高考物理模擬題精選訓(xùn)練機械能守恒定律專題04與彈簧相關(guān)機械能問題含解析

1、高考物理最新模擬題精選訓(xùn)練機械能守恒定律專題04與彈簧相關(guān)機械能問題含解析1.(2016樂山市三診)利用彈簧彈射和皮帶傳動裝置可以將工件運送至高處。如圖4所示，已知傳送軌道平面與水平方向成37。角，傾角也是37。的光滑斜面軌道固定于地面且與傳送軌道良好對接，彈簧下端固定在斜面底端，工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)=0.25。皮帶傳動裝置順時針勻速轉(zhuǎn)動的速度v=4m/s,兩輪軸心相距L=5m,BC分別是傳送帶與兩輪的切點，輪緣與傳送帶之間不打滑?，F(xiàn)將質(zhì)量m=1kg的工件放在彈簧上，用力將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，工件離開斜面頂端滑到皮帶上的B點時速度vo=8m/s,A、B間的距離x=1m。工件可視為質(zhì)

2、點，g取10m/s2。(sin37=0.6,cos37=0.8)求：(1)彈簧的最大彈性勢能；(2)工件沿傳送帶上滑的時間?！久麕熃馕觥繌椈傻淖畲髲椥詣菽芡叨嫴齲sin374如怖:得皆二3SJc(2)工件沿傳送軌道減速向上滑動過程mgin37mgos37=ma與傳送帶共速需要時間11=vn=0.5s3i小、中一itv2V2工件滑行位移大小Xi=_=3mL2a因為(ivtan37,所以工件將沿傳送帶繼續(xù)減速上滑mcsin37mgpos37=ma假設(shè)工件速度減為0時，工件未從傳送帶上滑落。則v=1a22,一，,、一，v工件滑行位移大小X2=-=2m=Lxi2a2故假設(shè)成立，工件沿傳送帶上滑的時間

3、為t=ti+t2=1.5s。答案(1)38J(2)1.5s2.(18分)(2016山東省東營市聯(lián)考)下圖為光電計時器的實驗簡易示意圖。當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。光滑水平導(dǎo)軌MNk放置兩個相同的物塊A和B,左端擋板處有一彈射裝置P,右端N處與水平傳送帶平滑連接，今將擋光效果好，寬度為d=3.6X10-3m的兩塊黑色磁帶分別貼在物塊A和B上，且高出物塊，并使高出物塊部分在通過光電門時擋光。傳送帶水平部分的長度L=8m,沿逆時針方向以恒定速度v=6m/s勻速轉(zhuǎn)動。物塊AB與傳送帶間的動摩擦因數(shù)(1=0.2,質(zhì)量m=m=1kg。開始時在A和B之間壓縮一輕彈簧，

4、鎖定其處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)解除鎖定，彈開物塊A和B,迅速移去輕彈簧，兩物塊第一次通過光電門，計時器顯示讀數(shù)均為t=9.0X10-4s,重力加速度g取10m/s2。試求：-6 -(1)彈簧儲存的彈性勢能日；(2)物塊B在傳送帶上向右滑動的最遠距離Sm；(3)若物塊B返回水平面MN與被彈射裝置P彈回的物塊A在水平面上相碰，且A和B碰后互換速度，則彈射裝置P至少應(yīng)以多大速度將A彈回，才能在AB碰后使B剛好能從Q端滑出？此過程中，滑塊B與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能E為多大？【參照答案】(1)16J(2)4m(3)上!imBgAS=!imog(S帶+L)【名師解析】(1)解除鎖定，彈開物塊A、B后，兩物體的

5、速度大小為:dVa=Vb=t3.6 10 39.0 10 4=4.0m/s（2分）1 o1o彈簧儲存的彈性勢能EP一m-mB16J(3分)2 2(2)物塊B滑上傳送帶做勻減速運動，當(dāng)速度減為零時，滑動的距離最遠。由動能定理得：一mBgSn=0-RBVB2/2得Sm=4m要剛好就滑出傳送帶的口端，由能量關(guān)系有：得；&=4m/s因為A和B碰撞過程交換速度.故我射裝置至少應(yīng)認小的速度將J理回B在傳送帶上運1-二及s動的時間%在滑過傳送芾的過程中，傳送帶移動的距離：S帝=)=1尸，有十人因摩撼產(chǎn)生的內(nèi)能為：廬八必4八八%上)3.如圖所示，一質(zhì)量為m1kg的可視為質(zhì)點的滑塊，放在光滑的水平平臺上，平臺的

6、左端與水平傳送帶相接，傳送帶以v=2m/s的速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動(傳送帶不打滑)?，F(xiàn)將滑塊緩慢向右壓縮輕彈簧，輕彈簧的原長小于平臺的長度，滑塊靜止時彈簧的彈性勢能為日=4.5J,若突然釋放滑塊，滑塊向左滑上傳送帶。已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為科=0.2，傳送帶足夠長，取g=10m/s2。求：(1)滑塊第一次滑上傳送帶到離開傳送帶所經(jīng)歷的時間;(2)滑塊第一次滑上傳送帶到離開傳送帶由于摩擦產(chǎn)生的熱量。12【名師解析】(1)釋放滑塊的過程中機械能守恒，設(shè)滑塊滑上傳送帶的速度為V1,則&=2mV,得vi=3m/s2滑塊在傳送帶上運動的加速度a=g=2m/sV1滑塊向左運動的時間11=1.5s

7、向右勻加速運動的時間t2=-=1Sa2，,一一，一V1向左的最大位移為X1=2.25m2a向右加速運動的位移為X1X2勻速向右的時間為13=0.625sv所以t=11+12+13=3.125so(2)滑塊向左運動覆的位移時,傳送帶向右的位移為置=vfL=3m則用,=小+5.25m滑塊向右運動順時一傳送帶向右位移為小時玄=2m則能二兩，一葡二1而汨=葡+微二色25nt則產(chǎn)生的熱量為7噌/二12.5J。答案曾(2)12.5J4.如圖所示，有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量m1kg的小物塊，從光滑平臺上的A點以V0=1.8m/s的初速度水平拋出，到達C點時，恰好沿C點的切線方向進入固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道

8、，最后小物塊無碰撞地滑上緊靠軌道末端D點的足夠長的水平傳送帶。已知傳送帶上表面與圓弧軌道末端切線相平，傳送帶沿順時針方向勻速運行的速度為v=3m/s,小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.5,圓弧軌道的半徑為R=2m,C點和圓弧的圓心O點連線與豎直方向的夾角0=53,不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2,sin53=0.8,cos53=0.6。求：(1)小物塊到達圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力；(2)小物塊從滑上傳送帶到第一次離開傳送帶的過程中產(chǎn)生的熱量?！久麕熃馕觥吭O(shè)小物塊在0點的速度為上在心點由一解得3n/sCDSy退物塊在E的速度為必,從二到必由動能定理得/)=%總一；用,解得g=5m/s設(shè)在白點軌道對小物塊的作用力為在;r-*二4解得抵=22.5比由牛頓第三定律，小物塊對軌道的壓力大小為22.5瓦方向豎直向下。(2)設(shè)小物塊在傳送帶上的加速度為a,則(1mg=maa=g=5m/s2設(shè)小物塊由D點向左運動至速度為零，所用時間為t1,位移為X1,則vd=atiVDx1=t1設(shè)tl時間內(nèi)傳送帶向右的位移為X2,