2022届高考物理二轮(福建专用)热点补练-13.动力学方法和能量观点的应用.docx

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1、13.动力学方法和能量观点的应用1.(多选) (2021湖北宜昌市联考)一质量为m的小物块静置于粗糙水平地面上，在水平外力作用下由静止开始运动，小物块的加速度a随其运动距离s的变化规律如图1所示。已知小物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在小物块运动02L的过程中，下列说法正确的是()图1A.小物块在0L内做匀变速直线运动，L2L内做匀速运动B.小物块运动至2L处的速度为C.小物块从L处运动至2L处所用的时间为D.整个过程中水平外力做功为mL答案BD解析小物块在0L内做变加速直线运动，L2L内做匀加速运动，所以A错误；由匀变速运动规律，有v22as，得as，类比svt中vt图像的面积表

2、示位移s，则在加速度a与运动距离s图像中图像面积表示，则运动至2L时图形面积为SLa0L，则有，解得v，所以B正确；加速度a与运动距离s图像的图像面积表示，则运动至L有，解得v1，小物块从L处运动至2L处所用的时间为vv1a0t，解得t，所以C错误；整个过程中水平外力做功，由动能定理可得Wmg2Lmv2，解得WmL，所以D正确。2.(2021江苏省新高考质量检测模拟)如图2所示，、为极限运动中的两部分赛道，其中的AB部分为竖直平面内半径为R的光滑圆弧赛道，最低点B的切线水平；上CD为倾角为30的斜面，最低点C处于B点的正下方，B、C两点距离也等于R。质量为m的极限运动员(可视为质点)从AB上P

3、点处由静止开始滑下，恰好垂直CD落到斜面上。求：图2(1)极限运动员落到CD上的位置与C的距离；(2)极限运动员通过B点时对圆弧轨道的压力；(3)P点与B点的高度差。答案(1)R(2)mg，方向竖直向下(3)R解析(1)设极限运动员在B点的速度为v0，落在CD上的位置与C的距离为s，速度大小为v，在空中运动的时间为t，则scos 30v0tRssin 30gt2gt解得sR。(2)由(1)可得v0通过B点时轨道对极限运动员的支持力大小为NNmgm解得Nmg根据牛顿第三定律知，极限运动员对轨道的压力大小为Nmg，方向竖直向下。(3)P点与B点的高度差为h，则mghmv解得h。3.(2021江苏连

4、云港市适应性演练)如图3所示，AB为固定的半径R1 m的光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M4 kg，车长L8 m。现有一质量m2 kg的滑块，由轨道顶端A点以初速度v04 m/s进入轨道，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数0.2，当车运行了2.5 s时，被地面装置锁住不动(g10 m/s2)。求：图3(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小？(2)车被锁住时，车右端距轨道B端的距离？(3)从车开始运动到被锁住的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小？答案(1)92 N(2)3 m(3)24 J解析(1)从A到B，滑块的机械能守恒，有mgR

5、mvmvvB6 m/s在B点，由合外力提供向心力得Nmgm代入数值解得N92 N。(2)滑块滑到B端后冲上小车，滑块和小车受到的滑动摩擦力分别为f1、f2，有f1f2mg4 N滑块和小车的加速度分别为a1、a2，有a12 m/s2a21 m/s2当滑块和小车达到共速度时所需时间为t，有vBa1ta2t，解得t2 s滑块和小车的共同速度为v，有v2 m/s小车运动2.5 s时的位移s122 m20.5 m3 m。(3)从滑块滑上小车到滑块和小车共速用了2 s，滑块和小车相对滑动位移s m m6 m从车开始运动到被锁住的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能Emgs24 J。4.(2021天津市

6、等级性考试模拟)如图4所示，质量为m的工件，从高h的光滑曲面上由静止下滑，水平向右进入传送带，传送带以v0速度匀速向左运动，传送带长L，物体与传送带之间的动摩擦因数。求：图4(1)物体离开传送带时的速度，物体是从传送带的左边还是右边离开传送带；(2)物体在传送带上运动过程产生的热能。答案(1)右边(2)mgh解析(1)设工件从传送带右边离开，工件到达传送带右边时速度大小为v，由动能定理得mghmgLmv2解得v0故工件从传送带右边离开。(2)工件到达传送带时速度大小为v，在传送带上运动时间为t，则mghmv2vvatag产生的热量Qmg(v0tL)由以上各式解得Qmgh。5.(2021江苏南京

7、市盐城市第二次模拟)如图5所示，电动传送带以恒定速度v01.2 m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角37，现将质量m20 kg的箱子轻放到传送带底端，经过一段时间后，箱子被送到h1.8 m的平台上。已知箱子与传送带间的动摩擦因数0.85，不计其他损耗(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)。求：图5(1)箱子在传送带上刚开始运动时加速度的大小；(2)箱子从传送带底端送到平台上的过程中，箱子与传送带之间因摩擦而产生的热量。答案(1)0.8 m/s2(2)122.4 J解析(1)箱子刚开始运动时，受到竖直向下的重力G、沿斜面向上的滑动摩擦力f和垂直斜面的支持力N，由牛顿第二定律得fmgsinmafNNmgcos联立解得a0.8 m/s2。(2)箱子加速所用时间为t s1.5 s传送带位移s传v0t1.8 m总长L3 m箱子加速位移为s箱at20.81.52 m0.9 mL产生的热量Qfsf(s传s箱)122.4 J。