高中物理高考熱點(diǎn)強(qiáng)化練8 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

熱點(diǎn)強(qiáng)化練8　力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用(時(shí)間：40分鐘)1.(2018·全國(guó)卷Ⅱ，24)汽車A在水平冰雪路面上行駛。駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B，立即采取制動(dòng)措施，但仍然撞上了汽車B。兩車碰撞時(shí)和兩車都完全停止后的位置如圖1所示，碰撞后B車向前滑動(dòng)了4.5 m，A車向前滑動(dòng)了2.0 m。已知A和B的質(zhì)量分別為2.0×103 kg和1.5×103 kg，兩車與該冰雪路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10，兩車碰撞時(shí)間極短，在碰撞后車輪均沒(méi)有滾動(dòng)，重力加速度大小g＝10 m/s2。求：圖1(1)碰撞后的瞬間B車速度的大小；(2)碰撞前的瞬間A車速度的大小。答案　(1)3.0 m/s　(2)4.3 m/s解析　(1)設(shè)B車的質(zhì)量為mB，碰后加速度大小為aB。根據(jù)牛頓第二定律有μmBg＝mBaB①式中μ是汽車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。設(shè)碰撞后瞬間B車速度的大小為vB′，碰撞后滑行的距離為sB。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB′2＝2aBsB②聯(lián)立①②式并利用題給數(shù)據(jù)得vB′＝3.0 m/s。③(2)設(shè)A車的質(zhì)量為mA，碰后加速度大小為aA。根據(jù)牛頓第二定律有μmAg＝mAaA④設(shè)碰撞后瞬間A車速度的大小為vA′，碰撞后滑行的距離為sA。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vA′2＝2aAsA⑤設(shè)碰撞前的瞬間A車速度的大小為vA。兩車在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，有mAvA＝mAvA′＋mBvB′⑥聯(lián)立③④⑤⑥式并利用題給數(shù)據(jù)得vA＝4.25 m/s≈4.3 m/s。⑦2.(2020·山東臨沂市上學(xué)期期末)如圖2所示，一質(zhì)量M＝0.8 kg的小車靜置于光滑水平地面上，其左側(cè)用固定在地面上的銷釘擋住。小車上表面由光滑圓弧軌道BC和水平粗糙軌道CD組成，圓弧軌道BC與水平軌道CD相切于C處，圓弧BC所對(duì)應(yīng)的圓心角θ＝37°、半徑R＝5 m，CD的長(zhǎng)度l＝6 m。質(zhì)量m＝0.2 kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))從某一高度處的A點(diǎn)以大小v0＝4 m/s的速度水平拋出，恰好沿切線方向從B點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，物塊恰好不滑離小車。取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，空氣阻力不計(jì)。求：圖2(1)物塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；(2)物塊滑到圓弧軌道的C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小FN；(3)物塊與水平軌道CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。答案　(1)5 m/s　(2)3.8 N　(3)0.3解析　(1)設(shè)物塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有＝cos θ，代入數(shù)值解得vB＝5 m/s。(2)物塊從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律有mv＋mgR(1－cos θ)＝mv代入數(shù)值可得vC＝3 m/s設(shè)物塊滑到C點(diǎn)時(shí)受到圓弧軌道的支持力大小為F，有F－mg＝m，代入數(shù)值解得F＝3.8 N由牛頓第三定律可知FN＝F＝3.8 N。(3)設(shè)物塊到達(dá)軌道CD的D端時(shí)的速度大小為vD，由動(dòng)量守恒定律有mvC＝(M＋m)vD由功能關(guān)系有μmgl＝mv－(M＋m)v代入數(shù)值解得μ＝0.3。3.如圖3所示，在光滑水平面上有B、C兩個(gè)木板，B的上表面光滑，C的上表面粗糙，B上有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A，A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m。A、B以相同的初速度v向右運(yùn)動(dòng)，C以速度v向左運(yùn)動(dòng)。B、C的上表面等高，二者發(fā)生完全非彈性碰撞但并不粘連，碰撞時(shí)間很短。A滑上C后恰好能到達(dá)C的中間位置，C的長(zhǎng)度為L，不計(jì)空氣阻力。求：圖3(1)木板C的最終速度大?。?/span>(2)木板C與物塊A之間的摩擦力Ff大?。?/span>(3)物塊A滑上木板C之后，在木板C上做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。答案　(1)v　(2)　(3)解析　(1)設(shè)水平向右為正方向，B、C碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，有2mv－mv＝(2m＋m)v1解得v1＝A滑到C上，A、C動(dòng)量守恒3mv＋mv1＝(3m＋m)v2解得v2＝v。(2)根據(jù)能量關(guān)系可知，在A、C相互作用過(guò)程中，木板C與物塊A之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q＝(3m)v2＋mv－(3m＋m)vQ＝Ff· 聯(lián)立解得Ff＝。(3)在A、C相互作用過(guò)程中，以C為研究對(duì)象，由動(dòng)量定理得Fft＝mv2－mv1解得t＝。4.(2020·山東濰坊市4月模擬)如圖4所示，水平軌道左端固定一輕彈簧，彈簧右端可自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn)，軌道右端與一光滑豎直半圓軌道相連，圓軌道半徑R＝0.5 m，圓軌道最低點(diǎn)為C，最高點(diǎn)為D。在直軌道最右端放置小物塊N，將小物塊M靠在彈簧上并壓縮到P點(diǎn)，由靜止釋放，之后與N發(fā)生彈性正碰，碰后N恰能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)D。已知物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，M的質(zhì)量為2 kg，N的質(zhì)量為4 kg，OP＝0.5 m，OC＝1.5 m，重力加速度g＝10 m/s2圖4(1)求N剛進(jìn)入圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力；(2)求將彈簧壓縮到P點(diǎn)時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能；(3)若將M與彈簧拴接，將物塊N靠在M上，壓縮彈簧到P點(diǎn)后由靜止釋放，求N最終停在什么位置？答案　(1)240 N，方向豎直向下　(2)76.25 J　(3)距離C點(diǎn)0.54 m處解析　(1)物塊N在D點(diǎn)時(shí)，有Mg＝M物塊N碰后速度為v2，由圓軌道C點(diǎn)到D點(diǎn)過(guò)程機(jī)械能守恒Mv＝Mv＋Mg·2R在圓軌道最低點(diǎn)C時(shí)FN－Mg＝M，解得FN＝240 N根據(jù)牛頓第三定律知，N剛進(jìn)入圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為FN′＝FN＝240 N，方向豎直向下。 (2)物塊M與N碰前速度為v0，碰后速度為v1，由動(dòng)量守恒定律得mv0＝mv1＋Mv2碰撞過(guò)程機(jī)械能守恒mv＝mv＋Mv彈簧彈開到碰前過(guò)程Ep＝mv＋μmgLPC解得Ep＝76.25 J。(3)若物塊M、N靠在一起釋放，則兩者在O點(diǎn)分離，設(shè)分離時(shí)的速度為vEp＝(M＋m)v2＋μ(M＋m)gLOP分離后物塊N到達(dá)C點(diǎn)速度為vC，Mv2＝Mv＋μMgLOC假設(shè)物塊沿圓周上滑不超過(guò)圓周處，則Mv＝Mgh解得h＝0.27 m＜R故物塊不能到達(dá)圓周最高點(diǎn)，將沿圓周返回，由動(dòng)能定理得－μMgx＝－Mv解得x＝0.54 m，滑塊停在距離C點(diǎn)0.54 m處。

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