《2020版高考物理二輪復習 第一部分 專題復習訓練 2-6 力學三大觀點的應用真題對點練（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020版高考物理二輪復習 第一部分 專題復習訓練 2-6 力學三大觀點的應用真題對點練（含解析）（7頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、力學三大觀點的應用 1．(2017年高考·課標全國卷Ⅲ)如圖2—6—13所示，兩個滑塊A和B的質量分別為mA＝1 kg和mB＝5 kg，放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數均為μ1＝0.5；木板的質量為m＝4 kg，與地面間的動摩擦因數為μ2＝0.1.某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為v0＝3 m/s.A、B相遇時，A與木板恰好相對靜止．設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2.求： 圖2—6—13 (1)B與木板相對靜止時，木板的速度； (2)A、B開始運動時，兩者之間的距離. 解：(1)滑塊A和B在木板上滑動時，木

2、板也在地面上滑動．設A、B與木板間的摩擦力的大小分別為f1、f2，木板與地面間的摩擦力的大小為f3，A、B、木板相對于地面的加速度大小分別是aA、aB和a1，在物塊B與木板達到共同速度前有：f1＝μ1mAg① f2＝μ1mBg② f3＝μ2(mA＋mB＋m)g③ 由牛頓第二定律得f1＝mAaA④ f2＝mBaB⑤ f2－f1－f3＝ma1⑥ 設在t1時刻，B與木板達到共同速度，設大小為v1.由運動學公式有v1＝v0－aBt1⑦ v1＝a1t1⑧ 聯立①②④⑤⑥⑦⑧式，代入數據解得： v1＝1 m/s⑨ (2)在t1時間間隔內，B相對于地面移動的距離 sB＝v0t1－aBt

3、12⑩ 設在B與木板達到共同速度v1后，木板的加速度大小為a2，對于B與木板組成的體系，由牛頓第二定律有： f1＋f3＝(mB＋m)a2? 由①②④⑤式知，aA＝aB；再由⑦⑧可知，B與木板達到共同速度時，A的速度大小也為v1，但運動方向與木板相反．由題意知，A和B相遇時，A與木板的速度相同，設其大小為v2.設A的速度從v1變到v2所用時間為t2， 根據運動學公式，對木板有v2＝v1－a2t2? 對A有v2＝－v1＋aAt2? 在t2時間間隔內，B(以及木板)相對地面移動的距離為 s1＝v1t2－a2t22? 在(t1＋t2)時間間隔內，A相對地面移動的距離為 sA＝v0(t

4、1＋t2)－aA(t1＋t2)2? A和B相遇時，A與木板的速度也恰好相同．因此A和B開始運動時，兩者之間的距離為s0＝sA＋s1＋sB? 聯立以上各式，代入數據得 s0＝1.9 m. 2．(2019年高考·課標全國卷Ⅰ)豎直面內一傾斜軌道與一足夠長的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接，小物塊B靜止于水平軌道的最左端，如圖2－6－14(a)所示．t＝0時刻，小物塊A在傾斜軌道上從靜止開始下滑，一段時間后與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短)；當A返回到傾斜軌道上的P點(圖中未標出)時，速度減為0，此時對其施加一外力，使其在傾斜軌道上保持靜止．物塊A運動的v－t圖象如圖2－6－14(b)所示，

5、圖中的v1和t1均為未知量．已知A的質量為m，初始時A與B的高度差為H，重力加速度大小為g，不計空氣阻力． 圖2—6—14 (1)求物塊B的質量； (2)在圖(b)所描述的整個運動過程中，求物塊A克服摩擦力所做的功； (3)已知兩物塊與軌道間的動摩擦因數均相等．在物塊B停止運動后，改變物塊與軌道間的動摩擦因數，然后將A從P點釋放，一段時間后A剛好能與B再次碰上．求改變前后動摩擦因數的比值． 解：(1)設物塊A和物塊B發(fā)生碰撞后一瞬間的速度分別為vA、vB，彈性碰撞瞬間，動量守恒，機械能守恒， 即：mv1＝mvA＋mBvB mv12＝mvA2＋mBvB2 聯立方程解得：vA＝

6、v1；vB＝v1 根據v－t圖象可知，vA＝－v1 解得：mB＝3m (2)設斜面的傾角為θ，根據牛頓第二定律得 當物塊A沿斜面下滑時：mgsinθ－f＝ma1， 由v－t圖象知：a1＝ 當物體A沿斜面上滑時：mgsinθ＋f＝ma2， 由v－t圖象知：a2＝ 解得：f＝mgsinθ； 又因下滑位移x1＝＝v1t1 則碰后A反彈，沿斜面上滑的最大位移為： x2＝＝··0.4t1＝0.1v1t1 其中h為P點離水平面得高度，即h＝H 解得x2＝ 故在圖(b)描述的整個過程中，物塊A克服摩擦力做的總功為： Wf＝f(x1＋x2)＝mgsinθ×(＋)＝mgH (3)

7、設物塊B在水平面上最遠的滑行距離為S，設原來的摩擦因數為μ 則以A和B組成的系統(tǒng)，根據能量守恒定律有： mg(H－h(huán))＝μmg＋μmBgS 設改變后的摩擦因數為μ′，然后將A從P點釋放，A恰好能與B再次碰上，即A恰好滑到物塊B位置時，速度減為零，以A為研究對象，根據能量守恒定律得： mgh＝μ′mg＋μ′mgS 又據(2)的結論可知：Wf＝mgH＝μmg， 得：tanθ＝9μ 聯立解得，改變前與改變后的動摩擦因數之比為＝. 3．(2019年高考·課標全國卷Ⅱ)一質量為m＝2 000 kg的汽車以某一速度在平直公路上勻速行駛．行駛過程中，司機突然發(fā)現前方100 m處有一警示牌．立

8、即剎車．剎車過程中，汽車所受阻力大小隨時間變化可簡化為圖2－6－15(a)中的圖線．圖(a)中，0～t1時間段為從司機發(fā)現警示牌到采取措施的反應時間(這段時間內汽車所受阻力已忽略，汽車仍保持勻速行駛)，t1＝0.8 s；t1～t2時間段為剎車系統(tǒng)的啟動時間，t2＝1.3 s；從t2時刻開始汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作，直至汽車停止，已知從t2時刻開始，汽車第1 s內的位移為24 m，第4 s內的位移為1 m. 　 圖2—6—15 (1)在圖2－6－15(b)中定性畫出從司機發(fā)現警示牌到剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車運動的v－t圖線； (2)求t2時刻汽車的速度大小及此后的加速度大小； (3)求剎車

9、前汽車勻速行駛時的速度大小及t1～t2時間內汽車克服阻力做的功；從司機發(fā)現警示牌到汽車停止，汽車行駛的距離約為多少(以t1～t2時間段始末速度的算術平均值替代這段時間內汽車的平均速度)? 解：(1)v－t圖象如圖2—6—16所示． 圖2—6—16 (2)設剎車前汽車勻速行駛時的速度大小為v1，則t1時刻的速度也為v1，t2時刻的速度為v2.在t2時刻后汽車做勻減速運動，設其加速度大小為a.取Δt＝1 s．設汽車在t2＋(n－1)Δt～t2＋nΔt內位移為Sn，n＝1，2，3…… 若汽車在t2＋3Δt～t2＋4Δt時間內未停止，設它在t2＋3Δt時刻的速度為v3，在t2＋4Δt時刻的

10、速度為v4，由運動學有 s1－s4＝3a(Δt)2① s1＝v2Δt－a(Δt)2② v4＝v2－4aΔt③ 聯立①②③式，代入已知數據解得 v4＝－ m/s④ 這說明在t2＋4Δt時刻前，汽車已經停止．因此，①式不成立． 由于在t2＋3Δt～t2＋4Δt內汽車停止，由運動學公式 v3＝v2－3aΔt⑤ 2as4＝v32⑥ 聯立②⑤⑥，代入已知數據解得 a＝8 m/s2，v2＝28 m/s⑦ 或者a＝ m/s2，v2＝29.76 m/s 當v2＝29.76 m/s時，v3<0舍掉， ∴a＝8 m/s2，v2＝28 m/s⑧ (3)設汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，汽車所受阻力的大小為f1， 由牛頓定律有：f1＝ma⑨ 在t1～t2時間內，阻力對汽車沖量的大小為： I＝f1(t2－t1)⑩ 由動量定理有：I＝mv1－mv2? 由動量定理，在t1～t2時間內，汽車克服阻力做的功為： W＝mv12－mv22? 聯立⑦⑨⑩??式，代入已知數據解得 v1＝30 m/s? W＝1.16×105 J? 從司機發(fā)現警示牌到汽車停止，汽車行駛的距離s約為 s＝v1t1＋(v1＋v2)(t2－t1)＋? 聯立⑦??，代入已知數據解得 s＝87.5 m? - 7 -