（通用版）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練21 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 新人教版.docx
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考點(diǎn)規(guī)范練21 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 1.(2018河南南陽一中模擬)如圖所示,一質(zhì)量為m=1 kg、長為l=1 m的直棒上附有倒刺,物體順著直棒倒刺下滑,所受阻力為物體重力的15,逆倒刺而上時,將立即被倒刺卡住?，F(xiàn)該直棒豎直靜止在地面上,一彈性環(huán)自直棒的頂端由靜止開始下滑,設(shè)彈性環(huán)與地面碰撞過程不損失機(jī)械能,彈性環(huán)的質(zhì)量m環(huán)=3 kg,重力加速度g取10 m/s2,求直棒在之后的運(yùn)動過程中底部離開地面的最大高度。 答案0.45 m 解析設(shè)彈性環(huán)下落到地面時,速度大小為v1,由動能定理得 m環(huán)gl-Ffl=12m環(huán)v12,且有Ff=15m環(huán)g,解得v1=4m/s, 彈性環(huán)反彈后被直棒倒刺卡住,與直棒速度相同,設(shè)為v2,由動量守恒定律得m環(huán)v1=(m環(huán)+m)v2,解得v2=3m/s, 故直棒能上升的最大高度為H=v222g=0.45m。 2. 在光滑水平桌面上O處固定一個彈性擋板,P處靜止一質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)C,OP的距離等于PQ的距離,兩個可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊A、B間夾有炸藥,一起以v0=5 m/s的速度向右做勻速運(yùn)動,到P處與質(zhì)點(diǎn)C碰前引爆炸藥,小物塊A、B瞬間被炸開且在一條直線上運(yùn)動,當(dāng)B與C發(fā)生碰撞時瞬間粘到一塊,已知A的質(zhì)量為1 kg,B的質(zhì)量為2 kg,若要BC到達(dá)Q之前不再與A發(fā)生碰撞,則小物塊A、B間炸藥釋放的能量應(yīng)在什么范圍內(nèi)?(假設(shè)爆炸釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為物塊的動能) 答案3~1 875 J 解析引爆炸藥前后,由動量守恒定律可得(mA+mB)v0=mAvA+mBvB,設(shè)火藥爆炸釋放出來的能量為E,由能量守恒定律可得12mAvA2+12mBvB2-12(mA+mB)v02=E。B、C碰撞前后,由動量守恒定律得mBvB=(mC+mB)v共,根據(jù)題意可知,若炸開后,物塊A仍向右運(yùn)動,根據(jù)題意有vA≤v共,可得Emin=3J;若炸開后,A向左運(yùn)動,根據(jù)題意有-vA≤3v共,可得Emax=1875J。 3.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(diǎn)用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以水平速度v0彈射出去,沿水平直線軌道運(yùn)動到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,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(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由動能定理得 -μmgl1=12mvB2-12mv12 由以上三式解得A點(diǎn)的速度v1=5m/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(diǎn)的速度為v2=6m/s,若小滑塊停在BC段,應(yīng)滿足5m/s≤vA≤6m/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,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=35m/s。所以初速度的范圍為5m/s≤vA≤6m/s和vA≥35m/s。 4. 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之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,平板小車A的長度l=0.9 m。現(xiàn)給小鐵塊B一個v0=5 m/s的初速度使之向左運(yùn)動,與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞后向右運(yùn)動,求小鐵塊B在平板小車A上運(yùn)動的整個過程中系統(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)動到達(dá)豎直墻壁時的速度為v1,根據(jù)動能定理得-μmgl=12mv12-12mv02,解得v1=4m/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)動量守恒定律得mv1=(m0+m)v2,解得v2=1m/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(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=1.2m。由于x>l,說明小鐵塊B在沒有與平板小車A達(dá)到共同速度時就滑出平板小車A,所以小鐵塊B在平板小車上運(yùn)動的整個過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE=2μmgl=9J。 5.(2018廣東佛山二模)甲圖是傳送帶緊貼矩形桌面的俯視示意圖,傳送帶和桌面在同一水平面且都足夠?qū)挕⒆銐蜷L,傳送帶沿圖示方向運(yùn)動,abcd是垂直于水平面固定的光滑擋板條,ab與cd部分是直的,bc是平滑過渡部分,擋板條ab部分與傳送帶運(yùn)動方向的夾角為θ,質(zhì)量為m1的小滑塊A與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,從a點(diǎn)由靜止釋放,最后與靜止在桌面c點(diǎn)、質(zhì)量為m2的小滑塊B發(fā)生彈性正碰,小滑塊A、B均可視為質(zhì)點(diǎn),桌面c點(diǎn)左側(cè)光滑,右側(cè)與小滑塊A、B間的動摩擦因數(shù)均為μ1,重力加速度為g。 甲 乙 (1)若m1=3m2,小滑塊A碰前瞬間的速率為v0,求小滑塊A、B碰后在桌面滑行的距離之比s1∶s2。 (2)在滿足m1下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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