(新課標(biāo))2020高考物理總復(fù)習(xí) 課時檢測(三十一)應(yīng)用能量觀點解決力學(xué)綜合問題(題型研究課)(含解析).doc
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課時檢測(三十一) 應(yīng)用能量觀點解決力學(xué)綜合問題 (題型研究課)1.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一“V”形槽,其底部BC是一段圓弧,兩側(cè)都與光滑斜槽相切,相切處B、C位于同一水平面上。一小物體從右側(cè)斜槽上距BC平面高度為2h的A處由靜止開始下滑,經(jīng)圓弧槽再滑上左側(cè)斜槽,最高能到達距BC所在水平面高度為h的D處,接著小物體再向下滑回,若不考慮空氣阻力,則()A小物體恰好滑回到B處時速度為零B小物體尚未滑回到B處時速度已變?yōu)榱鉉小物體能滑回到B處之上,但最高點要比D處低D小物體最終一定會停止在圓弧槽的最低點解析:選C由能量守恒定律知,小物體從A處運動到D處的過程中,克服摩擦力所做的功為Wf1mgh,小物體從D處開始運動的過程,因為速度較小,小物體對圓弧槽的壓力較小,所以克服摩擦力所做的功Wf2mgh,所以小物體能滑回到B處之上,但最高點要比D處低,C正確,A、B錯誤;因為小物體與圓弧槽間的動摩擦因數(shù)未知,所以小物體最終可能停在圓弧槽上的任何地方,D錯誤。2.(2019安慶模擬)如圖所示,一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運動,現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體輕輕地放置在木板上的右端,已知物體和木板之間的動摩擦因數(shù)為,為保持木板的速度不變,從物體放到木板上到物體相對木板靜止的過程中,須對木板施一水平向右的作用力F,則力F對木板所做的功為()A.B.Cmv2 D2mv2解析:選C由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,力F對木板所做的功W一部分轉(zhuǎn)化為物體的動能,一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能,故Wmv2mgx相,x相vtt,ag,vat,聯(lián)立以上各式可得Wmv2,故選項C正確。3足夠長的水平傳送帶以恒定速率v勻速運動,某時刻一個質(zhì)量為m的小物塊,以大小也是v、方向與傳送帶的運動方向相反的初速度沖上傳送帶,最后小物塊的速度與傳送帶的速度相同。在小物塊與傳送帶間有相對運動的過程中,滑動摩擦力對小物塊做的功為W,小物塊與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q,則下列判斷中正確的是()AW0,Qmv2 BW0,Q2mv2CW,Qmv2 DWmv2,Q2mv2解析:選B對小物塊,由動能定理有Wmv2mv20,設(shè)小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,則小物塊與傳送帶間的相對路程x相對,小物塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量Qmgx相對2mv2,選項B正確。4(2019大連質(zhì)檢)一足夠長的傳送帶與水平面的夾角為,傳送帶以一定的速率勻速運動。某時刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K(如圖甲所示),以此時為t0時刻,作出物塊之后在傳送帶上的運動速度隨時間的變化關(guān)系,如圖乙所示(圖中取平行于傳送帶斜向下的方向為正方向,其中|v1|v2|)。已知傳送帶的速率保持不變,則()A0t1時間內(nèi),物塊對傳送帶做正功B物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)tan C0t2時間內(nèi),傳送帶對物塊做功為Wmv22mv12Dt1時刻之后,物塊先受滑動摩擦力,對其做正功,后受靜摩擦力,對其做負(fù)功解析:選D由題圖乙知,物塊的初速度方向平行于傳送帶斜向上,在0t1時間內(nèi)速度減小,傳送帶對物塊做負(fù)功,由牛頓第三定律知,物塊對傳送帶的摩擦力沿傳送帶向上,對傳送帶做負(fù)功,A錯誤;在t2時刻后,物塊和傳送帶一起做勻速運動,有mgsin mgcos ,所以tan ,B錯誤;在0t2時間內(nèi)傳送帶對物塊做功,WEkEp,C錯誤;在t1時刻后,物塊速度先增大后不變,先是滑動摩擦力對其做正功,后是靜摩擦力對其做負(fù)功,D正確。5.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊以一定初速度滑上傾角為的固定斜面,同時施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ,已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)tan 。取出發(fā)點為參考點,選項圖中能正確描述滑塊運動到最高點過程中產(chǎn)生的熱量Q、滑塊動能Ek、重力勢能Ep、機械能E隨時間t、位移x變化的關(guān)系圖像是()解析:選CD根據(jù)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)tan 可知,滑動摩擦力等于滑塊重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ,滑塊機械能保持不變,重力勢能隨位移x均勻增大,選項C、D正確;產(chǎn)生的熱量QFfx,Q隨位移x均勻增大,滑塊動能Ek隨位移x均勻減小,又位移xvtat2,選項A、B錯誤。6(多選)(2019常州模擬)如圖所示,水平長直軌道上緊靠放置n個質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的物塊,物塊間用長為l的細(xì)線連接,開始處于靜止?fàn)顟B(tài),軌道與物塊間的動摩擦因數(shù)為。用水平恒力F拉動物塊1開始運動,到連接第n個物塊的細(xì)線剛好拉直時整體速度正好為零,則()A拉力F所做功為nFlB系統(tǒng)克服摩擦力做功為CFDnmgF(n1)mg解析:選BC物塊1的位移為(n1)l,則拉力F所做功為WFF(n1)l(n1)Fl,故A錯誤;系統(tǒng)克服摩擦力做功為Wfmglmg(n2)lmg(n1)l,故B正確;根據(jù)題意,連接第n個物塊的細(xì)線剛好拉直時整體速度正好為零,假設(shè)沒有動能損失,由動能定理有WFWf,解得F,由于細(xì)線繃緊瞬間系統(tǒng)有動能損失,所以根據(jù)功能關(guān)系可知F,故C正確,D錯誤。7.(2019銅陵模擬)如圖所示,半徑R1.0 m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個端點B和圓心O連線與水平方向間的夾角37,另一端點C為軌道的最低點。C點右側(cè)的光滑水平面上緊挨C點靜止放置一木板,木板質(zhì)量M1 kg,上表面與C點等高。質(zhì)量為m1 kg 的物塊(可視為質(zhì)點)從空中A點以v01.2 m/s的速度水平拋出,恰好從軌道的B端沿切線方向進入軌道。已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)0.2,取g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8。求:(1)物塊經(jīng)過C點時的速度vC; (2)若木板足夠長,物塊在木板上相對木板滑動的過程中產(chǎn)生的熱量Q。解析:(1)設(shè)物塊在B點的速度為vB,從A點到B點物塊做平拋運動,有vBsin v0從B點到C點,根據(jù)動能定理有mgR(1sin )mvC2mvB2解得vC6 m/s。(2)物塊在木板上相對木板滑動的過程中由于摩擦力作用帶動木板運動,最終兩者將一起共同運動。設(shè)物塊相對木板滑動時物塊加速度為a1,木板加速度為a2,經(jīng)過時間t達到共同速度v,則mgma1,mgMa2,vvCa1t,va2t根據(jù)能量守恒定律有(mM)v2QmvC2聯(lián)立解得Q9 J。答案:(1)6 m/s(2)9 J8游樂場有一種滑雪游戲,其理想簡化圖如圖甲所示,滑道由傾角為30的斜坡和水平滑道組成。小孩(視為質(zhì)點)在距地面高h10 m處由靜止開始從斜坡滑下,到達底端時恰好滑上水平滑道上放置的長為l3 m的木板(忽略木板厚度),此后小孩和木板運動的v t圖像如圖乙所示。已知斜坡滑道與水平滑道為圓滑過渡,速度由斜面方向轉(zhuǎn)為水平方向時大小不變,不計小孩在運動過程中受到的空氣阻力,重力加速度g10 m/s2。求:(1)小孩與斜坡間的動摩擦因數(shù);(2)小孩脫離木板時的速率。解析:(1)對小孩在斜坡上運動過程,由題圖乙可知,小孩滑到斜坡底端時的速度:v10 m/s由幾何知識可知小孩在斜坡上下滑的距離為2h由動能定理可得:mghmgcos 2hmv2解得:。(2)小孩在0.5 s時滑離木板,由題圖乙可知木板在00.5 s 內(nèi)的位移:x木0.56 m1.5 m小孩的位移:x人x木l設(shè)小孩滑離木板的速度為v人,由平均速度公式x人(vv人)t 解得:v人8 m/s。答案:(1)(2)8 m/s9一質(zhì)量為M2.0 kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運動,被一水平向左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過,子彈和物塊的作用時間極短,如圖甲所示。地面觀察者記錄了物塊被擊中后的速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示(圖中取向右運動的方向為正方向)。已知傳送帶的速度保持不變,g取10 m/s2。求:(1)傳送帶速度v的大小及方向,說明理由;(2)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù);(3)傳送帶對外做的功,子彈射穿物塊后系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能。解析:(1)從題圖乙中可以看出,物塊被射穿后,先向左做減速運動,速度減為零后,又向右做加速運動,當(dāng)物塊速度等于 2 m/s 時,隨傳送帶一起做勻速運動,所以傳送帶的速度大小為v2 m/s,方向向右。(2)由題圖乙可得,物塊在滑動摩擦力的作用下做勻變速運動的加速度a2 m/s2,由牛頓第二定律得滑動摩擦力FfMgMa,則物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.2。(3)由題圖乙可知,傳送帶與物塊間存在摩擦力的時間只有3 s,傳送帶在這段時間內(nèi)移動的位移為x,則xvt6 m,所以傳送帶對外做的功WFfx24 J。設(shè)物塊被射穿后的初速度大小為v1,向左運動的時間為t12 s,向右運動直至和傳送帶達到共同速度的時間為t21 s,則有物塊向左運動時產(chǎn)生的內(nèi)能Q1Mg32 J,物塊向右運動時產(chǎn)生的內(nèi)能Q2Mg4 J。所以整個過程產(chǎn)生的內(nèi)能QQ1Q236 J。答案:(1)2 m/s方向向右理由見解析(2)0.2(3)24 J36 J10.(2019銀川模擬)如圖所示,一質(zhì)量為m1.5 kg的滑塊從傾角為37的斜面上自靜止開始滑下,滑行距離s10 m后進入半徑為R9 m 的光滑圓弧AB,其圓心角為,然后水平滑上與圓弧B點(B點的切線為水平方向)等高的小車。已知小車質(zhì)量為M3.5 kg,滑塊與斜面及小車表面的動摩擦因數(shù)為0.35,地面光滑且小車足夠長,取g10 m/s2(sin 370.6,cos 370.8)。求:(1)滑塊在斜面上的滑行時間t1;(2)滑塊脫離圓弧末端B點前,圓弧對滑塊的支持力FB的大?。?3)當(dāng)小車開始勻速運動時,滑塊在小車上滑行的距離s1。解析:(1)設(shè)滑塊在斜面上滑行的加速度為a,由牛頓第二定律,有mg(sin cos )ma又sat12解得t12.5 s。(2)滑塊在圓弧上運動過程,由機械能守恒定律,有mvA2mgR(1cos )mvB2又vAat1由牛頓第二定律,有FBmgm解得圓弧對滑塊的支持力FB31.7 N。(3)滑塊在小車上滑行時的加速度大小a1g3.5 m/s2小車的加速度大小a2g1.5 m/s2小車與滑塊達到共同速度時小車開始勻速運動,滿足vBa1t2a2t2解得t22 s故小車與滑塊的共同速度va2t23 m/s由功能關(guān)系可得mgs1mvB2(mM)v2解得s110 m。答案:(1)2.5 s(2)31.7 N(3)10 m- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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