的距離范圍?10.（2022屆四川省成都市第七中學(xué)高三（上）10月理綜物理試題）如圖所示，豎直面內(nèi)有足夠長的粗糙斜面，斜面與水平方向的夾角，斜面下端與半徑的光滑半圓形軌道平滑相連（垂直于半圓直徑），連接點(diǎn)為，半圓形軌道最低點(diǎn)為、最高點(diǎn)為。現(xiàn)將一質(zhì)量的小球從斜面上的點(diǎn)由靜止釋放，小球會通過點(diǎn)落回斜面。小球與斜面間的動摩擦因數(shù)。已知，，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?）若，求小球到達(dá)點(diǎn)時對軌道的壓力大小。（2）若小球通過點(diǎn)后受到一個水平向左的恒定外力，要使小球仍能通過點(diǎn)，的長度應(yīng)滿足什么條件？11.(2022屆安徽省合肥市高三（上）第一次教學(xué)質(zhì)量檢測物理試題)第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動會將于2022年2月在北京舉辦，跳臺滑雪是最具觀賞性的項(xiàng)目之一、如圖所示，跳臺滑雪賽道由跳臺、助滑道（可視為圓心為O的圓軌道）和著陸坡三部分組成，其中助滑道半徑OA與豎直線OB夾角為60°。若比賽中，質(zhì)量m=60kg的運(yùn)動員從跳臺A點(diǎn)以初速度v0=2m/s滑下，到達(dá)B點(diǎn)后水平飛出，落在著陸坡上的P點(diǎn)。已知A、B間高度h=30m，B、P間距離s=75m，著陸坡傾角α=37°，運(yùn)動員受到的空氣阻力不計(jì)，g取10m/s2，sin37°=0.6。求：（1）運(yùn)動員從B到P運(yùn)動的時間；（2）運(yùn)動員到達(dá)B點(diǎn)時對助滑道的壓力；（3）運(yùn)動員在AB段運(yùn)動過程中克服阻力所做的功。12.（2022屆江西省宜春市上高二中高三（下）第七次月考理綜物理試題）如圖所示，傾角為θ=37°的足夠長光滑斜面AB與長LBC=2m的粗糙水平面BC用一小段光滑圓?。ㄩL度不計(jì)）平滑連接，半徑R=1.5m的光滑圓弧軌道CD與水平面相切于C點(diǎn)，OD與水平方向的夾角也為θ=37°。質(zhì)量為M的小滑塊從斜面上距B點(diǎn)L0=2m的位置由靜止開始下滑，恰好運(yùn)動到C點(diǎn)。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小滑塊與粗糙水平面BC間的動摩擦因數(shù)μ；（2）改變小滑塊從斜面上開始釋放的位置，小滑塊能夠通過D點(diǎn)，求小滑塊的釋放位置與B點(diǎn)的最小距離。13.（2022屆四川省綿陽市高三（下）第三次診斷性考試?yán)砭C物理試題）電池技術(shù)作為電動汽車的核心和瓶頸，是電動汽車研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)方向。國內(nèi)某公司研發(fā)的全氣候電池，在低溫條件下，能實(shí)現(xiàn)充電時間縮短到1h內(nèi)，自加熱速率達(dá)到7℃/min，-10℃環(huán)境下電池總能量最多可釋放90％。搭載該型號電池的國產(chǎn)電動汽車作為交通服務(wù)用車為北京冬奧會提供了交通保障。已知該型號電動汽車配置的全氣候電池總能量是60kW·h，汽車電動機(jī)最大功率是160kW，最大車速是180km/h，在平直公路上行駛過程中受到阻的力f與車速v的關(guān)系式可以認(rèn)為f=kv2，k為比例系數(shù)。求：（1）電動汽車以最大速度行駛時的牽引力和比例系數(shù)k；（2）電動汽車在電池充滿電后，在-10℃的環(huán)境下，以54km/h的速度在平直公路勻速行駛時的最大續(xù)航里程（汽車電動機(jī)驅(qū)動汽車行駛的能量占電池釋放能量的80％）。14.(2022屆云南省高三（下）第二次復(fù)習(xí)統(tǒng)一檢測理綜能力測試物理試題)某幼兒園要修建一個如圖甲所示的兒童滑梯，設(shè)計(jì)師畫出了如圖乙所示的模型簡圖，若滑梯由長度為、傾角的斜面AB和長度為的水平部分BC組成，AB和BC由一小段圓?。▓D中未畫出且長度可忽略）平滑連接，兒童褲料與滑梯之間的動摩擦因數(shù)為，取重力加速度。（1）兒童（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止開始下滑，求他到達(dá)C點(diǎn)時的速度大小及從A到C所需的時間；（2）考慮安全因素，應(yīng)使兒童到達(dá)C點(diǎn)時速度盡量小，同時因場地限制，斜面頂端到滑梯末端C的水平距離不能改變，但斜面長度、高度h和傾角都可以調(diào)整。若設(shè)計(jì)要求兒童從斜面頂端由靜止開始下滑，滑到C點(diǎn)時速度恰好為零，則滑梯的高度h應(yīng)為多少。15.（2022屆四川省成都市樹德中學(xué)高三（下）開學(xué)考試?yán)砭C物理試題）如圖所示，傾角為37°的斜面底端與水平傳送帶平滑對接，水平傳送帶足夠長且在電動機(jī)的帶動下保持以的恒定速度勻速向左運(yùn)動。質(zhì)量的小滑塊從斜面上A點(diǎn)靜止釋放，在斜面和水平傳送帶上多次往復(fù)運(yùn)動后停在斜面底端，A點(diǎn)距離斜面底端的高。小滑塊與斜面間動摩擦因數(shù)，與水平傳送帶之間動摩擦因數(shù)，小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取，小滑塊通過斜面底端與傳送帶的對接點(diǎn)時速率不變。求：（1）小滑塊第一次在傳送帶上運(yùn)動的過程中，電動機(jī)由于傳送小滑塊多消耗的電能；（2）小滑塊停止運(yùn)動前，第2n次經(jīng)過斜面最低點(diǎn)時的動能與次經(jīng)過斜面最低點(diǎn)時的動能之比；（3）小滑塊在斜面上運(yùn)動的總路程s。16.（2022屆四川省綿陽實(shí)驗(yàn)高級中學(xué)高三（下）三診模擬物理試題（三））如圖所示，水平地面上放置一質(zhì)量為m、長為L的薄木板，木板與地面的動摩擦因數(shù)為μ。在木板的最右端放一質(zhì)量為m的小物塊，物塊是由持殊材料制成的，一表面光滑，另一面粗糙，且粗糙而與木板的動摩擦因數(shù)為μ。在木板上施加水平向右拉力F=6μmg，g為重力加速度。（1）若物塊的光滑面與木板接觸，物塊經(jīng)多長時間離開木板；（2）若物塊的粗糙面與木板接觸，求物塊在木板上運(yùn)動過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量。17.(2022屆云南省昆明市高三（下）5月“三診一?！崩砭C物理試題)傳送帶是自動化工業(yè)生產(chǎn)中一種重要的輸送裝置。如圖所示，是一條罐頭生產(chǎn)線部分示意圖，電動機(jī)帶動傳送帶始終以v=2m/s的速率運(yùn)動，傳送帶兩端A、B間的距離L=4m。工作時，機(jī)器手臂將一瓶罐頭無初速放到A點(diǎn)，當(dāng)該罐頭剛離開B點(diǎn)時，機(jī)器手臂將下一瓶罐頭放到A點(diǎn)，此后不斷重復(fù)此過程。已知每瓶罐頭質(zhì)量m=0.8kg，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為，罐頭可視為質(zhì)點(diǎn)且不發(fā)生滾動，取重力加速度g=10m/s2。從第一瓶罐頭放到A點(diǎn)開始計(jì)時，求∶（1）1min內(nèi)能運(yùn)送多少瓶罐頭；（2）1min內(nèi)因運(yùn)送罐頭需要多消耗的電能。18.（2022屆四川省成都市石室中學(xué)高三（下）專家聯(lián)測卷理綜物理試題（四）質(zhì)量m=500kg車廂A被牽引到a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)切點(diǎn)b進(jìn)入圓軌道I；繞過圓軌道I后到達(dá)最低點(diǎn)P時，與停在P點(diǎn)的障礙物B相撞并連在一起進(jìn)入圓軌道Ⅱ．將A、B視為質(zhì)點(diǎn)，不考慮空氣阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求（1）車廂A通過圓軌道I最高點(diǎn)時受到彈力的值；（2）已知車廂能安全通過圓軌道Ⅱ，B的質(zhì)量不超過A的多少倍?19.(2022·浙江舟山市模擬)某游樂場的游樂裝置可簡化為如圖所示的豎直面內(nèi)軌道BCDE，左側(cè)為半徑R＝0.8m的光滑圓弧軌道BC，軌道的上端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向的夾角α＝30°，下端點(diǎn)C與粗糙水平軌道CD相切，DE為傾角θ＝30°的光滑傾斜軌道，一輕質(zhì)彈簧上端固定在E點(diǎn)處的擋板上．現(xiàn)有質(zhì)量為m＝1kg的小滑塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中的A點(diǎn)以v0＝eq\r(2)m/s的初速度水平向左拋出，恰好從B點(diǎn)沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，沿著圓弧軌道運(yùn)動到C點(diǎn)之后繼續(xù)沿水平軌道CD滑動，經(jīng)過D點(diǎn)(不計(jì)經(jīng)過D點(diǎn)時的能量損失)后沿傾斜軌道向上運(yùn)動至F點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，彈簧恰好壓縮至最短．已知C、D之間和D、F之間距離都為1m，滑塊與軌道CD間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力．求：(1)小滑塊P經(jīng)過圓弧軌道上B點(diǎn)的速度大小；(2)小滑塊P到達(dá)圓弧軌道上的C點(diǎn)時對軌道壓力的大小；(3)彈簧的彈性勢能的最大值；(4)試判斷滑塊返回時能否從B點(diǎn)離開，若能，求出飛出B點(diǎn)的速度大??；若不能，判斷滑塊最后位于何處．20.（2022屆四川省成都市蓉城名校聯(lián)盟高三（下）2月第二次聯(lián)考理綜物理試題）如圖所示，固定于地面上豎直平面內(nèi)的某一游戲裝置由半徑為R＝1.8m的四分之一光滑圓形軌道CD、水平光滑軌道DA與傾角θ＝37°的粗糙斜面軌道AB構(gòu)成，軌道在D、A兩處平滑