2021年高考物理專(zhuān)題必刷題訓(xùn)練專(zhuān)題13 動(dòng)力學(xué)及功能觀點(diǎn)解決多過(guò)程運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1.如圖所示，水平軌道與豎直平面內(nèi)的圓弧軌道平滑連接后固定在水平地面上，圓弧軌道B端的切線沿水平方向。質(zhì)量m=1.0kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平恒力F=10.0N的作用下，從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)的位移x=0.50m時(shí)撤去力F。已知A，B之間的距離x0=1.0m，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10，取g=10m/s2。求：（1）在撤去力F時(shí)，滑塊的速度大??；（2）滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；（3）滑塊通過(guò)B點(diǎn)后，能沿圓弧軌道上升的最大高度h=0.35m，求滑塊沿圓弧軌道上升過(guò)程中克服摩擦力做的功。     2.在“擺中投飛鏢”娛樂(lè)活動(dòng)中，一端固定于轉(zhuǎn)軸O點(diǎn)，另一端固定有一坐凳，游戲者坐在凳子里手持飛鏢，工作人員把坐凳拉開(kāi)37°，放手后，當(dāng)坐凳擺至最低點(diǎn)B時(shí)，游戲者松手，飛鏢水平飛出。大型飛鏢圓盤(pán)半徑0.8 m，沿半徑方向等間距畫(huà)有10個(gè)同心圓（包括邊緣處，兩同心圓所夾區(qū)域由外向內(nèi)分別標(biāo)注1，2，3…10環(huán)），固定于水平地面上，如圖所示。游戲者和凳子等裝置的總質(zhì)量為50 kg，游戲者和凳子等裝置的重心到O點(diǎn)的距離為2.25 m，出手點(diǎn)B與C點(diǎn)在同一高度（C點(diǎn)位于靶心正上方圓盤(pán)邊緣處），B，C兩點(diǎn)相距1.5 m。不計(jì)空氣阻力，取g=10 m/s2， cos37°= 0.8。則：（1）裝置擺至最低點(diǎn)B時(shí)輕桿對(duì)裝置的拉力大??？（2）在B處游戲者松手，飛鏢將擊中第幾環(huán)？（3）要使飛鏢擊中靶心（飛鏢盤(pán)的圓心，位于10環(huán)內(nèi)），擺動(dòng)到B處時(shí)，游戲者相對(duì)自身以多大的速度沿水平方向投出飛鏢？      3.如圖裝置中繩子質(zhì)量，滑輪質(zhì)量及摩擦均不計(jì)，兩物體質(zhì)量分別為m1=m，m2=4m，m1下端通過(guò)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧與地面相連。①系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧處于什么狀態(tài)？形變量Δx為多少？②用手托住m2，讓m1靜止在彈簧上，繩子繃直，但無(wú)拉力，然后放手，m1，m2會(huì)上下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，求：m1，m2運(yùn)動(dòng)的最大速度分別為多大？③在②問(wèn)的情況下，當(dāng)m2下降到最低點(diǎn)，m1上升到最高點(diǎn)時(shí)，求：此時(shí)m1，m2的加速度的大小各為多少？      4.如圖所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)。水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP，其形狀為半徑R=0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧，MN為其豎直直徑，P點(diǎn)到桌面的豎直距離也是R。用質(zhì)量ml=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn)。用同種材料，質(zhì)量為m2=0．2kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放，物塊過(guò)B點(diǎn)后做勻變速運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系為s=6t-2t2，物塊飛離桌面后由P點(diǎn)沿切線落入圓軌道。不計(jì)空氣阻力g=l0m/s2，求：(1)物塊m2過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度Vo及與桌面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)BP向的水平距離；(3)判斷m2能否沿圓軌道到達(dá)M點(diǎn)(要有計(jì)算過(guò)程)；(4)釋放后m2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功。        5.下圖是某傳送裝置的示意圖。其中PQ為水平的傳送帶，傳送帶長(zhǎng)度L=6m，與水平地面的高度為H=5m。MN是光滑的曲面，曲面與傳送帶相切于N點(diǎn)，現(xiàn)在有一滑塊質(zhì)量為m=3kg從離N點(diǎn)高為h=5m處?kù)o止釋放，滑塊與傳送帶間的摩擦系數(shù)為μ=0.3.重力加速度為g=10m/s2。（1）滑塊以多大的速度進(jìn)入傳送帶？（2）若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)求出滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q與傳送帶的速度v的大小關(guān)系，并作出Q與v的圖象。（3）若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)求出物體從Q點(diǎn)拋出后距Q點(diǎn)的水平的距離與傳送帶的速度的關(guān)系。（認(rèn)為滑塊以水平速度離開(kāi)傳送帶）        6.如下圖是阿毛同學(xué)的漫畫(huà)中出現(xiàn)的裝置，描述了一個(gè)“吃貨”用來(lái)做“糖炒栗子”的“萌”事兒：將板栗在地面小平臺(tái)上以一定的初速經(jīng)兩個(gè)四分之一圓弧銜接而成的軌道，從最高點(diǎn)P飛出進(jìn)入炒鍋內(nèi)，利用來(lái)回運(yùn)動(dòng)使其均勻受熱。我們用質(zhì)量為m的小滑塊代替栗子，借這套裝置來(lái)研究一些物理問(wèn)題。設(shè)大小兩個(gè)四分之一圓弧半徑為2R和R，小平臺(tái)和圓弧均光滑。將過(guò)鍋底的縱截面看作是兩個(gè)斜面AB，CD和一段光滑圓弧組成。斜面動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，而且不隨溫度變化。兩斜面傾角均為，AB=CD=2R，A，D等高，D端固定一小擋板，碰撞不損失機(jī)械能。滑塊的運(yùn)動(dòng)始終在包括鍋底最低點(diǎn)的豎直平面內(nèi)，重力加速度為g.（1）如果滑塊恰好能經(jīng)P點(diǎn)飛出，為了使滑塊恰好沿AB斜面進(jìn)入鍋內(nèi)，應(yīng)調(diào)節(jié)鍋底支架高度使斜面的A，D點(diǎn)離地高為多少？（2）接（1）問(wèn)，求滑塊在鍋內(nèi)斜面上走過(guò)的總路程。（3）對(duì)滑塊的不同初速度，求其通過(guò)最高點(diǎn)P和小圓弧最低點(diǎn)Q時(shí)受壓力之差的最小值。     7.如圖所示．電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾輪作逆叫針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在滾輪的摩擦力作用下，將一金屬板從斜面底端A送往上部，已知斜面光滑且足夠長(zhǎng)．傾角=。滾輪與金屬板的切點(diǎn)B到斜面底端A的距離為L=6．.返回斜面底部與擋板相撞后立即靜止．此時(shí)放下滾輪再次壓緊板，再次將板從最底端送往斜面上部，如此往復(fù)．已知板的質(zhì)量為．滾輪邊緣線速度恒為v=4m/s．滾輪對(duì)板的壓力，滾輪與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，g取10m/s2。求：（1）在滾輪作用下板上升的加速度：（2）板加速至與滾輪速度相同時(shí)前進(jìn)的距離（3）每個(gè)周期中滾輪對(duì)金屬板所做的功；（4）板往復(fù)運(yùn)動(dòng)的周期．      8.如圖所示，傾角θ=300，長(zhǎng)L=4.5m的斜面，底端與一個(gè)光滑的1/4圓弧軌道平滑連接，圓弧軌道底端切線水平．一質(zhì)量為m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面最高點(diǎn)A由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，經(jīng)過(guò)斜面底端B后恰好能到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)C，又從圓弧軌道滑回，能上升到斜面上的D點(diǎn)，再由D點(diǎn)由斜面下滑沿圓弧軌道上升，再滑回，這樣往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最后停在B點(diǎn)．已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，g=10m/s2，假設(shè)物塊經(jīng)過(guò)斜面與圓弧軌道平滑連接處速率不變．求：⑴. 物塊經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第一次到B點(diǎn)；⑵. 物塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力；⑶. 物塊在斜面上滑行的總路程．      9.如圖所示，傾角為的直角斜面體固定在水平地面上，其頂端固定有一輕質(zhì)定滑輪，輕質(zhì)彈簧和輕質(zhì)細(xì)繩相連，一端接質(zhì)量為的物塊B，物塊B放在地面上且使滑輪和物塊間的細(xì)繩豎直，一端連接質(zhì)量為的物塊A，物塊A放在光滑斜面上的P點(diǎn)保持靜止，彈簧和斜面平行，此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為。不計(jì)定滑輪，細(xì)繩，彈簧的質(zhì)量，不計(jì)斜面，滑輪的摩擦，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，P點(diǎn)到斜面底端的距離為L?，F(xiàn)將物塊A緩慢斜向上移動(dòng)，直到彈簧剛恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)由靜止釋放物塊A，當(dāng)物塊B剛要離開(kāi)地面時(shí)，物塊A的速度即變?yōu)榱?，求?/span>（1）當(dāng)物塊B剛要離開(kāi)地面時(shí)，物塊A的加速度；（2）在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊A的最大速度。      10.如圖所示，質(zhì)量均為m的物體B，C分別與輕質(zhì)彈簧的兩端相栓接，將它們放在傾角為θ = 30o的光滑斜面上，靜止時(shí)彈簧的形變量為x0。斜面底端有固定擋板D，物體C靠在擋板D上。將質(zhì)量也為m的物體A從斜面上的某點(diǎn)由靜止釋放，A與B相碰。已知重力加速度為g，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力。求：（1）彈簧的勁度系數(shù)k；（2）若A與B相碰后粘連在一起開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A與B第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)， C對(duì)擋板D的壓力恰好為零，求C對(duì)擋板D壓力的最大值；（3）若將A從另一位置由靜止釋放，A與B相碰后不粘連，但仍立即一起運(yùn)動(dòng)，且當(dāng)B第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，C對(duì)擋板D的壓力也恰好為零。已知A與B相碰后彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)B的速度大小為，求相碰后A第一次運(yùn)動(dòng)達(dá)到的最高點(diǎn)與開(kāi)始靜止釋放點(diǎn)之間的距離。   11.如圖所示，質(zhì)量的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），在F=60N的水平拉力作用下從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去拉力F，當(dāng)滑塊由平臺(tái)邊緣B點(diǎn)飛出后，恰能從水平地面上的C點(diǎn)沿切線方向落入豎直圓弧軌道CDE，并從軌道邊緣E點(diǎn)豎直向上飛出，經(jīng)過(guò)0.4 s后落回E點(diǎn)。已知AB間的距離L=2.3 m，滑塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，平臺(tái)離地高度，B，C兩點(diǎn)間水平距離s=1.2 m，圓弧軌道半徑R=1.0m。重力加速度g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：（1）滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）滑塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)受水平拉力F作用的時(shí)間；（3）分析滑塊能否再次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)。     12.在民航業(yè)內(nèi)，一直有“黑色10分鐘“的說(shuō)法，即從全球已發(fā)生的飛機(jī)事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，大多數(shù)的航班事故發(fā)生在飛機(jī)起飛階段的3分鐘和著陸階段的7分鐘。飛機(jī)安全事故雖然可怕，但只要沉著冷靜，充分利用逃生設(shè)備，逃生成功概率相當(dāng)高，飛機(jī)失事后的90秒內(nèi)是逃生的黃金時(shí)間。如圖為飛機(jī)逃生用的充氣滑梯，滑梯可視為理想斜面，已知斜面長(zhǎng)L=8m，斜面傾斜角θ=37°，人下滑時(shí)與充氣滑梯間動(dòng)摩擦因素為=0.5。不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，=1.4。求：（1）旅客從靜止開(kāi)始由滑梯頂端滑到底端逃生，需要多長(zhǎng)時(shí)間？（2）一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱頭從艙門(mén)處水平逃生，當(dāng)他落到充氣滑梯上后沒(méi)有反彈，由于有能量損失，結(jié)果他以v=4.0m/s的速度開(kāi)始沿著滑梯加速下滑。該旅客以這種方式逃生與（1）問(wèn)中逃生方式相比，節(jié)約了多長(zhǎng)時(shí)間？  

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