2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量守恒定律 力學(xué)三大觀點(diǎn) 課時(shí)規(guī)范練21 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 新人教版.doc
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課時(shí)規(guī)范練21 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 能力提升組 1. (2017河南新鄉(xiāng)模擬)如圖所示,半徑為R=1 m的圓弧形軌道固定在水平軌道上,與圓弧形軌道相切的水平軌道上靜置一小球B。小球A從圓弧 形軌道上離水平軌道高度為h=0.8 m處沿軌道下滑,與小球B發(fā)生碰撞并粘在一起。所有接觸面均光滑,A、B兩球的質(zhì)量均為m=1 kg,g取10 m/s2。求: (1)小球A在弧形軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小F; (2)小球A、B碰撞過程中損失的機(jī)械能ΔE。 答案(1)26 N (2)4 J 解析(1)設(shè)小球A在圓弧形軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,其在圓弧形軌道上下滑過程機(jī)械能守恒,mgh=12mv2 設(shè)小球A在圓弧形軌道最低點(diǎn)受到軌道的支持力大小為F,由牛頓第二定律得F-mg=mv2R 由以上兩式解得F=26 N 由牛頓第三定律可知,F=F=26 N。 (2)對(duì)小球A、B碰撞的過程,由動(dòng)量守恒定律有mv=2mv,其中由于A、B碰撞并粘在一起,對(duì)該過程,由能量守恒定律有ΔE=12mv2-122mv2,解得ΔE=4 J。 2.如圖甲所示,在傾角為37的粗糙足夠長(zhǎng)的斜面的底端,一質(zhì)量m=1 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊壓縮一輕彈簧,滑塊與彈簧不相連。t=0時(shí)釋放物塊,計(jì)算機(jī)通過傳感器描繪出滑塊的v-t圖象如圖乙所示,其中Oab段為曲線,bc段為直線,在t1=0.1 s時(shí)滑塊已上滑x=0.2 m的距離,g取10 m/s2。(sin 37=0.6,cos 37=0.8)求: (1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的大小; (2)壓縮彈簧時(shí),彈簧具有的彈性勢(shì)能Ep。 答案(1)0.5 (2)4.0 J 解析(1)由題圖可知0.1 s物體離開彈簧向上做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度的大小a=ΔvΔt=2-10.2-0.1 m/s2=10 m/s2。 根據(jù)牛頓第二定律,有mgsin 37+μmgcos 37=ma 解得μ=0.5。 (2)由題中圖線可知,t2=0.1 s時(shí)的速度大小v=2.0 m/s,由功能關(guān)系可得 Ep=12mv2+mgxsin 37+μmgxcos 37 代入數(shù)據(jù)得Ep=4.0 J。?導(dǎo)學(xué)號(hào)06400322? 3.(2017四川廣元二模)某校物理興趣小組制作了一個(gè)游戲裝置,其簡(jiǎn)化模型如圖所示,在A點(diǎn)用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以v0水平速度彈射出去,沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后,進(jìn)入半徑R=0.3 m 的光滑豎直圓形軌道,運(yùn)行一周后自B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)右側(cè)有一陷阱,C、D兩點(diǎn)的豎直高度差h=0.2 m,水平距離s=0.6 m,水平軌道AB長(zhǎng)為l1=1 m,BC長(zhǎng)為l2=2.6 m,小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2。 (1)若小滑塊恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn),求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小。 (2)若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運(yùn)行一周離開圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱即為勝出,求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小的范圍。 答案(1)5 m/s (2)5 m/s≤vA≤6 m/s和vA≥35 m/s 解析(1)小滑塊恰能通過圓軌道最高點(diǎn)的速度為v,由牛頓第二定律得mg=mv2R 從B到最高點(diǎn)小滑塊機(jī)械能守恒,有 12mvB2=2mgR+12mv2 從A到B由動(dòng)能定理得 -μmgl1=12mvB2-12mv12 由以上三式解得A點(diǎn)的速度v1=5 m/s。 (2)若小滑塊剛好停在C處,從A到C由動(dòng)能定理得 -μmg(l1+l2)=0-12mv22 解得A點(diǎn)的速度為v2=6 m/s,若小滑塊停在BC段,應(yīng)滿足5 m/s≤vA≤6 m/s。 若小滑塊能通過C點(diǎn)并恰好越過陷阱,利用平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向h=12gt2,水平方向s=vCt。 從A到C由動(dòng)能定理得 -μmg(l1+l2)=12mvC2-12mv32 解得v3=35 m/s。 所以初速度的范圍為5 m/s≤vA≤6 m/s和vA≥35 m/s。?導(dǎo)學(xué)號(hào)06400323? 4. (2017山東臨沂莒南縣月考)如圖所示,一輛質(zhì)量為m0=3 kg的平板小車A?？吭谪Q直光滑墻壁處,地面水平且光滑,一質(zhì)量為m=1 kg的小鐵塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))放在平板小車A最右端,平板小車A上表面水平且與小鐵塊B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,平板小車A的長(zhǎng)度l=0.9 m。現(xiàn)給小鐵塊B一個(gè)v0=5 m/s的初速度使之向左運(yùn)動(dòng),與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞后向右運(yùn)動(dòng),求小鐵塊B在平板小車A上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能(重力加速度g取10 m/s2)。 答案9 J 解析設(shè)小鐵塊B向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)豎直墻壁時(shí)的速度為v1,根據(jù)動(dòng)能定理得-μmgl=12mv12-12mv02,解得v1=4 m/s。假設(shè)發(fā)生彈性碰撞后小鐵塊B最終和平板小車A達(dá)到的共同速度為v2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv1=(m0+m)v2,解得v2=1 m/s。設(shè)小鐵塊B在平板小車A上相對(duì)滑動(dòng)的位移為x時(shí)與平板小車A達(dá)到共同速度v2,則根據(jù)功能關(guān)系得-μmgx=12(m0+m)v22-12mv12,解得x=1.2 m。由于x>l,說明小鐵塊B在沒有與平板小車A達(dá)到共同速度時(shí)就滑出平板小車A,所以小鐵塊B在平板小車上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE=2μmgl=9 J。 5.如圖所示,一質(zhì)量m=2 kg的滑塊從高h(yuǎn)=1.5 m處無初速度下落,沿切線方向進(jìn)入固定的14粗糙圓弧AB,圓弧半徑R=1.5 m,再經(jīng)長(zhǎng)l=4 m的粗糙平面BC滑上靜止于光滑水平地面上質(zhì)量為m0=4 kg的足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)木板,長(zhǎng)木板的上表面與BC面齊平,與C點(diǎn)的間隙可忽略,滑塊滑至C點(diǎn)時(shí)的速度vC=6 m/s。當(dāng)滑塊滑至長(zhǎng)木板上表面的同時(shí)施加給長(zhǎng)木板一個(gè)大小為F=6 N的水平向右的作用力,經(jīng)t0=1 s撤去F。已知滑塊與粗糙圓弧AB、粗糙平面BC及長(zhǎng)木板上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2(g取10 m/s2)。求: (1)滑塊在粗糙圓弧AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力所做的功; (2)滑塊與長(zhǎng)木板的最終速度的大小及滑塊在長(zhǎng)木板上表面上滑動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的熱量。 答案(1)8 J (2)3 m/s 16.5 J 解析(1)由動(dòng)能定理可得mg(h+R)-μmgl+WfAB=12mvC2 解得WfAB=-8 J,即在AB圓弧上克服摩擦力做功為8 J。 (2)設(shè)滑塊滑上長(zhǎng)木板后,相對(duì)長(zhǎng)木板滑動(dòng)時(shí)加速度大小為a1,此過程中長(zhǎng)木板的加速度大小為a2,則有μmg=ma1,F+μmg=m0a2,解得a1=μg=2 m/s2,a2=2.5 m/s2。 當(dāng)二者速度相等時(shí)vC-a1t1=a2t1,解得t1=43 s。 因?yàn)閠0下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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