《2018届高考物理二轮复习 重难专题强化练“活用三大观点破解力学计算题”课后冲关》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2018届高考物理二轮复习 重难专题强化练“活用三大观点破解力学计算题”课后冲关(6页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、“活用三大观点破解力学计算题”1(2017枣庄期末)如图甲所示,电动机通过绕过光滑定滑轮的细绳与放在倾角为30的光滑斜面上的物体相连,启动电动机后物体沿斜面上升;在03 s时间内物体运动的vt图像如图乙所示,其中除12 s时间段图像为曲线外,其余时间段图像均为直线,1 s后电动机的输出功率保持不变;已知物体的质量为2 kg,重力加速度g10 m/s2。求:(1)1 s后电动机的输出功率P;(2)物体运动的最大速度vm;(3)在03 s内电动机所做的功。解析:(1)设物体的质量为m,由题图乙可知,在时间t11 s内,物体做匀加速直线运动的加速度大小为a5 m/s2,1 s末物体的速度大小达到v
2、15 m/s,此过程中,设细绳拉力的大小为F1,则根据运动学公式和牛顿第二定律可得:v1at1F1mgsin 30ma设在1 s末电动机的输出功率为P,由功率公式可得:PF1v1联立解得:P100 W。(2)当物体达到最大速度vm后,设细绳的拉力大小为F2,由牛顿第二定律和功率的公式可得:F2mgsin 300PF2vm联立解得:vm10 m/s。(3)设在时间t11 s内,物体的位移为x,电动机做的功为W1,则由运动公式及动能定理:xat12W1mgxsin 30mv12设在时间t3 s内电动机做的功为W,则:WW1P(tt1)联立解得:W250 J。答案:(1)100 W(2)10 m/s
3、(3)250 J2(2017天津高考)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA2 kg、mB1 kg。初始时A静止于水平地面上,B悬于空中。现将B竖直向上再举高h1.8 m(未触及滑轮),然后由静止释放。一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触。取g10 m/s2,空气阻力不计。求:(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t;(2)A的最大速度v的大小;(3)初始时B离地面的高度H。解析:(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有hgt2代入数据解得t0.6 s。(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为v
4、B,有vBgt细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A、B的重力,A、B相互作用,由动量守恒得mBvB(mAmB)v之后A做匀减速运动,所以细绳绷直后瞬间的速度v即为A的最大速度,联立式,代入数据解得v2 m/s。(3)细绳绷直后,A、B一起运动,B恰好可以和地面接触,说明此时A、B的速度为零,这一过程中A、B组成的系统机械能守恒,有(mAmB)v2mBgHmAgH代入数据解得H0.6 m。答案:(1)0.6 s(2)2 m/s(3)0.6 m3质量分别为2m和m的滑块1和滑块2通过一根细线拴接在压缩的弹簧两端,某一刻细线剪断后滑块1沿水平面向左运动,滑块2向右从斜面底端开始沿斜面向上运动,忽略滑块2沿
5、斜面向上运动前的速度大小变化,当斜面倾角30时,滑块1和滑块2滑行的最大距离之比为4,当倾斜角度变化时,滑块沿斜面滑行的最大距离也会随之变化。重力加速度为g,水平部分和斜面部分动摩擦因数相同。求:(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数;(2)假设滑块2的初速度为v0,当斜面倾角为多大时,滑块滑行的最大距离最小,最小值是多少?解析:(1)细线剪断瞬间两个滑块组成的系统动量守恒,有2mv1mv2对滑块1水平向左滑行,根据功能关系有2mgx12mv12对滑块2沿斜面向上滑行,根据受力可得a1gsin 30gcos 30滑块2滑行最远距离x2根据可得。(2)当变化时,设沿斜面向上为正方向,滑块的加速度为a2
6、,则:mgsin mgcos ma2设滑块的位移为x,根据运动学公式:0v022a2x则x,当3090时,x最小,即60x最小值为xmin。答案:(1)(2)604(2017凉山州一诊)如图所示,水平面上有一长度L4 m的薄凹槽CD,长L12 m、质量M1 kg的薄板放在凹槽右侧D点静止,水平面两侧各有一个R0.5 m的半圆轨道。D点右侧静止一质量m0.98 kg的小木块。现有一颗质量m020 g的子弹以v0100 m/s的速度射入木块,共速后滑上薄板,板与木块间动摩擦因数0.05,其余一切摩擦不计。若薄板每次与C、D面碰后速度立即减为0且与C、D面不粘连,重力加速度g取10 m/s2。求:(
7、1)子弹与木块碰后共同的速度为多大?(2)木块过圆弧B点时对B点压力为多大?(3)木块最终停止时离D点多远?解析:(1)设子弹与木块的共同速度为v,取向左为正方向,根据动量守恒定律得:m0v0(m0m)v代入相关数据解得:v2 m/s。(2)木块滑上薄板后,木块的加速度a1g0.5 m/s2,且方向向右。薄板产生的加速度a20.5 m/s2,且方向向左。设经过时间t,木块与薄板以共同速度v运动则:vva1ta2t解得v1 m/s,t2 s。此时木块在薄板上运动的距离xvta1t2a2t2代入数据解得x2 mL1,故共速时,木块恰好在薄板左侧木块过B点时圆弧轨道对其产生的支持力与重力的合力提供向
8、心力,则:N(mm0)g(mm0)代入相关数据解得:N12 N由牛顿第三定律知,木块过圆弧B点时对B点压力为12 N。(3)木块沿半圆轨道向上运动后返回到C点,当木块再由C处滑上薄板时,设经过t1共速,此时薄板和木块的共同速度为v1则:v1va1t1a2t1解得v10.5 m/s,t11 s。此时木块在薄板上运动的距离xvt1a1t12a2t120.5 m薄板与D面碰撞后,v薄板0,木块以速度v10.5 m/s的速度向右做减速运动设经过t2时间速度为0,则t21 sxv1t2a1t220.25 m故LL1xx1.25 m即木块停止运动时离D点1.25 m远。答案:(1)2 m/s(2)12 N
9、(3)1.25 m5如图所示,四分之一圆弧轨道OA与传送带相切相连,下方的CD水平轨道与他们在同一竖直面内。圆弧轨道OA的半径R1.25 m,传送带长s2.25 m,圆弧轨道OA光滑,AB与CD间的高度差为h。一滑块从O点由静止释放,当滑块经过B点时(无论传送带是否运动),静止在CD上的长为Lm的薄木板(此时木板的左端在B点的正下方)在F12 N的水平恒力作用下启动。已知滑块与传送带间的动摩擦因数10.2,木板的质量M1 kg,木板与水平轨道CD间的动摩擦因数20.4,g取10 m/s2。(1)如果传送带静止,求滑块到达B点时的速度大小;(2)如果传送带静止,若滑块能落在木板上,求h的取值范围
10、;(3)如果传送带可以以任意速度传动,取h20 m,试判断滑块还能否落在木板上。解析:(1)设滑块滑到A点时的速度为vA,由机械能守恒定律可知:mgRmvA2代入数据解得:vA5 m/s;滑块滑过静止的传送带到达B点时,速度为vB,由动能定理有:1mgsmvB2mvA2代入数据得:vB4 m/s。(2)设木板在CD上运动的加速度为a,由牛顿第二定律得:a8 m/s2;若滑块能落在木板上,可得vBt1at12代入数据解得:t11 s;对应的高度为:h1gt12代入数据解得:h15 m;如果滑块恰好落在木板右端,需用时t2,则有:vBt2at22L解得:t2 s和0t2 s对应的高度为:h2gt22解得:h2 m,0h2 m,故h的取值范围为,。(3)如果h20 m,则滑块落在木板上的时间为t,则有hgt2,解得t2 s;如果滑块落在木板左端,需要滑块有速度vB1,则有vB1tat2,解得vB18 m/s;由于传送带的速度足够大,所以可以让滑块一直处于加速状态,设滑块运动到B点的速度为vB1,则由动能定理有:1mgsmvB12mvA2解得:vB1 m/s8 m/s;即传送带不足以使滑块获得落在木板上所需的速度,故滑块不能落在木板上。答案:(1)4 m/s(2) ,(3)滑块不能落在木板上6