高考物理三輪沖刺 高考熱點(diǎn)排查練熱點(diǎn)16 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用（含解析）-人教版高三全冊物理試題VIP

熱點(diǎn)16力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1．(2019·山東威海市5月模擬)如圖1所示，光滑水平地面上放置一質(zhì)量M＝3kg的長木板，長木板右端固定一輕質(zhì)彈簧，其勁度系數(shù)k＝300N/m，彈簧的自由端到長木板左端的距離L＝0.8m．質(zhì)量m＝1kg的小物塊以v0＝4m/s的初速度從長木板左端滑上長木板．已知小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，彈簧的彈性勢能表達(dá)式為Ep＝eq\f(1,2)kx2(其中x為彈簧的形變量)，重力加速度g取10m/s2.求：圖1(1)小物塊從滑上長木板至剛與彈簧接觸時所用的時間(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；(2)彈簧彈性勢能的最大值．答案(1)0.254s(2)1.5J解析(1)根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式及牛頓第二定律得：μmg＝mamμmg＝MaMxm＝v0t－eq\f(1,2)amt2xM＝eq\f(1,2)aMt2L＝xm－xM聯(lián)立解得：t1＝eq\f(3－\r(3),5)≈0.254s，t2＝eq\f(3＋\r(3),5)s(舍去)(2)由動量守恒及能量守恒得：mv0＝(M＋m)veq\f(1,2)kx2＋μmg(L＋x)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(02)－eq\f(1,2)(M＋m)v2聯(lián)立解得：Ep＝eq\f(1,2)kx2＝1.5J.2．(2019·山西五地聯(lián)考上學(xué)期期末)如圖2所示，一質(zhì)量為M＝2kg的木板放在光滑水平地面上，在此木板的左端還有一質(zhì)量為m＝1kg的鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn))．最初木板左端位于O點(diǎn)，現(xiàn)給鐵塊一個瞬時沖量I，當(dāng)木板左端到達(dá)C點(diǎn)時，鐵塊剛好到達(dá)木板右端與木板一起運(yùn)動．測得木板左端從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)用時t1＝0.2s，木板左端從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)用時t2＝0.3s；已知A、B兩點(diǎn)間的距離是x1＝0.24m，B、C兩點(diǎn)間的距離是x2＝0.51m，取重力加速度g＝10m/s2.求：圖2(1)O、A兩點(diǎn)間的距離和鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)；(2)最初給鐵塊的瞬時沖量I的大小和木板的長度；(3)該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能．答案(1)0.25m0.4(2)6N·s3m(3)12J解析(1)木板在A、B兩點(diǎn)間的平均速度為：eq\x\to(v)1＝eq\f(x1,t1)＝1.2m/s木板在B、C兩點(diǎn)間的平均速度為：eq\x\to(v)2＝eq\f(x2,t2)＝1.7m/s木板勻加速運(yùn)動的加速度為：a1＝eq\f(\x\to(v)2－\x\to(v)1,\f(t1＋t2,2))＝2m/s2木板左端經(jīng)過A點(diǎn)的速度為：vA＝eq\x\to(v)1－a1eq\f(t1,2)＝1m/s由速度位移關(guān)系得O、A兩點(diǎn)間的距離為：x0＝eq\f(v\o\al(A2),2a1)＝0.25m以木板為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：μmg＝Ma1解得：μ＝eq\f(Ma1,mg)＝0.4(2)木板與鐵塊相對靜止時的速度為：vC＝eq\x\to(v)2＋a1·eq\f(t2,2)＝2m/s取向右為正方向，由動量守恒定律得：mv0＝(m＋M)vC解得：v0＝6m/s最初給鐵塊的瞬時沖量為：I＝mv0＝1×6N·s＝6N·s以鐵塊為研究對象，由牛頓第二定律得：μmg＝ma2得：a2＝4m/s2木板左端到達(dá)C點(diǎn)時鐵塊的位移為：x3＝eq\f(v\o\al(C2)－v\o\