2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱考題型專(zhuān)攻（二）“滑塊+滑板”綜合練習(xí).doc

熱考題型專(zhuān)攻(二)“滑塊+滑板”綜合(45分鐘100分)1.(25分)如圖所示,AB為半徑R=0.8 m的光滑圓弧軌道,下端B恰與小車(chē)右端平滑對(duì)接。小車(chē)質(zhì)量M=3 kg,車(chē)長(zhǎng)L=2.06 m,車(chē)上表面距地面的高度h=0.2 m?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=1 kg的小滑塊(可看成質(zhì)點(diǎn)),由軌道頂端無(wú)初速釋放,滑到B端后沖上小車(chē)。已知地面光滑,滑塊與小車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.3,當(dāng)車(chē)運(yùn)行了1.5 s時(shí),車(chē)被地面裝置鎖定,g取10 m/s2。求:(1)滑塊到達(dá)B端時(shí),軌道對(duì)它支持力的大小。(2)車(chē)被鎖定時(shí),車(chē)右端距軌道B端的距離。(3)滑塊落地點(diǎn)離車(chē)左端的水平距離?！窘馕觥?1)設(shè)滑塊到達(dá)B端時(shí)速度為v,由機(jī)械能守恒定律得:mgR=mv2由牛頓第二定律得:FN-mg=m聯(lián)立兩式,代入數(shù)值解得:FN=3mg=30 N。(2)當(dāng)滑塊滑上小車(chē)后,由牛頓第二定律得:對(duì)滑塊有:mg=ma1對(duì)小車(chē)有:mg=Ma2設(shè)經(jīng)時(shí)間t兩者達(dá)到共同速度,則有:v-a1t=a2t解得:t=1 s由于1 s<1.5 s,此時(shí)小車(chē)還未被鎖定滑塊位移:s1=vt-a1t2小車(chē)位移:s2=a2t2相對(duì)位移:s=s1-s2<L滑塊沒(méi)有從小車(chē)上掉下,故兩者的共同速度:v=a2t=1 m/s,兩者一起勻速運(yùn)動(dòng),直到小車(chē)被鎖定。故車(chē)被鎖定時(shí),車(chē)右端距軌道B端的距離:x=a2t2+vt又:t=1.5 s-1 s=0.5 s代入數(shù)據(jù)解得:x=1 m。(3)對(duì)滑塊由動(dòng)能定理得:-mg(L-s)=mv2-mv2滑塊脫離小車(chē)后,在豎直方向有:h=gt2代入數(shù)據(jù)得,滑塊落地點(diǎn)離車(chē)左端的水平距離:x=vt=0.16 m。答案:(1)30 N(2)1 m(2)0.16 m2.(25分)(2018青島模擬)如圖所示,傾角=30的足夠長(zhǎng)的光滑斜面底端A固定有擋板P,斜面上B點(diǎn)與A點(diǎn)的高度差為h,將質(zhì)量為m,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的木板置于斜面底端,質(zhì)量也為m的小物塊靜止在木板上某處,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知木板與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)=,且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g。(1)若給木板和物塊一沿斜面向上的初速度v0,木板上端恰能到達(dá)B點(diǎn),求v0大小。(2)若對(duì)木板施加一沿斜面向上的拉力F0,物塊相對(duì)木板剛好靜止,求拉力F0的大小;(3)若對(duì)木板施加沿斜面向上的拉力F=2mg,作用一段時(shí)間后撤去拉力,木板下端恰好能到達(dá)B點(diǎn),物塊始終未脫離木板,求拉力F做的功W?！窘馕觥?1)對(duì)小物塊和長(zhǎng)木板組成的整體,由機(jī)械能守恒定律得:2m=2mg(h-Lsin)解得:v0=(2)由牛頓第二定律得:對(duì)木板與物塊整體:F-2mgsin=2ma0對(duì)物塊:mgcos-mgsin=ma0解得:F0=mg(3)設(shè)經(jīng)拉力F的最短時(shí)間為t1,再經(jīng)時(shí)間t2物塊與木板達(dá)到共速,再經(jīng)時(shí)間t3木板下端到達(dá)B點(diǎn),速度恰好減為零,由牛頓第二定律得:對(duì)木板:F-mgsin-mgcos=ma1mgsin+mgcos=ma3對(duì)物塊:mgcos-mgsin=ma2對(duì)木板與物塊整體:2mgsin=2ma4另有:a1t1-a3t2=a2(t1+t2)a2(t1+t2)=a4t3a1+a1t1t2-a3+a4=W=Fa1解得:W=mgh答案:(1)(2)mg(3)mgh3.(25分)(2018西昌模擬)如圖所示,足夠長(zhǎng)的斜面與水平面夾角為37,斜面上有一質(zhì)量M=3 kg的長(zhǎng)木板,斜面底端擋板高度與木板厚度相同。m=1 kg的小物塊從空中某點(diǎn)以v0=3 m/s水平拋出,拋出同時(shí)木板由靜止釋放,小物塊下降h=0.8 m掉在木板前端,碰撞時(shí)間極短可忽略不計(jì),碰后瞬間物塊垂直斜面分速度立即變?yōu)榱?。碰后兩者向下運(yùn)動(dòng),小物塊恰好在木板與擋板碰撞時(shí)在擋板處離開(kāi)木板。已知木板與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,木板上表面光滑,木板與擋板每次碰撞均無(wú)能量損失,g取10 m/s2,求:(1)碰前瞬間小物塊速度大小和方向。(2)木板至少多長(zhǎng)小物塊才沒(méi)有從木板后端離開(kāi)木板。(3)木板從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最后停在斜面底端的整個(gè)過(guò)程中通過(guò)路程多大?！窘馕觥?1)小物塊平拋,由動(dòng)能定理得:mgh=m-m代入數(shù)據(jù)解得:vt=5 m/ssin=解得:=37,即速度方向與斜面垂直(2)小物塊平拋,則:h=g木板下滑,由牛頓第二定律得:Mgsin-Mgcos=Mav=at1解得:a=2 m/s2,t1=0.4 s,v=0.8 m/s小物塊掉到木板上后速度變?yōu)?,然后向下運(yùn)動(dòng),直到與木板速度相同過(guò)程:小物塊:mgsin=ma1木板:Mgsin-(M+m)gcos=Ma2速度相同時(shí):a1t=v+a2t解得:a1=6 m/s2,a2= m/s2,t=0.15 sLmin=vt+a2t2-a1t2=0.06 m(3)小物塊平拋過(guò)程木板下移:x1=vt1=0.16 m兩者相碰到小物塊離開(kāi):x2=a1=vt2+a2代入數(shù)據(jù)解得:t2=0.3 s,x2=0.27 m此時(shí)木板速度:v2=v+a2t2=1 m/s木板與擋板碰后全程生熱:Q=Mgcoss=M代入數(shù)據(jù)解得:s=0.125 m可見(jiàn)木板在斜面上通過(guò)路程:s總=x1+x2+s=0.555 m答案:(1)5 m/s方向與斜面垂直(2)0.06 m(3)0.555 m4.(25分)(2018遼寧師大附中模擬)如圖所示,傾角=30的光滑斜面底端固定一塊垂直于斜面的擋板。將長(zhǎng)木板A靜置于斜面上,A上放置一小物塊B,初始時(shí)A下端與擋板相距L=4 m,現(xiàn)同時(shí)無(wú)初速度釋放A和B。已知在A停止運(yùn)動(dòng)之前B始終沒(méi)有脫離A且不會(huì)與擋板碰撞,A和B的質(zhì)量均為m=1 kg,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=,A或B與擋板每次碰撞損失的動(dòng)能均為E=10 J,忽略碰撞時(shí)間,重力加速度大小g取10 m/s2。求:(1)A第一次與擋板碰撞前瞬間的速度大小v。(結(jié)果可以用根式表示)(2)A第一次與擋板碰撞到第二次與擋板碰撞的時(shí)間t。(結(jié)果可以用根式表示)(3)B相對(duì)于A滑動(dòng)的可能最短時(shí)間t。(結(jié)果可以用根式表示)【解析】(1)B和A一起沿斜面向下運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理得:2mgLsin=(2m)v2解得:v=2 m/s(2)第一次碰后,對(duì)B有:mgsin=mgcos故B勻速下滑對(duì)A有:mgsin+mgcos=ma1解得:a1=10 m/s2,方向始終沿斜面向下設(shè)A第1次反彈的速度大小為v1,由功能關(guān)系得:mv2-m=Et=由式得:t= s(3)設(shè)A第2次反彈的速度大小為v2,由功能關(guān)系得:mv2-m=2E解得:v2=0即A與擋板第2次碰后停在底端,B繼續(xù)勻速下滑,與擋板碰后B反彈的速度為v,加速度大小為a,由功能關(guān)系得:mv2-mv2=Emgsin+mgcos=ma由式得B沿A向上做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t2= s當(dāng)B速度為0時(shí),因mgsin=mgcosFfm,B將靜止在A上,當(dāng)A停止運(yùn)動(dòng)時(shí),B恰好勻速滑至擋板處,B相對(duì)A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t最短,故:t=t+t2= s答案:(1)2 m/s(2) s(3) s