2022年高考物理总复习专题应用动力学和能量观点处理多过程问题课时作业.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载2022高考物理总复习专题 5 应用动力学和能量观点处理多过程问题 课时作业12022 宁波月考 如图 1 所示, 遥控电动赛车 可视为质点 从 A 点由静止动身, 经过时间 t 后关闭电动机,赛车连续前进至B 点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点 P 后又进入水平轨道 CD上已知赛车在水平轨道 AB部分和 CD部分运动时受到阻力恒为车重的 0.5 倍,即 kf mg0.5 ,赛车的质量 m 0.4 kg ,通电后赛车的电动机以额定功率 P2 W工作,轨道 AB的长度 L2 m,圆形轨道的半径 R0.5 m

2、,空气阻力可忽视,取g10 m/s 2. 某次竞赛,要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道,又在 CD轨道上运动的路程最短在此条件下,求：图 1 1 小车在 CD轨道上运动的最短路程；2 赛车电动机工作的时间【答案】 12.5 m 24.5 s 【解析】 1 要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道,又在CD轨道上运动的路程最短,就小车经过圆轨道最高点 2 mg mv R PP 时速度最小,此时赛车对轨道的压力为零,重力供应向心力：C点的速度由机械能守恒定律可得：mg 2 R1 22mv P1 22mv C由上述两式联立,代入数据可得：vC5 m/s 设小车在 CD轨道上运动的最短路程为 s,由动能定理

3、可得：1 2kmgs02mv C代入数据可得：s2.5 m. 2 由于竖直圆轨道光滑,由机械能守恒定律可知：vBvC5 m/s 从 A 点到 B点的运动过程中,由动能定理可得：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - Pt kmgL1 2mv 2B学习好资料欢迎下载代入数据可得：t 4.5 s. 2如图 2 所示,为一传送装置,其中 AB段粗糙, AB段长为 L0.2 m ,动摩擦因数 0.6 ,BC、DEN段均可视为光滑,且 BC的始、末端均水平,具有 h0.1 m 的高度差, DEN是半径为 r 0.4 m的半圆形轨道,

4、其直径DN沿竖直方向, C位于 DN竖直线上, CD间的距离恰能让小球自由通过在左端竖直墙上固定一轻质弹簧,现有一可视为质点的小球,小球质量 m0.2 kg ,压缩轻质弹簧至A 点后由静止释放 小球和弹簧不粘连 ,小球刚好能沿DEN轨道滑下求：图 2 1 小球到达 N点时的速度；2 压缩的弹簧所具有的弹性势能【答案】 125 m/s 20.44 J D点必有：【解析】 1 小球刚好能沿DEN轨道滑下,就在半圆最高点mg mv r2 D从 D点到 N点,由机械能守恒得：1 2mv Dmg 2 r 1 2 2mv N0 联立以上两式,代入数据得：vD2 m/s ,vN2 5 m/s. W等于弹簧所

5、具有的弹性势能Ep,根2 弹簧推开小球的过程中,弹簧对小球所做的功据动能定理得W mgLmgh1 2 2mv D0 0.44 J. 代入数据得W0.44 J 即压缩的弹簧所具有的弹性势能为3如图 3 所示,光滑曲面轨道置于高度为H1.8 m 的平台上,其末端切线水平另有名师归纳总结 一长木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面间,构成倾角为 37 的斜面, 整个装置固第 2 页,共 4 页定在竖直平面内一个可视作质点的质量为m0.1 kg的小球,从光滑曲面上由静止开头下滑 不计空气阻力,g 取 10 m/s2,sin 37 0.6 ,cos 37 0.8 - - - - - - -精选学习资料 -

6、 - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载图 3 1 如小球下滑后做平抛运动正好击中木板的末端,就释放小球的高度为多大？2 试推导小球下滑后做平抛运动第一次撞击木板时的动能与它下滑高度 h 的关系表达式【答案】 10.8 m 2 Ek3.25 h【解析】 1 小球离开平台后做平抛运动,H1 2gt2 Htan v1t联立解得： v14 m/s 设释放小球的高度为h1,就mgh11 22mv2 h1v 2g 0.8 m. 12 由机械能守恒定律可得：mgh1 22mv小球正好落到水平地面木板的末端,就小球离开平台后做平抛运动,可看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,就：

7、1y2gt 2,xv0ttan 37 y x,vygt ,v 2tv 20v 2y1 2Ek2mv联立解得 Ek3.25 h. 42022 枣庄模拟 如图 4 所示,半径 R1.0 m 的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点 B 和圆心 O的连线与水平方向间的夹角 37 ,另一端点 C为轨道的最低点C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板, 木板质量 M 1 kg,上表面与 C点等高 质名师归纳总结 量 m1 kg 的物块 可视为质点 从空中 A 点以 v0 1.2 m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的第 3 页,共 4 页B 端沿切线方向进入轨道已知物块与木板间的动摩擦因数10.2 ,木

8、板与路面间的动摩擦因数 20.05 ,sin 37 0.6 ,cos 37 0.8 ,取 g10 m/s2. 试求：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载图 4 1 物块经过轨道上的 C点时对轨道的压力；2 设木板受到的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等,上滑下？【答案】 146 N 26 m 就木板至少多长才能使物块不从木板【解析】 1 设物块经过B 点时的速度为vB,就vBsin 37 v0设物块经过 C点的速度为 vC,由机械能守恒得：1 2 1 22mv Bmg RRsin 37 2mv C物块经过 C点时,设轨道对物块的支持力为 FC,依据牛顿其次定律得：2v CFCmg m R联立解得： FC46 N 由牛顿第三定律可知,物块经过圆轨道上的 C点时对轨道的压力为 46 N. 2 物块在木板上滑动时,设物块和木板的加速度大小分别为 a1、a2,得： 1mgma1 1mg 2 Mm gMa2设物块和木板经过时间 t 达到共同速度 v,其位移分别为 s1、s2,就：对物块有：vCa1t vv2v2 C 2a1s1对木板有： a2t vv 22a2s2设木板长度至少为 L,由题意得：Ls1s2联立解得： L6 m名师归纳总结 即木板长度至少6 m 才能使物块不从木板上滑下第 4 页,共 4 页- - - - - - -