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(京津魯瓊專用)2020版高考物理大三輪復(fù)習(xí) 計(jì)算題熱點(diǎn)巧練 熱點(diǎn)17 力學(xué)綜合題(三大觀點(diǎn)的應(yīng)用)(含解析)

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1、熱點(diǎn)17 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M=1.0 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m=1.0 kg的小鐵塊B,鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=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g=10 m/s2.求: (1)0~1 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)0~4 s內(nèi),拉力做的功W; (4)0~4 s內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱Q. 2.(201

2、9·青島三診)如圖所示,半徑R=2.0 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h=0.45 m,木塊最右端到小車最右端的水平距離x=0.45 m,小車連同木塊總質(zhì)量M=2 kg.現(xiàn)使一個(gè)質(zhì)量m=0.5 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.(g=10 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

3、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. (2019·濟(jì)寧段考)如圖所示,在水平軌道上方O處,用長為L=1 m的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m=0.1 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M=0.3 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m=0.1 kg的子彈以初速度v0=15 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x=0.2 m.滑塊B做圓周運(yùn)動(dòng),恰好能保證繩

4、子不松弛.滑塊C與PD段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,A、B、C均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g=10 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. 板塊三 計(jì)算題熱點(diǎn)巧練 熱點(diǎn)17 力學(xué)綜合題(三大觀點(diǎn)的應(yīng)用) 1.解析:(1)在0~1 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μmg=MaA F1-μmg=maB 代入數(shù)據(jù)得aA=2 m/s2,aB=4 m/s2. (2)t1=1 s后,拉力F2=μmg,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

5、B相等. v1=aBt1 又v1=aA(t1+t2) 解得t2=1 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t3=2 s,加速度為a F2=(M+m)a a=1 m/s2 木板A受到的靜摩擦力f=Ma<μmg,A、B一起運(yùn)動(dòng),B相對(duì)A滑行的最大距離 x=aBt+v1t2-aA(t1+t2)2 代入數(shù)據(jù)得x=2 m. (3)0~1 s內(nèi)拉力做的功W1=F1x1=F1·aBt=12 J 1~2 s內(nèi)拉力做的功W2=F2x2=F2v1t2=8 J 2~4 s內(nèi)拉力做的功 W3=F2x3=F2=20 J 0~4 s內(nèi)拉力做的功W=W1+W2+W3=40 J. (4

6、)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 Q=μmgx=4 J. 答案:(1)2 m/s2 4 m/s2 (2)2 m (3)40 J (4)4 J 2.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(1-cos 53°)=mv 解得v0=4 m/s 小球在軌道最低點(diǎn)F-mg=m 解得F=9 N 由牛頓第三定律知小球?qū)壍赖膲毫? F′=F=9 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mv0=mv1+Mv2 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t h=gt2

7、解得t=0.3 s 小球恰好擊中小車的最右端v1t-v2t=x 以上各式聯(lián)立解得v1=2 m/s,v2=0.5 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(1-cos 53°)=mv+Mv+Q 解得Q=2.75 J. 答案:(1)9 N (2)2 m/s (3)2.75 J 3.解析:(1)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mg=m 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·2L+mv=mv 解得vB==5 m/s 子彈A和滑塊B作用過程,由動(dòng)量守恒定律得mv0=mvA+

8、mvB, 解得vA=10 m/s 子彈A和滑塊B作用過程中損失的能量 ΔE=mv-mv-mv=10 J. ②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·L=mv′ v′B==2 m/s 子彈A和滑塊B作用過程,由動(dòng)量守恒定律得mv0=mv′A+mv′B, 解得v′A=(15-2) m/s 子彈A和滑塊B作用過程中損失的能量 ΔE=mv-mv′-mv′≈7.5 J. (2)①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=(M+m)v A、C一起壓縮彈簧,由能量守恒定律有 (M+m)v2=Ep+μ(M+m)gx, 解得Ep=2.1 J. ②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 mv′A=(M+m)v′ A、C一起壓縮彈簧,由能量守恒定律有 (M+m)v′2=Ep+μ(M+m)gx, 解得E′p≈3.1 J. 答案:見解析 - 5 -

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