《(通用版)2020高考物理三輪沖刺 高考熱點(diǎn)排查練熱點(diǎn)14 動(dòng)力學(xué)方法的綜合應(yīng)用(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用版)2020高考物理三輪沖刺 高考熱點(diǎn)排查練熱點(diǎn)14 動(dòng)力學(xué)方法的綜合應(yīng)用(含解析)(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、熱點(diǎn)14 動(dòng)力學(xué)方法的綜合應(yīng)用
1.(2019·四川廣元市第二次適應(yīng)性統(tǒng)考)我國(guó)科技已經(jīng)開(kāi)啟“人工智能”時(shí)代,“人工智能”已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶.某天,東東叫了外賣(mài),外賣(mài)小哥把貨物送到他家陽(yáng)臺(tái)正下方的平地上,東東操控小型無(wú)人機(jī)帶動(dòng)貨物,由靜止開(kāi)始豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后,貨物又勻速上升53s,最后再勻減速1s恰好到達(dá)他家陽(yáng)臺(tái)且速度為零.貨物上升過(guò)程中,遙控器上顯示無(wú)人機(jī)在加速、勻速、減速過(guò)程中對(duì)貨物的作用力F1、F2和F3大小分別為20.8N、20.4N和18.4N,貨物受到的阻力恒為其重力的0.02倍.g取10m/s2.求:
(1)貨物的質(zhì)量m;
(2)貨物上升過(guò)程中的最大動(dòng)能E
2、km及東東家陽(yáng)臺(tái)距地面的高度h.
答案 (1)2kg (2)1J 56m
解析 (1)在貨物勻速上升的過(guò)程中
由平衡條件得F2=mg+Ff
其中Ff=0.02mg
解得m=2kg
(2)設(shè)整個(gè)過(guò)程中的最大速度為v,在貨物勻減速運(yùn)動(dòng)階段.
由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得mg+Ff-F3=ma3
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得0=v-a3t3
解得v=1m/s
最大動(dòng)能Ekm=mv2=1J
減速階段的位移x3=vt3=0.5m
勻速階段的位移x2=vt2=53m
加速階段,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得F1-mg-Ff=ma1,
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得2a1x1=v2,
解得x1=2.5m
陽(yáng)臺(tái)距地面的高度h=x1+
3、x2+x3=56m.
2.(2019·安徽黃山市一模檢測(cè))如圖1所示,一質(zhì)量為m的小物塊,以v0=15m/s的速度向右沿水平地面運(yùn)動(dòng)12.5 m后,沖上傾角為37°的斜面,若物塊與水平地面及斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5,斜面足夠長(zhǎng),物塊經(jīng)過(guò)水平地面與斜面的連接處時(shí)無(wú)能量損失.(g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
圖1
(1)物塊在斜面上能達(dá)到的最大高度;
(2)物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
答案 (1)3m (2)3.2s
解析 (1)小物塊在水平地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為a1=μg=5m/s2
v-v=-2a1x
解得:v1=10m/s
小物
4、塊在斜面上向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為
a2=gsinθ+μgcosθ=10m/s2
0-v=-2a2s
解得:s=5m
所以h=ssinθ=3m;
(2)小物塊在斜面上向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1==1.0s
小物塊在最高點(diǎn)時(shí):mgsinθ>μmgcosθ
所以物塊會(huì)勻加速下滑
物塊下滑時(shí)加速度的大小為
a3=gsinθ-μgcosθ=2m/s2
向下勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程:s=a3t
解得t2=s
小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:
t=t1+t2=(1+) s≈3.2s.
3.(2019·四川資陽(yáng)市一診)如圖2所示,質(zhì)量為m1=4kg和質(zhì)量為m2=2kg可視為質(zhì)點(diǎn)的兩物塊相距d,一起靜止
5、在足夠長(zhǎng)且質(zhì)量為M=2kg的木板上,已知m1、m2與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.4,木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.2.某時(shí)刻同時(shí)讓m1、m2分別以v1=6m/s,v2=4 m/s的初速度沿木板向右運(yùn)動(dòng).取g=10m/s2,求:
圖2
(1)若m1與m2不相碰,m1與m2間距離d的最小值;
(2)M在水平地面上滑行的位移大小x.
答案 (1)1.5m (2)2.5m
解析 (1) 根據(jù)題意知,m1、m2在木板上做減速運(yùn)動(dòng),
M在水平地面上做加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:
對(duì)m1:μ1m1g=m1a1
對(duì)m2:μ1m2g=m2a2
對(duì)M:μ1m1g+μ1m2g-
6、μ2(m1+m2+M)g=MaM,
設(shè)經(jīng)過(guò)t1,M與m2共速且速度為v,m1的速度為v3,
對(duì)m1,速度:v3=v1-a1t1,
位移:x1=t1
對(duì)m2,速度:v=v2-a2t1,
位移:x2=t1
對(duì)M,速度:v=aMt1
位移:xM=t1
在t1時(shí)間內(nèi)m1與m2的相對(duì)位移:
Δx1=x1-x2,
由題可知M與m2共速后相對(duì)靜止,
其加速度為a,由牛頓第二定律得:
μ1m1g-μ2(m1+m2+M)g=(M+m2)a,
解得:a=0,即:M與m2共速后一起勻速運(yùn)動(dòng),
m1繼續(xù)減速,設(shè)經(jīng)過(guò)t2,三者共速,其速度為v′,
且v′=v
由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí),對(duì)m1有:
v=v3-a1t2,
位移:x1′=t2
對(duì)M和m2整體有:
xM′=vt2,Δx2=x1′-xM′,
由幾何關(guān)系可得:d≥Δx1+Δx2,
代入數(shù)據(jù)解得:dmin=1.5m;
(2)由題可知系統(tǒng)整體共速后一起減速直到靜止,
由牛頓第二定律得:
μ2(m1+m2+M)g=(M+m1+m2)a′,
由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得:xM″=
M運(yùn)動(dòng)的位移大小為:x=xM+xM′+xM″,
代入數(shù)據(jù)解得:x=2.5m.
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