2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動量守恒定律 力學(xué)三大觀點 課時規(guī)范練21 力學(xué)三大觀點的綜合應(yīng)用 新人教版.doc
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課時規(guī)范練21 力學(xué)三大觀點的綜合應(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在弧形軌道最低點時對軌道的壓力大小F; (2)小球A、B碰撞過程中損失的機械能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時的速度大小為v,其在圓弧形軌道上下滑過程機械能守恒,mgh=12mv2 設(shè)小球A在圓弧形軌道最低點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)對小球A、B碰撞的過程,由動量守恒定律有mv=2mv,其中由于A、B碰撞并粘在一起,對該過程,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的粗糙足夠長的斜面的底端,一質(zhì)量m=1 kg可視為質(zhì)點的滑塊壓縮一輕彈簧,滑塊與彈簧不相連。t=0時釋放物塊,計算機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)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ的大小; (2)壓縮彈簧時,彈簧具有的彈性勢能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動,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06400322? 3.(2017四川廣元二模)某校物理興趣小組制作了一個游戲裝置,其簡化模型如圖所示,在A點用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以v0水平速度彈射出去,沿水平直線軌道運動到B點后,進入半徑R=0.3 m 的光滑豎直圓形軌道,運行一周后自B點向C點運動,C點右側(cè)有一陷阱,C、D兩點的豎直高度差h=0.2 m,水平距離s=0.6 m,水平軌道AB長為l1=1 m,BC長為l2=2.6 m,小滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(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,求小滑塊在A點彈射出的速度大小。 (2)若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運行一周離開圓形軌道后只要不掉進陷阱即為勝出,求小滑塊在A點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的速度為v,由牛頓第二定律得mg=mv2R 從B到最高點小滑塊機械能守恒,有 12mvB2=2mgR+12mv2 從A到B由動能定理得 -μmgl1=12mvB2-12mv12 由以上三式解得A點的速度v1=5 m/s。 (2)若小滑塊剛好停在C處,從A到C由動能定理得 -μmg(l1+l2)=0-12mv22 解得A點的速度為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點并恰好越過陷阱,利用平拋運動,豎直方向h=12gt2,水平方向s=vCt。 從A到C由動能定理得 -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)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之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,平板小車A的長度l=0.9 m?，F(xiàn)給小鐵塊B一個v0=5 m/s的初速度使之向左運動,與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞后向右運動,求小鐵塊B在平板小車A上運動的整個過程中系統(tǒng)損失的機械能(重力加速度g取10 m/s2)。 答案9 J 解析設(shè)小鐵塊B向左運動到達豎直墻壁時的速度為v1,根據(jù)動能定理得-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達到的共同速度為v2,根據(jù)動量守恒定律得mv1=(m0+m)v2,解得v2=1 m/s。設(shè)小鐵塊B在平板小車A上相對滑動的位移為x時與平板小車A達到共同速度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達到共同速度時就滑出平板小車A,所以小鐵塊B在平板小車上運動的整個過程中系統(tǒng)損失的機械能為ΔE=2μmgl=9 J。 5.如圖所示,一質(zhì)量m=2 kg的滑塊從高h=1.5 m處無初速度下落,沿切線方向進入固定的14粗糙圓弧AB,圓弧半徑R=1.5 m,再經(jīng)長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的足夠長的長木板,長木板的上表面與BC面齊平,與C點的間隙可忽略,滑塊滑至C點時的速度vC=6 m/s。當滑塊滑至長木板上表面的同時施加給長木板一個大小為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及長木板上表面的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2(g取10 m/s2)。求: (1)滑塊在粗糙圓弧AB上運動時克服摩擦力所做的功; (2)滑塊與長木板的最終速度的大小及滑塊在長木板上表面上滑動時所產(chǎn)生的熱量。 答案(1)8 J (2)3 m/s 16.5 J 解析(1)由動能定理可得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)滑塊滑上長木板后,相對長木板滑動時加速度大小為a1,此過程中長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。 當二者速度相等時vC-a1t1=a2t1,解得t1=43 s。 因為t0下載提示(請認真閱讀)
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