江蘇省高中物理學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí) 專題三 功和能綜合應(yīng)用四沖A集訓(xùn)

1、功和能綜合應(yīng)用(四)1(2017·泰州中學(xué)學(xué)測模擬)如圖1所示，雪道與水平冰面在b處平滑地連接，小明乘雪橇從雪道上離冰面高度h8 m的a處由靜止開始下滑，經(jīng)b處后沿水平冰面滑至c處停止，已知小明與雪橇的總質(zhì)量m70 kg，用速度傳感器測得雪橇在b處的速度值為vb12 m/s，不計空氣阻力和連接處能量損失，小明和雪橇可視為質(zhì)點，問：(g取10 m/s2)圖1(1)從a到c過程中，小明與雪橇所受重力做了多少功？(2)從a到b過程中，小明與雪橇損失了多少機械能？(3)若小明乘雪橇最后停在bc的中點，則他應(yīng)從雪道上距冰面多高處由靜止開始下滑？2(2017·徐州學(xué)測模擬)如圖2所示，

2、豎直放置的光滑圓弧軌道半徑為l，底端切線水平且軌道底端p距水平地面的高度也為l，q為圓弧軌道上的一點，它與圓心o的連線oq與豎直方向的夾角為60°.現(xiàn)將一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的小球從q點由靜止釋放，重力加速度為g，不計空氣阻力求：圖2(1)小球在p點時的速度大小；(2)改變小球的釋放位置，使小球落地點b到軌道底端p的正下方a的距離為2l，小球從釋放到落地的運動過程中，重力做的功3(2018·南京學(xué)測訓(xùn)練樣題)游樂場要建造一個游樂設(shè)施，在設(shè)計過程中先用模型來檢測設(shè)施的可行性其模型如圖3所示：輕質(zhì)彈簧水平放置，一端固定在a點，另一端與物塊p(可視為質(zhì)點)接觸但不連接ab是光滑的

3、水平軌道，與豎直固定的光滑圓管道bcd相切于b，圓軌道半徑為r(r遠(yuǎn)大于管道直徑)；傾斜軌道de與圓管道相切于d，另一端e固定在地面，與地面的夾角為37°；物塊與傾斜軌道間的動摩擦因數(shù)0.8.試驗時，物塊每次壓縮彈簧相同長度后，由靜止釋放，當(dāng)物塊質(zhì)量為3m時，恰好能越過管道后進(jìn)入傾斜軌道de.已知：sin 37°0.6，cos 37°0.8，重力加速度為g.求：圖3(1)彈簧被壓縮時的最大彈性勢能ep；(2)當(dāng)物塊質(zhì)量為m時，到達(dá)最高點處對管道的作用力大??；(3)在(2)情況下，要使物塊進(jìn)入de后滑到地面時的速度恰好為零，則de的長度為多少4(2018·

4、無錫學(xué)測模擬)如圖4為固定在水平面上的三角形斜劈，高度為3 m、傾角為45°，在斜劈上方的豎直面內(nèi)放置一管道，其中oa段粗糙且與斜劈平行，長度為2 m，abc段為半徑為0.5 m的光滑圓弧管道，cd段豎直，并且圓形管道的最低點a、管道末端d與斜劈的頂端e在同一水平線上現(xiàn)將一可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m0.1 kg的物塊由o點無初速度釋放，經(jīng)過a點前后速率不變，又恰好能經(jīng)過圓形管道最高點b點，再經(jīng)一段時間與斜劈發(fā)生無能量損失的碰撞，且碰后的速度方向變?yōu)樗街亓铀俣萭10 m/s2.求：圖4(1)物塊在a點時受到管道的支持力大??；(2)物塊與管道oa段間的動摩擦因數(shù)；(3)如果沿水平方向移動斜

5、劈的位置，當(dāng)e、d兩點間的距離x為多少時，物塊與斜劈碰后的落地點與碰撞點間的水平距離最大？最大值為多大？答案精析1(1)5 600 j(2)560 j(3)4 m解析(1)從a到c過程中，小明與雪橇所受重力做功為wgmgh70×10×8 j5 600 j(2)從a到b過程中，小明與雪橇損失的機械能為：emghmvb25 600 j×70×122 j560 j(3)對于第一種情形：根據(jù)動能定理，從a到b過程，有：mghmgcos ·mvb2從b到c過程，有：wf0mvb2對于第二種情形：根據(jù)動能定理，從a到bc中點過程，有：mghmgcos &#

6、183;wf0聯(lián)立解得hh×8 m4 m.2(1)(2)2mgl解析(1)小球滑到圓弧軌道底端的過程機械能守恒，令p點重力勢能為0，則mgl(1cos 60°)mv2解得v(2)小球離開p點后做平拋運動，所用時間為t，則小球下落的高度為lgt2水平位移2lvt解得v小球從釋放到p點機械能守恒，設(shè)釋放點距p點高為h，則mghmv2解得hl所以，小球從釋放到落地，重力做的功w2mgl.3(1)6mgr(2)7mg(3)105r解析(1)物塊恰好能越過管道，則到達(dá)c時速度接近零，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為到達(dá)c點的重力勢能ep3mghh2r則ep6mgr(2)物塊質(zhì)量為m時，設(shè)到達(dá)

7、c點時的速度為v，由機械能守恒定律有epmv2mg·2r代入數(shù)據(jù)解得v2假定c處管道上壁對物塊有向下的力f，則fmgm代入數(shù)據(jù)解得f7mgf>0，說明方向與假定的方向相同由牛頓第三定律，物塊對管道有向上的作用力，大小為7mg(3)設(shè)de的長度為l，物塊從c到e的過程由動能定理得0mv2mglsin 37°mgr(1cos 37°)mglcos 37°代入數(shù)據(jù)解得l105r.4(1)5 n(2)0.5(3)1 m4 m解析(1)因為物塊恰好過b點，所以vb0ab過程中，由動能定理2mgr0mva2得va2 m/s在a點由牛頓第二定律和向心力公式得fnmgm可得fn5 n(2)ob過程中，由動能定理mg(oa·sin 2r)mgcos ·oaek0可得0.5(3)從b點到與斜劈碰撞，根據(jù)動能定理得mg(2rx)mv020平拋運動的豎直位移為hxgt2水平位移為sv0t代入數(shù)據(jù)得s2 m2 m當(dāng)x1 m時，平拋的水平位移有最大值，sm4 m.我國經(jīng)