江蘇省2020版高考物理三輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)16 力學(xué)綜合題（三大觀點(diǎn)的應(yīng)用）練習(xí)（含解析）

熱點(diǎn)16力學(xué)綜合題(三大觀點(diǎn)的應(yīng)用)(建議用時(shí)：20分鐘)1如圖甲所示，質(zhì)量M1.0 kg的長木板A靜止在光滑水平面上，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m1.0 kg的小鐵塊B，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，對(duì)鐵塊施加水平向右的拉力F，F(xiàn)大小隨時(shí)間變化如圖乙所示，4 s時(shí)撤去拉力可認(rèn)為A、B間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，取重力加速度g10 m/s2.求：(1)01 s內(nèi)，A、B的加速度大小aA、aB；(2)B相對(duì)A滑行的最大距離x；(3)04 s內(nèi)，拉力做的功W；(4)04 s內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱Q.2(2019·無錫市高三期末調(diào)研)如圖所示，半徑R2.0 m的光滑圓弧軌道固定在光滑的水平地面上，其末端水平平板小車上固定一木塊，緊靠在軌道的末端，木塊上表面水平粗糙，且與圓弧軌道末端等高木塊的厚度h0.45 m，木塊最右端到小車最右端的水平距離x0.45 m，小車連同木塊總質(zhì)量M2 kg.現(xiàn)使一個(gè)質(zhì)量m0.5 kg的小球從圓弧軌道上由靜止釋放，釋放小球的位置和圓弧軌道的圓心之間的連線與豎直方向的夾角為53°，小球從木塊右端飛出后恰好擊中小車的最右端(g10 m/s2，sin 53°0.8，cos 53°0.6)求：(1)小球到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；(2)小球離開木塊最右端時(shí)，小球的速度大?。?3)小球運(yùn)動(dòng)到木塊最右端過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能3.如圖所示，在水平軌道上方O處，用長為L1 m的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m0.1 kg 的滑塊B，B恰好與水平軌道相切，并可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)水平軌道的右側(cè)有一質(zhì)量為M0.3 kg 的滑塊C與輕質(zhì)彈簧的一端相連，彈簧的另一端固定在豎直墻D上，彈簧處于原長時(shí)，滑塊C靜止在P點(diǎn)處一質(zhì)量也為m0.1 kg的子彈以初速度v015 m/s射穿滑塊B后(滑塊B質(zhì)量不變)射中滑塊C并留在其中，一起壓縮彈簧，彈簧最大壓縮量為x0.2 m滑塊B做圓周運(yùn)動(dòng)，恰好能保證繩子不松弛滑塊C與PD段的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，A、B、C均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字求：(1)子彈A和滑塊B作用過程中損失的能量；(2)彈簧的最大彈性勢(shì)能熱點(diǎn)16力學(xué)綜合題(三大觀點(diǎn)的應(yīng)用)1解析：(1)在01 s內(nèi)，A、B兩物體分別做勻加速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)牛頓第二定律得mgMaAF1mgmaB代入數(shù)據(jù)得aA2 m/s2，aB4 m/s2.(2)t11 s后，拉力F2mg，鐵塊B做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為v1；木板A仍做勻加速運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)過時(shí)間t2，速度與鐵塊B相等v1aBt1又v1aA(t1t2)解得t21 s設(shè)A、B速度相等后一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t32 s，加速度為aF2(Mm)aa1 m/s2木板A受到的靜摩擦力fMa<mg，A、B一起運(yùn)動(dòng)，B相對(duì)A滑行的最大距離xaBtv1t2aA(t1t2)2代入數(shù)據(jù)得x2 m.(3)01 s內(nèi)拉力做的功W1F1x1F1·aBt12 J12 s內(nèi)拉力做的功W2F2x2F2v1t28 J24 s內(nèi)拉力做的功W3F2x3F220 J04 s內(nèi)拉力做的功WW1W2W340 J.(4)系統(tǒng)的摩擦熱Q只發(fā)生在鐵塊與木板相對(duì)滑動(dòng)階段，此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱Qmgx4 J.答案：(1)2 m/s24 m/s2(2)2 m(3)40 J(4)4 J2解析：(1)設(shè)小球到達(dá)軌道末端的速度為v0，由機(jī)械能守恒定律mgR(1cos 53°)mv解得v04 m/s小球在軌道最低點(diǎn)Fmgm解得F9 N由牛頓第三定律知小球?qū)壍赖膲毫F9 N.(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到木塊最右端的速度為v1，此時(shí)小車的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律得mv0mv1Mv2小球離開木塊最右端后做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為thgt2解得t0.3 s小球恰好擊中小車的最右端v1tv2tx以上各式聯(lián)立解得v12 m/s，v20.5 m/s所以小球到達(dá)木塊最右端的速度大小為2 m/s.(3)由能量守恒定律得mgR(1cos 53°)mvMvQ解得Q2.75 J.答案：(1)9 N(2)2 m/s(3)2.75 J3解析：(1)若滑塊B恰好能夠做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則在圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)有mgm解得v1 m/s滑塊B從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中，由機(jī)械能守恒定律得mg·2Lmvmv解得vB5 m/s子彈A和滑塊B作用過程，由動(dòng)量守恒定律得mv0mvAmvB，解得vA10 m/s子彈A和滑塊B作用過程中損失的能量Emvmvmv10 J.若滑塊B恰好能夠運(yùn)動(dòng)到與O等高處，則到達(dá)與O等高處時(shí)的速度為零，滑塊B從最低點(diǎn)到與O等高處的過程，由機(jī)械能守恒定律得mg·LmvvB2 m/s子彈A和滑塊B作用過程，由動(dòng)量守恒定律得mv0mvAmvB，解得vA(152) m/s子彈A和滑塊B作用過程中損失的能量Emvmvmv7.5 J.(2)若滑塊B恰好能夠做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)A與C作用后瞬間的共同速度為v，由動(dòng)量守恒定律有mvA(Mm)vA、C一起壓縮彈簧，由能量守恒定律有(Mm)v2Ep(Mm)gx，解得Ep2.1 J.若滑塊B恰好能夠運(yùn)動(dòng)到與O等高處，設(shè)A與C作用后瞬間的共同速度為v，由動(dòng)量守恒定律得mvA(Mm)vA、C一起壓縮彈簧，由能量守恒定律有(Mm)v2Ep(Mm)gx，解得Ep3.1 J.答案：見解析- 6 -