（全國(guó)I卷）2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能 能力課時(shí)7 應(yīng)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn) 突破多過(guò)程綜合問(wèn)題

《（全國(guó)I卷）2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能 能力課時(shí)7 應(yīng)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn) 突破多過(guò)程綜合問(wèn)題》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)I卷）2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能 能力課時(shí)7 應(yīng)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn) 突破多過(guò)程綜合問(wèn)題（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、能力課時(shí)7應(yīng)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn) 突破多過(guò)程綜合問(wèn)題1.如圖1所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量M2 kg的長(zhǎng)木板，木板上表面與固定的豎直弧形軌道相切。一質(zhì)量m1 kg的小滑塊自A點(diǎn)沿弧面由靜止滑下，A點(diǎn)距離長(zhǎng)木板上表面高度h0.6 m。滑塊在木板上滑行t1 s后，和木板以共同速度v1 m/s勻速運(yùn)動(dòng)，取g10 m/s2。求：圖1(1)滑塊與木板間的摩擦力大??；(2)滑塊沿弧面下滑過(guò)程中克服摩擦力做的功；(3)滑塊相對(duì)木板滑行的距離。解析(1)對(duì)木板FfMa1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得va1t解得a11 m/s2，F(xiàn)f2 N(2)對(duì)滑塊有Ffma2設(shè)滑塊滑上木板時(shí)的初速度為v0，由公式vv0a2t解得a2

2、2 m/s2，v03 m/s滑塊沿弧面下滑的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mghWfmv可得滑塊克服摩擦力做的功為Wfmghmv1.5 J(3)t1 s內(nèi)木板的位移x1a1t20.5 m此過(guò)程中滑塊的位移x2v0ta2t22 m故滑塊相對(duì)木板滑行距離Lx2x11.5 m答案(1)2 N(2)1.5 J(3)1.5 m2.如圖2所示，上表面光滑，長(zhǎng)度為3 m、質(zhì)量M10 kg的木板，在F50 N的水平拉力作用下，以v05 m/s的速度沿水平地面向右勻速運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m3 kg的小鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地放在木板最右端，當(dāng)木板運(yùn)動(dòng)了L1 m時(shí)，又將第二個(gè)同樣的小鐵塊無(wú)初速度地放在木板最右端，以后木

3、板每運(yùn)動(dòng)1 m就在其最右端無(wú)初速度地放上一個(gè)同樣的小鐵塊。(g取10 m/s2)求：圖2(1)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)剛放第三個(gè)鐵塊時(shí)木板的速度大??；(3)從放第三個(gè)鐵塊開始以后(以后停止放鐵塊)到木板停下的過(guò)程，木板運(yùn)動(dòng)的距離。解析(1)木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到地面的摩擦力為Ff由平衡條件得FFfFfMg聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得0.5(2)每放一個(gè)小鐵塊，木板所受的摩擦力增加mg，令剛放第三個(gè)鐵塊時(shí)木板速度為v1，對(duì)木板從放第一個(gè)鐵塊到剛放第三個(gè)鐵塊的過(guò)程，由動(dòng)能定理得mgL2mgLMvMv聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得v14 m/s(3)從放第三個(gè)鐵塊開始到木板停下之前，木板所受的摩擦力恒為(3mM)g

4、從放第三個(gè)鐵塊開始到木板停下的過(guò)程，木板運(yùn)動(dòng)的距離為x，對(duì)木板由動(dòng)能定理得3mgx0Mv聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得x m1.78 m答案(1)0.5(2)4 m/s(3)1.78 m3.如圖3所示，AB段為一半徑R0.2 m的光滑圓弧軌道，EF是一傾角為30的足夠長(zhǎng)的光滑固定斜面，斜面上有一質(zhì)量為0.1 kg的薄木板CD，開始時(shí)薄木板被鎖定.一質(zhì)量也為0.1 kg的物塊(圖中未畫出)從A點(diǎn)由靜止開始下滑，通過(guò)B點(diǎn)后水平拋出，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后恰好以平行于薄木板的方向滑上薄木板，在物塊滑上薄木板的同時(shí)薄木板解除鎖定，下滑過(guò)程中某時(shí)刻物塊和薄木板能達(dá)到共同速度。已知物塊與薄木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。(g10 m/s

5、2，結(jié)果可保留根號(hào))求：圖3(1)物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力；(2)物塊滑上薄木板時(shí)的速度大小；(3)達(dá)到共同速度前物塊下滑的加速度大小及從物塊滑上薄木板至達(dá)到共同速度所用的時(shí)間。解析(1)物塊從A到B的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：mgRmv解得：vB2 m/s在B點(diǎn)由牛頓第二定律得：FNmgm解得：FN3 N由牛頓第三定律得物塊對(duì)軌道的壓力大小為3 N，方向豎直向下(2)設(shè)物塊滑上薄木板的速度為v，則：cos 30解得：v m/s(3)物塊和薄木板下滑過(guò)程中，由牛頓第二定律得：對(duì)物塊：mgsin 30mgcos 30ma1對(duì)薄木板：mgsin 30mgcos 30ma2設(shè)物塊和薄木板達(dá)到的共同速

6、度為v，則：vva1ta2t解得：a12.5 m/s2，t s答案(1)3 N，方向豎直向下(2) m/s(3)2.5 m/s2 s4.(2020樂(lè)山市三診)利用彈簧彈射和皮帶傳動(dòng)裝置可以將工件運(yùn)送至高處。如圖4所示，已知傳送軌道平面與水平方向成37角，傾角也是37的光滑斜面軌道固定于地面且與傳送軌道良好對(duì)接，彈簧下端固定在斜面底端，工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25。皮帶傳動(dòng)裝置順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度v4 m/s，兩輪軸心相距L5 m，B、C分別是傳送帶與兩輪的切點(diǎn)，輪緣與傳送帶之間不打滑?，F(xiàn)將質(zhì)量m1 kg的工件放在彈簧上，用力將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，工件離開斜面頂端滑到皮帶上的B點(diǎn)時(shí)速

7、度v08 m/s，A、B間的距離x1 m。工件可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10 m/s2。(sin 370.6，cos 370.8)求：圖4(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能；(2)工件沿傳送帶上滑的時(shí)間。解析(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能Epmgxsin 37mv得Ep38 J。(2)工件沿傳送軌道減速向上滑動(dòng)過(guò)程mgsin 37mgcos 37ma1與傳送帶共速需要時(shí)間t10.5 s工件滑行位移大小x13 mL因?yàn)閠an 37，所以工件將沿傳送帶繼續(xù)減速上滑mgsin 37mgcos 37ma2假設(shè)工件速度減為0時(shí)，工件未從傳送帶上滑落。則t21 s工件滑行位移大小x22 mLx1故假設(shè)成立，工件沿傳送帶上滑的時(shí)間為

8、tt1t21.5 s。答案(1)38 J(2)1.5 s5.如圖5所示，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m1 kg的小物塊，從光滑平臺(tái)上的A點(diǎn)以v01.8 m/s的初速度水平拋出，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，最后小物塊無(wú)碰撞地滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的足夠長(zhǎng)的水平傳送帶。已知傳送帶上表面與圓弧軌道末端切線相平，傳送帶沿順時(shí)針?lè)较騽蛩龠\(yùn)行的速度為v3 m/s，小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，圓弧軌道的半徑為R2 m，C點(diǎn)和圓弧的圓心O點(diǎn)連線與豎直方向的夾角53，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6。求：圖5(1)小物塊到達(dá)

9、圓弧軌道末端D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；(2)小物塊從滑上傳送帶到第一次離開傳送帶的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。解析(1)設(shè)小物塊在C點(diǎn)的速度為vC，在C點(diǎn)由vC，解得vC3 m/s設(shè)小物塊在D的速度為vD。從C到D，由動(dòng)能定理得mgR(1cos )mvmv，解得vD5 m/s設(shè)在D點(diǎn)軌道對(duì)小物塊的作用力為FN：FNmgm解得FN22.5 N，由牛頓第三定律，小物塊對(duì)軌道的壓力大小為22.5 N，方向豎直向下。(2)設(shè)小物塊在傳送帶上的加速度為a，則mgmaag5 m/s2設(shè)小物塊由D點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)至速度為零，所用時(shí)間為t1，位移為x1，則vDat1x1t1設(shè)t1時(shí)間內(nèi)傳送帶向右的位移為x2，則x2vt1小物塊速度由零增加到與傳送帶速度相等的過(guò)程，所用時(shí)間為t2，t2通過(guò)的位移x3，x3t2傳送帶的位移為x4vt2小物塊相對(duì)傳送帶移動(dòng)的位移為xx1x2x4x3Qmgx，解得Q32 J。答案(1)22.5 N，方向豎直向下(2)32 J