2019屆高三物理二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)訓(xùn)練-力學(xué)綜合題

精品文檔2019屆高三物理二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)訓(xùn)練一力學(xué)綜合題熱點(diǎn)十一力學(xué)綜合題力學(xué)綜合題考查的情景主要有板塊模型、傳送帶、彈簧，涉及的知識(shí)為運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、能量和動(dòng)量考向一 “木板滑塊”模型(2018•蚌埠一模)如圖1所示，地面依次排放兩塊完全相同的木板A、B,長度均為L=2.5，質(zhì)量均為2=150kg,現(xiàn)有一小滑塊以速度v0=6/s沖上木板A左端，已知小滑塊質(zhì)量1=200kg,滑動(dòng)與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為□1,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)口2=0.2。(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，g取10/s2)圖1(1)若滑塊滑上木板A時(shí)，木板不動(dòng)，而滑上木板B時(shí)，木板8開始滑動(dòng)，求口1應(yīng)滿足的條件。(2)若口1=0.4,求滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。(結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)［解析］(1)滑上木板A時(shí)，木板不動(dòng)，由受力分析得：□11g<^2(1+22)g若滑上木板B時(shí)，木板8開始滑動(dòng)，由受力分析得：□11g>^2(1+2)g代入數(shù)據(jù)得：0.35<^1<0.5；/14精品文檔(2)若口1=0.4,則滑塊在木板A上滑動(dòng)時(shí)，木板不動(dòng)。設(shè)滑塊在木板A上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為al,由牛頓第二定律得，211g=1a1解得a1=4/s2由一2a1L=v21—v20達(dá)到B板時(shí)速度v1=4/s在A板上的滑動(dòng)時(shí)間由v1=v0—a1t1,解得t1=0.5s滑塊滑上B板時(shí)B運(yùn)動(dòng)，由口11g—^2(1+2)g=2a2得a2=23/s2速度相同時(shí)a2t2=v1—a1t2解得t2=67s,相對位移八x=v1+v共2t2—v共2t2=127<L=2.5滑塊與板B能達(dá)到共同速度：v共=a2t2=47/s,然后相對靜止的一起減速：n2(1+2)g=(1+2)a^a共=2/s2t3=v共a共=27s,t=t1+t2+t3=2314s。［答案］(1)0.35<^K0.5(2)2314s考向二傳送帶模型2/14精品文檔如圖2為倉庫中常用的皮帶傳輸裝置示意圖，它由兩臺(tái)皮帶傳送機(jī)組成，一臺(tái)水平傳送，A、B兩端相距3，另一臺(tái)傾斜，傳送帶與地面的傾角。=37°,、D兩端相距4.45,B、相距很近。水平部分AB以5/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。將質(zhì)量為10kg的一袋大米放在A端，到達(dá)B端后，速度大小不變地傳到傾斜的D部分，米袋與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5。試求：圖2(1)若D部分傳送帶不運(yùn)轉(zhuǎn)，求米袋沿傳送帶所能上升的最大距離。(2)若要米袋能被送到D端，求D部分順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度應(yīng)滿足的條件及米袋從端與D端所用時(shí)間的取值范圍。［解析］(1)米袋在AB上加速時(shí)的加速度a0=ug=5/s2米袋與AB共速時(shí)已滑行的距離x0=v22a0=2.5<3米袋到達(dá)B點(diǎn)之前與傳送帶共速，米袋在D上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為agsine+ugse=a代入數(shù)據(jù)得a=10/s2上滑的最大距離x=v22a=1.25。(2)設(shè)D部分運(yùn)轉(zhuǎn)速度為v1時(shí)米袋恰能到達(dá)D點(diǎn)(即米3/14精品文檔袋到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度恰好為零)，則米袋速度減為v1之前的加速度為a1=—g(sin9+^s。)=-10/s2米袋速度小于v1至減為零前的加速度為a2=—g(sin9—^s。)=2/s2由v21—v22a1+0—v212a2=4.45解得v1=4/s,即要把米袋送到D點(diǎn)，D部分的運(yùn)轉(zhuǎn)速度vDNv1=4/s米袋恰能運(yùn)到D點(diǎn)所用的時(shí)間最長為：tax=v1—va1+0—v1a2=2.1s若D部分傳送帶的速度較大，使米袋沿D上滑時(shí)所受摩擦力一直沿皮帶向上，則所用時(shí)間最短，此種情況米袋加速度一直為a2。由sD=vtin+12a2t2in得，tin=1.16s所以，所求的時(shí)間t的范圍為1.16sWtW2.1s。［答案］(1)1.25 (2)vDN4/s1.16s<t<2.1s考向三與彈簧相關(guān)的問題如圖3所示，擋板P固定在足夠高的傾角為0=37°的斜面上，小物塊A、B的質(zhì)量均為，兩物塊由勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連，兩物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為□=0.5,一不可伸長的輕繩跨過滑輪，一端與物塊B連接，另一端連接一輕質(zhì)小鉤，初始小物塊A、B靜止，且物塊B恰不下滑，4/14精品文檔若在小鉤上掛一質(zhì)量為的物塊并由靜止釋放，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小物塊人恰好離開擋板P,重力加速度為g,sin37°^0.6,s37°^0.8o圖3(1)求物塊下落的最大高度。(2)求物塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，彈簧彈性勢能的變化量。(3)若把物塊換成質(zhì)量為(十)的物塊D,小物塊A恰離開擋板P時(shí)小物塊B的速度為多大？［解析］(1)開始時(shí)，物塊B恰不下滑，B所受的靜摩擦力達(dá)到最大值，且方向沿斜面向上，由平衡條件得：kx1+^gse=gsin9可得彈簧的壓縮量為x1=g5k小物塊人恰好離開擋板P,由平衡條件得：kx2=ugs9+gsin9可得彈簧的伸長量為x2=gk故物塊下落的最大高度h=x1+x2=6g5ko(2)物塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，對于A、B、及彈簧組成的系統(tǒng)，運(yùn)用能量守恒定律得：gh=2gs9h+gsin9h+AEp則得彈簧彈性勢能的變化量AEp=6（一）g25ko5/14精品文檔(3)若把物塊換成質(zhì)量為(十)的物塊D,小物塊A恰離開擋板P時(shí)，物塊D下落的高度仍為h。對于A、B、D及彈簧組成的系統(tǒng)，運(yùn)用能量守恒定律得：(+)gh=^gs9h+gsin9h+AEp+12(++)v2解得v=2g35k(+2)。［答案］(1)6g5k(2)6(一)g25k(3)2g35k(+2).如圖4所示，質(zhì)量為=4.0kg的長木板靜止在粗糙水平地面上，某時(shí)刻一質(zhì)量為=2.0kg的小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，以v0=10/s的初速度從左端滑上長木板，同時(shí)用一水平向右的恒力F拉動(dòng)長木板向右做勻加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小木塊運(yùn)動(dòng)到長木板的右端時(shí)，二者恰好相對靜止，此時(shí)撤去恒力F,長木板在地面上繼續(xù)運(yùn)動(dòng)L=4時(shí)的速度為3/s,已知長木板與小木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)口1=0.5,長木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)口2=0.2,重力加速度g取10/s2,求:圖4(1)長木板的長度；(2)作用在長木板上的恒力F的大小。解析(1)長木板與小木塊達(dá)到共同速度v共后，長木板與小木塊一起向右減速滑行，設(shè)此過程加速度大小為a,以整體為研究對象，由牛頓第二定律，有a=22(+)g(+)=22g6/14精品文檔解得a=2/s2根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律v2-v2共=—2aL解得v共=5/s設(shè)小木塊滑上長木板后做加速度大小為al的勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間tl達(dá)到共同速度v共，對小木塊，由牛頓第二定律，有a1=u1g=5/s2又v^=v0-a1t1解得t1=1s在0?t1內(nèi)小木塊的位移x木塊=v0+v共2t1=7.5長木板的位移x木板=v共2t1=2.5所以長木板的長度為l=x木塊一x木板=5(2)設(shè)長木板在恒力F作用下做加速度大小為a2的勻加速運(yùn)動(dòng)，對長木板，有v共=a2t1解得a2=5/s2由牛頓第二定律得F+口1g—22(+)g=a2解得F=22No答案(1)5 (2)22N.為了測定木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)用測速儀研究木塊在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況，裝置如圖5甲所示。他使木塊以v0=4/s的初速度沿傾角9=30°的斜面上滑，7/14精品文檔并同時(shí)開始記錄數(shù)據(jù)，利用電腦繪出了木塊從開始至最高點(diǎn)的v-t圖線，如圖乙所示。木塊到達(dá)最高點(diǎn)后又沿斜面滑下，g取10/s2。求：圖5(1)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)口；(3)木塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小v。解析(1)由題圖乙可知，木塊經(jīng)0.5s滑至最高點(diǎn)，上滑過程中加速度大小a1=AvAt=8/s2上滑過程中由牛頓第二定律得gsine+ugse=a1聯(lián)立解得口=35(2)木塊上滑過程中做勻減速運(yùn)動(dòng)，有2a1x=v20下滑過程中由牛頓第二定律得gsine—ugse=a2下滑至出發(fā)點(diǎn)做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，得2a2x=v2聯(lián)立解得v=2/s。答案(1)35(2)2/s.如圖6所示，水平地面上靜止放置一輛小車A,質(zhì)量A=4kg,上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計(jì)，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量8/14精品文檔B=2kg,現(xiàn)對A施加一個(gè)水平向右的恒力F=10N,A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小車左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，碰撞后經(jīng)時(shí)間t=0.6s,二者的速度達(dá)到vt=2/s。求：圖6(1)A開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大??；(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大??；(3)A的上表面長度1.解析(1)以A為研究對象，由牛頓第二定律有F=Aa,代入數(shù)據(jù)解得a=2.5/s2(2)對A、B碰撞后共同運(yùn)動(dòng)t=0.6s的過程，由動(dòng)量定理得Ft=(A+B)vt—(A+B)v代入數(shù)據(jù)解得v=1/s(3)設(shè)A、B發(fā)生碰撞前，A的速度為vA,對A、B發(fā)生碰撞的過程，由動(dòng)量守恒定律有AvA=(A+B)vA從開始運(yùn)動(dòng)到與B發(fā)生碰撞前，由動(dòng)能定理有F1=12Av2A代入數(shù)據(jù)解得1=0.45。答案(1)2.5/s2(2)1/s(3)0.459/14精品文檔.如圖7所示，彈槍AA,離豎直墻壁B距離x=2.4,質(zhì)量1=0.5kg的“憤怒的小鳥”從彈槍上A,點(diǎn)彈出后，拋射至光滑圓弧軌道最低點(diǎn)點(diǎn)，A,的豎直高度差y=1.8。“小鳥”在處時(shí)，速度恰好水平地與原靜止在該處的質(zhì)量為2=0.3kg的石塊發(fā)生彈性碰撞，碰后石塊沿圓弧軌道上滑，圓弧軌道半徑R=0.5，石塊恰好能通過圓弧最高點(diǎn)D,之后無碰撞地從E點(diǎn)離開圓弧軌道進(jìn)入傾斜軌道N(無能量損失)，且斜面N的傾角e=37°,NED=37°,石塊沿斜面下滑至P點(diǎn)與原藏在該處的“豬頭”發(fā)生碰撞并擊爆它，石塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.5,PE之間的距離s=0.5。已知“小鳥”、石塊、“豬頭”均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10/$2,空氣阻力忽略不計(jì)(sin37°=0.6,s37°=0.8)。求：圖7(1)石塊與“豬頭”碰撞時(shí)的速度大??；“小鳥”與石塊碰前的速度大小；“小鳥”與石塊相碰之前離斜面N的最近距離。解析(1)石塊恰好過圓弧最高點(diǎn)D,設(shè)在D點(diǎn)時(shí)的速度為vD2g=2v2DR解得vD=5/s設(shè)石塊在P點(diǎn)與“豬頭”碰撞時(shí)的速度為vp,石塊從D10/14精品文檔至P的過程，由動(dòng)能定理可知2g[R(1-s0)+s•sin0]一“2gs0•s=122v2P—122V2D解得vP=3/s(2)設(shè)石塊在點(diǎn)碰后的速度為v,石塊從至D的過程，由動(dòng)能定理可知—2g•2R=122v2D—122V2解得v=5/s設(shè)“小鳥”與石塊碰前的速度為v,碰后速度為v,,在碰撞過程，由動(dòng)量守恒和能量守恒可知1v=1v/+2V121V2=121v,2+122v2聯(lián)解可得v=4/s(3)將“小鳥”從A,至的運(yùn)動(dòng)可逆向視為從至A,的平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)歷時(shí)t,“小鳥”的速度與A,連線平行，有vy=gtvx=vtan0=vyvx聯(lián)解可得t=0.3s此時(shí)“小鳥”離A,連線的距離設(shè)為hh=x,2sin0x‘=vt則“小鳥，，離斜面N最近的距離為Ah11/14精品文檔Ah=R(1+s9)—h得Ah=0.54。答案(1)3/s(2)4/s(3)0.545.如圖8所示，在水平軌道上方處，用長為L=1的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為=0.1kg的滑塊8田恰好與水平軌道相切，并可繞點(diǎn)在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。水平軌道的右側(cè)有一質(zhì)量為=0.3kg的滑塊與輕質(zhì)彈簧的一端相連，彈簧的另一端固定在豎直墻D上，彈簧處于原長時(shí)，滑塊靜止在P點(diǎn)處，一質(zhì)量也為=0.1kg的子彈以初速度v0=152/s射穿滑塊B后(滑塊B質(zhì)量不變)射中滑塊并留在其中，一起壓縮彈簧，彈簧最大壓縮量為x=0.2。滑塊B做圓周運(yùn)動(dòng)，恰好能保證繩子不松弛?；瑝K與PD段的動(dòng)摩擦因數(shù)為口=0.5,A、B、均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g=10/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。求：圖8(1)子彈A和滑塊B作用過程中損失的能量；(2)彈簧的最大彈性勢能。解析(1)①若滑塊B恰好能夠做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則在圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)有g(shù)=v21L解得v1=gL=10/