2018屆高考物理二輪復習第五章能量和動量提能增分練(四)解決力學問題的三大觀點

1、提能增分練(四)解決力學問題的三大觀點A 級一一奪高分1. (2017 正定質檢)如圖所示，質量m2.0 kg 的木塊靜止在高h= 1.8 m 的水平平臺上，木塊距平臺右邊緣l= 10 m,木塊與平臺間的動摩擦因數(shù)卩=0.2。用大小為F= 20 N、方向與水平方向成 37角的力拉動木塊，當木塊運動到水平臺末端時撤去F。不計空氣阻力,2g=10 m/s , sin 37 = 0.6 , cos 37 = 0.8。求：解析：第一次與墻碰撞后，木板的速度反向，大小不變，此后木板向左做勻減速運動,重物向右做勻減速運動，最后木板和重物達到共同的速度 量為 2m,取向右為動量的正向，由動量守恒得：2mvm

2、v= 3mv設從第一次與墻碰撞到重物和木板具有共同速度(1)木塊離開平臺時速度的大小;(2)木塊落地時距平臺后邊緣的水平距離。解析：(1)木塊在水平臺上運動過程中，由動能定理得Flcos 37 -(mg- Fsin 37解得v= 12 m/s。(2)木塊離開平臺后做平拋運動，則水平方向：x=豎直方向：h= 1gt2解得x= 7.2 m。答案：(1)12 m/s (2)7.2 m2. (2017 湖南長沙長郡中學模擬)如圖所示，光滑的水平面上有一木板，在其左端放有一重物，右方有一豎直的墻，重物的質量為木板質量的2 倍，重物與木板間的動摩擦因數(shù)=0.2。使木板與重物以共同的速度Vo= 6 m/s

3、向右運動，某時刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間極短。已知木板足夠長，重物始終在木板上，重力加速度取g=10m求木板從第一次與墻碰撞到第二次與墻碰撞所經(jīng)歷的時間。v。設木板的質量為m,重物的質v所用的時間為t1，對木板應用動量定O12)I=mv-02理得:32mgt=mv m-Vo)設重物與木板有相對運動時的加速度為a,由牛頓第二定律得：2 卩mg= ma在達到共同速度v時，木板離墻的距離為：從木板與重物以共同速度v開始向右做勻速運動到第二次與墻碰撞的時間為：t2=-V從第一次碰撞到第二次碰撞所經(jīng)過的時間為：t=tl+t24vo由以上各式得t=g3 卩g代入數(shù)據(jù)可得：t= 4 s。答案：4 s3

4、. (2017 河北武邑中學模擬)如圖所示，傾角a= 30的足夠長光滑斜面固定在水平 面上，斜面上放一長L= 1.8 m 質量 M= 3 kg 的薄木板，木板的最上端疊放一質量n= 1 kg的物塊，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)11=筍。對木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿2斜面由靜止開始做勻加速直線運動。設物塊與木板間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,(1)為使物塊不滑離木板，求力F應滿足的條件。(2)若F= 37.5 N，物塊能否滑離木板？若不能，請說明理由；若能，求出物塊滑離木 板所用的時間及滑離木板后沿斜面上升的最大距離。解析：(1)對M m由牛頓第二定律F( Wm gsina =( Mma物塊

5、恰好不滑離木板時，對m有fmna=ma代入數(shù)據(jù)得：Fw30 No(2)F= 37.5 N30 N，物塊能滑離木板對M有F imgcosa Mgina =Ma對m有imcposa mina =ma設物塊滑離木板所用的時間為t，由運動學公式:取重力. . 2加速度g= 10 m/s。4暫2a2t2=L5代入數(shù)據(jù)得：t= 1.2 s物塊離開木板時的速度v=a2t2由公式：一 2gsina s =0v代入數(shù)據(jù)得s= 0.9 m。答案：（1）FW30 N （2）物塊能滑離木板 1.2 s 0.9 m4. （2017 河北區(qū)模擬）如圖所示，滑塊質量為m與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.1 ,1它以V0= 3g

6、R的初速度由A點開始向B點滑行，AB=5R,并滑上光滑的半徑為R的 4 圓弧BC在C點正上方有一離C點高度也為R的旋轉平臺（厚度不計），沿平臺直徑方向開有兩個 離軸心距離相等的小孔P、Q P Q位于同一直徑上，旋轉時兩孔均能達到C點的正上方。 若滑塊滑過C點后穿過P孔，又恰能從Q孔落下，則平臺轉動的角速度3應滿足什么條件？P詁 xQ解析：設滑塊滑至B點時速度為VB,對滑塊由A點到B點應用動能定理有1212卩mg-5R=尹型mv解得vB= 8gR滑塊從B點開始，運動過程中機械能守恒，設滑塊到達P處時速度為VP,則1212mB=尹9+mg-2R解得VP=2.gR滑塊穿過P孔后再回到平臺的時間2VP

7、R.t= 2T4;g要實現(xiàn)題述過程，需滿足B 級一一沖滿分5. （2017 銅陵模擬）如圖所示，半徑 R= 1.0 m 的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內，軌道的一個端點B和圓心O連線與水平方向間的夾角0= 37,另一端點C為軌道的最低點。C點右側的光滑水平面上緊挨C點靜止放置一木板，木板質量M= 1 kg，上表面與C點等高。質量為m= 1 kg 的物塊（可視為質點）從空中A點以vo= 1.2 m/s 的速度水平拋出，恰好從軌）AB， ）。,(n= 0,1,2 ,6道的B端沿切線方向進入軌道。已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù) 求:(1)物塊經(jīng)過C點時的速度Vc；(2)若木板足夠長，物塊在木板上相對滑動

8、過程中產(chǎn)生的熱量解析：(1)設物塊在B點的速度為VB，從A到B物塊做平拋運動，有從B到C,根據(jù)動能定理有1212mgR1+sin0)=qmvqmv解得Vc= 6 m/s。(2)物塊在木板上相對滑動過程中由于摩擦力作用帶動木板運動，最終兩者將一起共同運動。設相對滑動時物塊加速度為a,木板加速度為a2，經(jīng)過時間t達到共同速度為v,則mg= ma,卩mg= Ma,v=vca1t,v=a2t根據(jù)能量守恒定律有12122(m M v+Q=mv6. (2017 廈門模擬)如圖所示，在豎直方向上AB兩物體通過勁度系數(shù)為k的輕質彈K1J簧相連，A放在水平地面上；斜面上。用手拿住C,使細線剛剛拉直但無拉力作用，

9、并保證ab段的細線豎直、cd段的細線與斜面平行。已知A、B的質量均為m斜面傾角為0= 37，重力加速度為g,滑輪的(1) 從開始到A剛要離開地面的過程中，C沿斜面下滑的距離;(2)C的質量；21= 0.2，取g= 10 m/s-VBSIn0 =Vo聯(lián)立解得Q= 9 Jo答案：(1)6 m/s (2)9 JB C兩物體通過細線繞過輕質定滑輪相連，C放在固定的光滑質量和摩擦不計，開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。時，B的速度最大。(sin 37 0.6 , cos 37C釋放后沿斜面下滑，當A剛要離開地面=0.8) 求:O7(3)A剛離開地面時，C的動能。8解析：(1)設開始時彈簧壓縮的長度為XB，由題

10、意有：kxB=mg設當A剛剛離開地面時，彈簧的伸長量為XA,有kxA=mg當A剛離開地面時，B上升的距離即C沿斜面下滑的距離為(2)A剛離開地面時，以B為研究對象，B受到重力mg彈簧的彈力kxA,細線的拉力FT三個力的作用，設B的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律，對B有：FT- mg- kxA=ma對C有:mgsin0FT= ma當B獲得最大速度時，有：a= 0(3)根據(jù)動能定理得：對 C：ncghsin0WT=EC-0對B：W/- mgh+ 單=EB 0其中彈簧彈力先做正功后做負功，且其壓縮量與伸長量相等，故總功為零，3彈=0h=XA+XB=2mg解得10nc= 3m。EC_10EkB32 22

11、0mg13k7. (2017 貴州思南中學模擬)如圖所示，AB為半徑R= 0.81m 的 4 光滑圓弧軌道， 下端B恰與小車右端平滑對接。小車質量M= 3 kg，車長L= 2.06 m ,現(xiàn)有一質量 m= 1 kg 的滑塊，由軌道頂端無初速釋放，滑到B端后沖上小車。已知地面光滑,滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)卩=0.3，當車運行了1.5 s 時，車被地面裝置鎖定。2(g取 10 m/s )試求:(1)滑塊從A到達B的過程中,滑塊所受合力的沖量大小;9B C的速度大小相等，故其動能大小之比為其質量大小之比，即解得氐=23?r?！板?2mg10 答案：(1)鼻 (2) -m車剛被鎖定時，車右端距軌

12、道B 端的距離；(3)從車開始運動到剛被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內能大小。解析：(1)設滑塊到達B端時速度為V,10若在水池中MN范圍內放上安全氣墊(氣墊厚度不計)，水面上的B點在水平軌道邊緣E點的正下方，且BMh10m,BN=15 m；要使小滑車能通過圓形軌道并安全到達氣墊上，則小滑車起始點A距水平軌道的高度H該如何設計?2VP12由動能定理，得mgR=mv由動量定理，得I合=mv聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)得：I合=4 N s。(2)當滑塊滑上小車后，由牛頓第二定律,對滑塊有：一卩mg= ma,對小車有：mg= Ma設經(jīng)時間t兩者達到共同速度，則有：v+at=a2t解得t= 1

13、 s。由于 1 s1.5 s,此時小車還未被鎖定， 兩者的共同速度：v =a2t= 1 m/s,因此，車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離:12x=qQt+vt= 1 m。Ci(3)從車開始運v+v12X=t尹t所以產(chǎn)生的內能：E=卩 mgx= 6 J。答案：(1)4 Ns(2)1 m (3)6 J& (2017 四川成都實驗中學模擬)中如圖所示是某公園中的一項游樂設施，半徑為=2.5 m、r= 1.5 m 的兩圓形軌道甲和乙安裝在同一豎直平面內，兩軌道之間由一條水平軌 道CD相連，現(xiàn)讓可視為質點的質量為10 kg 的無動力小滑車從A點由靜止釋放，剛好可以滑過甲軌道后經(jīng)過CD段又滑上乙軌道后離開兩圓形軌道，然后從水平軌道飛入水池內，水 面離水平軌道的高度求小滑車到乙軌道最高點Q時對乙軌道的壓力。(1)11解析：(1)在甲軌道最高點P有：m=mR,解得VP=5 m/s。從甲軌道最高點P到乙軌道最高點Q由動能定理:12r1212mg2 A 2r) = mvQ- qmv.2VQ在Q點：mg+ F=mr，解得：1 000F=3N1 000由牛頓第三定律可得，小滑車對乙軌道Q點壓力大小為F=寸 N，方向豎直向上。312 設剛好能過P點，A距水平軌道的高度為H,從A到P,由動能定理mg H2&= mV0,H= 6.25 m ,所以H需要大于等于 6.25 m設小滑車到水平軌