江蘇省2020版高考物理三輪復習 熱點17 力學綜合題（三種運動形式的應用）練習（含解析）

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1、熱點17力學綜合題(三種運動形式的應用)(建議用時：20分鐘)1.(2019南京市六校聯考)如圖所示，一個質量為M、長為L的圓管豎直放置，頂端塞有一個質量為m的彈性小球，M5m，球和管間的滑動摩擦力和最大靜摩擦力大小均為5mg.管從下端距離地面為H處自由落下，運動過程中，管始終保持豎直，每次落地后向上彈起的速度與落地時速度大小相等，不計空氣阻力，重力加速度為g.求：(1)管第一次落地彈起時管和球的加速度；(2)管第一次落地彈起后，若球沒有從管中滑出，則球與管達到相同速度時，管的下端距地面的高度；(3)管第二次彈起后球不致滑落，L應滿足什么條件？2將一端帶有四分之一圓弧軌道的長木板固定在水平面上

2、，其中B點為圓弧軌道的最低點，BC段為長木板的水平部分，長木板的右端與平板車平齊并緊靠在一起，但不粘連現將一質量m12 kg的物塊由圓弧的最高點A無初速度釋放，經過B點時對長木板的壓力大小為40 N物塊經C點滑到平板車的上表面若平板車固定不動，物塊恰好停在平板車的最右端已知圓弧軌道的半徑R3.6 m，BC段的長度L15.0 m，平板車的長度L24 m，物塊與BC段之間的動摩擦因數為0.2，平板車與水平面之間的摩擦可忽略不計，g10 m/s2.求：(1)物塊從A到B過程中克服摩擦做的功W克f；(2)物塊在BC段滑動的時間t；(3)若換一材料、高度相同但長度僅為L31 m的平板車，平板車的質量m2

3、1 kg，且不固定，試通過計算判斷物塊是否能滑離平板車，若不能滑離，求出最終物塊離平板車左端的距離；若能滑離，求出滑離時物塊和平板車的速度大小3(2019揚州高三考前調研)如圖所示，質量為m1 kg的可視為質點的小物塊輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上的P點，隨傳送帶運動到A點后水平拋出，小物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從B點進入豎直光滑圓弧軌道下滑，圓弧軌道與質量為M2 kg的足夠長的小車在最低點O點相切，并在O點滑上小車，水平地面光滑，當物塊運動到障礙物Q處時與Q發(fā)生無機械能損失的碰撞碰撞前物塊和小車已經相對靜止，而小車可繼續(xù)向右運動(物塊始終在小車上)，小車運動過程中和圓弧無相互作用已知圓弧半徑

4、R1.0 m，圓弧對應的圓心角為53，A點距水平面的高度h0.8 m，物塊與小車間的動摩擦因數為0.1，重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.試求：(1)小物塊離開A點的水平初速度v1大??；(2)小物塊經過O點時對軌道的壓力大??；(3)第一次碰撞后直至靜止，物塊相對小車的位移和小車做勻減速運動的總時間熱點17力學綜合題 (三種運動形式的應用)1解析：(1)管第一次落地彈起時，管的加速度a12g，方向豎直向下球的加速度a24g，方向豎直向上(2)取豎直向下為正方向管第一次碰地瞬間的速度v0，方向豎直向下碰地后，管的速度v1，方向豎直向上；球的速度v2，方向豎直向下若

5、球剛好沒有從管中滑出，設經過時間t1，球、管的速度相同，則有v1a1t1v2a2t1t1故管下端距地面的高度h1v1t1a1tH.(3)球與管達到相對靜止后，將以速度v、加速度g豎直上升到最高點，由于vv2a2t1故這個高度是h2H因此，管第一次落地彈起后上升的最大高度Hmh1h2H從管彈起到球與管共速的過程球運動的位移sv2t1a2tH則球與管發(fā)生的相對位移s1h1sH.同理可知，當管與球從Hm再次下落，第二次落地彈起后到球與管共速，發(fā)生的相對位移為s2Hm所以管第二次彈起后，球不會滑出管外的條件是s1s2H.答案：(1)見解析(2)H(3)LH2解析：(1)設物塊到達B點時的速度大小為v1

6、，由題意可知此時長木板對物塊的支持力N40 N，由牛頓第二定律有Nm1g解得v16 m/s從A到B由功能關系有W克fm1gRm1v解得W克f36 J.(2)設物塊在C點的速度大小為v2，從B運動到C的時間為t，由動能定理有m1gL1m1vm1v解得v24 m/s由牛頓第二定律有m1gm1a解得a2 m/s2則從B運動到C的時間為t1 s.(3)當平板車固定時，由動能定理有0m1vfL2解得f4 N當平板車不固定時，假設物塊恰好不能滑離平板車，它停在平板車最右端時二者共同的速度大小為v3，物塊相對平板車滑行的距離為x物塊與平板車組成的系統(tǒng)動量守恒，有m1v2(m1m2)v3物塊與平板車組成的系統(tǒng)

7、能量守恒，有fxm1v(m1m2)v聯立解得xm1 m說明假設不成立，物塊滑離平板車設物塊滑離平板車時物塊的速度大小為v4，平板車的速度大小為v5物塊與平板車組成的系統(tǒng)動量守恒，有m1v2m1v4m2v5物塊與平板車組成的系統(tǒng)能量守恒，有fL3m1vm1vm2v解得v4m/s，v5m/s另一組解v42 m/s，v54 m/s不合題意，舍去答案：(1)36 J(2)1 s(3)能滑離m/sm/s3解析：(1)對小物塊由A到B有v2gh在B點tan 解得v13 m/s.(2)由A到O，根據動能定理有mg(hRRcos )mvmv在O點FNmgm解得v0 m/s，FN43 N由牛頓第三定律知，小物塊對軌道的壓力FN43 N.(3)摩擦力Ffmg1 N，物塊滑上小車后經過時間t達到的共同速度為vt則，am2aM得vt m/s由于碰撞不損失能量，物塊在小車上重復做勻減速和勻加速運動，相對小車始終向左運動，物塊與小車最終靜止，摩擦力做功使動能全部轉化為內能，故有：Ffl相(Mm)v得l相5.5 m小車從物塊碰撞后開始勻減速運動，(每個減速階段)加速度不變aM0.5 m/s2，vtaMt得t s.答案：(1)3 m/s(2)43 N(3)5.5 m s- 7 -